KR20200029603A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200029603A
KR20200029603A KR1020207006547A KR20207006547A KR20200029603A KR 20200029603 A KR20200029603 A KR 20200029603A KR 1020207006547 A KR1020207006547 A KR 1020207006547A KR 20207006547 A KR20207006547 A KR 20207006547A KR 20200029603 A KR20200029603 A KR 20200029603A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
ammonia water
ipa
flow rate
rotational speed
Prior art date
Application number
KR1020207006547A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102321240B1 (ko
Inventor
다이키 히노데
사다무 후지이
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 filed Critical 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Publication of KR20200029603A publication Critical patent/KR20200029603A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102321240B1 publication Critical patent/KR102321240B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H01L21/02063—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being the formation of vias or contact holes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/041—Cleaning travelling work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

기판 (W) 에 형성된 오목부 (83) 의 측면으로 노출되는 폴리실리콘의 자연 산화막을 제거함으로써, 폴리실리콘의 박막 (84) 을 오목부 (83) 의 측면 (83s) 으로 노출시킨다. 폴리실리콘의 자연 산화막이 제거된 후에, 폴리실리콘의 박막 (84) 에 액상의 IPA 를 접촉시킨다. IPA 가 폴리실리콘의 박막 (84) 에 접촉한 후에, 기판 (W) 에 희석 암모니아수를 공급함으로써, 폴리실리콘의 박막 (84) 을 에칭한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상의 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판, 유기 EL (electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판 등이 포함된다.
특허문헌 1 에는, 비아홀 등의 홀부를 갖는 처리 대상면을 구비하는 대상물에, 암모니아수와 과산화수소수를 포함하는 혼합 용액을 접촉시키는 것이 개시되어 있다. 혼합 용액을 대상물에 접촉시킨 후에는, 가압된 증기 또는 물의 적어도 하나가 처리 대상면에 적용된다. 이에 의해, 홀부의 측벽이나 저부에 잔류하는 반응 부생성물이나 잔류물 등의 불요물이 제거되는 것으로 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2006-186081호
특허문헌 1 에 기재된 처리 방법 및 처리 장치에서는, 암모니아수뿐만 아니라, 과산화수소수가, 혼합 용액에 포함되어 있다. 혼합 용액에 포함되는 과산화수소가, 홀부 내의 불요물과 반응하면, 과산화수소로부터 다량의 가스가 발생하고, 다수의 기포가 홀부 내에 형성된다. 홀부 내에서 발생한 기포는, 홀부의 입구, 요컨대, 홀부의 개구부쪽으로 흐른다. 그 때문에, 홀부의 입구가 기포로 막히는 경우가 있다.
다수의 기포가 홀부의 입구에 있으면, 홀부의 바닥까지 혼합 용액이 도달하기 어려워진다. 또한, 혼합 용액이 홀부의 바닥에 도달했다고 해도, 홀부의 바닥에 있는 혼합 용액이, 새로운 혼합 용액으로 치환되기 어렵다. 그 때문에, 홀부의 바닥에 불요물이 잔류하는 경우가 있다. 특히, 홀부의 측벽이나 저부가 소수성인 경우에는, 혼합 용액이 홀부의 측벽 등에 균일하게 공급되기 어렵기 때문에, 불요물의 잔류량이 증가하는 경향이 있다.
그래서, 본 발명의 목적의 하나는, 기판에 형성된 오목부 내의 불요물을 효과적으로 에칭할 수 있고, 오목부 내에 잔류하는 불요물을 줄일 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는, 기판에 형성된 오목부의 측면으로 노출되는 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 상기 오목부의 측면으로 노출시키는 자연 산화막 제거 공정과, 상기 제 14 족 원소의 자연 산화막이 제거된 후에, 상기 제 14 족 원소의 박막에 액상의 IPA 를 접촉시키는 IPA 공급 공정과, 상기 IPA 가 상기 제 14 족 원소의 박막에 접촉한 후에, 상기 기판에 암모니아수를 공급함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 에칭하는 암모니아수 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 실리콘이나 게르마늄 등의 제 14 족 원소의 자연 산화막이, 기판에 형성된 오목부의 측면으로 노출되어 있다. 이 자연 산화막을 제거하면, 제 14 족 원소의 박막이 오목부의 측면으로 노출된다. 제 14 족 원소의 박막의 표면은, 제 14 족 원소의 자연 산화막으로 덮여 있지 않은 소수면이다. 그러나, IPA 에는 이소프로필기가 포함되어 있기 때문에, IPA 를 기판에 공급하면, IPA 가 제 14 족 원소의 박막에 넓게 퍼진다.
암모니아수는, IPA 가 제 14 족 원소의 박막에 접촉한 후에 기판에 공급된다. 하이드록시기를 포함하는 IPA 로 제 14 족 원소가 코팅되어 있기 때문에, 암모니아수는, 제 14 족 원소의 박막에 넓게 퍼진다. 또한, 암모니아수에 포함되는 수산화암모늄이 제 14 족 원소와 반응하면, 가스가 발생하지만, 제 14 족 원소의 박막이 IPA 로 코팅되어 있기 때문에, 수산화암모늄과 제 14 족 원소의 반응이 IPA 에 의해 저해되어, 단위 시간 당의 가스의 발생량이 감소한다.
단위 시간 당의 가스의 발생량이 적기 때문에, 단위 시간 당의 기포의 발생수가 적다. 혹은, 작은 기포밖에 잘 발생하지 않는다. 기포가 작으면, 오목부의 입구를 통해서 기포가 오목부의 밖으로 나가기 쉽다. 따라서, 오목부가 기포로 잘 막히지 않는다. 마찬가지로, 기포의 발생수가 적으면, 오목부가 기포로 잘 막히지 않는다. 또한, 오목부에 출입하는 암모니아수의 흐름이 기포로 방해 받기 어렵기 때문에, 오목부 내의 암모니아수를 새로운 암모니아수로 효율적으로 치환할 수 있다.
이와 같이, 제 14 족 원소의 박막에 IPA 가 부착되어 있는 상태에서, 암모니아수를 기판에 공급하기 때문에, 자연 산화막이 제거된 후여도, 암모니아수를 제 14 족 원소의 박막에 넓게 퍼지게 할 수 있다. 또한, 단위 시간 당의 가스의 발생량을 저감시킬 수 있기 때문에, 암모니아수가 제 14 족 원소의 박막에 균일하게 공급되는 상태를 유지할 수 있어, 활성이 높은 암모니아수를 제 14 족 원소의 박막에 계속 공급할 수 있다. 이에 의해, 오목부 내의 제 14 족 원소를 효과적으로 에칭할 수 있어, 오목부 내에 잔류하는 제 14 족 원소를 줄일 수 있다.
제 14 족 원소의 박막은, 제 14 족 원소의 단결정 또는 다결정의 박막이어도 되고, 제 14 족 원소의 비정질체의 박막이어도 된다. 제 14 족 원소의 박막은, 제 14 족 원소의 단체, 요컨대, 제 14 족 원소의 비율이 100 ％ 인 박막이어도 된다. 제 14 족 원소의 비율이 대체로 100 ％ 이면, 제 14 족 원소 이외의 첨가물이 제 14 족 원소의 박막에 포함되어 있어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 하나의 특징이, 상기 기판 처리 방법에 더해져도 된다.
상기 IPA 공급 공정은, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 제 2 회전 속도보다 작은 제 1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면 전역에 상기 IPA 의 액막을 유지하는 액막 유지 공정을 포함하고, 상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 1 회전 속도로부터 상기 제 2 회전 속도로 상승시키면서, 상기 기판에 공급되는 상기 암모니아수의 토출을 개시하는 암모니아수 토출 개시 공정과, 상기 암모니아수 토출 개시 공정 후에, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 2 회전 속도로 유지하면서, 상기 암모니아수의 토출을 계속하는 암모니아수 토출 계속 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 암모니아수는, 기판의 표면 전역이 IPA 의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판의 표면 내의 착액 위치를 향하여 토출된다. 착액 위치에 위치하는 IPA 는, 기판의 표면에 착액한 암모니아수에 의해 착액 위치의 주위로 흘러가게 된다. 이에 의해, 대체로 원형의 암모니아수의 액막이 기판의 표면에 형성된다. 그 한편으로, IPA 의 액막은, 암모니아수의 액막을 둘러싸는 환상으로 변화한다. 암모니아수의 토출이 계속되면, 암모니아수의 액막의 외주부가 외방으로 확산되어, 기판의 표면 전역이 암모니아수의 액막으로 덮인다.
암모니아수의 토출을 개시하기 전에 기판의 고속 회전을 개시하면, 암모니아수가 기판에 공급되기 전에, IPA 가 기판의 표면 중앙부로부터 그 주위로 흘러, 기판의 표면 중앙부가 IPA 의 액막으로부터 노출되는 경우가 있다. 그 한편으로, IPA 및 암모니아수의 양방이 기판 상에 위치하고 있을 때의 기판의 회전 속도가 지나치게 낮으면, 기판의 표면 외주부가 부분적으로 노출되는 경우가 있다. 이것은, 기판 상의 IPA 가 기판 상의 암모니아수를 향하여 내방으로 흐르는 마란고니 대류가 발생하기 때문이다.
암모니아수 공급 공정에서는, 기판의 회전 속도를 제 1 회전 속도로부터 제 2 회전 속도로 상승시키면서 암모니아수의 토출을 개시하고, 기판의 회전 속도를 제 2 회전 속도로 유지하면서, 암모니아수의 토출을 계속한다. 암모니아수의 토출을 개시했을 때의 기판의 회전 속도가 낮기 때문에, 암모니아수가 기판에 공급되기 전에, 기판의 표면 중앙부가 IPA 의 액막으로부터 노출되는 경우는 없다. 또한, 기판 상의 IPA 및 암모니아수에 가해지는 원심력이 서서히 증가하기 때문에, 마란고니 대류에 의해 기판의 표면 외주부가 IPA 의 액막으로부터 노출되는 경우도 없다. 따라서, 기판의 표면 전역이 액막으로 덮인 상태를 유지하면서, 기판 상의 IPA 를 암모니아수로 치환할 수 있다.
기판의 표면 외주부가 부분적으로 노출되지 않으면, 암모니아수의 토출이 개시되는 시기는, 기판의 가속이 개시되기 전이어도 된다. 그러나, 이 경우, 기판 상의 IPA 의 양은, 암모니아수의 토출이 개시되었을 때와 그 전에서 거의 변하지 않다. 이에 반하여, 기판의 회전 속도를 제 1 회전 속도로부터 제 2 회전 속도로 상승시키면서 암모니아수의 토출을 개시하는 경우에는, 기판의 가속을 개시하고 나서 암모니아수가 기판에 공급될 때까지 동안에, IPA 가 원심력으로 기판으로부터 배출되어, 기판 상의 IPA 의 양이 감소한다.
암모니아수는, 기판 상의 IPA 와 혼합된다. 기판 상의 IPA 의 양이 많을수록, 기판 상의 액체에 포함되는 암모니아의 농도가 저하한다. 기판의 회전 속도를 제 1 회전 속도로부터 제 2 회전 속도로 상승시키면서 암모니아수의 토출을 개시하면, 기판의 가속이 개시되기 전에 암모니아수의 토출을 개시하는 경우에 비하여, 암모니아의 농도의 저하량을 감소시킬 수 있어, 제 14 족 원소의 에칭에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판을 회전 방향으로 가속시키면서, 암모니아수의 토출을 개시하는 것이 바람직하다.
상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정을 포함하는 1 개의 사이클을 복수 회 실시한다.
이 방법에 의하면, IPA 및 암모니아수가 이 순서로 기판에 공급된 후, 다시, IPA 및 암모니아수가 이 순서로 기판에 공급된다. 제 14 족 원소의 박막에 부착되어 있는 IPA 는, 암모니아수의 공급에 의해 점차 감소해 간다. IPA 를 다시 기판에 공급함으로써, 제 14 족 원소의 박막에 IPA 를 보충할 수 있다. 이에 의해, 암모니아수를 제 14 족 원소의 박막에 넓게 퍼지게 할 수 있다.
상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 가속 공정과, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 유량 증가 공정 중 적어도 1 개를 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에 암모니아수의 액막을 유지하면서, 기판의 회전 속도를 상승시킨다. 혹은, 기판의 표면에 암모니아수의 액막을 유지하면서, 기판의 표면을 향하여 토출되는 암모니아수의 유량을 증가시킨다. 혹은, 기판의 표면에 암모니아수의 액막을 유지하면서, 회전 방향으로의 기판의 가속 및 암모니아수의 토출 유량의 증가의 양방을 실행한다.
기판의 회전 속도를 상승시키면, 기판 상의 액체에 가해지는 원심력이 증가하고, 기판 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 동일하게, 기판의 표면을 향하여 토출되는 액체의 유량을 증가시키면, 기판 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 따라서, 회전 방향으로의 기판의 가속 및 암모니아수의 토출 유량의 증가의 적어도 일방을 실행함으로써, 기판 상에서의 암모니아수의 유속을 상승시킬 수 있어, 오목부로부터의 기포의 배출을 촉진시킬 수 있다. 이에 의해, 오목부가 기포로 막히는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 1 가속 공정과, 상기 제 1 가속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 저하시키는 제 1 감속 공정과, 상기 제 1 감속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 2 가속 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면이 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판의 회전 속도를 상승시킨다 (제 1 가속 공정). 그 후, 기판의 표면이 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판의 회전 속도를 저하시킨다 (제 1 감속 공정). 그 후, 기판의 표면이 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판의 회전 속도를 상승시킨다 (제 2 가속 공정). 필요에 따라, 다시 제 1 가속 공정, 제 1 감속 공정, 및 제 2 가속 공정을 이 순서로 실행한다.
기판의 회전 속도를 상승시키면, 기판 상의 액체에 가해지는 원심력이 증가하고, 기판 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 또한, 기판의 회전 속도를 일정하게 유지하면, 대체로 안정적인 액류가 기판 상에 형성되는 데에 반하여, 기판의 회전 속도를 변화시키면, 기판 상에서의 액체의 흐름이 변화한다. 따라서, 기판을 고속으로 계속 회전시키는 것이 아니라, 회전 방향으로 가속 및 감속시킴으로써, 오목부로부터의 기포의 배출을 촉진시킬 수 있다.
상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 1 유량 증가 공정과, 상기 제 1 유량 증가 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 감소시키는 제 1 유량 감소 공정과, 상기 제 1 유량 감소 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 2 유량 증가 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면이 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 암모니아수의 토출 유량을 증가시킨다 (제 1 유량 증가 공정). 그 후, 기판의 표면이 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 암모니아수의 토출 유량을 감소시킨다 (제 1 유량 감소 공정). 그 후, 기판의 표면이 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 암모니아수의 토출 유량을 증가시킨다 (제 2 유량 증가 공정). 필요에 따라, 다시 제 1 유량 증가 공정, 제 1 유량 감소 공정, 및 제 2 유량 증가 공정을 이 순서로 실행한다.
기판의 표면을 향하여 토출되는 액체의 유량을 증가시키면, 기판 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 또한, 액체의 토출 유량을 일정하게 유지하면, 대체로 안정적인 액류가 기판 상에 형성되는 데에 반하여, 액체의 토출 유량을 변화시키면, 기판 상에서의 액체의 흐름이 변화한다. 따라서, 암모니아수를 고유량으로 계속 토출시키는 것이 아니라 변화시킴으로써, 오목부로부터의 기포의 배출을 촉진시킬 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정이 실시되고 있을 때에, 상기 기판의 표면이 위로 향해진 상태에서 상기 기판을 수평으로 유지하면서, 상기 기판의 직경 이상의 외경을 갖는 대향면을 상기 기판의 표면에 대향시키고, 상기 기판을 둘러싸는 통상의 가드의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방의 높이에 위치시키는 밀폐 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 직경 이상의 외경을 갖는 대향면을, 기판의 상면, 요컨대, 기판의 표면에 대향시킨다. 또한, 기판을 둘러싸는 통상의 가드의 상단을 대향면과 동등한 높이 또는 대향면보다 상방의 높이에 위치시킨다. 기판의 상면은, 대향면에 의해 보호된다. 기판의 외주면은, 가드에 의해 보호된다. 또한, 기판과 대향면 사이의 공간이 가드에 의해 둘러싸이기 때문에, 이 공간의 밀폐도를 높일 수 있다. 이에 의해, 파티클을 포함하는 분위기로부터 기판을 보호하면서 기판을 처리할 수 있다.
상기 제 14 족 원소의 박막은, 상기 오목부의 입구로부터 상기 오목부의 바닥면을 향하여 연장되어 있다.
이 방법에 의하면, 제 14 족 원소의 박막의 일부가, 오목부의 입구에 배치되어 있다. 암모니아수에 포함되는 수산화암모늄이 제 14 족 원소와 반응하면, 가스가 발생한다. 따라서, 오목부의 입구에서 가스가 발생한다. 또한, 오목부 안에서 발생한 기포는, 오목부의 입구를 향하여 흐른다. 그러나, 암모니아수를 기판에 공급하기 전에, 제 14 족 원소의 박막을 IPA 로 코팅하기 때문에, 단위 시간 당의 가스의 발생량을 저감시킬 수 있어, 오목부의 입구가 기포로 막히는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 오목부의 측면은, 상기 오목부의 깊이 방향에 직교하는 폭 방향으로 대향하는 1 쌍의 대향부를 포함하고, 상기 오목부의 깊이 방향으로의 상기 제 14 족 원소의 박막의 길이는, 상기 오목부의 폭 방향으로의 상기 1 쌍의 대향부의 간격보다 길다.
이 방법에 의하면, 제 14 족 원소의 박막이, 오목부의 측면에 광범위하게 배치되어 있다. 따라서, 제 14 족 원소를 에칭할 때에 발생하는 가스의 양이 증가한다. 또한, 제 14 족 원소가 오목부의 깊이 방향으로 길기 때문에, 제 14 족 원소의 박막의 바닥면은, 오목부의 입구에 비하여 암모니아수가 도달하기 어려운 오목부의 바닥면에 가까워진다. 그러나, 암모니아수를 기판에 공급하기 전에, 제 14 족 원소의 박막을 IPA 로 코팅하기 때문에, 단위 시간 당의 가스의 발생량을 저감시킬 수 있어, 오목부가 기포로 막히는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 기판에 형성된 오목부의 측면으로 노출되는 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 상기 오목부의 측면으로 노출시키는 자연 산화막 제거 유닛과, 상기 제 14 족 원소의 박막에 액상의 IPA 를 접촉시키는 IPA 공급 유닛과, 상기 기판에 암모니아수를 공급함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 에칭하는 암모니아수 공급 유닛과, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 및 암모니아수 공급 유닛을 제어하는 제어 장치를 구비하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제어 장치는, 상기 기판에 형성된 상기 오목부의 측면으로 노출되는 상기 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 상기 오목부의 측면으로 노출시키는 자연 산화막 제거 공정과, 상기 제 14 족 원소의 자연 산화막이 제거된 후에, 상기 제 14 족 원소의 박막에 액상의 IPA 를 접촉시키는 IPA 공급 공정과, 상기 IPA 가 상기 제 14 족 원소의 박막에 접촉된 후에, 상기 기판에 암모니아수를 공급함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 에칭하는 암모니아수 공급 공정을 실행한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 하나의 특징이, 상기 기판 처리 장치에 더해져도 된다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛을 추가로 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 및, 기판 회전 유닛을 제어한다. 상기 IPA 공급 공정은, 제 2 회전 속도보다 작은 제 1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면 전역에 상기 IPA 의 액막을 유지하는 액막 유지 공정을 포함하고, 상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 1 회전 속도로부터 상기 제 2 회전 속도로 상승시키면서, 상기 기판에 공급되는 상기 암모니아수의 토출을 개시하는 암모니아수 토출 개시 공정과, 상기 암모니아수 토출 개시 공정 후에, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 2 회전 속도로 유지하면서, 상기 암모니아수의 토출을 계속하는 암모니아수 토출 계속 공정을 포함한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정을 포함하는 1 개의 사이클을 복수회 실시한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브를 추가로 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 기판 회전 유닛, 및, 유량 조정 밸브를 제어한다. 상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 가속 공정과, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 유량 증가 공정 중 적어도 1 개를 포함한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛을 추가로 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 및 기판 회전 유닛을 제어한다. 상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 1 가속 공정과, 상기 제 1 가속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 저하시키는 제 1 감속 공정과, 상기 제 1 감속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 2 가속 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브를 추가로 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 및 유량 조정 밸브를 제어한다. 상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 1 유량 증가 공정과, 상기 제 1 유량 증가 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 감소시키는 제 1 유량 감소 공정과, 상기 제 1 유량 감소 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 2 유량 증가 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 표면이 위로 향해진 상태에서 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판의 직경 이상의 외경을 가지고 있고, 상기 기판의 표면에 대향하는 대향면과, 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방의 높이에 위치하는 상단을 포함하고, 상기 기판을 둘러싸는 통상의 가드를 추가로 구비한다.
상기 제어 장치는, 상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정의 적어도 일방이 실시되고 있을 때, 상기 기판의 표면이 위로 향해진 상태에서 상기 기판을 수평으로 유지하면서, 상기 대향면을 상기 기판의 표면에 대향시켜, 상기 가드의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방의 높이에 위치시키는 밀폐 공정을 추가로 실행한다. 이 구성에 의하면, 전술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 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 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
도 2 는 스핀 척 및 처리 컵을 위에서 본 모식도이다.
도 3 은 처리되기 전의 기판의 단면의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4 는 기판 처리 장치에 의해 실시되는 기판의 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 공정도이다.
도 5A - 5C 는 도 4 에 나타내는 기판의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5D - 5F 는 도 4 에 나타내는 기판의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 6A - 6C 는 도 4 에 나타내는 기판의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 6D - 6E 는 도 4 에 나타내는 기판의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 7 은 도 4 에 나타내는 기판의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 8 은 DHF 를 공급하고 나서 희석 암모니아수를 공급할 때까지 동안에 IPA 를 공급했을 경우와 공급하지 않았을 경우의 기판의 단면을 나타내는 모식도이다.
도 9 는 기판을 고속으로 회전시키면서 희석 암모니아수의 토출을 개시했을 때의 기판 상에서의 액막의 모습을 나타내는 모식도이다.
도 10 은 기판을 저속으로 회전시키면서 희석 암모니아수의 토출을 개시했을 때의 기판 상에서의 액막의 모습을 나타내는 모식도이다.
도 11 은 기판 처리의 다른 예가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 12 는 기판과 차단 부재 사이의 공간의 밀폐도를 높이면서, 제 1 IPA 공급 공정 및 희석 암모니아수 공급 공정을 실행하고 있을 때의 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 13 은 기판과 차단 부재 사이의 공간의 밀폐도를 높이면서, 제 1 IPA 공급 공정 및 희석 암모니아수 공급 공정을 실행하고 있을 때의 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 14 는 기판 처리의 다른 예가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 처리 유닛 (2) 의 내부를 수평으로 본 모식도이다. 도 2 는, 스핀 척 (8) 및 처리 컵 (21) 을 위에서 본 모식도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 을 수용하는 상자형의 캐리어가 놓이는 로드 포트 (도시 생략) 와, 로드 포트 상의 캐리어로부터 반송된 기판 (W) 을 처리액이나 처리 가스 등의 처리 유체로 처리하는 처리 유닛 (2) 과, 로드 포트와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (도시 생략) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다.
처리 유닛 (2) 은, 내부 공간을 갖는 상자형의 챔버 (4) 와, 챔버 (4) 내에서 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서 기판 (W) 의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 (A1) 주위로 회전시키는 스핀 척 (8) 과, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 대향하는 차단 부재 (13) 와, 기판 (W) 및 스핀 척 (8) 으로부터 외방으로 배출된 처리액을 수용하는 통상의 처리 컵 (21) 을 포함한다.
챔버 (4) 는, 기판 (W) 이 통과하는 반입 반출구 (5b) 가 형성된 상자형의 격벽 (5) 과, 반입 반출구 (5b) 를 개폐하는 셔터 (6) 를 포함한다. 필터에 의해 여과된 공기인 클린 에어는, 격벽 (5) 의 상부에 형성된 송풍구 (5a) 로부터 챔버 (4) 내에 항상 공급된다. 챔버 (4) 내의 기체는, 처리 컵 (21) 의 저부에 접속된 배기 덕트 (7) 를 통해서 챔버 (4) 로부터 배출된다. 이에 의해, 클린 에어의 다운 플로우가 챔버 (4) 내에 항상 형성된다.
스핀 척 (8) 은, 수평의 자세로 유지된 원판상의 스핀 베이스 (10) 와, 스핀 베이스 (10) 의 상방으로 기판 (W) 을 수평의 자세로 유지하는 복수의 척 핀 (9) 과, 스핀 베이스 (10) 의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 스핀 축 (11) 과, 스핀 축 (11) 을 회전시킴으로써 스핀 베이스 (10) 및 복수의 척 핀 (9) 을 회전시키는 스핀 모터 (12) 를 포함한다. 스핀 척 (8) 은, 복수의 척 핀 (9) 을 기판 (W) 의 외주면에 접촉시키는 협지식의 척에 한정하지 않고, 비디바이스 형성면인 기판 (W) 의 이면 (하면) 을 스핀 베이스 (10) 의 상면에 흡착시킴으로써 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 버큠식의 척이어도 된다.
차단 부재 (13) 는, 스핀 척 (8) 의 상방에 배치되어 있다. 차단 부재 (13) 는, 기판 (W) 보다 큰 외경을 갖는 원판부 (13a) 이다. 차단 부재 (13) 는, 상하 방향으로 연장되는 지지축 (14) 에 의해 수평의 자세로 지지되어 있다. 차단 부재 (13) 의 중심선은, 회전 축선 (A1) 상에 배치되어 있다. 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 의 외경은, 기판 (W) 의 외경보다 크다. 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 은, 기판 (W) 의 상면과 평행하고, 기판 (W) 의 상면에 대향한다. 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 은, 기판 (W) 의 상면에 대향하는 대향면의 일례이다.
처리 유닛 (2) 은, 지지축 (14) 을 개재하여 차단 부재 (13) 에 연결된 차단 부재 승강 유닛 (15) 을 포함한다. 처리 유닛 (2) 은, 차단 부재 (13) 의 중심선 주위로 차단 부재 (13) 를 회전시키는 차단 부재 회전 유닛을 구비하고 있어도 된다. 차단 부재 승강 유닛 (15) 은, 제 1 약액 노즐 (31) 등의 스캔 노즐이 기판 (W) 의 상면과 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 사이로 진입할 수 없도록 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 이 기판 (W) 의 상면에 근접하는 하위치 (도 6E 참조) 와, 스캔 노즐이 기판 (W) 의 상면과 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 사이로 진입할 수 있도록 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 이 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 떨어진 상위치 (도 5A 참조) 사이에서, 차단 부재 (13) 를 승강시킨다. 차단 부재 승강 유닛 (15) 은, 하위치로부터 상위치까지의 임의의 위치에 차단 부재 (13) 를 위치시킨다.
처리 컵 (21) 은, 스핀 척 (8) 으로부터 외방으로 배출된 액체를 수용하는 복수의 가드 (23) 와, 복수의 가드 (23) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 수용하는 복수의 컵 (26) 과, 복수의 가드 (23) 와 복수의 컵 (26) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (22) 를 포함한다. 도 1 은, 3 개의 가드 (23) (제 1 가드 (23A), 제 2 가드 (23B), 및 제 3 가드 (23C)) 와, 2 개의 컵 (26) (제 2 컵 (26B), 및 제 3 컵 (26C)) 이 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
제 1 가드 (23A), 제 2 가드 (23B), 및 제 3 가드 (23C) 의 각각에 대하여 언급하는 경우, 이하에서는, 간단히, 가드 (23) 라고 한다. 동일하게, 제 2 컵 (26B), 및 제 3 컵 (26C) 의 각각에 대하여 언급하는 경우, 간단히, 컵 (26) 이라고 한다. 또한, 제 1 가드 (23A) 에 대응하는 구성의 선두에, 「제 1」 을 붙이는 경우가 있다. 예를 들어, 제 1 가드 (23A) 에 대응하는 통상부 (25) 를, 「제 1 통상부 (25)」 라고 하는 경우가 있다. 제 2 가드 (23B) ∼ 제 3 가드 (23C) 에 대응하는 구성에 대해서도 동일하다.
가드 (23) 는, 스핀 척 (8) 을 둘러싸는 원통상의 통상부 (25) 와, 통상부 (25) 의 상단부로부터 회전 축선 (A1) 을 향하여 비스듬히 위로 연장되는 원환상의 천정부 (24) 를 포함한다. 제 1 천정부 (24) ∼ 제 3 천정부 (24) 는, 위에서터 제 1 천정부 (24) ∼ 제 3 천정부 (24) 의 순서로, 상하 방향으로 겹쳐 있다. 제 1 통상부 (25) ∼ 제 3 통상부 (25) 는, 외측에서부터 제 1 통상부 (25) ∼ 제 3 통상부 (25) 의 순서로, 동심원상으로 배치되어 있다. 제 1 천정부 (24) ∼ 제 3 천정부 (24) 의 상단은, 각각, 제 1 가드 (23A) ∼ 제 3 가드 (23C) 의 상단 (23a) 에 상당한다. 제 1 천정부 (24) ∼ 제 3 천정부 (24) 의 상단은, 평면에서 보아 스핀 베이스 (10) 및 차단 부재 (13) 를 둘러싸고 있다.
복수의 컵 (26) 은, 외측에서부터 제 2 컵 (26B), 및 제 3 컵 (26C) 의 순서로, 동심원상으로 배치되어 있다. 제 3 컵 (26C) 은, 스핀 척 (8) 을 둘러싸고 있다. 제 3 컵 (26C) 은, 외벽 부재 (22) 의 상단보다 하방에 배치되어 있다. 제 3 컵 (26C) 은, 챔버 (4) 의 격벽 (5) 에 대하여 고정되어 있다. 제 2 컵 (26B) 은, 제 2 가드 (23B) 와 일체이고, 제 2 가드 (23B) 와 함께 상하 방향으로 이동한다. 제 2 가드 (23B) 는, 제 2 컵 (26B) 에 대하여 이동 가능해도 된다.
가드 (23) 는, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 이 배치되는 기판 유지 위치보다 가드 (23) 의 상단 (23a) 이 상방에 위치하는 상위치와, 가드 (23) 의 상단 (23a) 이 기판 유지 위치보다 하방에 위치하는 하위치 사이에서, 상하 방향으로 이동 가능하다. 처리 유닛 (2) 은, 복수의 가드 (23) 를 상하 방향으로 개별적으로 이동시키는 가드 승강 유닛 (27) 을 포함한다. 가드 승강 유닛 (27) 은, 상위치로부터 하위치까지의 임의의 위치에 가드 (23) 를 위치시킨다. 가드 승강 유닛 (27) 은, 예를 들어, 가드 (23) 를 상하 방향으로 이동시키는 동력을 발생시키는 전동 모터와, 전동 모터의 회전을 상하 방향으로의 가드 (23) 의 이동으로 변환하는 볼 나사 및 볼 너트를 포함한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 하방으로 토출시키는 제 1 약액 노즐 (31) 과, 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 하방으로 토출시키는 제 1 린스액 노즐 (34) 을 포함한다. 제 1 약액 노즐 (31) 은, 약액을 안내하는 제 1 약액 배관 (32) 에 접속되어 있고, 제 1 린스액 노즐 (34) 은, 린스액을 안내하는 제 1 린스액 배관 (35) 에 접속되어 있다. 제 1 약액 배관 (32) 에 개재하여 장착된 제 1 약액 밸브 (33) 가 열리면, 약액이, 제 1 약액 노즐 (31) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 동일하게, 제 1 린스액 배관 (35) 에 개재하여 장착된 제 1 린스액 밸브 (36) 가 열리면, 린스액이, 제 1 린스액 노즐 (34) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제 1 약액 노즐 (31) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, DHF (희석 불산) 이다. DHF 는, 불산 (불화수소산) 을 물로 희석한 용액이다. 실리콘 등의 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거할 수 있으면, 약액은, DHF 이외여도 된다. 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 린스액은, 순수 (탈이온수 : Deionized Water), 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
도시는 하지 않지만, 제 1 약액 밸브 (33) 는, 유로를 형성하는 밸브 보디와, 유로 내에 배치된 밸브체와, 밸브체를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 밸브에 대해서도 동일하다. 액추에이터는, 공압 액추에이터 또는 전동 액추에이터여도 되고, 이들 이외의 액추에이터여도 된다. 제어 장치 (3) 는, 액추에이터를 제어함으로써, 제 1 약액 밸브 (33) 를 개폐시킨다. 액추에이터가 전동 액추에이터인 경우, 제어 장치 (3) 는, 전동 액추에이터를 제어함으로써, 전체 닫힘 위치로부터 전체 열림 위치까지의 임의의 위치에 밸브체를 위치시킨다.
제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 은, 챔버 (4) 내에서 이동 가능한 스캔 노즐이다. 처리 유닛 (2) 은, 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 을 유지하는 제 1 노즐 아암 (37) 과, 제 1 노즐 아암 (37) 을 이동시킴으로써, 연직 방향 및 수평 방향의 적어도 일방으로 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 을 이동시키는 제 1 노즐 이동 유닛 (38) 을 포함한다.
제 1 노즐 이동 유닛 (38) 은, 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면에 착액하는 처리 위치 (도 5A 참조) 와, 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 이 평면에서 보아 스핀 척 (8) 의 주위에 위치하는 대기 위치 (도 2 에 나타내는 위치) 사이에서, 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 을 수평으로 이동시킨다. 제 1 노즐 이동 유닛 (38) 은, 예를 들어, 스핀 척 (8) 및 처리 컵 (21) 의 주위에서 연직으로 연장되는 노즐 회동 축선 (A2) 주위로 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 을 수평으로 이동시키는 선회 유닛이다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 하방으로 토출시키는 제 2 약액 노즐 (41) 과, 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 하방으로 토출시키는 제 2 린스액 노즐 (44) 을 포함한다. 제 2 약액 노즐 (41) 은, 약액을 안내하는 제 2 약액 배관 (42) 에 접속되어 있고, 제 2 린스액 노즐 (44) 은, 린스액을 안내하는 제 2 린스액 배관 (45) 에 접속되어 있다. 제 2 약액 배관 (42) 에 개재하여 장착된 제 2 약액 밸브 (43) 가 열리면, 약액이, 제 2 약액 노즐 (41) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 동일하게, 제 2 린스액 배관 (45) 에 개재하여 장착된 제 2 린스액 밸브 (46) 가 열리면, 린스액이, 제 2 린스액 노즐 (44) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제 2 약액 노즐 (41) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, 희석 암모니아수이다. 희석 암모니아수에 있어서의 암모니아의 농도는, 2.0 ∼ 3.0 wt％ (예를 들어, 2.5 wt％) 이다. 희석 암모니아수에 있어서의 암모니아의 농도는, 이 이외의 값이어도 된다. 제 2 린스액 노즐 (44) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 제 2 린스액 노즐 (44) 로부터 토출되는 린스액은, 전술한 탄산수 이외의 린스액이어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 는, 제 2 약액 배관 (42) 으로부터 제 2 약액 노즐 (41) 에 공급되는 약액의 유량을 변경하는 제 2 유량 조정 밸브 (49) 를 구비하고 있다. 도시는 하지 않지만, 다른 노즐에 대응하는 유량 조정 밸브도 기판 처리 장치 (1) 에 구비되어 있다. 제 2 유량 조정 밸브 (49) 는, 제 2 약액 배관 (42) 에 개재하여 장착되어 있다. 약액은, 제 2 유량 조정 밸브 (49) 의 개도에 대응하는 유량으로 제 2 약액 배관 (42) 으로부터 제 2 약액 노즐 (41) 에 공급되고, 이 유량으로 제 2 약액 노즐 (41) 로부터 토출된다. 제 2 유량 조정 밸브 (49) 의 개도는, 제어 장치 (3) 에 의해 변경된다.
제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 은, 챔버 (4) 내에서 이동 가능한 스캔 노즐이다. 처리 유닛 (2) 은, 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 을 유지하는 제 2 노즐 아암 (47) 과, 제 2 노즐 아암 (47) 을 이동시킴으로써, 연직 방향 및 수평 방향의 적어도 일방에 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 을 이동시키는 제 2 노즐 이동 유닛 (48) 을 포함한다.
제 2 노즐 이동 유닛 (48) 은, 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면에 착액하는 처리 위치 (도 6A 참조) 와, 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 이 평면에서 보아 스핀 척 (8) 의 주위에 위치하는 대기 위치 (도 2 에 나타내는 위치) 사이에서, 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 을 수평으로 이동시킨다. 제 2 노즐 이동 유닛 (48) 은, 예를 들어, 스핀 척 (8) 및 처리 컵 (21) 의 주위로 연직으로 연장되는 노즐 회동 축선 (A3) 주위로 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 을 수평으로 이동시키는 선회 유닛이다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 처리액을 하방으로 토출시키는 고정 노즐 (51) 을 포함한다. 고정 노즐 (51) 은, 린스액을 안내하는 제 3 린스액 배관 (52) 에 접속되어 있다. 제 3 린스액 배관 (52) 에 개재하여 장착된 제 3 린스액 밸브 (53) 이 열리면, 린스액이, 고정 노즐 (51) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 고정 노즐 (51) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 고정 노즐 (51) 로부터 토출되는 린스액은, 전술한 탄산수 이외의 린스액이어도 된다. 고정 노즐 (51) 로부터 토출된 처리액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한다. 고정 노즐 (51) 은, 챔버 (4) 의 격벽 (5) 에 대하여 고정되어 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 처리액을 상방으로 토출시키는 하면 노즐 (54) 을 포함한다. 하면 노즐 (54) 은, 스핀 베이스 (10) 의 상면 중앙부에서 개구하는 관통공에 삽입되어 있다. 하면 노즐 (54) 의 토출구는, 스핀 베이스 (10) 의 상면보다 상방에 배치되어 있고, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 상하 방향으로 대향한다. 하면 노즐 (54) 은, 하측 린스액 밸브 (56) 가 개재하여 장착된 하측 린스액 배관 (54) 에 접속되어 있다.
하측 린스액 밸브 (56) 가 열리면, 린스액이, 하측 린스액 배관 (54) 으로부터 하면 노즐 (54) 에 공급되어, 하면 노즐 (54) 의 토출구로부터 상방으로 연속적으로 토출된다. 하면 노즐 (54) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 하면 노즐 (54) 로부터 토출되는 린스액은, 전술한 탄산수 이외의 린스액이어도 된다. 하면 노즐 (54) 은, 챔버 (4) 의 격벽 (5) 에 대하여 고정되어 있다. 스핀 척 (8) 이 기판 (W) 을 회전시켜도, 하면 노즐 (54) 은 회전하지 않는다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기체 공급원으로부터의 기체를 스핀 베이스 (10) 의 상면 중앙부에서 개구하는 하측 중앙 개구 (57) 로 유도하는 하측 기체 배관 (59) 과, 하측 기체 배관 (59) 에 개재하여 장착된 하측 기체 밸브 (60) 를 포함한다. 하측 기체 밸브 (60) 가 열리면, 하측 기체 배관 (59) 으로부터 공급된 기체가, 하면 노즐 (54) 의 외주면과 스핀 베이스 (10) 의 내주면에 의해 형성된 통상의 하측 기체 유로 (58) 를 상방으로 흘러, 하측 중앙 개구 (57) 로부터 상방으로 토출된다. 하측 중앙 개구 (57) 의 내주면은, 기판 (W) 의 회전 축선 (A1) 을 둘러싸고 있다. 하측 중앙 개구 (57) 에 공급되는 기체는, 예를 들어, 질소 가스이다. 기체는, 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 다른 불활성 가스여도 되고, 클린 에어나 드라이 에어 (제습된 클린 에어) 여도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 의 중앙부에서 개구하는 상측 중앙 개구 (68) 를 통하여 처리액을 하방으로 토출시키는 중심 노즐 (61) 을 포함한다. 처리액을 토출하는 중심 노즐 (61) 의 토출구 (후술하는 제 1 튜브 (61A) 및 제 2 튜브 (61B) 의 토출구) 는, 차단 부재 (13) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공 내에 배치되어 있다. 중심 노즐 (61) 의 토출구는, 상측 중앙 개구 (68) 의 상방에 배치되어 있다. 상측 중앙 개구 (68) 의 내주면은, 기판 (W) 의 회전 축선 (A1) 을 둘러싸고 있다. 중심 노즐 (61) 은, 차단 부재 (13) 와 함께 연직 방향으로 승강한다.
중심 노즐 (61) 은, 처리액을 하방으로 토출시키는 복수의 이너 튜브 (제 1 튜브 (61A) 및 제 2 튜브 (61B)) 와, 복수의 이너 튜브를 둘러싸는 통상의 케이싱 (62) 을 포함한다. 제 1 튜브 (61A), 제 2 튜브 (61B), 및 케이싱 (62) 은, 회전 축선 (A1) 을 따라 상하 방향으로 연장되어 있다. 차단 부재 (13) 의 내주면은, 직경 방향 (회전 축선 (A1) 에 직교하는 방향) 으로 간격을 두고 케이싱 (62) 의 외주면을 둘러싸고 있다.
제 1 튜브 (61A) 는, 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 하방으로 토출시키는 린스액 노즐의 일례이다. 제 1 튜브 (61A) 는, 상측 린스액 밸브 (64) 가 개재하여 장착된 상측 린스액 배관 (63) 에 접속되어 있다. 상측 린스액 밸브 (64) 가 열리면, 린스액이, 상측 린스액 배관 (63) 으로부터 제 1 튜브 (61A) 에 공급되고, 제 1 튜브 (61A) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 1 튜브 (61A) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 제 1 튜브 (61A) 로부터 토출되는 린스액은, 전술한 탄산수 이외의 린스액이어도 된다.
제 2 튜브 (61B) 는, 기판 (W) 의 상면을 향하여 액상의 IPA (이소프로필알코올) 를 하방으로 토출시키는 용제 노즐의 일례이다. 제 2 튜브 (61B) 는, 용제 밸브 (66) 가 개재하여 장착된 용제 배관 (65) 에 접속되어 있다. 용제 밸브 (66) 가 열리면, IPA 가, 용제 배관 (65) 으로부터 제 2 튜브 (61B) 에 공급되고, 제 2 튜브 (61B) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. IPA 를 가열하는 용제 히터 (67) 는, 용제 배관 (65) 에 개재하여 장착되어 있다. 제 2 튜브 (61B) 에는, 실온 (20 ∼ 30 ℃) 보다 고온의 IPA 가 공급된다. IPA 는, 물보다 표면 장력이 낮고, 물보다 휘발성이 높은 유기 용제의 일례이다. IPA 는, 희석 암모니아수보다 표면 장력이 낮다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기체 공급원으로부터의 기체를 차단 부재 (13) 의 상측 중앙 개구 (68) 로 유도하는 상측 기체 배관 (70) 과, 상측 기체 배관 (70) 에 개재하여 장착된 상측 기체 밸브 (71) 를 포함한다. 상측 기체 밸브 (71) 가 열리면, 상측 기체 배관 (70) 으로부터 공급된 기체가, 중심 노즐 (61) 의 외주면과 차단 부재 (13) 의 내주면에 의해 형성된 통상의 상측 기체 유로 (69) 를 하방으로 흘러, 상측 중앙 개구 (68) 로부터 하방으로 토출된다. 상측 중앙 개구 (68) 에 공급되는 기체는, 예를 들어, 질소 가스이다. 질소 가스 이외의 기체가, 상측 중앙 개구 (68) 에 공급되어도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 처리액을 토출하는 내부 노즐 (72) 을 포함한다. 내부 노즐 (72) 은, 제 1 가드 (23A) 의 상단 (23a) 보다 하방에 배치된 수평부 (72h) 와, 제 1 가드 (23A) 의 상방에 배치된 연직부 (72v) 를 포함한다. 제 1 가드 (23A) 및 제 2 가드 (23B) 가 어느 위치에 위치하고 있을 때에도, 수평부 (72h) 는, 제 1 가드 (23A) 와 제 2 가드 (23B) 사이에 배치된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 수평부 (72h) 는, 평면에서 보아 원호상이다. 수평부 (72h) 는, 평면에서 보아 직선상이어도 되고, 평면에서 보아 접음선상이어도 된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 내부 노즐 (72) 은, 제 1 가드 (23A) 의 천정부 (24) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공에 삽입되어 있다. 연직부 (72v) 는, 제 1 가드 (23A) 의 관통공의 상방에 배치되어 있다. 연직부 (72v) 는, 제 1 가드 (23A) 의 상방에 배치된 하우징 (76) 을 상하 방향으로 관통하고 있다. 하우징 (76) 은, 제 1 가드 (23A) 에 지지되어 있다. 연직부 (72v) 는, 회전 가능하게 하우징 (76) 에 지지되어 있다. 내부 노즐 (72) 은, 연직부 (72v) 의 중심선에 상당하는 노즐 회동 축선 (A4) 주위로 제 1 가드 (23A) 에 대하여 회동 가능하다. 노즐 회동 축선 (A4) 은, 제 1 가드 (23A) 를 통과하는 연직의 축선이다.
처리액을 하방으로 토출시키는 토출구 (72p) 는, 수평부 (72h) 의 선단부 (노즐 회동 축선 (A4) 과는 반대측의 단부) 에 형성되어 있다. 내부 노즐 (72) 은, 제 3 약액 밸브 (74) 가 개재하여 장착된 제 3 약액 배관 (73) 에 접속되어 있다. 제 3 약액 밸브 (74) 가 열리면, 약액의 일례인 희석 암모니아수가, 제 3 약액 배관 (73) 으로부터 내부 노즐 (72) 에 공급되어, 내부 노즐 (72) 의 토출구 (72p) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
처리 유닛 (2) 은, 내부 노즐 (72) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면에 착액하는 처리 위치와, 내부 노즐 (72) 이 평면에서 보아 스핀 척 (8) 의 주위에 위치하는 대기 위치 사이에서 내부 노즐 (72) 을 노즐 회동 축선 (A4) 주위로 회동시키는 스캔 유닛 (77) 을 포함한다. 스캔 유닛 (77) 은, 내부 노즐 (72) 을 회동시키는 동력을 발생시키는 전동 모터 (78) 를 포함한다. 전동 모터 (78) 는, 내부 노즐 (72) 의 연직부 (72v) 와 동축의 동축 모터여도 되고, 2 개의 풀리와 무단상의 벨트를 개재하여 내부 노즐 (72) 의 연직부 (72v) 에 연결되어 있어도 된다.
내부 노즐 (72) 이 대기 위치 (도 2 에서 파선으로 나타내는 위치) 에 배치되면, 내부 노즐 (72) 의 수평부 (72h) 의 전체가 제 1 가드 (23A) 에 겹친다. 내부 노즐 (72) 이 처리 위치 (도 2 에서 이점 쇄선으로 나타내는 위치) 에 배치되면, 수평부 (72h) 의 선단부가 제 1 가드 (23A) 의 상단 (23a) 보다 내측에 배치되고, 내부 노즐 (72) 이 기판 (W) 에 겹친다. 처리 위치는, 내부 노즐 (72) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액하는 중앙 처리 위치 (도 2 에서 이점 쇄선으로 나타내는 위치) 와, 내부 노즐 (72) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면 외주부에 착액하는 외주 처리 위치를 포함한다.
제 1 가드 (23A) 의 천정부 (24) 는, 제 1 가드 (23A) 의 통상부 (25) 의 상단부로부터 회전 축선 (A1) 을 향하여 비스듬히 위로 연장되는 환상의 경사부 (24a) 와, 경사부 (24a) 로부터 상방으로 돌출되는 돌출부 (24b) 를 포함한다. 경사부 (24a) 와 돌출부 (24b) 는 둘레 방향 (회전 축선 (A1) 주위의 방향) 으로 나열되어 있다. 돌출부 (24b) 는, 경사부 (24a) 로부터 상방으로 연장되는 1 쌍의 측벽 (24s) 과, 1 쌍의 측벽 (24s) 의 상단 사이에 배치된 상벽 (24u) 과, 1 쌍의 측벽 (24s) 의 외단 사이에 배치된 외벽 (24o) 을 포함한다. 돌출부 (24b) 는, 제 1 가드 (23A) 의 경사부 (24a) 의 하면으로부터 상방으로 오목한 수용 공간을 형성하고 있다.
내부 노즐 (72) 이 대기 위치에 배치되면, 내부 노즐 (72) 의 수평부 (72h) 의 전체가, 평면에서 보아 돌출부 (24b) 에 겹치고, 수용 공간에 수용된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이 때, 토출구 (72p) 가 형성된 수평부 (72h) 의 선단부는, 제 1 가드 (23A) 의 상단 (23a) 보다 외측에 배치된다. 내부 노즐 (72) 을 대기 위치에 배치하면, 제 1 가드 (23A) 의 상단부와 제 2 가드 (23B) 의 상단부를 상하 방향으로 서로 접근시킬 수 있다. 이에 의해, 제 1 가드 (23A) 와 제 2 가드 (23B) 사이에 진입하는 액체의 양을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 내부 노즐 (72) 은, 하우징 (76) 에 지지되어 있다. 동일하게, 스캔 유닛 (77) 은, 하우징 (76) 에 지지되어 있다. 스캔 유닛 (77) 의 전동 모터 (78) 는, 상하 방향으로 신축 가능한 벨로즈 (75) 안에 배치되어 있다. 하우징 (76) 은, 제 1 브래킷 (79A) 을 개재하여 제 1 가드 (23A) 에 지지되어 있고, 제 2 브래킷 (79B) 을 개재하여 가드 승강 유닛 (27) 에 지지되어 있다. 가드 승강 유닛 (27) 이 제 1 가드 (23A) 를 승강시키면, 하우징 (76) 도 승강한다. 이에 의해, 내부 노즐 (72) 및 스캔 유닛 (77) 이, 제 1 가드 (23A) 와 함께 승강한다.
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실시되는 기판 (W) 의 처리의 일례에 대하여 설명한다.
이하에서는, 기판 (W) 에 형성된 오목부 (83) 의 측면으로 노출되는 폴리실리콘의 자연 산화막을 제거하고, 그 후, 폴리실리콘의 박막 (84) 을 제거하는 예에 대하여 설명한다.
도 3 은, 처리되기 전 (폴리실리콘의 자연 산화막이 제거되기 전) 의 기판 (W) 의 단면의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 3 에서는, 폴리실리콘의 자연 산화막을 포함하는 기판 (W) 의 자연 산화막의 표면을 이점 쇄선으로 나타내고 있고, 자연 산화막이 제거된 기판 (W) 의 단면을 실선으로 나타내고 있다. 이하에서는, 자연 산화막을 제거한 후의 기판 (W) 에 대하여 설명한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 은, 실리콘 등의 반도체나 유리로 형성된 판상의 모재 (81) 와, 모재 (81) 상에 형성된 1 개 이상의 박막 (82) 을 포함한다. 도 3 은, 복수의 박막 (82) 이 모재 (81) 상에 적층되어 있는 예를 나타내고 있다. 기판 (W) 은, 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 으로 연장되는 1 개 이상의 오목부 (83) 를 포함한다. 오목부 (83) 는, 트렌치, 비아홀, 및 컨택트홀의 어느 것이어도 되고, 이들 이외여도 된다.
오목부 (83) 는, 기판 (W) 의 최표면 (Ws) (가장 표면측에 위치하는 박막 (82) 의 표면) 으로부터 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 으로 연장되어 있다. 오목부 (83) 는, 기판 (W) 의 최표면 (Ws) 에서 개구하는 입구 (83i) 와, 기판 (W) 의 내부에 형성된 바닥면 (83b) 과, 기판 (W) 의 최표면 (Ws) 으로부터 바닥면 (83b) 으로 연장되는 측면 (83s) 을 포함한다. 오목부 (83) 의 측면 (83s) 은, 오목부 (83) 의 폭 방향으로 대향하는 1 쌍의 대향부 (83o) 를 포함한다. 오목부 (83) 의 깊이 방향은, 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 에 일치하고 있고, 오목부 (83) 의 폭 방향은, 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 에 직교하는 기판 (W) 의 평면 방향 (Ds) 에 일치하고 있다.
오목부 (83) 의 깊이 (D1), 요컨대, 기판 (W) 의 최표면 (Ws) 으로부터 오목부 (83) 의 바닥면 (83b) 까지의 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 의 거리는, 오목부 (83) 의 폭 (W1), 요컨대, 평면 방향 (Ds) 에 대한 1 쌍의 대향부 (83o) 의 간격보다 길다. 오목부 (83) 의 폭 (W1) 은, 오목부 (83) 의 바닥면 (83b) 에 가까워지고자 하여 단계적 또는 연속적으로 변화하고 있어도 되고, 입구 (83i) 로부터 바닥면 (83b) 까지 일정해도 된다. 도 3 은, 오목부 (83) 가 모든 박막 (82) 을 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 으로 관통하고 있고, 모재 (81) 의 표면 (81s) 으로부터 두께 방향 (Dt) 으로 오목해져 있는 예를 나타내고 있다. 오목부 (83) 는, 1 개 이상의 박막 (82) 에만 형성되어 있어도 된다. 박막 (82) 이 모재 (81) 상에 형성되어 있지 않은 경우에는, 모재 (81) 에만 오목부 (83) 가 형성되어 있어도 된다.
폴리실리콘의 박막 (84) 은, 오목부 (83) 의 측면 (83s) 을 형성하고 있다. 요컨대, 오목부 (83) 의 측면 (83s) 의 1 쌍의 대향부 (83o) 는, 폴리실리콘의 박막 (84) 에 의해 형성되어 있다. 폴리실리콘의 박막 (84) 은, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 로부터 오목부 (83) 의 바닥면 (83b) 을 향하여 기판 (W) 의 두께 방향 (Dt) 으로 연장되어 있다. 폴리실리콘의 박막 (84) 의 선단면 (84s) 은, 기판 (W) 의 최표면 (Ws) 과 동일 평면 상에 위치하고 있어도 된다.
두께 방향 (Dt) 에 대한 폴리실리콘의 박막 (84) 의 길이 (L1) 는, 오목부 (83) 의 폭 (W1) 보다 길고, 오목부 (83) 의 깊이 (D1) 보다 짧다. 폴리실리콘의 박막 (84) 의 길이 (L1) 는, 모재 (81) 상에 형성된 박막 (82) 전체의 두께 (Th1), 요컨대, 기판 (W) 의 최표면 (Ws) 으로부터 모재 (81) 의 표면 (81s) 까지의 두께 방향 (Dt) 의 거리보다 길다. 폴리실리콘의 박막 (84) 의 길이 (L1) 는, 오목부 (83) 의 깊이 (D1) 와 동일해도 되고, 박막 (82) 전체의 두께 (Th1) 이하여도 된다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실시되는 기판 (W) 의 처리의 일례에 대하여 설명하기 위한 공정도이다. 도 5A ∼ 도 5F 및 도 6A ∼ 도 6E 는, 도 4 에 나타내는 기판 (W) 의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치 (1) 의 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 7 은, 도 4 에 나타내는 기판 (W) 의 처리의 일례가 실시되고 있을 때의 기판 처리 장치 (1) 의 동작을 나타내는 타임 차트이다. 도 7 에 있어서, IPA 의 ON 은, 기판 (W) 을 향하여 IPA 가 토출되고 있는 것을 의미하고, IPA 의 OFF 는, IPA 의 토출이 정지되어 있는 것을 의미한다. 희석 암모니아수 (도 7 에서는, NH4OH 라고 표기) 등의 다른 처리액에 대해서도 동일하다.
이하에서는, 도 1 및 도 2 를 참조한다. 도 4 ∼ 도 7 에 대해서는 적절히 참조한다. 이하의 동작은, 제어 장치 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 다시 말하면, 제어 장치 (3) 는, 이하의 동작을 실행하도록 프로그램되어 있다. 제어 장치 (3) 는, 프로그램 등의 정보를 기억하는 메모리 (3m) (도 1 참조) 와 메모리 (3m) 에 기억된 정보에 따라서 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 프로세서 (3p) (도 1 참조) 를 포함하는 컴퓨터이다.
기판 처리 장치 (1) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 챔버 (4) 내에 기판 (W) 을 반입하는 반입 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S1).
구체적으로는, 제 1 약액 노즐 (31) 을 포함하는 모든 스캔 노즐을 대기 위치에 위치시키고, 모든 가드 (23) 를 하위치에 위치시킨다. 또한, 차단 부재 (13) 를 상위치에 위치시킨다. 이 상태에서, 반송 로봇이, 기판 (W) 을 핸드로 지지하면서, 핸드를 챔버 (4) 내에 진입시킨다. 그 후, 반송 로봇은, 기판 (W) 의 표면이 위로 향해진 상태에서 핸드 상의 기판 (W) 을 스핀 척 (8) 상에 둔다. 반송 로봇은, 기판 (W) 을 스핀 척 (8) 상에 둔 후, 핸드를 챔버 (4) 의 내부로부터 퇴피시킨다.
다음으로, 탄산수를 기판 (W) 에 공급하는 제 1 탄산수 공급 공정 (도 4 의 스텝 S2) 이 실시된다.
구체적으로는, 상측 기체 밸브 (71) 및 하측 기체 밸브 (60) 가 열리고, 차단 부재 (13) 의 상측 중앙 개구 (68) 와 스핀 베이스 (10) 의 하측 중앙 개구 (57) 가 질소 가스의 토출을 개시한다. 가드 승강 유닛 (27) 은, 제 3 가드 (23C) 를 하위치에 위치시키면서, 제 1 가드 (23A) 및 제 2 가드 (23B) 를 상승시켜, 제 1 가드 (23A) 및 제 2 가드 (23B) 의 상단 (23a) 을 기판 (W) 보다 상방에 위치시킨다. 제 1 노즐 이동 유닛 (38) 은, 제 1 노즐 아암 (37) 을 이동시켜, 제 1 약액 노즐 (31) 의 토출구와 제 1 린스액 노즐 (34) 의 토출구를 기판 (W) 의 상방에 위치시킨다. 스핀 모터 (12) 는, 기판 (W) 이 척 핀 (9) 에 의해 파지되어 있는 상태에서 기판 (W) 의 회전을 개시한다.
이 상태에서, 제 1 린스액 밸브 (36) 가 열리고, 제 1 린스액 노즐 (34) 이 탄산수의 토출을 개시한다. 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 탄산수의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 기판 (W) 이 대전하고 있는 경우에는, 기판 (W) 으로부터 탄산수로 전하가 이동하고, 전하가 기판 (W) 으로부터 제거된다. 제 1 린스액 밸브 (36) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 1 린스액 밸브 (36) 가 닫히고, 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다.
다음으로, DHF 를 기판 (W) 에 공급하는 DHF 공급 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S3).
구체적으로는, 제 1 약액 노즐 (31) 의 토출구와 제 1 린스액 노즐 (34) 의 토출구가 기판 (W) 의 상방에 위치하고 있는 상태에서, 제 1 약액 밸브 (33) 가 열리고, 제 1 약액 노즐 (31) 이 DHF 의 토출을 개시한다. 도 5B 에 나타내는 바와 같이, 제 1 약액 노즐 (31) 로부터 토출된 DHF 는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 탄산수가 DHF 로 치환되고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 DHF 의 액막이 형성된다. 제 1 약액 밸브 (33) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 1 약액 밸브 (33) 가 닫히고, 제 1 약액 노즐 (31) 로부터의 DHF 의 토출이 정지된다.
다음으로, 탄산수를 기판 (W) 에 공급하는 제 2 탄산수 공급 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S4).
구체적으로는, 제 1 약액 노즐 (31) 의 토출구와 제 1 린스액 노즐 (34) 의 토출구가 기판 (W) 의 상방에 위치하고 있는 상태에서, 제 1 린스액 밸브 (36) 가 열리고, 제 1 린스액 노즐 (34) 이 탄산수의 토출을 개시한다. 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 DHF 가 탄산수로 치환되고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 탄산수의 액막이 형성된다.
제 1 린스액 밸브 (36) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 1 린스액 밸브 (36) 를 연 채로, 제 3 린스액 밸브 (53) 가 열린다. 이에 의해, 고정 노즐 (51) 로부터의 탄산수의 토출이 개시된다. 도 5D 에 나타내는 바와 같이, 고정 노즐 (51) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 제 1 린스액 밸브 (36) 는, 제 3 린스액 밸브 (53) 가 열린 후에 닫힌다. 이에 의해, 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다. 그 후, 제 1 노즐 이동 유닛 (38) 이 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
다음으로, IPA 를 기판 (W) 에 공급하는 제 1 IPA 공급 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S5).
구체적으로는, 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 1 린스액 노즐 (34) 이 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피한 후, 가드 승강 유닛 (27) 은, 제 3 가드 (23C) 를 상승시켜, 제 1 가드 (23A), 제 2 가드 (23B), 및 제 3 가드 (23C) 의 상단 (23a) 을 기판 (W) 보다 상방에 위치시킨다. 그 후, 제 3 린스액 밸브 (53) 가 닫히고, 고정 노즐 (51) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다. 그 후, 용제 밸브 (66) 가 열리고, 중심 노즐 (61) 이 IPA 의 토출을 개시한다.
중심 노즐 (61) 로부터 토출된 IPA 는, 상위치에 위치하는 차단 부재 (13) 의 상측 중앙 개구 (68) 를 통과하여, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한다. 도 5E 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면에 착액한 IPA 는, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 탄산수가 IPA 로 치환되고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 IPA 의 액막이 형성된다. 그 후, 용제 밸브 (66) 가 닫히고, 중심 노즐 (61) 로부터의 IPA 의 토출이 정지된다.
다음으로, 희석 암모니아수를 기판 (W) 에 공급하는 암모니아수 공급 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S6).
구체적으로는, 제 2 노즐 이동 유닛 (48) 은, 중심 노즐 (61) 이 IPA 를 토출하고 있을 때에 제 2 노즐 아암 (47) 을 이동시켜, 제 2 약액 노즐 (41) 의 토출구와 제 2 린스액 노즐 (44) 의 토출구를 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이로 이동시킨다. 이 때, 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 은, 중심 노즐 (61) 로부터 하방으로 연장되는 IPA 의 액주의 근처에 배치되지만, IPA 의 액주로부터는 수평으로 떨어져 있다.
제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 이 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이에 배치된 후에는, 용제 밸브 (66) 가 닫히고, 중심 노즐 (61) 로부터의 IPA 의 토출이 정지된다. 그 후, 제 2 노즐 이동 유닛 (48) 은, 제 2 노즐 아암 (47) 을 이동시켜, 제 2 약액 노즐 (41) 의 토출구와 제 2 린스액 노즐 (44) 의 토출구를 기판 (W) 의 상면 중앙부에 대향시킨다. 계속해서, 제 2 약액 밸브 (43) 가 열리고, 제 2 약액 노즐 (41) 이 희석 암모니아수의 토출을 개시한다.
도 5F 에 나타내는 바와 같이, 제 2 약액 노즐 (41) 로부터 토출된 희석 암모니아수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 IPA 가 희석 암모니아수로 치환되고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 희석 암모니아수의 액막이 형성된다. 제 2 약액 밸브 (43) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 2 약액 밸브 (43) 가 닫히고, 제 2 약액 노즐 (41) 로부터의 희석 암모니아수의 토출이 정지된다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 1 IPA 공급 공정에 있어서 용제 밸브 (66) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (12) 는, 기판 (W) 의 회전 속도를 제 1 고회전 속도 (Vh1) 로부터 저회전 속도 (VL1) 까지 저하시키고, 저회전 속도 (VL1) 로 유지한다. 그 후, 스핀 모터 (12) 는, 기판 (W) 의 회전 속도를 저회전 속도 (VL1) 로부터 제 2 고회전 속도 (Vh2) 로 상승시키고, 제 2 고회전 속도 (Vh2) 로 유지한다.
제 1 고회전 속도 (Vh1) 및 제 2 고회전 속도 (Vh2) 는, 예를 들어, 500 ∼ 1000 rpm 이다. 제 1 고회전 속도 (Vh1) 는, 제 2 고회전 속도 (Vh2) 와 동일해도 되고, 상이해도 된다. 저회전 속도 (VL1) 는, 예를 들어, 1 ∼ 40 rpm 이다. 저회전 속도 (VL1) 는, 제 1 회전 속도의 일례이고, 제 2 고회전 속도 (Vh2) 는, 제 2 회전 속도의 일례이다.
제 1 IPA 공급 공정에 있어서 IPA 의 토출이 정지되는 시기, 요컨대, 용제 밸브 (66) 가 닫히는 시기는, 기판 (W) 의 회전 속도가 저회전 속도 (VL1) 로 저하한 후이다. 용제 밸브 (66) 는, 기판 (W) 의 회전 속도가 저회전 속도 (VL1) 로 유지되고 있을 때에 닫혀도 되고, 기판 (W) 의 회전 속도의 상승이 개시된 후에 닫혀도 된다. 도 7 은, 후자의 예를 나타내고 있다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 2 약액 밸브 (43) 는, 기판 (W) 의 회전 속도가 저회전 속도 (VL1) 로부터 제 2 고회전 속도 (Vh2) 로 상승하고 있을 때에 열린다. 요컨대, 기판 (W) 의 회전 속도의 상승이 개시되는 시각 (Ts) 과 기판 (W) 의 회전 속도의 상승이 정지되는 시각 (Te) 사이의 시각 (T1) 에서, 희석 암모니아수의 토출이 개시된다. 그리고, 기판 (W) 의 회전 속도가 제 2 고회전 속도 (Vh2) 에 이른 후에, 제 2 약액 밸브 (43) 가 닫힌다.
암모니아수 공급 공정이 실시된 후에는, 탄산수를 기판 (W) 에 공급하는 제 3 탄산수 공급 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S7).
구체적으로는, 제 2 약액 노즐 (41) 의 토출구와 제 2 린스액 노즐 (44) 의 토출구가 기판 (W) 의 상방에 위치하고 있는 상태에서, 제 2 린스액 밸브 (46) 가 열리고, 제 2 린스액 노즐 (44) 이 탄산수의 토출을 개시한다. 도 6A 에 나타내는 바와 같이, 제 2 린스액 노즐 (44) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 희석 암모니아수가 탄산수로 치환되고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 탄산수의 액막이 형성된다.
제 2 린스액 밸브 (46) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 2 린스액 밸브 (46) 를 연 채로, 제 3 린스액 밸브 (53) 가 열린다. 이에 의해, 고정 노즐 (51) 로부터의 탄산수의 토출이 개시된다. 도 6B 에 나타내는 바와 같이, 고정 노즐 (51) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 제 2 린스액 밸브 (46) 는, 제 3 린스액 밸브 (53) 가 열린 후에 닫힌다. 이에 의해, 제 2 린스액 노즐 (44) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다. 그 후, 제 2 노즐 이동 유닛 (48) 이 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
차단 부재 승강 유닛 (15) 은, 제 2 약액 노즐 (41) 및 제 2 린스액 노즐 (44) 이 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피한 후, 차단 부재 (13) 를 상위치로부터 상측 중간 위치로 하강시킨다. 그 후, 상측 린스액 밸브 (64) 가 열리고, 중심 노즐 (61) 이 탄산수의 토출을 개시한다. 그 후, 제 3 린스액 밸브 (53) 가 닫히고, 고정 노즐 (51) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다. 도 6C 에 나타내는 바와 같이, 중심 노즐 (61) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 상측 린스액 밸브 (64) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 상측 린스액 밸브 (64) 가 닫히고, 중심 노즐 (61) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다.
가드 승강 유닛 (27) 은, 고정 노즐 (51) 로부터의 탄산수의 토출이 정지되고 나서 중심 노즐 (61) 로부터의 탄산수의 토출이 정지될 때까지의 기간에, 제 1 가드 (23A) 를 상승시키고, 제 2 가드 (23B) 및 제 3 가드 (23C) 를 하강시킨다. 이에 의해, 제 2 가드 (23B) 및 제 3 가드 (23C) 의 상단 (23a) 이, 스핀 베이스 (10) 의 상면보다 하방에 배치된다. 제 1 가드 (23A) 의 상단 (23a) 은, 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 과 동등한 높이에 배치되어도 되고, 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 보다 상방 또는 하방의 높이에 배치되어도 된다.
다음으로, IPA 를 기판 (W) 에 공급하는 제 2 IPA 공급 공정 (도 7 의 시각 (T2) ∼ 시각 (T3)) 이 실시된다 (도 4 의 스텝 S8).
구체적으로는, 차단 부재 승강 유닛 (15) 은, 차단 부재 (13) 를 상측 중간 위치로부터 하측 중간 위치로 하강시킨다. 이에 의해, 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 은, 제 1 가드 (23A) 의 상단 (23a) 과 동등한 높이 또는 제 1 가드 (23A) 의 상단 (23a) 보다 하방의 높이에 배치된다. 그 후, 용제 밸브 (66) 가 열리고, 중심 노즐 (61) 이 IPA 의 토출을 개시한다. 도 6D 에 나타내는 바와 같이, 중심 노즐 (61) 로부터 토출된 IPA 는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 용제 밸브 (66) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 용제 밸브 (66) 가 닫히고, 중심 노즐 (61) 로부터의 IPA 의 토출이 정지된다.
다음으로, 기판 (W) 의 고속 회전에 의해 기판 (W) 을 건조시키는 건조 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S9).
구체적으로는, 중심 노즐 (61) 로부터의 IPA 의 토출이 정지된 후, 스핀 모터 (12) 가 기판 (W) 의 회전 속도를 상승시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 IPA 의 액막이 서서히 얇아진다. 차단 부재 승강 유닛 (15) 은, 기판 (W) 의 가속이 개시된 후, 차단 부재 (13) 를 하측 중간 위치로부터 하위치로 하강시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 의 간격이 연속적으로 감소한다. 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체는, 기판 (W) 의 고속 회전에 의해 기판 (W) 의 주위로 비산한다. 이에 의해, 도 6E 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이의 공간이 질소 가스로 채워진 상태에서 기판 (W) 이 건조한다. 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (12) 가 회전을 정지한다. 이에 의해, 기판 (W) 의 회전이 정지된다.
다음으로, 기판 (W) 을 챔버 (4) 로부터 반출하는 반출 공정이 실시된다 (도 4 의 스텝 S10).
구체적으로는, 상측 기체 밸브 (71) 및 하측 기체 밸브 (60) 가 닫히고, 차단 부재 (13) 의 상측 중앙 개구 (68) 와 스핀 베이스 (10) 의 하측 중앙 개구 (57) 로부터의 질소 가스의 토출이 정지된다. 가드 승강 유닛 (27) 은, 모든 가드 (23) 를 하위치까지 하강시킨다. 차단 부재 승강 유닛 (15) 은, 차단 부재 (13) 를 상위치까지 상승시킨다. 반송 로봇은, 복수의 척 핀 (9) 이 기판 (W) 의 파지를 해제한 후, 스핀 척 (8) 상의 기판 (W) 을 핸드로 지지한다. 그 후, 반송 로봇은, 기판 (W) 을 핸드로 지지하면서, 핸드를 챔버 (4) 의 내부로부터 퇴피시킨다. 이에 의해, 처리 완료된 기판 (W) 이 챔버 (4) 로부터 반출된다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, DHF 가 기판 (W) 에 공급된다 (DHF 공급 공정). 이에 의해, 기판 (W) 의 최표면 (Ws), 오목부 (83) 의 측면 (83s), 및 오목부 (83) 의 바닥면 (83b) 으로부터 자연 산화막이 제거된다. 이 때, 폴리실리콘의 자연 산화막이 제거되고, 미산화의 폴리실리콘의 박막 (84) 이 오목부 (83) 의 측면 (83s) 으로 노출된다. 폴리실리콘의 박막 (84) 의 표면은, 폴리실리콘의 자연 산화막으로 덮여 있지 않은 소수면이다.
자연 산화막이 제거된 폴리실리콘의 박막 (84) 의 표면은 소수성이기 때문에, DHF 를 기판 (W) 에 공급한 후에 물을 주성분으로 하는 물 함유액을 기판 (W) 에 공급해도, 물 함유액이 폴리실리콘의 박막 (84) 에 균일하게 공급되지 않는 경우가 있다. 희석 암모니아수는 물 함유액의 1 종이기 때문에, IPA 를 공급하지 않고 희석 암모니아수를 공급하면, 희석 암모니아수가 폴리실리콘의 박막 (84) 에 균일하게 공급되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 도 8 의 상단에 나타내는 바와 같이, 폴리실리콘의 일부가 에칭되지 않고 건조 후의 기판 (W) 에 잔류하기 쉽다.
또한, 희석 암모니아수에 포함되는 수산화암모늄은, 「2NH4OH ＋ Si → Si(OH)2 ＋ H2 ＋ 2NH3」 의 반응식에 따라, 실리콘과 반응하여, 실리콘을 에칭한다. 이 반응식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실리콘이 에칭되면, 수소 가스 및 암모니아 가스가 발생하고, 희석 암모니아수 중에 기포가 형성된다. 도 8 의 상단에 나타내는 바와 같이, IPA 를 공급하지 않고 희석 암모니아수를 공급하면, 다수의 큰 기포가 오목부 (83) 내에 발생하여, 오목부 (83) 가 기포로 막히는 경우가 있다. 이 경우, 새로운 희석 암모니아수가 오목부 (83) 에 유입될 수 없게 되기 때문에, 폴리실리콘의 잔류량이 증가하게 된다.
이에 반하여, DHF 를 공급하고 나서 희석 암모니아수를 공급할 때까지 IPA 를 공급하는 경우에는, 이소프로필기가 IPA 에 포함되어 있기 때문에, 폴리실리콘의 박막 (84) 이 소수성이었다고 해도, IPA 가 폴리실리콘의 박막 (84) 에 넓게 퍼진다. 희석 암모니아수는, 하이드록시기를 포함하는 IPA 로 폴리실리콘의 박막 (84) 이 코팅된 상태에서 기판 (W) 에 공급되기 때문에, 폴리실리콘의 박막 (84) 에 넓게 퍼진다. 이에 의해, 희석 암모니아수를 폴리실리콘의 박막 (84) 에 균일하게 공급할 수 있다.
또한, 수산화암모늄과 실리콘의 반응이, 폴리실리콘의 박막 (84) 에 부착되어 있는 IPA 에 의해 저해되기 때문에, 단위 시간 당의 가스의 발생량이 감소한다. 그 때문에, 도 8 의 하단에 나타내는 바와 같이, 단위 시간 당의 기포의 발생수가 적다. 혹은, 작은 기포 밖에 잘 발생하지 않는다. 기포가 작으면, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 를 통해서 기포가 오목부 (83) 의 밖으로 나가기 쉽다. 따라서, 오목부 (83) 가 기포로 잘 막히지 않는다. 동일하게, 기포의 발생수가 적으면, 오목부 (83) 가 기포로 잘 막히지 않는다. 또한, 오목부 (83) 에 출입하는 희석 암모니아수의 흐름이 기포로 방해 받기 어렵기 때문에, 오목부 (83) 내의 희석 암모니아수를 새로운 희석 암모니아수로 효율적으로 치환할 수 있다.
이와 같이, 폴리실리콘의 박막 (84) 에 IPA 가 부착되어 있는 상태에서, 희석 암모니아수를 기판 (W) 에 공급하기 때문에, 자연 산화막이 제거된 후여도, 희석 암모니아수를 폴리실리콘의 박막 (84) 에 넓게 퍼지게 할 수 있다. 또한, 단위 시간 당의 가스의 발생량을 저감시킬 수 있기 때문에, 희석 암모니아수가 폴리실리콘의 박막 (84) 에 균일하게 공급되는 상태를 유지할 수 있어, 활성이 높은 희석 암모니아수를 폴리실리콘의 박막 (84) 에 계속 공급할 수 있다. 이에 의해, 오목부 (83) 내의 폴리실리콘을 효과적으로 에칭할 수 있어, 오목부 (83) 내에 잔류하는 폴리실리콘을 줄일 수 있다.
본 실시형태에서는, 희석 암모니아수는, 기판 (W) 의 표면 전역이 IPA 의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판 (W) 의 표면 내의 착액 위치를 향하여 토출된다. 착액 위치에 위치하는 IPA 는, 기판 (W) 의 표면에 착액한 희석 암모니아수에 의해 착액 위치의 주위로 흘러가게 된다. 이에 의해, 대체로 원형의 희석 암모니아수의 액막이 기판 (W) 의 표면에 형성된다. 그 한편으로, IPA 의 액막은, 희석 암모니아수의 액막을 둘러싸는 환상으로 변화한다. 희석 암모니아수의 토출이 계속되면, 희석 암모니아수의 액막의 외주부가 외방으로 확산되어, 기판 (W) 의 표면 전역이 희석 암모니아수의 액막으로 덮인다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 희석 암모니아수의 토출을 개시하기 전에 기판 (W) 의 고속 회전을 개시하면, 희석 암모니아수가 기판 (W) 에 공급되기 전에, IPA 가 기판 (W) 의 표면 중앙부로부터 그 주위로 흘러, 기판 (W) 의 표면 중앙부가 IPA 의 액막으로부터 노출되는 경우가 있다. 그 한편으로, 도 10 에 나타내는 바와 같이, IPA 및 희석 암모니아수의 양방이 기판 (W) 상에 위치하고 있을 때의 기판 (W) 의 회전 속도가 지나치게 낮으면, 기판 (W) 의 표면 외주부가 부분적으로 노출되는 경우가 있다. 이것은, 기판 (W) 상의 IPA 가 기판 (W) 상의 희석 암모니아수를 향하여 내방으로 흐르는 마란고니 대류가 발생하기 때문이다.
암모니아수 공급 공정에서는, 기판 (W) 의 회전 속도를 저회전 속도 (VL1) 로부터 고회전 속도 (Vh2) 로 상승시키면서 희석 암모니아수의 토출을 개시하고, 기판 (W) 의 회전 속도를 고회전 속도 (Vh2) 로 유지하면서, 희석 암모니아수의 토출을 계속한다. 희석 암모니아수의 토출을 개시했을 때의 기판 (W) 의 회전 속도가 낮기 때문에, 희석 암모니아수가 기판 (W) 에 공급되기 전에, 기판 (W) 의 표면 중앙부가 IPA 의 액막으로부터 노출되는 경우는 없다. 또한, 기판 (W) 상의 IPA 및 희석 암모니아수에 가해지는 원심력이 서서히 증가하기 때문에, 마란고니 대류에 의해 기판 (W) 의 표면 외주부가 IPA 의 액막으로부터 노출되는 경우도 없다. 따라서, 기판 (W) 의 표면 전역이 액막으로 덮인 상태를 유지하면서, 기판 (W) 상의 IPA 를 희석 암모니아수로 치환할 수 있다.
기판 (W) 의 표면 외주부가 부분적으로 노출되지 않으면, 희석 암모니아수의 토출이 개시되는 시기는, 기판 (W) 의 가속이 개시되기 전이어도 된다. 그러나, 이 경우, 기판 (W) 상의 IPA 의 양은, 희석 암모니아수의 토출이 개시되었을 때와 그 전에서 거의 변하지 않다. 이에 반하여, 기판 (W) 의 회전 속도를 저회전 속도 (VL1) 로부터 고회전 속도 (Vh2) 로 상승시키면서 희석 암모니아수의 토출을 개시하는 경우에는, 기판 (W) 의 가속을 개시하고 나서 희석 암모니아수가 기판 (W) 에 공급될 때까지 동안에, IPA 가 원심력으로 기판 (W) 으로부터 배출되어, 기판 (W) 상의 IPA 의 양이 감소한다.
희석 암모니아수는, 기판 (W) 상의 IPA 와 혼합된다. 기판 (W) 상의 IPA 의 양이 많을수록, 기판 (W) 상의 액체에 포함되는 암모니아의 농도가 저하된다. 기판 (W) 의 회전 속도를 저회전 속도 (VL1) 로부터 고회전 속도 (Vh2) 로 상승시키면서 희석 암모니아수의 토출을 개시하면, 기판 (W) 의 가속이 개시되기 전에 희석 암모니아수의 토출을 개시하는 경우에 비하여, 암모니아의 농도의 저하량을 감소시킬 수 있어, 폴리실리콘의 에칭에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 기판 (W) 을 회전 방향으로 가속시키면서, 희석 암모니아수의 토출을 개시하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 폴리실리콘의 박막 (84) 의 일부가, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 에 배치되어 있다. 희석 암모니아수에 포함되는 수산화암모늄이 폴리실리콘과 반응하면, 가스가 발생한다. 따라서, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 에서 가스가 발생한다. 또한, 오목부 (83) 안에서 발생한 기포는, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 를 향하여 흐른다. 그러나, 희석 암모니아수를 기판 (W) 에 공급하기 전에, 폴리실리콘의 박막 (84) 을 IPA 로 코팅하기 때문에, 단위 시간 당의 가스의 발생량을 저감시킬 수 있어, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 가 기포로 막히는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 실시형태에서는, 폴리실리콘의 박막 (84) 이, 오목부 (83) 의 측면 (83s) 에 광범위하게 배치되어 있다. 따라서, 폴리실리콘을 에칭할 때에 발생하는 가스의 양이 증가한다. 또한, 폴리실리콘이 오목부 (83) 의 깊이 방향으로 길기 때문에, 폴리실리콘의 박막 (84) 의 바닥면은, 오목부 (83) 의 입구 (83i) 에 비하여 희석 암모니아수가 도달하기 어려운 오목부 (83) 의 바닥면 (83b) 에 가까워진다. 그러나, 희석 암모니아수를 기판 (W) 에 공급하기 전에, 폴리실리콘의 박막 (84) 을 IPA 로 코팅하기 때문에, 단위 시간 당의 가스의 발생량을 저감시킬 수 있어, 오목부 (83) 가 기포로 막히는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
다른 실시형태
본 발명은, 전술한 실시형태의 내용에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, IPA 는, 중심 노즐 (61) 이외의 노즐로부터 토출되어도 된다. IPA 가, 제 1 약액 노즐 (31) 과 동일한 스캔 노즐로부터 토출되어도 된다.
실온의 IPA 를 기판 (W) 에 공급한다면, 용제 히터 (67) 를 생략해도 된다.
내부 노즐 (72) 이 필요하지 않으면, 내부 노즐 (72) 과 이것에 관련하는 구성 (스캔 유닛 (77) 이나 제 1 가드 (23A) 의 돌출부 (24b) 등) 을 생략해도 된다.
전술한 기판 (W) 의 처리의 일례에 있어서, 제 1 린스액 노즐 (34) 이 탄산수를 토출하고 있을 때, 제 1 노즐 이동 유닛 (38) 은, 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터 토출된 탄산수가 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액하는 중앙 처리 위치와, 제 1 린스액 노즐 (34) 로부터 토출된 탄산수가 기판 (W) 의 상면 외주부에 착액하는 외주 처리 위치 사이에서 제 1 린스액 노즐 (34) 을 이동시켜도 된다. 제 1 약액 노즐 (31) 등의 다른 스캔 노즐에 대해서도 동일하다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 암모니아수 공급 공정 (도 4 의 스텝 S6) 을 실시한 후, 제 3 탄산수 공급 공정 (도 4 의 스텝 S7) 을 실시하기 전에, 다시, 제 1 IPA 공급 공정 (도 11 의 시각 (T4) ∼ 시각 (T5)) 및 암모니아수 공급 공정 (도 11 의 시각 (T6) ∼ 시각 (T7)) 을 실시해도 된다. 다시 말하면, 제 2 탄산수 공급 공정 (도 4 의 스텝 S4) 을 실시한 후, 제 3 탄산수 공급 공정 (도 4 의 스텝 S7) 을 실시하기 전에, 제 1 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정을 포함하는 1 개의 사이클을 복수 회 실시해도 된다.
이 경우, IPA 및 희석 암모니아수가 이 순서로 기판 (W) 에 공급된 후, 다시, IPA 및 희석 암모니아수가 이 순서로 기판 (W) 에 공급된다. 폴리실리콘의 박막 (84) 에 부착되어 있는 IPA 는, 희석 암모니아수의 공급에 의해 점차 감소해 간다. IPA 를 다시 기판 (W) 에 공급함으로써, 폴리실리콘의 박막 (84) 에 IPA 를 보충할 수 있다. 이에 의해, 희석 암모니아수를 폴리실리콘의 박막 (84) 에 넓게 퍼지게 할 수 있다.
기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이의 공간의 밀폐도를 높인 상태에서, 제 1 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정의 일방 또는 양방을 실시해도 된다. 구체적으로는, 도 12 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 적어도 1 개의 가드 (23) 의 상단 (23a) 을 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 과 동등한 높이 또는 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 보다 상방의 높이에 위치시킨 상태에서, 제 1 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정의 적어도 일방을 실시해도 된다.
이 경우, 희석 암모니아수는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 중심 노즐 (61) 로부터 토출되어도 되고, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이에 위치하는 내부 노즐 (72) 로부터 토출되어도 된다. 중심 노즐 (61) 에 IPA 를 토출시키는 대신에, 중심 노즐 (61) 에 희석 암모니아수를 토출시키고, 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이에 위치하는 내부 노즐 (72) 에 IPA 를 토출시켜도 된다.
도 12 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 사이의 공간의 밀폐도를 높인 상태에서, 제 1 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정을 실시하는 경우, 기판 (W) 의 상면은, 대향면의 일례인 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 에 의해 보호된다. 기판 (W) 의 외주면은, 가드 (23) 에 의해 보호된다. 또한, 기판 (W) 과 차단 부재 (13) 의 하면 (13s) 사이의 공간이 가드 (23) 에 의해 둘러싸이기 때문에, 이 공간의 밀폐도를 높일 수 있다. 이에 의해, 파티클을 포함하는 분위기로부터 기판 (W) 을 보호하면서 기판 (W) 을 처리할 수 있다.
제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (12) (도 1 참조) 를 제어함으로써, 기판 (W) 의 표면 전역이 희석 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판 (W) 의 회전 속도를 상승시켜도 된다. 이것에 더하여 또는 이것 대신에, 제어 장치 (3) 는, 제 2 유량 조정 밸브 (49) (도 1 참조) 의 개도를 증가시킴으로써, 기판 (W) 의 표면 전역이 희석 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판 (W) 의 표면을 향하여 토출되는 희석 암모니아수의 유량을 증가시켜도 된다.
기판 (W) 의 회전 속도를 상승시키면, 기판 (W) 상의 액체에 가해지는 원심력이 증가하고, 기판 (W) 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 동일하게, 기판 (W) 의 표면을 향하여 토출되는 액체의 유량을 증가시키면, 기판 (W) 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 따라서, 회전 방향으로의 기판 (W) 의 가속 및 희석 암모니아수의 토출 유량의 증가의 적어도 일방을 실행함으로써, 기판 (W) 상에서의 희석 암모니아수의 유속을 상승시킬 수 있고, 오목부 (83) 로부터의 기포의 배출을 촉진시킬 수 있다. 이에 의해, 암모니아수 공급 공정에 있어서, 희석 암모니아수를 폴리실리콘의 박막 (84) 에 균일하게 계속 공급할 수 있다.
또한, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (12) 를 제어함으로써, 기판 (W) 의 표면의 적어도 일부가 희석 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판 (W) 의 가속과 기판 (W) 의 감속을 교대로 실시해도 된다.
이것에 더하여 또는 이것 대신에, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 제 2 유량 조정 밸브 (49) 의 개도를 변경함으로써, 희석 암모니아수의 토출 유량의 증가와 희석 암모니아수의 토출 유량의 감소를 교대로 실시해도 된다.
도 14 에서는, 기판 (W) 의 회전 속도와 희석 암모니아수의 토출 유량이 동일한 시간에 변경되도록 그려져 있지만, 기판 (W) 의 회전 속도와 희석 암모니아수의 토출 유량은 서로 상이한 시기에 변경되어도 된다.
기판 (W) 의 회전 속도를 상승시키면, 기판 (W) 상의 액체에 가해지는 원심력이 증가하고, 기판 (W) 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 또한, 기판 (W) 의 회전 속도를 일정하게 유지하면, 대체로 안정적인 액류가 기판 (W) 상에 형성되는 데에 반하여, 기판 (W) 의 회전 속도를 변화시키면, 기판 (W) 상에서의 액체의 흐름이 변화한다. 따라서, 기판 (W) 을 고속으로 계속 회전시키는 것이 아니라, 회전 방향으로 가속 및 감속시킴으로써, 오목부 (83) 로부터의 기포의 배출을 촉진시킬 수 있다.
그 한편으로, 기판 (W) 의 표면을 향하여 토출되는 액체의 유량을 증가시키면, 기판 (W) 상에서의 액체의 유속이 상승한다. 또한, 액체의 토출 유량을 일정하게 유지하면, 대체로 안정적인 액류가 기판 (W) 상에 형성되는 데에 반하여, 액체의 토출 유량을 변화시키면, 기판 (W) 상에서의 액체의 흐름이 변화한다. 따라서, 희석 암모니아수를 고유량으로 계속 토출시키는 것이 아니라 변화시킴으로써, 오목부 (83) 로부터의 기포의 배출을 촉진시킬 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 원판상의 기판 (W) 을 처리하는 장치에 한정하지 않고, 다각형의 기판 (W) 을 처리하는 장치여도 된다.
전술한 모든 구성의 2 개 이상이 조합되어도 된다. 전술한 모든 공정의 2 개 이상이 조합되어도 된다.
스핀 척 (8) 은, 기판 유지 유닛의 일례이다. 스핀 모터 (12) 는, 기판 회전 유닛의 일례이다. 제 1 약액 노즐 (31) 은, 자연 산화막 제거 유닛의 일례이다. 제 2 약액 노즐 (41) 은, 암모니아수 공급 유닛의 일례이다. 중심 노즐 (61) 은, IPA 공급 유닛의 일례이다.
이 출원은, 2017년 9월 20일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017-180697호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어서는 안되고, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
1 : 기판 처리 장치
3 : 제어 장치
8 : 스핀 척 (기판 유지 유닛)
12 : 스핀 모터 (기판 회전 유닛)
13 : 차단 부재
13s : 차단 부재의 하면 (대향면)
21 : 처리 컵
23 : 가드
23a : 가드의 상단
26 : 컵
31 : 제 1 약액 노즐 (자연 산화막 제거 유닛)
41 : 제 2 약액 노즐 (암모니아수 공급 유닛)
49 : 제 2 유량 조정 밸브 (유량 조정 밸브)
61 : 중심 노즐 (IPA 공급 유닛)
61A : 제 1 튜브
61B : 제 2 튜브
65 : 용제 배관
66 : 용제 밸브
67 : 용제 히터
81 : 모재
82 : 박막
83 : 오목부
83i : 입구
83b : 바닥면
83s : 측면
83o : 대향부
84 : 폴리실리콘의 박막
84s : 선단면
A1 : 회전 축선
Dt : 두께 방향
Ds : 평면 방향
D1 : 오목부의 깊이
L1 : 폴리실리콘의 박막의 길이
Th1 : 박막 전체의 두께
W1 : 오목부의 폭
Vh1 : 제 1 고회전 속도
Vh2 : 제 2 고회전 속도 (제 2 회전 속도)
VL1 : 저회전 속도 (제 1 회전 속도)
W : 기판

Claims (16)

  1. 기판에 형성된 오목부의 측면으로 노출되는 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 상기 오목부의 측면으로 노출시키는 자연 산화막 제거 공정과,
    상기 제 14 족 원소의 자연 산화막이 제거된 후에, 상기 제 14 족 원소의 박막에 액상의 IPA 를 접촉시키는 IPA 공급 공정과,
    상기 IPA 가 상기 제 14 족 원소의 박막에 접촉한 후에, 상기 기판에 암모니아수를 공급함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 에칭하는 암모니아수 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 IPA 공급 공정은, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 제 2 회전 속도보다 작은 제 1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면 전역에 상기 IPA 의 액막을 유지하는 액막 유지 공정을 포함하고,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 1 회전 속도로부터 상기 제 2 회전 속도로 상승시키면서, 상기 기판에 공급되는 상기 암모니아수의 토출을 개시하는 암모니아수 토출 개시 공정과, 상기 암모니아수 토출 개시 공정 후에, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 2 회전 속도로 유지하면서, 상기 암모니아수의 토출을 계속하는 암모니아수 토출 계속 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정을 포함하는 1 개의 사이클을 복수회 실시하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 가속 공정과, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 유량 증가 공정, 중 적어도 1 개를 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 1 가속 공정과, 상기 제 1 가속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 저하시키는 제 1 감속 공정과, 상기 제 1 감속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 2 가속 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 1 유량 증가 공정과, 상기 제 1 유량 증가 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 감소시키는 제 1 유량 감소 공정과, 상기 제 1 유량 감소 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 2 유량 증가 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정의 적어도 일방이 실시되고 있을 때에, 상기 기판의 표면이 위로 향해진 상태에서 상기 기판을 수평으로 유지하면서, 상기 기판의 직경 이상의 외경을 갖는 대향면을 상기 기판의 표면에 대향시키고, 상기 기판을 둘러싸는 통상의 가드의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방의 높이에 위치시키는 밀폐 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 14 족 원소의 박막은, 상기 오목부의 입구로부터 상기 오목부의 바닥면을 향하여 연장되어 있는, 기판 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부의 측면은, 상기 오목부의 깊이 방향에 직교하는 폭 방향으로 대향하는 1 쌍의 대향부를 포함하고,
    상기 오목부의 깊이 방향에 대한 상기 제 14 족 원소의 박막의 길이는, 상기 오목부의 폭 방향에 대한 상기 1 쌍의 대향부의 간격보다 긴, 기판 처리 방법.
  10. 기판에 형성된 오목부의 측면으로 노출되는 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 상기 오목부의 측면으로 노출시키는 자연 산화막 제거 유닛과,
    상기 제 14 족 원소의 박막에 액상의 IPA 를 접촉시키는 IPA 공급 유닛과,
    상기 기판에 암모니아수를 공급함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 에칭하는 암모니아수 공급 유닛과,
    상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 및 암모니아수 공급 유닛을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 기판에 형성된 상기 오목부의 측면으로 노출되는 상기 제 14 족 원소의 자연 산화막을 제거함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 상기 오목부의 측면으로 노출시키는 자연 산화막 제거 공정과,
    상기 제 14 족 원소의 자연 산화막이 제거된 후에, 상기 제 14 족 원소의 박막에 액상의 IPA 를 접촉시키는 IPA 공급 공정과,
    상기 IPA 가 상기 제 14 족 원소의 박막에 접촉한 후에, 상기 기판에 암모니아수를 공급함으로써, 상기 제 14 족 원소의 박막을 에칭하는 암모니아수 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛을 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 및, 기판 회전 유닛을 제어하고,
    상기 IPA 공급 공정은, 제 2 회전 속도보다 작은 제 1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면 전역에 상기 IPA 의 액막을 유지하는 액막 유지 공정을 포함하고,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 1 회전 속도로부터 상기 제 2 회전 속도로 상승시키면서, 상기 기판에 공급되는 상기 암모니아수의 토출을 개시하는 암모니아수 토출 개시 공정과, 상기 암모니아수 토출 개시 공정 후에, 상기 기판의 회전 속도를 상기 제 2 회전 속도로 유지하면서, 상기 암모니아수의 토출을 계속하는 암모니아수 토출 계속 공정을 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정을 포함하는 1 개의 사이클을 복수 회 실시하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브를 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 기판 회전 유닛, 및, 유량 조정 밸브를 제어하고,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 가속 공정과, 상기 기판의 표면 전역이 상기 암모니아수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 유량 증가 공정, 중 적어도 1 개를 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 중앙부에 직교하는 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛을 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 및 기판 회전 유닛을 제어하고,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 1 가속 공정과, 상기 제 1 가속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 저하시키는 제 1 감속 공정과, 상기 제 1 감속 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 회전 속도를 상승시키는 제 2 가속 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브를 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 자연 산화막 제거 유닛, IPA 공급 유닛, 암모니아수 공급 유닛, 및 유량 조정 밸브를 제어하고,
    상기 암모니아수 공급 공정은, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 1 유량 증가 공정과, 상기 제 1 유량 증가 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 감소시키는 제 1 유량 감소 공정과, 상기 제 1 유량 감소 공정 후, 상기 암모니아수의 액막이 상기 기판의 표면에 있는 상태에서, 상기 기판의 표면을 향하여 토출되는 상기 암모니아수의 유량을 증가시키는 제 2 유량 증가 공정을 포함하는 1 개의 루틴을 1 회 이상 실시하는 루틴 실행 공정을 포함하는, 기판 처리 장치.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 표면이 위로 향해진 상태에서 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판의 직경 이상의 외경을 가지고 있고, 상기 기판의 표면에 대향하는 대향면과, 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방의 높이에 위치하는 상단을 포함하고, 상기 기판을 둘러싸는 통상의 가드를 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 IPA 공급 공정 및 암모니아수 공급 공정의 적어도 일방이 실시되고 있을 때에, 상기 기판의 표면이 위로 향해진 상태에서 상기 기판을 수평으로 유지하면서, 상기 대향면을 상기 기판의 표면에 대향시키고, 상기 가드의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방의 높이에 위치시키는 밀폐 공정을 추가로 실행하는, 기판 처리 장치.
KR1020207006547A 2017-09-20 2018-06-29 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 KR102321240B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017180697A JP6934376B2 (ja) 2017-09-20 2017-09-20 基板処理方法および基板処理装置
JPJP-P-2017-180697 2017-09-20
PCT/JP2018/024948 WO2019058701A1 (ja) 2017-09-20 2018-06-29 基板処理方法および基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200029603A true KR20200029603A (ko) 2020-03-18
KR102321240B1 KR102321240B1 (ko) 2021-11-02

Family

ID=65809720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207006547A KR102321240B1 (ko) 2017-09-20 2018-06-29 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11569085B2 (ko)
JP (1) JP6934376B2 (ko)
KR (1) KR102321240B1 (ko)
CN (1) CN111095495A (ko)
TW (2) TWI668762B (ko)
WO (1) WO2019058701A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022144266A (ja) * 2021-03-18 2022-10-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法、および、基板処理装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277576A (ja) * 2003-03-17 2004-10-07 Daikin Ind Ltd エッチング用又は洗浄用の溶液の製造法
JP2006186081A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Aqua Science Kk 対象物処理方法および装置
JP2006352075A (ja) * 2005-05-17 2006-12-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物系化合物半導体および化合物半導体の洗浄方法、これらの製造方法および基板
JP2007235146A (ja) * 2007-03-20 2007-09-13 Nec Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP2008177532A (ja) * 2006-12-21 2008-07-31 Elpida Memory Inc 半導体ウェハーの処理方法
JP2014209595A (ja) * 2013-03-28 2014-11-06 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
KR20150043893A (ko) * 2013-10-15 2015-04-23 세메스 주식회사 약액 공급 방법
JP2015115409A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
KR20160012919A (ko) * 2014-07-24 2016-02-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치, 및 기판 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독가능 기억 매체
JP2016528551A (ja) * 2013-08-09 2016-09-15 東京エレクトロン株式会社 基板裏側のテクスチャリング

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1696476A (en) * 1927-05-19 1928-12-25 Buckeye Traction Ditcher Co Friction drive means
US6927176B2 (en) * 2000-06-26 2005-08-09 Applied Materials, Inc. Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process
JP4895256B2 (ja) 2005-02-23 2012-03-14 東京エレクトロン株式会社 基板の表面処理方法
US20110018105A1 (en) 2005-05-17 2011-01-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Nitride-based compound semiconductor device, compound semiconductor device, and method of producing the devices
US20080153040A1 (en) 2006-12-21 2008-06-26 Elpida Memory, Inc. Method for processing semiconductor wafer
US7838425B2 (en) 2008-06-16 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of treating surface of semiconductor substrate
JP5592083B2 (ja) 2009-06-12 2014-09-17 アイメック 基板処理方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法
JP6131162B2 (ja) 2012-11-08 2017-05-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
WO2016194092A1 (ja) * 2015-05-29 2016-12-08 株式会社日立製作所 半導体記憶装置及びその製造方法並びに半導体記憶装置の製造装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277576A (ja) * 2003-03-17 2004-10-07 Daikin Ind Ltd エッチング用又は洗浄用の溶液の製造法
JP2006186081A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Aqua Science Kk 対象物処理方法および装置
JP2006352075A (ja) * 2005-05-17 2006-12-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物系化合物半導体および化合物半導体の洗浄方法、これらの製造方法および基板
JP2008177532A (ja) * 2006-12-21 2008-07-31 Elpida Memory Inc 半導体ウェハーの処理方法
JP2007235146A (ja) * 2007-03-20 2007-09-13 Nec Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP2014209595A (ja) * 2013-03-28 2014-11-06 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP2016528551A (ja) * 2013-08-09 2016-09-15 東京エレクトロン株式会社 基板裏側のテクスチャリング
KR20150043893A (ko) * 2013-10-15 2015-04-23 세메스 주식회사 약액 공급 방법
JP2015115409A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
KR20160012919A (ko) * 2014-07-24 2016-02-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치, 및 기판 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독가능 기억 매체
JP2016029705A (ja) * 2014-07-24 2016-03-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置並びに基板処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
TWI668762B (zh) 2019-08-11
JP2019057600A (ja) 2019-04-11
US11569085B2 (en) 2023-01-31
US20200273696A1 (en) 2020-08-27
CN111095495A (zh) 2020-05-01
JP6934376B2 (ja) 2021-09-15
WO2019058701A1 (ja) 2019-03-28
KR102321240B1 (ko) 2021-11-02
TW201939612A (zh) 2019-10-01
TW201916170A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6330998B2 (ja) 基板処理装置
TWI529795B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
JP6057334B2 (ja) 基板処理装置
KR102525266B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
TWI652754B (zh) 基板處理裝置
CN109545654B (zh) 基板处理方法及基板处理装置
JP7170578B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
CN110047776B (zh) 基板处理方法和基板处理装置
CN109545702B (zh) 基板处理方法及基板处理装置
KR102101563B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
CN109427619B (zh) 基板处理方法以及基板处理装置
JP2023090738A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
CN109545703B (zh) 基板处理装置及基板处理方法
KR20200029603A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
TWI836842B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant