KR20200071015A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20200071015A
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wafer
weir
processing liquid
temperature
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켄지 세키구치
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 본 개시에 따른 기판 처리 장치는, 배치부와 공급부와 둑부와 이동 기구를 구비한다. 배치부는, 기판이 배치된다. 공급부는, 배치부에 배치된 기판에 대하여 처리액을 공급한다. 둑부는, 배치부에 배치된 기판을 둘러싸, 기판에 공급된 처리액의 기판으로부터의 유출을 막는다. 이동 기구는, 둑부의 높이를 변경한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 회전시키면서, 회전하는 기판의 중심부에 에칭액 등의 처리액을 공급함으로써, 기판을 처리하는 기판 처리 방법이 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).
일본특허공개공보 2014-187253호
본 개시는 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 장치는, 배치부와 공급부와 둑부와 이동 기구를 구비한다. 배치부는, 기판이 배치된다. 공급부는 배치부에 배치된 기판에 대하여 처리액을 공급한다. 둑부는, 배치부에 배치된 기판을 둘러싸, 기판에 공급된 처리액의 기판으로부터의 유출을 막는다. 이동 기구는, 둑부의 높이를 변경한다.
본 개시에 따르면, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 IV-IV선 화살표 방향 단면도의 일례이다.
도 5는 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 6은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 7은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 8은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 9는 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 10은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 11은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 12는 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 13은 외주부에 있어서의 막 두께가 중심부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼에 대한 부분 에칭 처리의 동작 설명도이다.
도 14는 외주부에 있어서의 막 두께가 중심부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼에 대한 부분 에칭 처리 및 에칭 처리에 따른 막 두께의 변화를 나타내는 도이다.
도 15는 중심부에 있어서의 막 두께가 외주부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼에 대한 부분 에칭 처리의 동작 설명도이다.
도 16은 중심부에 있어서의 막 두께가 외주부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼에 대한 부분 에칭 처리 및 에칭 처리에 따른 막 두께의 변화를 나타내는 도이다.
도 17은 제 3 실시 형태에 따른 높이 조정 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 18은 제 4 실시 형태에 있어서의 제 1 변형예에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다.
도 19는 제 4 실시 형태에 있어서의 제 2 변형예에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다.
도 20은 제 4 실시 형태에 있어서의 제 3 변형예에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다.
이하에, 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 실시하기 위한 형태(이하, '실시 형태'라고 기재함)에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태는 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시 형태에서 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하여, 중복되는 설명은 생략된다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
최근, 반도체의 제조 공정에 있어서, 웨트 에칭의 요구가 높아지고 있다. 웨트 에칭 중, 기판을 1 매씩 처리하는 매엽식의 웨트 에칭은, 기판을 회전시키면서, 회전하는 기판의 중심부에 에칭액을 공급함으로써 행해진다.
매엽식의 웨트 에칭에서는, 예를 들면 처리의 효율화 등을 위하여, 정해진 온도로 가열된 에칭액이 이용되는 경우가 있다. 그러나, 가열된 에칭액은, 기판의 중심부에 공급된 후, 기판의 외주부에 도달할 때까지의 사이에, 기판 등에의 흡열 또는 기화열 등에 의한 방열에 의해 온도가 저하된다. 구체적으로, 에칭액의 온도는 기판의 중앙부보다 외주부가 낮아진다. 이와 같이, 기판의 면내에 있어서 에칭액의 온도가 불균일해짐으로써, 에칭 처리의 면내 균일성이 저하될 우려가 있다.
따라서 본 개시에 따른 기판 처리 장치에서는, 기판의 면내에 있어서의 에칭액의 온도 균일성을 향상시킴으로써, 에칭 처리의 면내 균일성을 향상시키는 것으로 했다.
<제 1 실시 형태>
먼저, 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은 반입 반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입 반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입 반출 스테이션(2)은 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는 복수 매의 기판, 본 실시 형태에서는 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. 기판 반송 장치(13)는 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하다.
처리 스테이션(3)은 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은 반송부(15)와 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은 반송부(15)의 양측으로 배열되어 마련된다.
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 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하다.
처리 유닛(16)은 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 기판 처리를 행하다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는 기판 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저류된다. 제어부(18)는 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기와 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)으로 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 되돌려진다.
이어서, 처리 유닛(16)의 구성에 대하여 도 2 ~ 도 4를 참조하여 설명한다. 도 2는 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛(16)의 구성을 나타내는 도이다. 도 3은 제 1 실시 형태에 따른 둑 기구(60)의 구성을 나타내는 도이다. 도 4는 도 3에 나타내는 IV-IV선 화살표 방향 단면도의 일례이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 공급부(40)와, 회수 컵(50)과, 둑 기구(60)와, 온도 검출부(70)를 구비한다.
챔버(20)는 기판 유지 기구(30), 공급부(40), 회수 컵(50), 둑 기구(60) 및 온도 검출부(70)를 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는 FFU(Fan Filter Unit)(21)이 마련된다. FFU(21)은 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.
기판 유지 기구(30)는 회전 플레이트(31)와, 지주부(支柱部)(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 회전 플레이트(31)는 챔버(20)의 대략 중앙에 마련된다. 회전 플레이트(31)의 상면에는, 웨이퍼(W)의 외주부를 하방으로부터 지지하는 복수의 지지 부재(311)가 마련된다. 웨이퍼(W)는 복수의 지지 부재(311)에 지지됨으로써, 회전 플레이트(31)에 대하여 약간 이간한 상태로 수평으로 배치된다. 또한, 이에 한정되지 않고, 복수의 지지 부재(311)는 웨이퍼(W)를 측방으로부터 파지하는 구성이어도 된다.
지주부(32)는 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되어, 선단부에 있어서 회전 플레이트(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 회전 플레이트(31)를 회전시키고, 이에 의해, 회전 플레이트(31)에 배치된 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 웨이퍼(W)는 회전에 의해 발생하는 부압에 의해 회전 플레이트(31)에 유지된다.
공급부(40)는 기판 유지 기구(30)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여 각종 처리액을 공급한다. 이러한 공급부(40)는 노즐(41)과, 노즐(41)을 수평으로 지지하는 암(42)과, 암(42)을 선회 및 승강시키는 선회 승강 기구(43)를 구비한다.
노즐(41)은 유량 조정기(44a), 가열부(45) 및 밸브(46a)를 개재하여 에칭액 공급원(47a)에 접속된다. 에칭액 공급원(47a)으로부터 공급되는 에칭액은, 가열부(45)에 의해 정해진 온도로 가열되어, 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 상면에 토출된다. 에칭액으로서는, 예를 들면 HF(불산) 또는 TMAH(수산화 테트라메틸 암모늄) 등이 이용된다.
또한, 노즐(41)은 유량 조정기(44b) 및 밸브(46b)를 개재하여 린스액 공급원(47b)에 접속된다. 린스액 공급원(47b)으로부터는, 린스액으로서 예를 들면 DIW(탈이온수)가 공급된다.
회수 컵(50)은 회전 플레이트(31)를 둘러싸도록 배치되고, 회전 플레이트(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수 컵(50)의 저부에는 배액구(51)가 형성되어 있고, 회수 컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부로 배출된다. 또한, 회수 컵(50)의 저부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부로 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
둑 기구(60)는 둑부(61)와, 지지부(62)와, 지주부(63)와, 이동 기구(64)를 구비한다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 둑부(61)는 원통 형상의 부재이며, 회수 컵(50)의 내부에 있어서 회전 플레이트(31)에 배치된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 회전 플레이트(31)의 외주에 배치되고, 웨이퍼(W)에 공급된 에칭액의 웨이퍼(W)로부터의 유출을 막는다. 또한, 둑부(61)와 회전 플레이트(31)와의 간섭을 방지하기 위하여, 양자 간에는 간극이 마련된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 둑부(61)는 제 1 부재(611) 및 제 2 부재(612)에 의한 2 층 구조를 가진다. 제 1 부재(611)는, 둑부(61)의 내주측에 배치되어, 웨이퍼(W)에 대하여 에칭액이 공급되었을 시, 웨이퍼(W)에 공급된 에칭액에 접하는 부재이다. 제 2 부재(612)는, 둑부(61)의 외주측에 배치되어, 대기에 접하는 부재이다.
제 1 부재(611)로서는, 제 2 부재(612)와 비교하여 열전도율이 높은 재질의 것이 이용되는 것이 바람직하다. 제 1 부재(611)로서 열전도율이 높은 것을 사용함으로써, 에칭액에 접하는 제 1 부재(611)의 온도를 에칭액의 온도에 조기에 익숙하게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 제 1 부재(611)의 온도가 에칭액의 온도보다 낮은 상태가 길게 이어짐으로써, 웨이퍼(W)의 외주부와 중앙부에서 에칭액의 온도에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한 제 2 부재(612)로서는, 단열재 등의 단열 성능이 높은 재질의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 제 2 부재(612)로서 단열 성능이 높은 것을 사용함으로써, 에칭액에 의해 데워진 둑부(61)의 열이 대기에 방출되기 어려워지기 때문에, 둑부(61)의 온도를 에칭액의 온도로 유지하기 쉬워진다. 따라서, 예를 들면 둑부(61)의 온도 저하에 의해, 웨이퍼(W)의 외주부와 중앙부에서 에칭액의 온도에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 둑부(61)는 적어도 제 1 부재(611)와 제 2 부재(612)를 포함하여 구성되면 되고, 반드시 2 층 구조인 것을 요하지 않는다. 즉, 둑부(61)는 제 1 부재(611) 및 제 2 부재(612)를 포함하는 다층 구조이면 된다.
지지부(62)는 둑부(61)를 지지한다. 구체적으로, 지지부(62)는 예를 들면 수평 방향으로 연장되는 제 1 지지 부재(62a)와, 연직 방향으로 연장되어, 둑부(61)와 제 1 지지 부재(62a)를 접속하는 제 2 지지 부재(62b)를 구비한다. 여기서는, 제 1 지지 부재(62a)가 회전 플레이트(31)보다 하방에 마련되는 경우의 예를 나타냈지만, 제 1 지지 부재(62a)는 회전 플레이트(31)보다 상방에 마련되어도 된다. 즉, 지지부(62)는 둑부(61)를 상방으로부터 지지하는 구성이어도 된다.
지주부(63)는 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 선단부에 있어서 지지부(62)의 제 1 지지 부재(62a)를 수평으로 지지한다. 이동 기구(64)는 지주부(63)를 연직 방향을 따라 이동시킨다. 여기서는, 지주부(63)가 중공 형상의 부재로, 내부에 지주부(32)가 삽입 관통되는 것으로 하지만, 지주부(63)는 반드시 지주부(32)를 삽입 관통시키는 구성인 것을 요하지 않는다. 지주부(63)는, 예를 들면 제 1 지지 부재(62a)의 중앙부 이외의 장소를 지지하는 구성이어도 된다.
이러한 둑 기구(60)는 이동 기구(64)를 이용하여 지주부(63)를 연직 방향을 따라 이동시킴으로써, 지주부(63)에 지지된 지지부(62)를 연직 방향을 따라 이동시킨다. 이에 의해, 둑 기구(60)는 둑부(61)의 높이를 변경할 수 있다. 예를 들면, 둑 기구(60)는 웨이퍼(W)를 둘러싸는 위치와 웨이퍼(W)를 둘러싸지 않는 위치와의 사이에서 둑부(61)를 이동시킬 수 있다. '웨이퍼(W)를 둘러싸는 위치'란, 예를 들면 둑부(61)의 상단면이 웨이퍼(W)의 상면보다 높은 위치에 배치되는 둑부(61)의 위치이다. 또한, '웨이퍼(W)를 둘러싸지 않는 위치'란, 둑부(61)의 상단면이 웨이퍼(W)의 상면보다 낮은 위치에 배치되는 둑부(61)의 위치이다.
온도 검출부(70)는 챔버(20) 내에 있어서, 회전 플레이트(31)에 배치된 웨이퍼(W)보다 상방에 배치되고, 웨이퍼(W)의 상면의 온도를 검출하여, 검출 결과를 제어부(18)에 출력한다.
온도 검출부(70)는 예를 들면 적외선 센서이다. 구체적으로, 온도 검출부(70)는 적외선을 수광하는 수광 소자를 구비하고 있고, 대상 영역 내의 물체로부터 방사되는 적외선을 수광 소자로 수광함으로써 대상 영역 내의 물체의 온도를 비접촉으로 검출한다. 여기서는, 회전 플레이트(31)에 배치된 웨이퍼(W)의 상면 전체를 대상 영역으로 하지만, 대상 영역은 적어도 웨이퍼(W)의 중심부 및 외주부를 포함하고 있으면 된다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)의 구체적 동작에 대하여 도 5 ~ 도 11을 참조하여 설명한다. 도 5는 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 기판 처리 시스템(1)이 구비하는 각 장치는 제어부(18)의 제어에 따라 도 5에 나타내는 각 처리 순서를 실행한다. 또한, 도 6 ~ 도 11은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리의 동작 설명도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16)으로 반입하는 반입 처리가 행해진다(단계(S101)). 구체적으로, 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. 이 후, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)가, 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)를 전달부(14)로부터 취출하여, 처리 유닛(16)의 회전 플레이트(31)에 배치한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 반입 처리 시에 있어서, 둑부(61)의 상단면은, 지지 부재(311)에 지지되는 웨이퍼(W)의 상면보다 낮은 위치에 배치된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 반입반출이 둑부(61)에 의해 저해되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는, 제어부(18)가, 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61)를 상승시킨다(단계(S102)). 이에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)는 둑부(61)로 둘러싸인 상태가 된다. 또한 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어부(18)는 선회 승강 기구(43)를 제어하여 노즐(41)을 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 위치시킨다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는 에칭 처리가 행해진다(단계(S103)). 구체적으로, 제어부(18)는 구동부(33)를 제어하여 회전 플레이트(31)를 회전시킴으로써, 회전 플레이트(31)에 배치된 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 또한, 제어부(18)는 밸브(46a)를 정해진 시간 개방함으로써, 에칭액 공급원(47a)으로부터 공급되는 에칭액을 노즐(41)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 상면을 향해 토출한다. 에칭액은 가열부(45)에 의해 가열된 상태로 노즐(41)로부터 토출된다.
웨이퍼(W)에 공급된 에칭액은, 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 전면에 확산된다. 이 후, 에칭액은 웨이퍼(W)의 상면으로부터 유출되려고 하지만, 둑부(61)에 의해 막아짐으로써, 웨이퍼(W) 상에 저류된다. 이에 의해, 도 8에 나타내는 바와 같이, 둑부(61)가 마련되지 않는 경우와 비교하여, 웨이퍼(W) 상에 형성되는 에칭액의 액막을 두껍게 할 수 있다. 또한, 에칭액은 둑부(61)의 상단 또는 둑부(61)와 회전 플레이트(31)와의 간극으로부터 조금씩 유출되어, 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부로 배출된다.
상술한 바와 같이, 에칭액의 온도는 웨이퍼(W) 등에의 흡열, 또는, 증발에 따른 기화열에 의해 저하된다. 이 중, 흡열에 따른 온도 저하는, 웨이퍼(W)의 중심부와 비교하여 웨이퍼(W)의 외주부가 커진다. 이는, 예를 들면 웨이퍼(W)의 회전 또는 표면 장력 등의 영향에 의해 웨이퍼(W)의 외주부에 있어서의 에칭액의 액막이 중심부에 있어서의 액막과 비교하여 얇아짐으로써, 외주부에 있어서의 액막의 축열량이, 중심부에 있어서의 액막의 축열량과 비교하여 적어지기 때문이다.
따라서 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛(16)에서는, 웨이퍼(W)로부터의 에칭액의 유출을 둑부(61)에 의해 막음으로써, 웨이퍼(W) 상에 형성되는 에칭액의 액막을 두껍게 하는 것으로 했다.
에칭액의 액막을 두껍게 함으로써, 액막이 가지는 축열량이 많아지기 때문에, 가령, 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부에서 액막의 두께에 차가 있는 경우라도, 이 차가 에칭액의 온도에 주는 영향은 적어진다. 즉, 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부에서 에칭액의 온도에 차가 생기기 어려워진다.
이와 같이, 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛(16)에 의하면, 웨이퍼(W)의 면내에 있어서의 에칭액의 온도 균일성을 향상시킬 수 있는 점에서, 에칭 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 에칭 처리가 종료되면, 기판 처리 시스템(1)에서는, 제어부(18)가, 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61)를 하강시킨다(단계(S104)). 이에 의해, 도 9에 나타내는 바와 같이, 둑부(61)는, 웨이퍼(W)를 둘러싸지 않는 위치, 구체적으로, 상단면이 웨이퍼(W)의 상면보다 낮아지는 위치에 배치된 상태가 된다.
이와 같이, 에칭 처리의 종료 후에 둑부(61)를 하강시킴으로써, 둑부(61)에 의해 웨이퍼(W)로부터의 유출이 막혀 있던 다량의 에칭액을 단시간에 웨이퍼(W)로부터 유출시킬 수 있다. 따라서, 린스 처리로 조기에 이행할 수 있다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는 린스 처리가 행해진다(단계(S105)). 구체적으로, 제어부(18)는 밸브(46b)를 정해진 시간 개방함으로써, 린스액 공급원(47b)으로부터 공급되는 린스액을 노즐(41)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 중심부를 향해 토출한다. 웨이퍼(W)의 상면에 토출된 린스액은, 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심부로부터 외주부로 확산된다. 이에 의해, 도 10에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 상면에 잔존하는 에칭액이 린스액에 의해 씻겨내진다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는 건조 처리가 행해진다(단계(S106)). 구체적으로, 제어부(18)는 구동부(33)를 제어함으로써 웨이퍼(W)의 회전수를 증가시킨다. 이에 의해, 도 11에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 린스액이 제거되어 웨이퍼(W)가 건조된다. 이 후, 제어부(18)는 구동부(33)를 제어함으로써 웨이퍼(W)의 회전을 정지시킨다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는 반출 처리가 행해진다(단계(S107)). 반출 처리에서는, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)가 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 이 후, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)로 되돌려진다. 이에 의해, 1 매의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 기판 처리가 종료된다.
그런데 둑부(61)의 높이는, 웨이퍼(W) 상에 형성되는 에칭액의 액막의 두께가, 흡열 또는 기화열에 의한 영향을 받지 않는 두께가 되는 높이로 설정되는 것이 바람직하다. 그러나, 기화열에 의한 에칭액의 온도에 대한 영향의 정도는, 에칭액의 성질에 따라 상이하다. 예를 들면, 기화열에 의한 에칭액의 온도에 대한 영향의 정도는, 비점이 낮은 에칭액일수록 높아진다.
따라서 제어부(18)는, 단계(S102)에 있어서, 둑부(61)의 높이를 에칭액의 종류에 따른 높이로 조정해도 된다. 이 경우, 제어 장치(4)는, 예를 들면 에칭액의 종류와 둑부(61)의 높이를 관련지은 높이 설정 정보를 기억부(19)에 미리 기억해 둔다. 그리고 제어부(18)는, 기판 처리의 내용을 나타내는 레시피 정보로부터 에칭액의 종류를 특정하고, 특정한 에칭액의 종류에 관련지어진 둑부(61)의 높이를 기억부(19)에 기억된 높이 설정 정보로부터 특정한다. 그리고 제어부(18)는, 특정한 둑부(61)의 높이가 되도록 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61)를 상승시킨다.
이와 같이, 에칭액의 종류에 따라 둑부(61)의 높이를 조정해도 된다. 구체적으로, 예를 들면 비점이 높은 에칭액일수록 둑부(61)의 높이를 높게 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 기화열에 의한 에칭액의 온도 저하를 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 기화열에 의한 에칭액의 온도에 대한 영향의 정도는, 에칭액의 가열 온도에 따라서도 상이하다. 예를 들면, 기화열에 의한 에칭액의 온도에 대한 영향의 정도는, 에칭액의 가열 온도가 높아질수록 높아진다.
따라서 제어부(18)는, 단계(S102)에 있어서, 둑부(61)의 높이를 에칭액의 가열 온도에 따른 높이로 조정해도 된다. 이 경우, 제어 장치(4)는, 예를 들면 에칭액의 가열 온도와 둑부(61)의 높이를 관련지은 높이 설정 정보를 기억부(19)에 미리 기억해 둔다. 그리고 제어부(18)는, 기판 처리의 내용을 나타내는 레시피 정보로부터 에칭액의 가열 온도를 특정하고, 특정한 에칭액의 가열 온도에 관련지어진 둑부(61)의 높이를 기억부(19)에 기억된 높이 설정 정보로부터 특정한다. 그리고 제어부(18)는, 특정한 둑부(61)의 높이가 되도록 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61)를 상승시킨다.
이와 같이, 에칭액의 가열 온도에 따라 둑부(61)의 높이를 조정해도 된다. 구체적으로, 에칭액의 가열 온도가 높은 경우에, 에칭액의 가열 온도가 낮은 경우에 비해 둑부(61)의 높이를 높게 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 기화열에 의한 에칭액의 온도 저하를 적절하게 억제할 수 있다.
또한 제어부(18)는, 단계(S104)에 있어서 둑부(61)를 하강시켜 웨이퍼(W)의 상면으로부터 에칭액을 유출시킨 후, 단계(S105)에 있어서 린스 처리를 개시하기 전에, 둑부(61)를 상승시켜도 된다. 즉, 제어부(18)는, 둑부(61)에 의해 웨이퍼(W)를 둘러싼 상태에서 린스 처리를 행해도 된다. 이에 의해, 둑부(61)에 부착된 에칭액을 린스액에 의해 씻어낼 수 있다.
또한 여기서는, 에칭액을 둑부(61)의 상단으로부터 오버플로우시키는 경우의 예에 대하여 설명했다. 이에 한정되지 않고, 제어부(18)는 예를 들면 에칭액이 저류된 후, 둑부(61)와 회전 플레이트(31)와의 사이로부터 유출되는 에칭액의 유량과 동일한 유량이 되도록, 유량 조정기(44a)를 제어하여 노즐(41)로부터 토출되는 에칭액의 유량을 줄여도 된다. 이에 의해, 에칭액의 소비량을 억제할 수 있다.
또한 제어부(18)는, 에칭 처리가 종료되기보다 전에, 밸브(46a)를 닫음으로써 노즐(41)로부터의 에칭액의 공급을 정지해도 된다. 에칭 처리의 종료 전에 에칭액의 공급을 정지했다 하더라도, 웨이퍼(W) 상에 저류된 에칭액에 의해 웨이퍼(W)를 에칭할 수 있다. 이에 의해, 에칭액의 소비량을 억제할 수 있다.
<제 2 실시 형태>
그런데 웨이퍼(W)에 따라서는, 에칭 처리에 의해 제거하는 막의 막 두께가 균일하지 않은 경우가 있다. 예를 들면, 외주부에 있어서의 막 두께가 중심부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼(W), 또는 중심부에 있어서의 막 두께가 외주부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼(W)가 존재하는 경우가 있다.
따라서 기판 처리 시스템(1)에서는, 에칭 처리를 행하기 전에, 웨이퍼(W)의 상면에 형성되어 있는 막의 막 두께를 균일화시키는 부분 에칭 처리를 행해도 된다.
이러한 점에 대하여 도 12 ~ 도 16을 참조하여 설명한다. 도 12는 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 또한, 도 13은 외주부에 있어서의 막 두께가 중심부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼(W)에 대한 부분 에칭 처리의 동작 설명도이며, 도 14는 동일 웨이퍼(W)에 대한 부분 에칭 처리 및 에칭 처리에 따른 막 두께의 변화를 나타내는 도이다. 또한, 도 15는 중심부에 있어서의 막 두께가 외주부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼(W)에 대한 부분 에칭 처리의 동작 설명도이며, 도 16은 동일 웨이퍼(W)에 대한 부분 에칭 처리 및 에칭 처리에 따른 막 두께의 변화를 나타내는 도이다.
도 12에 나타내는 단계(S201, S203 ~ S208)의 처리는, 상술한 도 5에 나타내는 S101 ~ S107의 처리와 동일하다. 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에서는, 단계(S201)에 있어서 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16)으로 반입한 후, 단계(S203)에 있어서 둑부(61)를 상승시키기 전에, 부분 에칭 처리가 행해진다(단계(S202)).
부분 에칭 처리에서는, 둑부(61)를 하강시킨 상태, 즉, 에칭액의 웨이퍼(W)로부터의 유출을 막지 않은 상태에서, 웨이퍼(W)의 일부, 구체적으로 막 두께가 상대적으로 두꺼운 부분에 에칭액을 공급한다.
예를 들면, 도 14의 상측 도면에 나타내는 바와 같이, 외주부에 있어서의 막 두께가 중심부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 막이 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제어부(18)는 선회 승강 기구(43)를 제어하여 노즐(41)을 웨이퍼(W)의 외주부의 상방에 위치시킨다. 이 후, 제어부(18)는 밸브(46a)를 엶으로써 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 외주부에 대하여 에칭액을 공급한다. 웨이퍼(W)의 외주부에 공급된 에칭액은, 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외방을 향한다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 중심부에는 에칭액은 공급되지 않는다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 외주부에만 에칭액이 공급됨으로써, 웨이퍼(W)의 외주부에 형성된 막만이 제거된다. 이에 의해, 도 14의 중간 도면에 나타내는 바와 같이, 부분 에칭 처리의 개시 전과 비교하여, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 막의 막 두께를 균일화시킬 수 있다. 이 후, 기판 처리 시스템(1)에서는, 둑부(61)를 상승시킨 상태에서 에칭 처리가 행해진다(단계(S204)). 이에 의해, 도 14의 하측 도면에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 막은 균일하게 제거된다.
또한, 예를 들면 도 16의 상측 도면에 나타내는 바와 같이, 중심부에 있어서의 막 두께가 외주부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 막이 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 경우, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제어부(18)는 선회 승강 기구(43)를 제어하여 노즐(41)을 웨이퍼(W)의 중심부의 상방에 위치시킨다. 이 후, 제어부(18)는, 밸브(46a)를 엶으로써 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 중심부에 대하여 에칭액을 공급한다. 웨이퍼(W)의 중심부에 공급된 에칭액은, 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 전면에 확산된다. 여기서 상술한 바와 같이, 둑부(61)를 상승시키지 않은 상태에서는, 웨이퍼(W)의 중심부와 비교하여 외주부의 에칭량은 저하된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 중심부에 형성된 막이 외주부에 형성된 막보다 많이 제거되게 된다. 이에 의해, 도 16의 중간 도면에 나타내는 바와 같이, 부분 에칭 처리의 개시 전과 비교하여, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 막의 막 두께를 균일화시킬 수 있다. 이 후, 기판 처리 시스템(1)에서는, 둑부(61)를 상승시킨 상태에서 에칭 처리가 행해진다(단계(S204)). 이에 의해, 도 16의 하측 도면에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 막은 균일하게 제거된다.
이와 같이, 반입 처리 후, 둑부(61)를 상승시키기 전에, 웨이퍼(W)의 일부에 에칭액을 공급하는 부분 에칭 처리가 행해져도 된다. 이에 의해, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시키면서, 기판 처리 후의 막 두께 균일성도 향상시킬 수 있다.
또한 제어부(18)는, 예를 들면 웨이퍼(W)에 형성된 막의 막 두께 정보를 미리 취득해 두고, 막 두께 정보에 따라 선회 승강 기구(43)를 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 상면 중, 다른 부분과 비교하여 두꺼운 막이 형성되어 있는 부분의 상방으로 노즐(41)을 이동시켜도 된다. 웨이퍼(W)에 형성된 막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정부는, 기판 처리 시스템(1)에 배치되어도 되고, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 배치되어도 된다.
<제 3 실시 형태>
예를 들면, 둑부(61)의 높이가 불충분한 경우, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 에칭액의 온도에 불균일이 생길 우려가 있다. 따라서 제어부(18)는, 에칭 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W) 면내의 온도 분포에 기초하여 둑부(61)의 높이를 조정해도 된다. 이 점에 대하여 도 17을 참조하여 설명한다. 도 17은 제 3 실시 형태에 따른 높이 조정 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 또한, 도 17에 나타내는 높이 조정 처리는, 예를 들면 에칭 처리가 개시된 경우에 개시되는 것으로 한다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 제어부(18)는 먼저, 온도 검출부(70)(도 2 참조)의 검출 결과를 취득한다(단계(S301)). 상술한 바와 같이, 온도 검출부(70)는 웨이퍼(W)의 상면 전체의 온도를 검출한다. 따라서, 온도 검출부(70)의 검출 결과는 웨이퍼(W) 면내의 온도 분포를 나타낸다. 이어서, 제어부(18)는 온도 검출부(70)의 검출 결과에 기초하여, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 온도차가 임계치 미만인지 여부를 판정한다(단계(S302)).
단계(S302)에 있어서, 웨이퍼(W) 면내의 온도차가 임계치를 초과하고 있다고 판정한 경우(단계(S302), No), 제어부(18)는 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61)를 상승시킨다(단계(S303)). 이 때의 둑부(61)의 상승량은 미리 정해진 양이어도 된다. 또한, 웨이퍼(W) 면내의 온도차와 둑부(61)의 상승량을 관련지은 높이 조정 정보가 기억부(19)에 미리 기억되어 있어도 되고, 제어부(18)는 이러한 높이 조정 정보를 이용하여 둑부(61)의 상승량을 결정해도 된다.
단계(S303)의 처리를 끝낸 경우, 또는 단계(S302)에 있어서, 웨이퍼(W) 면내의 온도차가 임계치 미만이라고 판정한 경우(단계(S302), Yes), 제어부(18)는 에칭 처리가 종료되었는지 여부를 판정한다(단계(S304)). 이 처리에 있어서, 에칭 처리가 종료되어 있지 않은 경우(단계(S304), No), 제어부(18)는 처리를 단계(S301)로 되돌린다. 한편, 에칭 처리가 종료된 경우(단계(S304), Yes), 제어부(18)는 높이 조정 처리를 종료한다.
이와 같이, 제어부(18)는, 온도 검출부(70)에 의해 검출된 웨이퍼(W) 판의 면내 온도의 분포에 따라 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61)의 높이를 조정해도 된다. 이에 의해, 예를 들면 웨이퍼(W)의 면내 온도의 분포에 불균일이 있는 경우에는, 둑부(61)의 높이를 높게 함으로써, 이러한 불균일을 저감할 수 있다. 즉, 에칭액의 온도의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
<제 4 실시 형태>
제 4 실시 형태에서는, 둑 기구의 변형예에 대하여 설명한다. 도 18은 제 4 실시 형태에 있어서의 제 1 변형예에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 제 1 변형예에 따른 둑 기구(60A)는, 둑부(61A)의 내부에 가열부(613)를 구비한다. 가열부(613)는, 둑부(61A)의 전둘레에 걸쳐 마련되어 있고, 둑부(61A)를 전둘레에 걸쳐 가열한다. 제어부(18)는 에칭 처리에 있어서, 예를 들면 둑부(61A)의 온도가 웨이퍼(W)에 공급되는 에칭액의 온도와 동일하게 되도록 가열부(613)를 제어하여 둑부(61A)를 가열한다. 이에 의해, 에칭액의 온도가 둑부(61A)에의 흡열에 의해 저하되는 것이 억제되기 때문에, 에칭액의 온도의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 가열부(613)는 반드시 둑부(61A)의 전둘레에 걸쳐 마련되는 것을 요하지 않는다. 예를 들면, 둑부(61A)는 둑부(61A)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치된 복수의 가열부를 내장하는 구성이어도 된다. 또한, 제어부(18)는 반드시 둑부(61A)의 온도를 에칭액의 온도에 맞추는 것을 요하지 않는다. 예를 들면, 제어부(18)는 둑부(61A)의 온도가 에칭액의 온도보다 높아지도록 가열부(613)를 제어해도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 외주부에 있어서의 에칭액의 온도를 중심부에 있어서의 에칭액의 온도보다 높게 할 수 있다. 이에 의해, 제 2 실시 형태에 따른 부분 에칭 처리를 행하지 않고, 외주부에 있어서의 막 두께가 중심부에 있어서의 막 두께보다 두꺼운 웨이퍼(W)의 막 두께를 균일화시킬 수 있다.
도 19는 제 4 실시 형태에 있어서의 제 2 변형예에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 제 2 변형예에 따른 둑 기구(60B)의 둑부(61B)는, 에칭액을 토출하는 복수의 토출구(615)를 내주면에 구비한다. 복수의 토출구(615)는 둑부(61B)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배열되어 배치된다. 또한, 둑부(61B)는 복수의 토출구(615)에 에칭액을 공급하는 공급로(616)를 내부에 구비한다. 공급로(616)는 예를 들면 둑부(61B)의 전둘레에 걸쳐 마련된다. 공급로(616)에는 유량 조정기(65), 가열부(66) 및 밸브(67)를 개재하여 에칭액 공급원(47a)이 접속된다.
에칭액 공급원(47a)으로부터 공급되는 에칭액은, 가열부(66)에 의해, 예를 들면 노즐(41)로부터 공급되는 에칭액과 동일한 온도로 가열되어, 복수의 토출구(615)로부터 웨이퍼(W)의 외주부에 공급된다.
제어부(18)는 에칭 처리에 있어서, 밸브(46a) 및 밸브(67)를 엶으로써, 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 중심부로의 에칭액의 공급과, 복수의 토출구(615)로부터 웨이퍼(W)의 외주부로의 에칭액의 공급을 행하다.
에칭 처리에 있어서, 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 중심부로 공급된 에칭액이 웨이퍼(W)의 외주부에 도달하기까지에는 타임 래그가 생긴다. 이 때문에, 이 타임 래그에 의해, 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부에서 에칭량에 차가 생길 우려가 있다.
이에 대하여, 제 2 변형예와 같이, 노즐(41)과 아울러 둑부(61B)로부터도 에칭액을 공급하도록 함으로써, 노즐(41)로부터의 공급만을 행하는 경우와 비교하여, 에칭액을 웨이퍼(W) 상에 보다 단시간에 모을 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 에칭액이 모일 때까지의 사이에 생기는 기판 처리의 면내 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 중심부로의 에칭액의 공급과 웨이퍼(W)의 외주부로의 에칭액의 공급을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부에서 에칭량에 차가 생기기 어렵게 할 수 있다.
또한, 가열된 에칭액이 공급로(616)를 흐름으로써, 둑부(61B)를 가열할 수 있다. 이에 의해, 제 1 변형예에 따른 둑부(61A)와 마찬가지로, 둑부(61B)에의 흡열에 의해 에칭액의 온도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한 제어부(18)는, 에칭 처리의 개시 후, 정해진 시간이 경과한 경우에, 밸브(67)를 닫음으로써 둑부(61B)로부터의 에칭액의 공급만을 정지시켜도 된다. 예를 들면, 제어부(18)는 에칭 처리의 개시 후, 에칭액이 둑부(61B)의 상단으로부터 오버플로우하기보다도 전에, 둑부(61B)로부터의 에칭액의 공급을 정지시켜도 된다.
웨이퍼(W) 상에 에칭액을 단시간에 모으는 방법은, 상기한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제어부(18)는 에칭 처리의 개시 후, 에칭액이 오버플로우하기보다도 전의 사이, 노즐(41)로부터 에칭액을 제 1 유량으로 토출시키고, 이 후, 제 1 유량보다 적은 제 2 유량으로 노즐(41)로부터 에칭액을 토출시켜도 된다. 웨이퍼(W) 상에 에칭액이 모일 때까지의 사이, 노즐(41)로부터 에칭액을 대유량으로 토출함으로써, 웨이퍼(W) 상에 에칭액을 단시간에 모을 수 있다.
또한, 제어부(18)는 에칭 처리의 개시 후, 에칭액이 오버플로우하기보다도 전의 사이, 선회 승강 기구(43)를 제어하여 노즐(41)을 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부 사이에서 계속 이동시켜도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부와의 에칭량의 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 복수의 토출구가 마련된 노즐(바 노즐)을 암(42)에 마련하여, 웨이퍼(W)의 중심부 및 외주부를 포함하는 복수 개소에 동시에 에칭액을 토출해도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상에 에칭액을 조기에 모을 수 있고, 또한 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부와의 에칭량의 불균일을 억제할 수 있다. 복수의 공급부(40)를 마련하여, 각 공급부(40)의 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)의 중심부 및 외주부를 포함하는 복수 개소에 동시에 에칭액을 토출한 경우도 마찬가지이다.
또한, 제어부(18)는 에칭 처리의 개시 후, 예를 들면 에칭액이 웨이퍼(W)의 전면에 확산될 때까지의 사이, 구동부(33)를 제어하여 웨이퍼(W)를 제 1 회전수로 회전시키고, 이 후, 구동부(33)를 제어하여 웨이퍼(W)를 제 1 회전수보다 느린 제 2 회전수로 회전시켜도 된다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시킴으로써, 에칭액을 웨이퍼(W)의 전면에 조기에 확산시킬 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 중심부와 외주부와의 에칭량의 불균일을 억제할 수 있다.
도 20은 제 4 실시 형태에 있어서의 제 3 변형예에 따른 둑 기구의 구성을 나타내는 도이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 제 3 변형예에 따른 둑 기구(60C)의 둑부(61C)는, 복수(여기서는 2 개)의 분할체(61C1, 61C2)를 구비한다. 각 분할체(61C1, 61C2)는 평면에서 봤을 때 반원 형상을 가진다. 또한, 둑 기구(60C)는 분할체(61C1)를 이동시키는 분할체 이동 기구(661)와, 분할체(61C2)를 이동시키는 분할체 이동 기구(662)를 구비한다. 분할체 이동 기구(661, 662)는 분할체(61C1, 61C2)끼리가 합체하여 원통형의 둑부(61C)가 형성된 상태와, 둑부(61C)가 복수의 분할체(61C1, 61C2)로 분할된 상태와의 사이에서 분할체(61C1, 61C2)를 이동시킨다. 둑부(61C)가 복수의 분할체(61C1, 61C2)로 분할된 상태에 있어서, 복수의 분할체(61C1, 61C2)는, 예를 들면 반입 처리 시 및 반출 처리 시에 있어서 웨이퍼(W)와 간섭하지 않는 위치에 배치된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 반입반출이 둑부(61C)에 의해 저해되는 것을 방지할 수 있다.
<그 외의 실시 형태>
둑 기구(60, 60A ~ 60C)는 지주부(63)(도 2 참조)를 회전시키는 회전 기구를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 둑 기구(60, 60A ~ 60C)는 회전 기구를 이용하여 지주부(63)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)의 회전축과 동일한 회전축 주위에 둑부(61, 61A ~ 61C)를 회전시킬 수 있다.
또한, 이 경우 제어부(18)는, 에칭 처리에 있어서, 예를 들면 웨이퍼(W)의 회전 방향과 동일한 방향으로 둑부(61, 61A ~ 61C)를 회전시켜도 된다. 이에 의해, 예를 들면 에칭액의 비산을 억제할 수 있다. 또한 에칭 처리에 있어서, 제어부(18)는, 예를 들면 웨이퍼(W)의 회전 방향과 반대 방향으로 둑부(61, 61A ~ 61C)를 회전시켜도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 외주부 부근에 있어서의 에칭액의 흐름이 흐트러짐으로써, 웨이퍼(W)의 중심부에 있어서의 에칭량과 비교하여 외주부에 있어서의 에칭량을 높일 수 있다.
상술한 각 실시 형태에서는, 처리액의 일례로서 에칭액을 들어 설명했지만, 처리액은 에칭액에 한정되지 않는다. 예를 들면 처리액은, 파티클 제거에 이용되는 SC1(암모니아 / 과산화수소 / 물의 혼합액) 또는 SC2(염산 / 과산화수소 / 물의 혼합액) 등의 약액이어도 된다. 또한 처리액은, 건조 처리에 이용되는 IPA(이소프로필 알코올) 등의 유기 용제여도 된다.
상술해 온 바와 같이, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 처리 유닛(16))는, 배치부(일례로서 회전 플레이트(31))와, 공급부(40)와, 둑부(61, 61A ~ 61C)와, 이동 기구(64)를 구비한다. 배치부는 기판(일례로서 웨이퍼(W))이 배치된다. 공급부(40)는 배치부에 배치된 기판에 대하여 처리액(일례로서 에칭액)을 공급한다. 둑부(61, 61A ~ 61C)는 배치부에 배치된 기판을 둘러싸, 기판에 공급된 처리액의 기판으로부터의 유출을 막는다. 이동 기구(64)는 둑부의 높이를 변경한다.
기판에 공급된 처리액의 기판으로부터의 유출을 둑부(61, 61A ~ 61C)에 의해 막음으로써, 기판 상에 형성되는 처리액의 액막을 두껍게 할 수 있다. 이에 의해, 기판의 중심부와 외주부에서 처리액의 온도에 차가 생기기 어려워지기 때문에, 기판의 면내에 있어서의 처리액의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한 둑부는, 기판에 공급된 처리액에 접하는 제 1 부재(611)와, 제 1 부재(611)보다 외주측에 마련되는 제 2 부재(612)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제 1 부재(611)는 제 2 부재(612)와 비교하여 열전도율이 높은 것이어도 된다.
제 1 부재(611)로서 열전도율이 높은 것을 사용함으로써, 처리액에 접하는 제 1 부재(611)의 온도를 처리액의 온도에 조기에 익숙하게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면 제 1 부재(611)의 온도가 처리액의 온도보다 낮은 상태가 길게 이어짐으로써, 기판의 외주부와 중앙부에서 처리액의 온도에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제 2 부재(612)로서 열전도율이 낮은 것을 사용함으로써, 처리액에 의해 데워진 둑부(61)의 열이 대기에 방출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 예를 들면 둑부(61)의 온도 저하에 의해, 기판의 외주부와 중앙부에서 처리액의 온도에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 둑부(61A)를 가열하는 가열부(613)를 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 둑부(61A)에의 흡열에 의해 처리액의 온도가 저하되는 것이 억제되기 때문에, 처리액의 온도의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 처리의 면내 균일성의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 둑부(61B)는 처리액을 토출하는 복수의 토출구(615)를 내주면에 구비하는 구성이어도 된다. 공급부(40)와 아울러 둑부(61B)로부터도 처리액을 공급하도록 함으로써, 공급부(40)로부터의 공급만을 행하는 경우와 비교하여, 처리액을 기판 상에 의해 단시간에 모을 수 있다. 따라서, 기판 상에 처리액이 모일 때까지의 동안에 생기는 기판 처리의 면내 균일성의 저하를 억제할 수 있다.
또한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 이동 기구(64)를 제어하는 제어부(18)를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제어부(18)는 이동 기구(64)를 제어함으로써, 둑부(61, 61A ~ 61C)의 높이를 처리액의 종류에 따른 높이로 조정해도 된다. 이에 의해, 기화열에 의한 처리액의 온도 저하를 적절하게 억제할 수 있다.
또한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 이동 기구(64)를 제어하는 제어부(18)를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제어부(18)는 이동 기구(64)를 제어함으로써, 둑부(61, 61A ~ 61C)의 높이를 처리액의 온도에 따른 높이로 조정해도 된다. 구체적으로, 제어부(18)는 처리액의 온도가 높은 경우에, 처리액의 온도가 낮은 경우와 비교하여 둑부(61, 61A ~ 61C)의 높이를 높게 해도 된다. 이에 의해, 기화열에 의한 처리액의 온도 저하를 적절하게 억제할 수 있다.
또한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 이동 기구(64)를 제어하는 제어부(18)와, 기판의 면내 온도를 검출하는 온도 검출부(70)를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제어부(18)는 배치부에 배치된 기판에 대하여 공급부(40)로부터 처리액이 공급되는 동안, 온도 검출부(70)에 의해 검출된 기판의 면내 온도의 분포에 따라 이동 기구(64)를 제어하여 둑부(61, 61A ~ 61C)의 높이를 조정해도 된다.
이에 의해, 예를 들면 기판의 면내 온도의 분포에 불균일이 있는 경우에는, 둑부(61, 61A ~ 61C)의 높이를 높게 함으로써, 이러한 불균일을 저감할 수 있다. 즉, 처리액의 온도의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 부분 공급 공정(일례로서, 단계(S202)의 부분 에칭 처리)이 행해져도 된다. 부분 공급 공정은, 배치 공정(일례로서 단계(S101, S201)의 반입 처리) 후, 포위 공정(일례로서 단계(S102, S203)에 있어서의 둑부(61, 61A ~ 61C)를 상승시키는 처리) 전에, 기판의 일부에 처리액을 공급한다. 이에 의해, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시키면서, 기판 처리 후의 막 두께 균일성도 향상시킬 수 있다.
또한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 유출 공정(일례로서, 단계(S104, S205)에 있어서 둑부(61, 61A ~ 61C)를 하강시키는 처리)과, 린스 공정(일례로서 단계(S105, S206)의 린스 처리)이 행해져도 된다. 유출 공정은, 공급 공정(일례로서 단계(S103, S204)의 에칭 처리) 후, 처리액의 기판으로부터의 유출을 막지 않는 위치로 둑부(61, 61A ~ 61C)를 이동시킴으로써, 처리액을 기판으로부터 유출시킨다. 린스 공정은 유출 공정 후, 배치부에 배치된 기판에 대하여 린스액을 공급한다.
이와 같이, 공급 공정의 종료 후에 둑부(61)를 하강시킴으로써, 둑부(61)에 의해 기판으로부터의 유출이 막혀 있던 다량의 처리액을 단시간에 기판으로부터 유출시킬 수 있다. 따라서, 린스 공정으로 조기에 이행할 수 있다.
또한 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 유출 공정 후, 린스 공정 전에, 둑부(61, 61A ~ 61C)를 이동시켜, 배치부에 배치된 기판을 둑부(61, 61A ~ 61C)로 둘러싸는 재포위 공정이 행해져도 된다. 이에 의해, 둑부(61)에 부착된 처리액을 린스액에 의해 씻어낼 수 있다.
또한 상술한 각 실시 형태에서는, 처리액의 일례로서, 가열된 에칭액을 들어 설명했지만, 처리액은 반드시 가열되는 것을 요하지 않는다. 즉, 상온의 처리액이어도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시 형태는 첨부한 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (12)

  1. 기판이 배치되는 배치부와,
    상기 배치부에 배치된 상기 기판에 대하여 처리액을 공급하는 공급부와,
    상기 배치부에 배치된 상기 기판을 둘러싸, 상기 기판에 공급된 상기 처리액의 상기 기판으로부터의 유출을 막는 둑부와,
    상기 둑부의 높이를 변경하는 이동 기구
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 둑부는,
    상기 기판에 공급된 상기 처리액에 접하는 제 1 부재와,
    상기 제 1 부재보다 외주측에 마련되는 제 2 부재
    를 구비하고,
    상기 제 1 부재는,
    상기 제 2 부재와 비교하여 열전도율이 높은, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 둑부를 가열하는 가열부
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 둑부는,
    상기 처리액을 토출하는 복수의 토출구를 내주면에 구비하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 기구를 제어하는 제어부
    를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 이동 기구를 제어함으로써, 상기 둑부의 높이를 상기 처리액의 종류에 따른 높이로 조정하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 기구를 제어하는 제어부
    를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 이동 기구를 제어함으로써, 상기 둑부의 높이를 상기 처리액의 온도에 따른 높이로 조정하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 처리액의 온도가 높은 경우에, 상기 처리액의 온도가 낮은 경우와 비교하여 상기 둑부의 높이를 높게 하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 기구를 제어하는 제어부와,
    상기 기판의 면내 온도를 검출하는 온도 검출부
    를 더 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 배치부에 배치된 상기 기판에 대하여 상기 공급부로부터 상기 처리액이 공급되는 동안, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 상기 기판의 면내 온도의 분포에 따라 상기 이동 기구를 제어하여 상기 둑부의 높이를 조정하는, 기판 처리 장치.
  9. 배치부에 기판을 배치하는 배치 공정과,
    상기 배치 공정 후, 상기 배치부에 배치된 상기 기판을 둑부로 둘러싸는 포위 공정과,
    상기 포위 공정 후, 상기 배치부에 배치된 상기 기판에 대하여 처리액을 공급하고, 상기 기판에 공급된 상기 처리액의 상기 기판으로부터의 유출을 상기 둑부에 의해 막는 공급 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배치 공정 후, 상기 포위 공정 전에, 상기 기판의 일부에 상기 처리액을 공급하는 부분 공급 공정
    을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 공급 공정 후, 상기 처리액의 상기 기판으로부터의 유출을 막지 않는 위치로 상기 둑부를 이동시킴으로써, 상기 처리액을 상기 기판으로부터 유출시키는 유출 공정과,
    상기 유출 공정 후, 상기 배치부에 배치된 상기 기판에 대하여 린스액을 공급하는 린스 공정
    을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유출 공정 후, 상기 린스 공정 전에, 상기 둑부를 이동시켜, 상기 배치부에 배치된 상기 기판을 상기 둑부로 둘러싸는 재포위 공정
    을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
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