KR20200089609A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20200089609A
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liquid
nozzle
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central axis
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히토시 고스기
쇼타 우메자키
고우조우 다치바나
료 야마모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

각각 별도의 노즐로부터 제1 처리액과 제2 처리액이 동시에 기판 상에 공급되고 있을 때, 제1 처리액 및 제2 처리액의 상호 간섭에 기인하는 액 튐 및/또는 기판 상에 형성되는 처리액의 액막 두께의 불균일을 방지 또는 적어도 대폭 억제한다. 제1 노즐로부터 토출되는 제1 처리액에 의해 형성되는 제1 액 기둥 및 제2 노즐로부터 토출되는 제2 처리액에 의해 형성되는 제2 액 기둥이 하기의 관계를 충족한다. 제1 액 기둥의 중심 축선인 제1 중심 축선 및 제2 액 기둥의 중심 축선인 제2 중심 축선 중 적어도 제2 중심 축선이, 기판의 회전 축선에 대하여 경사져 있다. 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 제1 액 기둥 및 제2 액 기둥을 기판의 표면을 포함하는 수평 평면으로 절단함으로써 얻어진 제1 절단면 및 제2 절단면이 적어도 부분적으로 겹쳐 있다. 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 제1 중심 축선 상의 임의의 점이, 제2 중심 축선 상에 위치하고 있다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서, 기판에 약액 세정, 습식 에칭 등의 액 처리가 행하여진다. 액 처리에서는 복수 종류의 처리액, 예를 들어 약액(예를 들어 DHF), 린스액(예를 들어 DIW), 건조용 액체(예를 들어 IPA)가 순차 기판에 공급된다(예를 들어 특허문헌 1을 참조). 특허문헌 1에서는, 린스 노즐이 DIW를 공급하고 있는 기간의 종료 시기와, 건조용 액체 노즐이 IPA를 공급하고 있는 기간의 개시 시기를 시간적으로 오버랩시키는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2017-108190호 공보
본 개시는, 각각 별도의 노즐로부터 제1 처리액과 제2 처리액이 동시에 기판 상에 공급되고 있을 때, 제1 처리액 및 제2 처리액의 상호 간섭에 기인하는 액 튐 및/또는 기판 상에 형성되는 처리액의 액막 두께의 불균일을 방지 또는 적어도 대폭 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
기판 처리 방법의 일 실시 형태는, 기판을 수평 자세로 연직 축선 주위로 회전시키는 것과, 제1 공급 기간에 제1 노즐로부터 제1 처리액을 회전하는 상기 기판의 표면에 공급하는 것과, 제2 공급 기간에 제2 노즐로부터 제2 처리액을 회전하는 상기 기판의 표면에 공급하는 것을 구비하고, 상기 제1 공급 기간과 상기 제2 공급 기간이 적어도 부분적으로 오버랩하고 있고, 이 오버랩 기간 내에서, 제1 노즐로부터 토출되는 제1 처리액에 의해 제1 액 기둥이 형성됨과 함께 제2 노즐로부터 토출되는 제2 처리액에 의해 제2 액 기둥이 형성되고, 상기 오버랩 기간 중에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 처리액의 토출을 정지했다고 가정했을 때의 상기 제1 액 기둥의 형상 및 배치, 및 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 처리액의 토출을 정지했다고 가정했을 때의 상기 제2 액 기둥의 형상 및 배치가, 하기의 조건, 상기 제1 액 기둥의 중심 축선인 제1 중심 축선 및 상기 제2 액 기둥의 중심 축선인 제2 중심 축선 중 적어도 상기 제2 중심 축선이, 상기 기판의 회전 축선에 대하여 경사져 있을 것, 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 상기 제1 액 기둥 및 상기 제2 액 기둥을 상기 기판의 표면을 포함하는 수평 평면으로 절단함으로써 얻어진 제1 절단면 및 제2 절단면이 적어도 부분적으로 겹쳐 있을 것, 및 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 상기 제1 중심 축선 상의 임의의 점이, 상기 제2 중심 축선 상에 위치하고 있을 것을 충족하고 있는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 개시에 의하면, 각각 별도의 노즐로부터 제1 처리액과 제2 처리액이 동시에 기판 상에 공급되고 있을 때, 제1 처리액 및 제2 처리액의 상호 간섭에 기인하는 액 튐 및/또는 기판 상에 형성되는 처리액의 액막 두께의 불균일을 방지 또는 적어도 대폭 억제할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에 포함되는 처리 유닛의 개략 종단면도이다.
도 3은 노즐의 배치를 설명하는 단면도이다.
도 4는 제1 노즐의 배치 및 처리액의 토출에 대해서 설명하는 도면이다.
도 5는 제2 노즐의 배치 및 처리액의 토출에 대해서 설명하는 도면이다.
도 6은 제3 노즐의 배치 및 처리액의 토출에 대해서 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1의 기판 처리 장치에서 실행되는 액 처리의 일례를 나타내는 타임차트이다.
도 8은 종래 기술을 설명하는 도면이다.
도 9는 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 10은 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 11은 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 12는 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 13은 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 14는 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 15는 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 16은 2개의 노즐로부터 토출되는 처리액끼리의 간섭에 의해 발생하는 문제를 설명하는 개략 평면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 기판 처리 장치의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템에 대해서 설명한다. 도 1은 기판 처리 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상방향으로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반출입 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반출입 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접해서 마련된다.
반출입 스테이션(2)은, 캐리어 적재부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 적재부(11)에는, 복수매의 기판, 본 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼(W))를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 적재된다.
반송부(12)는, 캐리어 적재부(11)에 인접해서 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 보유 지지 기구를 사용해서 캐리어(C)와 전달부(14)의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접해서 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 나란히 마련된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 보유 지지 기구를 사용해서 전달부(14)와 처리 유닛(16)의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예를 들어 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 판독해서 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들어 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저, 반출입 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 적재부(11)에 적재된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 적재한다. 전달부(14)에 적재된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.
처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 적재된다. 그리고, 전달부(14)에 적재된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 적재부(11)의 캐리어(C)로 복귀된다.
이어서, 처리 유닛(16)의 구성에 대해서 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(유닛 케이싱)(20)를 갖는다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.
챔버(20) 내에는, 스핀 척 등으로 불리는 기판 보유 지지 회전부(30)가 마련되어 있다. 기판 보유 지지 회전부(30)는, 척(31)(기판 보유 지지 요소)과, 척(31)을 회전시키는 회전 모터(32)를 갖고 있으며, 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 수평 자세로 보유 지지하여, 연직 축선 주위로 회전시킬 수 있다. 척(31)은, 웨이퍼(W)의 하면을 흡착하는 배큠 척이어도 되고, 복수의 파지 갈고리에 의해 웨이퍼(W)의 주연부를 보유 지지하는 메커니컬 척이어도 된다. 기판 보유 지지 회전부(30)는, 도시하지 않은 승강 기구를 구비하고 있어, 이 승강 기구에 의해 척(31)을 승강시킬 수 있다.
웨이퍼(W)에는, 처리액 공급부(40)에 의해 다양한 처리액이 공급된다. 처리액 공급부(40)는, 복수(도시된 실시 형태에서는 3개)의 노즐(41)과, 노즐 홀더(42)와, 노즐 암(43)과, 암 구동 기구(44)를 갖는다. 노즐 홀더(42)에는 3개의 노즐(41)이 고정되어 있다. 노즐 홀더(42)는 노즐 암(43)의 선단에 고정되어 있다. 암 구동 기구(44)는, 노즐 암(43)을 연직 방향으로 승강시킬 수 있으며, 또한, 연직 축선(45) 주위로 선회시킬 수 있다. 따라서, 노즐(41)은, 웨이퍼(W)의 중심부 바로 위에 위치하는 처리 위치와, 웨이퍼(W)의 상방으로부터 벗어난 퇴피 위치의 사이에서 이동시킬 수 있다. 3개의 노즐(41)에는, 후에 설명하는 처리액 공급 기구(50)에 의해 필요한 처리액이 공급된다.
챔버(20) 내에는, 기판 보유 지지 회전부(30)의 척(31)의 주위를 둘러싸도록, 액받이컵(60)이 마련되어 있다. 액받이컵(60)은, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다.
액받이컵(60)의 저부에는 액체 배출구(61) 및 배기구(62)가 마련되어 있다. 액받이컵(60)에 의해 포착된 처리액은, 액체 배출구(61)를 통해서 처리 유닛(16)의 외부로 흘러, 회수되어 재이용되거나, 혹은 공장 배액계로 폐기된다. 액받이컵(60)의 내부 공간의 분위기는, 배기구(62) 및 배기관로(63)를 통해서 감압 분위기의 공장 배기계로 배출된다. 배기관로(63)에는, 배기를 촉진하기 위한 도시하지 않은 이젝터, 배기 유량을 제어하기 위한 밸브(예를 들어 버터플라이 밸브)를 마련할 수 있다.
도 2에서는 액받이컵(60)의 내부 구조가 대폭 간략화되어 표기되어 있다. 액받이컵(60)은, 상이한 종류의 처리액(예를 들어 산성 약액, 알칼리성 약액, 유기 약액)이 전환 가능한 상이한 경로를 통해서 액받이컵(60) 내를 흘러, 상이한 배기구(62) 및 배기관로(63)를 통해서 처리 유닛(16)의 외부로 배출되도록 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 구성은 반도체 제조 장치의 기술 분야에 있어서 주지이며, 설명은 생략한다.
챔버(20) 내에는, 액받이컵(60)의 상부 개구(65)를 폐색할 수 있는 천장판(톱 플레이트)(70)이 마련되어 있다. 천장판(70)은, 승강 기구(71)에 의해, 처리 위치(도 2에 도시하는 위치)와, 처리 위치의 상방의 퇴피 위치(도시하지 않음)의 사이에서 승강할 수 있다. 처리 위치에 있는 천장판(70)은, 액받이컵(60)의 상면 중 상부 개구(65)의 주연의 영역에 접촉하여, 액받이컵(60)의 상부 개구(65)를 폐색한다. 천장판(70)과 액받이컵(60)의 사이의 간극을 시일하는 시일 부재(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
천장판(70)이 상승해서 퇴피 위치에 퇴피하면, 척(31)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 액받이컵(60)의 상단보다도 상방에 위치시킬 수 있다. 이 상태에서, 기판 반출입구(22)를 지나서, 도 1에 도시한 기판 반송 장치(17)의 암이 챔버(20) 내에 들어가, 척(31)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다. 또한, 천장판(70)을 승강시킬 때는, 암 구동 기구(44)에 의해 노즐 홀더(42) 및 노즐 암(43)을 선회시켜, 천장판(70)의 상방의 위치로부터 퇴피시킨다.
천장판(70)의 중앙부에는, 관통 구멍(72)이 마련되어 있다. 암 구동 기구(44)에 의해 노즐 홀더(42)를 승강시킴으로써, 처리 위치에 있는 천장판(70)의 관통 구멍(72)에 노즐 홀더(42)를 삽입하는 것, 및 관통 구멍(72)으로부터 노즐 홀더(42)를 제거할 수 있다. 노즐 홀더(42)가 관통 구멍(72)에 삽입되었을 때, 노즐 홀더(42)가 관통 구멍(72)을 폐색한다. 노즐 홀더(42)와 천장판(70)의 사이의 간극을 시일하는 시일 부재(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
천장판(70)의 중앙부에는, 처리 위치에 있는 천장판(70)의 하면과 척(31)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 상면의 사이의 공간(S)(처리 공간)에 불활성 가스(여기서는 질소 가스)를 공급하는 가스 노즐(73)이 마련되어 있다. 공간(S)에 불활성 가스를 공급할 수 있는 것이라면, 가스 노즐(73)은 도시된 위치와는 상이한 위치에 마련해도 된다.
이어서, 도 3을 참조하여, 3개의 노즐(41), 노즐 홀더(42) 및 처리액 공급 기구(50)에 대해서 설명한다. 이하, 3개의 노즐(41) 중 제1 노즐에 참조 부호 「N1」을 붙이고, 제2 노즐에 참조 부호 「N2」를 붙이고, 제3 노즐에 참조 부호 「N3」을 붙임으로써, 이들을 서로 구별하기로 한다.
제1 노즐(N1)에는, DHF 공급부(51A) 및 DIW 공급부(51B)가 접속되어 있다. 제1 노즐(N1)로부터는, DHF(희불산) 또는 DIW(순수)의 어느 한쪽을 제어된 유량으로 토출할 수 있다. 제2 노즐(N2)에는, SC1 공급부(52A), 시트르산 공급부(52B) 및 DIW 공급부(52C)가 접속되어 있다. 제2 노즐(N2)로부터는, 처리액으로서, SC1, 시트르산 및 DIW 중 어느 하나를 제어된 유량으로 토출할 수 있다. 제3 노즐(N3)에는, IPA 공급부(53A)가 접속되어 있다. 제3 노즐(N3)로부터는, IPA(이소프로필 알코올)를 제어된 유량으로 토출할 수 있다.
각 공급부(51A, 51B, 52A, 52B, 52C, 53A)에 있어서, 도 3 중에서 이중 원으로 나타낸 요소는 각 액의 공급원(예를 들어 공장 용력, 탱크 등)이며, 도 3 중에서 「X」가 기입된 백색 사각으로 나타내는 요소는 유량 제어 기기이다. 유량 제어 기기에는, 예를 들어 개폐 밸브, 유량계, 유량 제어 밸브 등이 포함된다. 도 3 중에 기재된 그 밖의 참조 부호에 대해서는 후술한다.
이어서, 처리 유닛(16)에서 행하여지는 웨이퍼(W)의 처리에 대해서 설명한다. 미처리의 웨이퍼(W)를 보유 지지한 기판 반송 장치(17)의 암이, 기판 반출입 개구(22)를 통해서 처리 유닛(16)에 진입한다. 이때, 노즐(41)은 퇴피 위치에 있고, 천장판(70)도 퇴피 위치에 있고, 기판 보유 지지 회전부(30)의 척(31)이 전달 위치까지 상승해 있다. 기판 반송 장치(17)의 암은, 척(31)에 웨이퍼(W)를 전달하고, 처리 유닛(16)로부터 퇴출한다. 이어서, 천장판(70)이 처리 위치(도 2에 도시하는 위치)까지 하강해서 액받이컵(60)의 상부 개구(65)을 폐색한다. 이어서, 노즐(41)이 처리 위치(도 2에 도시하는 위치)로 이동하고, 이에 수반하여, 노즐 홀더(42)가 천장판(70)의 관통 구멍(72)을 폐색한다. 이에 의해 액받이컵(60)의 내부 공간이 실질적으로 밀폐된다.
이어서, 가스 노즐(73)로부터 질소 가스가 토출된다. 또한, 액받이컵(60) 내의 공간은 배기구(62)를 통해서 상시 흡인되고 있다. 이 때문에, 액받이컵(60) 내의 공기가 질소 가스에 의해 치환되어, 액받이컵(60)의 내부 공간은 질소 가스 분위기가 된다. 이어서, 기판 보유 지지 회전부(30)에 의해 웨이퍼(W)가 회전된다. 1매의 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료될 때까지, 웨이퍼(W)의 회전은 계속된다. 이렇게 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 공간(S) 내의 웨이퍼(W)의 중앙부의 상방의 영역에 공급된 질소 가스는, 웨이퍼(W)의 주연부의 상방을 향해서 균일하게 흐른다.
그 후, 웨이퍼(W)에 다양한 처리액이 공급된다. 처리액의 공급에 대해서, 도 7에 도시하는 타임차트를 참조하여 설명한다. 제1 내지 제3 노즐(N1, N2, N3)은, 웨이퍼(W)의 중심(WC)(회전 중심) 혹은 그 부근을 향해서 처리액을 토출한다(상세 후술). DHF, SC1, 시트르산은, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에 존재하는 제거 대상물을 제거하기 위한 세정용 약액이다. DIW는, DIW 공급 직전까지 공급되고 있던 약액(DHF, SC1, 시트르산) 및 당해 약액과의 반응에 의해 발생하는 부생성물 등을 웨이퍼(W)의 표면(WS)으로부터 제거하는 린스액으로서 공급된다. IPA는, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에 존재하는 DIW를 치환한다. IPA는, DIW보다도 휘발성이 높고 표면 장력이 낮은 유기 용제이며, 건조 촉진(균일하면서 또한 신속한 건조) 및 패턴 도괴 억제 등의 역할을 한다. 하나의 노즐(N1, N2)로부터 공급되는 처리액이 제1 처리액(예를 들어 DHF)에서 제2 처리액(예를 들어 DIW)으로 전환될 때는, 제1 처리액 및 제2 처리액은 실질적으로 끊김 없이 연속적으로 공급된다.
우선 맨 먼저, 시점 T1에서 제1 노즐(N1)로부터 DHF의 토출이 개시된다. 시점 T2가 되면 제1 노즐(N1)로부터 토출되는 처리액을 DHF에서 DIW로 전환한다. 제1 노즐(N1)로부터의 DIW의 토출은 시점 T5에서 종료된다.
시점 T5보다도 전의 시점 T3에서, 제2 노즐(N2)로부터의 DIW의 토출이 개시된다. 시점 T3보다도 후이며 시점 T5보다도 전의 시점 T4에서, 제2 노즐(N2)로부터 토출되는 처리액이 DIW에서 SC1로 전환된다.
또한, 제2 노즐(N2) 및 이것에 이어지는 배관 내에는 당해 노즐(N2)로부터 마지막으로 토출된 처리액(시점 T8 내지 T10에서 토출된 DIW)이 남아있기 때문에, 타임차트에 나타내는 바와 같이 시점 T3 직후에 제2 노즐(N2)로부터 토출되는 처리액은 DIW로 되어 있다. 그러나, 제2 노즐(N2) 및 이것에 이어지는 배관에 잔류 처리액의 드레인 기구(이러한 기구는 공지임)가 마련되어 있는 경우에는, 시점 T3 직후부터 제2 노즐(N2)로부터 SC1을 토출해도 된다.
시점 T6이 되면 제2 노즐(N2)로부터 토출되는 처리액을 SC1에서 DIW로 전환한다. 시점 T7이 되면 제2 노즐(N2)로부터 토출되는 처리액을 DIW에서 시트르산으로 전환한다. 시점 T8이 되면 제2 노즐(N2)로부터 토출되는 처리액을 시트르산에서 DIW로 전환한다. 제2 노즐(N2)로부터의 DIW의 토출은 시점 T10에서 종료된다.
시점 T10보다도 전의 시점 T9에서, 제1 노즐(N1)로부터의 DIW의 토출이 개시된다. 제1 노즐(N1)로부터의 DIW의 토출은 시점 T12에서 종료된다. 시점 T12보다도 전의 시점 T11에서, 제3 노즐(N3)로부터의 IPA의 토출이 개시된다. 제3 노즐(N3)로부터의 IPA의 토출은 시점 T13에서 종료된다.
시점 T13 후, 모든 노즐(N1, N2, N3)로부터의 처리액의 토출이 정지됨과 함께 계속해서 웨이퍼(W)의 회전이 계속되어(바람직하게는 웨이퍼(W)의 회전 속도를 증가시켜), 웨이퍼(W)의 건조가 행하여진다. 웨이퍼(W)의 건조가 종료되면, 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다. 그 후, 웨이퍼(W)의 반입 시와 역의 수순으로 웨이퍼(W)가 처리 유닛(16)으로부터 반출된다. 이상에 의해, 1매의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리가 종료된다.
도 7의 타임차트로부터 알 수 있는 바와 같이, 시점 T3부터 시점 T5까지의 기간 OL1, 시점 T9부터 시점 T10까지의 기간 OL2 및, 시점 T11부터 시점 T12까지의 기간 OL3에서는, 2개의 노즐(N1 및 N2 또는 N1 및 N3)이 동시에 처리액을 토출하고 있다. 기간 OL1, OL2, OL3은 「오버랩 기간」이라 불린다. 2개의 노즐로부터 동시에 토출되고 있는 처리액끼리 적절한 관계에 있지 않으면, 액 튐, 혹은 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에 형성되는 액막의 불균일과 같은 문제가 발생할 수 있다. 이하, 이것에 대해서 설명한다.
설명에 앞서, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 각 노즐(41)(N1, N2, N3)의 배치 및 노즐(N1, N2, N3)로부터 토출되는 처리액의 방향을 정의하는 다양한 용어에 대해서 설명한다.
노즐(N1, N2, N3)의 축선(상세하게는 토출구 근방의 토출 유로의 축선)이, 각각 A1, A2, A3으로 표시되어 있다. 노즐(N1, N2, N3)로부터 토출되는 처리액에 의해 형성되는 액 기둥이 각각 P1, P2, P3으로 표시되어 있다. 또한, 노즐(N1, N2, N3)로부터 토출된 처리액에는 중력이 작용하기 때문에, 경사진 노즐(도시 예에서는 N2, N3)로부터 토출된 처리액은 엄밀하게는 포물선을 그린다. 그러나, 본 명세서에서는, 노즐(N1, N2, N3)과 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 사이의 거리가 충분히 작고(예를 들어 20 내지 30mm 정도), 또한, 충분히 큰 유량(액의 강세)으로 노즐(N1, N2, N3)로부터 처리액이 토출되어, 처리액에 작용하는 중력을 무시할 수 있는 것으로 한다. 따라서, 노즐(N1, N2, N3)의 토출구의 축선과, 액 기둥(P1, P2, P3)의 중심 축선은 일치하고 있는 것으로 간주해도 상관없다.
도 4, 도 5 및 도 6은, 노즐(N1, N2, N3)이 각각 단독으로 처리액을 토출하고 있는 상태를 도시하고 있다. 노즐(N1, N2, N3)로부터 각각 토출된 처리액의 액 기둥(P1, P2, P3)을 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 평면으로 절단한 절단면(원형 또는 타원형임)이 각각 참조 부호 B1, B2, B3로 표시되어 있다. 또한, 절단면(B1, B2, B3)의 중심이 각각 참조 부호 C1, C2, C3으로 표시되어 있다. 또한, 중심(C1, C2, C3)은, 축선 A1, A2, A3과 표면(WS)의 교점이기도 하다.
도 8은 종래 기술을 도시하는 개략도이다. 2개의 노즐(N1, N2)로부터 회전하고 있는 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 중심(회전 중심) 부근에 표면(WS)에 대하여 수직인 방향으로 처리액이 토출되고 있고(액 기둥(P1, P2)을 참조), 또한, 토출된 처리액의 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서의 착액 위치가 이격되어 있다. 이 경우, 표면(WS) 상에 착액된 후에 주로 원심력에 의해 퍼져나가려고 하는 액끼리 충돌하여, 충돌부 부근에서 액막이 크게 솟아올라 있다. 또한, 충돌부 부근에서는, 미소 액적이 비산하고 있다(액 튐의 발생).
비산한 액적은, 처리 유닛(16)의 구성 부재의 표면(액받이컵의 외면, 천장판의 하면)에 부착될 우려가 있다. 부착된 액적이 건조됨으로써, 혹은 상이한 종류의 처리액의 액적이 반응해서 반응 생성물이 형성됨으로써, 파티클 원인 물질이 형성될 우려가 있다. 특히, 도 2에 도시한 처리 유닛(16)과 같이 천장판(70)의 하면이 웨이퍼(W)의 상면에 근접하고 있을 경우, 특히 천장판(70)의 하면의 오염이 문제가 될 가능성이 있다.
또한, 충돌부 부근에서 발생한 액막의 융기, 즉 액막 두께의 불균일은, 처리액에 의해 웨이퍼(W)의 표면(WS)에 형성되는 액막 두께의 불균일을 초래한다. 액막 두께의 불균일에 의해, 처리의 면내 균일성이 손상될 가능성이 있다.
본 실시 형태에서는, 2개의 노즐(N1 및 N2 또는 N1 및 N3)이 동시에 처리액을 토출하고 있을 때, 상기 문제가 발생하지 않도록 3개의 노즐(N1, N2, N3)을 배치하고 있다. 구체적으로는 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 3개의 노즐(N1, N2, N3)은, 축선(A1, A2, A3)이 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 중심(회전 중심)(WC)에서 교차하는 위치 관계로 배치되어 있다. 또한, 축선(A1)과 축선(A2)이 이루는 각도(θ12)는 30도 이하(도시 예에서는 20도)로 되어 있고, 축선(A1)과 축선(A3)이 이루는 각도(θ13)도 30도 이하(도시 예에서는 20도)로 되어 있다. 또한, 도 7의 타임차트에 나타내는 바와 같이 노즐(N2 및 N3)이 동시에 처리액을 토출하는 경우는 없기 때문에, 노즐(N2)과 노즐(N3)의 위치 관계는 본 실시 형태에서는 문제로 삼지 않는다.
도 3에 도시하는 실시 형태에 따르면, 액 튐 및 액막 두께의 불균일의 문제를 방지하는 것, 혹은 적어도 대폭 억제하는 것이 가능하다.
또한, 동시에 처리액을 공급하는 노즐로부터 토출되는 처리액의 액 기둥의 위치 관계에는 허용 범위가 있다. 이하, 이것에 대해서, 제1 액 기둥(P1) 및 제2 액 기둥(P2)을 예로 들어, 도 9 내지 도 15를 참조하여 설명한다. 또한, 이 허용 범위는, 제1 노즐(N1)로부터만 처리액을 토출시켰을 때의 제1 액 기둥(P1)의 형상 및 배치와, 제2 노즐(N2)로부터만 처리액을 토출시켰을 때의 제2 액 기둥(P2)의 형상 및 배치의 사이의 상호 관계로 설명됨이 판명되었다. 도 9 내지 도 15에서, 상측의 도면은 액 기둥(P1, P2)을 웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)(즉 연직 축선)의 방향으로(바로 위에서) 본 도면이며, 하측의 도면은 액 기둥(P1, P2)을 측방에서 본 도면이다. 상세하게는, 하측의 도면은, 제1 액 기둥(P1)의 중심 축선인 제1 중심 축선(A1) 및 제2 액 기둥(P2)의 중심 축선인 제2 중심 축선(A2)을 포함하는 평면의 법선 방향으로 본 도면이다.
먼저, 주로 액 튐 방지의 관점에서는, 적어도 2개의 액 기둥(P1, P2)이, 웨이퍼(W)의 표면(WS)에 착액되기 전에 적어도 부분적으로 합류하는 것이 필요하다.
이를 위해서는,
제1 액 기둥(P1)의 중심 축선인 제1 중심 축선(A1) 및 제2 액 기둥(P2)의 중심 축선인 제2 중심 축선(A2) 중 적어도 한쪽(여기서는 제2 중심 축선(A2))이, 웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)에 대하여 경사져 있을 것(조건 1), 및
회전 축선(WA)의 방향으로 보았을 때, 제1 액 기둥(P1) 및 제2 액 기둥(P2)을 웨이퍼(W)의 표면(WS)을 포함하는 수평 평면으로 절단함으로써 얻어진 제1 절단면(B1) 및 제2 절단면(B2)이 적어도 부분적으로 겹쳐 있을 것(조건 2)
이 필요하다.
도 8의 예는 조건 1, 2를 충족하고 있지 않아, 이 경우에는 상술한 문제가 발생한다. 액 튐은, 일단 따로따로 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에 착액된 처리액끼리 착액된 후에 충돌하는 것에 기인해서 발생하기 때문에, 조건 1, 2를 만족함으로써, 액 튐을 방지, 또는 적어도 대폭 억제할 수 있다.
또한, 주로 액막 두께의 불균일 방지의 관점에서는, 웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)의 방향으로 보았을 때, 제1 중심 축선(A1) 상의 임의의 점(즉, 제1 중심 축선(A1) 상의 모든 점)이, 제2 중심 축선(A2) 상에 위치하고 있을 것(조건 3)이 필요하다.
이하에 조건 3에 대해서, 조건 3을 충족하고 있지 않은 예를 도시하는 도 9, 도 10, 도 11을 참조하여 설명한다. 상술한 조건 1에 의해, 제2 중심 축선(A2)이 웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)에 대하여 경사져 있으므로, 회전 축선(WA)의 방향으로 보면 제2 중심 축선(A2)은 직선이다. 제1 중심 축선(A1)이 회전 축선(WA)과 평행할 경우에는, 회전 축선(WA)의 방향으로 보면 제1 중심 축선(A1)은 단일한 점으로 보인다(도 9의 상측을 참조). 즉, 이 경우, 조건 3은, 회전 축선(WA)의 방향으로 보아 상술한 단일한 점(제1 중심 축선(A1))이 상술한 직선(제2 중심 축선(A2)) 상에 위치하고 있는 것을 의미하고 있다. 도 9의 예는, 명백하게 조건 3을 충족하고 있지 않다.
또한, 제1 중심 축선(A1) 및 제2 중심 축선(A2) 양쪽이 회전 축선(WA)에 대하여 경사져 있는 경우에는, 회전 축선(WA)의 방향으로 보면 제1 중심 축선(A1) 및 제2 중심 축선(A2) 양쪽은 직선으로 보인다(도 10 및 도 11의 상측을 참조). 즉, 이 경우, 조건 3은, 상기 2개의 직선이 동일 직선 상에 위치하고 있는 것을 의미하고 있다. 또한, 여기에서 사용하고 있는 용어 「직선」이란 무한 길이를 갖는 것이며, 「선분」 및 「반직선」과도 상이한 것은 물론이다.
도 10의 예에서는, 회전 축선(WA)의 방향으로 보아 2개의 직선은 1점에서만 교차하고 있다. 이 배치는, 『웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)의 방향으로 보았을 때, 제1 중심 축선(A1) 상의 「임의의 점」이, 제2 중심 축선(A2) 상에 위치하고 있다』에는 해당하지 않는다. 도 11의 예에서는 2개의 직선은 서로 평행해서, 교차하고 있지 않다.
도 10 및 도 11의 상측에 도시하는 바와 같이, 회전 축선(WA)의 방향으로 보아 액 기둥(P1, P2)을 형성하는 처리액의 속도 벡터의 수평 방향 성분(V1, V2)이 동일 직선 상에 없고 또한 서로 상이한 방향을 향하고 있을 때는, 액 기둥(P1, P2)이 합류했을 때 소용돌이가 형성된다. 이 소용돌이는, 처리액이 웨이퍼(W)의 표면(WS)에 착액된 후에 액막을 형성하면서 표면(WS)을 주연부를 향해서 퍼져나갈 때도 남아, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에 불균일한 소용돌이 형상의 막 두께 분포를 형성한다. 이러한 상황 하에서는, 처리 결과의 면내 균일성이 저하될 우려가 있다. 도 9의 예에서도 마찬가지의 문제가 있다. 단, 그 정도는 도 10 및 도 11의 경우보다 가볍다. 상술한 조건 3을 만족함으로써, 상기 문제를 방지 또는 억제할 수 있어, 처리 결과의 면내 균일성을 높일 수 있다. 조건 3은, 액 튐의 유무에 대한 영향은 작다.
또한, 후술하는 도 12 내지 도 15의 예는, 조건 3을 충족하고 있다.
상기 조건 3 외에도, 회전 축선(WA)의 방향으로 보아 속도 벡터의 수평 방향 성분(V1, V2)이 동일 직선 상에 있었다고 해도, 동일한 방향을 향하고 있지 않는 것이 바람직하다(조건 3a). 동일한 방향을 향하고 있으면, 합류한 액의 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서의 단면 형상이, 도면 중의 좌우 방향으로 장축을 갖는 편평율이 큰 타원 형상으로 된다. 그러면, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서 처리액이 균일하게 퍼져나가지 않아, 액막의 불균일이 발생한다. 따라서, 제1 중심 축선(A1) 및 제2 중심 축선(A2) 양쪽이 회전 축선(WA)에 대하여 경사져 있는 경우에는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 회전 축선(WA)의 방향으로 보아 수평 방향 성분(V1, V2)이 상이한 방향을 향하고 있는 것이 바람직하다. 제1 중심 축선(A1) 및 제2 중심 축선(A2)의 한쪽이 회전 축선(WA)과 평행해도 된다.
이하, 도 12 내지 도 15를 참조하여, 액 튐 및 액막 두께 분포의 불균일의 방지 또는 억제의 관점에서 채용하는 것이 바람직한 다른 조건에 대해서 설명한다.
제1 중심 축선(A1)과 제2 중심 축선(A2)이 이루는 각도(θ12)가 30도 이하인 것이 바람직하다(조건 4). 제1 중심 축선(A1)이 웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)과 평행할 경우(도 13 내지 도 15를 참조), 혹은 제2 중심 축선(A2)과 동일한 방향으로 경사져 있을 경우(도시하지 않음), 각도(θ12)가 30도를 초과해서 커지면, 합류한 액의 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서의 단면 형상이, 도 12 내지 도 15의 좌우 방향으로 장축을 갖는 편평율이 큰 타원 형상으로 된다. 그러면, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서 처리액이 균일하게 퍼져나가지 않아, 액막 두께의 불균일이 발생한다. 구체적으로는 예를 들어, 도 16에 도시한 바와 같은 만(卍)자 형상의 소용돌이 모양이 발생하여, 이 부분에서는 액막 두께가 두껍고, 그 밖의 부분에서는 액막 두께가 얇다라는 액막 두께의 불균일이 발생한다. 이러한 상황 하에서는, 처리 결과의 면내 균일성이 저하될 우려가 있다.
또한 예를 들어 도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 중심 축선(A1)이 제2 중심 축선(A2)과는 역의 방향으로 경사져 있을 경우에는, 각도(θ12)가 30도보다 커지면, 처리액끼리 격렬하게 서로 부딪치기 때문에, 액 튐 또는 액막 두께의 불균일이 발생할 우려가 있다. 따라서, 이 경우도, 상기 조건 4를 충족하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 조건 4 외에도, 회전 축선(WA)과 제1 중심 축선(A1)이 이루는 각도(θW1)(정의는 도 12를 참조) 및 회전 축선(WA)과 제2 중심 축선(A2)이 이루는 각도(θW2)(정의는 도 12를 참조)는, 모두 30도 이하로 하는 것이 보다 바람직하다(조건 4a). 각도(θW1, θW2)가 커지면, 제1 액 기둥(P1) 혹은 제2 액 기둥(P2)이 단독으로 웨이퍼(W)의 표면에 착액된 경우에도, 상술한 절단면(B1, B2)이 편평율이 큰 타원 형상으로 되기 때문에, 액막 두께의 불균일이 발생하기 쉬워지기 때문이다.
또한, 상기 조건 2 외에도, 예를 들어 도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 절단면(B1)의 중심(C1)이 절단면(B2) 내에 있고, 또한, 절단면(B2)의 중심(C2)이 절단면(B1) 내에 있는 것이 바람직하다(조건 2a). 즉, 절단면(B1)과 절단면(B2)의 겹침값이 충분히 큰 것, 바꿔 말하면 중심(C1)과 중심(C2)의 거리(D12)가 충분히 작은 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 보다 확실하게 액 튐을 방지할 수 있다. 또한, 절단면(B1)과 절단면(B2)의 겹침값이 작은 경우에 발생할 수 있는 합류 후의 처리액의 흐름의 혼란을 억제할 수 있어, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에 형성되는 액막의 두께의 균일성을 높일 수도 있다.
도 13 및 도 15에서, 대문자의 알파벳에 붙여진 2자리의 숫자 「12」는, 노즐(N) 「1」과 노즐(N) 「2」의 상대 위치 관계에 기초하여 결정되는 위치 또는 거리임을 의미하고 있다. E12는, 축선(A1)과 축선(A2)의 교점이다. H12는, 웨이퍼(W)의 표면(WS)부터 교점(E12)까지의 거리(연직 방향 거리)이다. 교점(E12)이 표면(WS)보다 낮은 위치에 있는 경우에는 H12는 음의 값을 취하고, 교점(E12)이 표면(WS)보다 높은 위치에 있는 경우에는 H12는 양의 값을 취한다. C1은, 축선(A1)과 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 교점이다. C2는, 축선(A2)과 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 교점이다. D12는, 교점(C1)과 교점(C2)의 사이의 거리(수평 방향 거리)이다. 도 13의 예에서는 거리(H12) 및 거리(D12)가 모두 음이며, 도 14의 예에서는 거리(H12) 및 거리(D12)(모두 제로이기 때문 도시되지 않음)가 모두 제로이며, 도 15의 예에서는 거리(H12) 및 거리(D12)가 모두 양의 값이다.
중심(C1)과 중심(C2)의 거리(D12)는, -2mm 내지 +2mm의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, -1mm 내지 +1mm의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하고, 0mm인 것(즉, 중심(C1)과 중심(C2)이 일치하는 것(도 3 및 도 14를 참조))이 가장 바람직하다(조건 2b). 그렇게 함으로써, 보다 확실하게 액 튐을 방지할 수 있고, 합류 후의 처리액의 흐름의 혼란을 억제할 수 있다. 또한, 바람직한 거리(D12)의 최댓값은 액 기둥(P1) 및 액 기둥(P2)의 직경에도 의존하지만, 액 기둥(P1) 및 액 기둥(P2)의 직경이 예를 들어 4.3 내지 4.4mm정도일 때, 거리(D12)가 2mm 이하이면, 양호한 결과가 얻어지는 것으로 확인되었다.
거리(H12)는, -3mm 내지 +3mm의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, -2mm 내지 +2mm의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하고, 0mm인 것(즉, 중심(C1)과 중심(C2)이 일치하는 것(도 3 및 도 14를 참조))이 가장 바람직하다(조건 5). 또한, H12는, 상술한 θ12 및 D12에 따라서 일의적으로 정해지는 값이다.
거리(H12)가 큰 양의 값을 취했을 경우, 합류한 액의 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서의 단면 형상이, 도 11의 좌우 방향으로 장축을 갖는 편평율이 큰 타원 형상으로 된다. 그러면, 웨이퍼(W)의 표면(WS) 상에서 처리액이 균일하게 퍼져나가지 않아, 액막의 불균일이 발생한다. 구체적으로는 예를 들어, 도 16에 도시한 바와 같은 만(卍)자 형상의 소용돌이 모양이 발생하여, 이 부분에서는 액막 두께가 두껍고, 그 밖의 부분에서는 액막 두께가 얇다라는 액막 두께의 불균일이 발생한다. 이러한 상황 하에서는, 처리 결과의 면내 균일성이 저하될 우려가 있다. 조건 5를 만족함으로써, 이러한 사상이 발생하는 것을 방지하고, 처리 결과의 면내 균일성을 높일 수 있다. 조건 5는, 액 튐의 유무에 대한 영향은 작다.
한편, 거리(H12)의 절댓값이 큰 음의 값을 취했을 경우, 거리(D12)가 커진 경우와 동일한 문제가 발생한다.
실제의 운용에서 사용한 노즐의 배치 및 각종 프로세스 조건의 구체예에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다. 이 구체예에서는, 3개의 노즐(N1, N2, N3)은, 제1 축선(A1), 제2 축선(A2) 및 제3 축선(A3)이 웨이퍼(W)의 표면(WS)의 중심(회전 중심)(WC)에서 교차하는 위치 관계로 배치되어 있다. 제1 축선(A1)은 연직 방향, 즉, 웨이퍼(W)의 회전 축선(WA)과 평행하게 연장되어 있다. 제1 축선(A1)과 제2 축선(A2)이 이루는 각도(θ12)는 20도로 되어 있고, 제1 축선(A1)과 제3 축선(A3)이 이루는 각도(θ13)도 20도이다. 노즐(N1, N2)의 직경은 모두 6.4mm이며, 노즐(N3)의 직경은 3.2mm이다. 따라서 제1 액 기둥(P1)의 직경과 제2 액 기둥(P2)의 직경은 거의 동일하고, 제3 액 기둥(P3)의 직경은 제1 액 기둥(P1) 및 제2 액 기둥(P2)의 직경보다도 작다. 노즐(N1)로부터 토출되는 DHF 및 DIW의 유량은 모두 1000 내지 1500mL/min의 범위 내이다. 노즐(N2)로부터 토출되는 SCI, 시트르산 및 DIW의 유량은 모두 1000 내지 1500mL/min의 범위 내이다. 노즐(N3)로부터 토출되는 IPA의 유량은 75 내지 350mL/min의 범위 내이다. 웨이퍼(W)의 회전수는 1000 내지 1500rpm이다. 상기 조건 하에서는, 노즐(N1, N2)로부터의 처리액의 동시 토출, 노즐(N1, N3)로부터의 처리액의 동시 토출을 행해도, 문제가 되는 액 튐의 발생 및 액막의 불균일은 발생하지 않는 것이 확인되었다.
단독으로 웨이퍼(W)에 공급되었을 때 커버리지성(액막의 표면 피복성)이 문제가 되기 쉬운 DHF는, 가장 균일한 액막 형성이 가능하게 되는 노즐(N1)(제1 축선(A1)이 연직 방향으로 연장되어 있기 때문에)로부터 토출하는 것이 바람직하다. SCI, 시트르산 및 IPA는 어느 노즐로부터 토출해도 커버리지성에 관한 문제는 없다. 이것을 고려하여, 노즐(N1, N2, N3)로부터 토출되는 처리액의 종류가 결정되고 있다.
또한, 최대 유량으로 처리액을 토출하는 노즐(N1, N2, N3)이, 축선(A1, A2, A3)이 연직 방향을 향한 노즐이 아니어도 된다. 축선이 경사진 노즐이, 축선이 연직 방향을 향한 노즐보다도 대유량으로 처리액을 토출해도, 상술한 조건이 충족되어 있으면, 액 튐, 액막 불균일의 문제는 발생하지 않는다.
상기 실시 형태에 따르면, 2개의 노즐로부터 동시에 처리액을 토출했다고 해도, 액 튐, 액막 두께 불균일의 문제를 발생시키는 경우는 없다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 부근에 있는 부재(예를 들어 천장판)가 액 튐에 의해 발생한 미스트에 의해 오염되는 경우는 없다. 또한, 균일한 두께의 액막이 형성되기 때문에, 면내 균일성이 높은 액 처리를 행할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 노즐(N1, N2, N3)은 웨이퍼(W)의 중심부의 상방에서 정지한 상태로 처리액을 공급하고 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 기판 처리 장치가 천장판을 갖고 있지 않은 경우에는, 웨이퍼(W)의 중심부의 상방의 위치와 주연부의 상방의 위치의 사이에서 이동시키면서(스캔시키면서) 처리액을 토출해도 상관없다. 이 경우도, 2개의 노즐로부터 동시에 처리액을 토출시킬 때는, 노즐은 웨이퍼(W)의 중심부의 상방에서 정지시켜 두는 것이 바람직하다.
상기 실시 형태에서는, 2개의 노즐(N1, N2)은, 공통의 노즐 홀더 및 암에 의해 보유 지지되어 있었지만, 이것에 한정되지는 않는다. 제1 노즐(N1)을 제1 노즐 홀더 및 제1 노즐 암에 의해 보유 지지하고, 제2 노즐(N2)을 제2 노즐 홀더 및 제2 노즐 암에 의해 보유 지지해도 된다. 이 경우, 제1 노즐(N1) 및 제2 노즐(N2)로부터 동시에 처리액을 토출할 때, 제1 및 제2 노즐 암을 각각 이동시켜서 제1 노즐(N1) 및 제2 노즐(N2)을 상술한 실시 형태와 동일한 위치 관계가 되도록 배치해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 처리 대상의 기판은 반도체 웨이퍼이었지만, 이것에 한정되지는 않는다. 기판은, 유리 기판, 세라믹 기판 등, 반도체 장치 제조의 분야에서 사용되고 있는 임의의 종류의 기판이면 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (14)

  1. 기판을 수평 자세로 연직 축선 주위로 회전시키는 것과,
    제1 공급 기간에 제1 노즐로부터 제1 처리액을 회전하는 상기 기판의 표면에 공급하는 것과,
    제2 공급 기간에 제2 노즐로부터 제2 처리액을 회전하는 상기 기판의 표면에 공급하는 것
    을 포함하고,
    상기 제1 공급 기간과 상기 제2 공급 기간이 적어도 부분적으로 오버랩하고 있어, 이 오버랩 기간 내에서, 제1 노즐로부터 토출되는 제1 처리액에 의해 제1 액 기둥이 형성됨과 함께 제2 노즐로부터 토출되는 제2 처리액에 의해 제2 액 기둥이 형성되고,
    상기 오버랩 기간 중에, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 처리액의 토출을 정지했다고 가정했을 때의 상기 제1 액 기둥의 형상 및 배치, 그리고 상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 처리액의 토출을 정지했다고 가정했을 때의 상기 제2 액 기둥의 형상 및 배치가, 하기의 조건,
    - 상기 제1 액 기둥의 중심 축선인 제1 중심 축선 및 상기 제2 액 기둥의 중심 축선인 제2 중심 축선 중 적어도 상기 제2 중심 축선이, 상기 기판의 회전 축선에 대하여 경사져 있을 것,
    - 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 상기 제1 액 기둥 및 상기 제2 액 기둥을 상기 기판의 표면을 포함하는 수평 평면으로 절단함으로써 얻어진 제1 절단면 및 제2 절단면이 적어도 부분적으로 겹쳐 있을 것, 및
    - 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 상기 제1 중심 축선 상의 임의의 점이, 상기 제2 중심 축선 상에 위치하고 있을 것
    을 만족하고 있는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중심 축선이 상기 연직 축선에 대하여 경사져 있는, 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중심 축선이 상기 연직 축선과 평행한, 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중심 축선과 상기 제2 중심 축선이 30도 이하의 각도를 이루어 교차하고 있는, 기판 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절단면의 중심이 상기 제2 절단면 내에 있고, 또한, 상기 제2 절단면의 중심이 상기 제1 절단면 내에 있는, 기판 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절단면의 중심과 상기 제2 절단면의 중심의 사이의 거리가 2mm 이하인, 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 중심 축선과 상기 제2 중심 축선의 교점부터 상기 기판의 표면까지의 연직 방향 거리가 3mm 이하인, 기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐은 상대 이동 불능으로 공통의 하나의 노즐 홀더에 고정되어 있는, 기판 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액은 동일한 종류의 처리액이거나, 혹은 상이한 종류의 처리액이며, 상기 제1 공급 기간은 상기 제2 공급 기간보다도 시간적으로 전의 기간이거나, 혹은 후의 기간인, 기판 처리 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 방법은, 회전하는 상기 기판의 주위에 액받이컵을 배치하고, 상기 액받이컵에 의해 상기 기판으로부터 비산하는 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액 중의 적어도 하나를 수용하면서, 또한, 상기 액받이컵의 상부 개구부를 천장판으로 덮고, 상기 제1 공급 기간 및 상기 제2 공급 기간 중 적어도 일부의 기간에 상기 천장판과 상기 기판의 사이의 공간에 불활성 가스를 공급하면서 실행되는, 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐이 상대 이동 불능으로 상기 천장판에 고정되어 있거나, 혹은 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐이 상대 이동 불능으로 노즐 홀더에 고정됨과 함께 상기 노즐 홀더가 상기 천장판의 중심부에 형성된 개구부에 삽입되어 있는, 기판 처리 방법.
  12. 기판을 수평 자세로 보유 지지해서 연직 축선 주위로 회전시키는 기판 보유 지지 회전부와,
    상기 기판에 제1 처리액을 공급하는 제1 노즐과,
    상기 기판에 제2 처리액을 공급하는 제2 노즐과,
    상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 상대 이동 불능으로 고정하여 보유 지지하는 노즐 홀더와,
    상기 노즐 홀더는, 제1 노즐로부터 토출되는 제1 처리액에 의해 형성되는 제1 액 기둥 및 제2 노즐로부터 토출되는 제2 처리액에 의해 형성되는 제2 액 기둥의 형상 및 배치가, 하기의 조건,
    - 상기 제1 액 기둥의 중심 축선인 제1 중심 축선 및 상기 제2 액 기둥의 중심 축선인 제2 중심 축선 중 적어도 상기 제2 중심 축선이, 상기 기판의 회전 축선에 대하여 경사져 있을 것,
    - 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 상기 제1 액 기둥 및 상기 제2 액 기둥을 상기 기판의 표면을 포함하는 수평 평면으로 절단함으로써 얻어진 제1 절단면 및 제2 절단면이 적어도 부분적으로 겹쳐 있을 것, 및
    - 상기 회전 축선의 방향으로 보았을 때, 상기 제1 중심 축선 상의 임의의 점이, 상기 제2 중심 축선 상에 위치하고 있을 것
    을 만족하는 것이 가능하게 되도록, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 보유 지지하고 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판을 둘러싸도록 마련되고, 회전하는 상기 기판으로부터 비산하는 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액 중의 적어도 하나를 수용하는 액받이컵과,
    상기 액받이컵의 상부 개구부를 덮을 수 있는 천장판과,
    상기 액받이컵의 상부 개구부를 덮고 있는 상기 천장판과, 상기 기판 보유 지지 회전부에 의해 보유 지지되어 있는 상기 기판의 표면의 사이의 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 노즐 홀더가 상기 천장판에 고정되어 있거나, 혹은 상기 노즐 홀더를 지지하고 있는 노즐 암에 의해 상기 노즐 홀더가 상기 천장판의 중심부에 형성된 개구부에 삽입 가능한, 기판 처리 장치.
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