KR20200107805A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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KR20200107805A
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고타로 츠루사키
고지 야마시타
가즈야 고야마
고우조우 가나가와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 처리액이 부착된 기판에 유기 용제의 증기를 접촉시킴으로써 기판을 건조시키는 기술에 있어서, 처리액과 유기 용제의 치환 효율을 향상시키는 것.
[해결수단] 본 개시에 의한 기판 처리 장치는, 액처리조와 이동 기구와 토출부와 제어부를 구비한다. 액처리조는 처리액을 저류한다. 이동 기구는 액처리조에 침지된 복수의 기판을 처리액의 액면보다 위쪽으로 이동시킨다. 토출부는 복수의 기판의 액면으로부터 노출된 부분을 향해서 유기 용제의 증기를 토출한다. 제어부는 복수의 기판의 상승에 따라서 토출부에 의한 유기 용제의 증기의 토출 유량을 변화시킨다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 개시는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
종래, 액처리 후의 기판에 유기 용제의 증기를 접촉시킴으로써 기판에 부착된 처리액을 유기 용제로 치환한 후, 기판에 부착된 유기 용제를 휘발시킴으로써 기판을 건조시키는 기판 처리 장치가 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 처리액을 저류하는 액처리조와, 액처리조의 위쪽에 배치되며, 유기 용제의 증기의 공급부가 마련된 건조실과, 액처리조와 건조실 사이에서 복수의 기판을 이동시키는 이동 기구를 구비한 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2000-91301호 공보
본 개시는, 처리액이 부착된 기판에 유기 용제의 증기를 접촉시킴으로써 기판을 건조시키는 기술에 있어서, 처리액과 유기 용제의 치환 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 장치는, 액처리조와 이동 기구와 토출부와 제어부를 구비한다. 액처리조는 처리액을 저류한다. 이동 기구는 액처리조에 침지된 복수의 기판을 처리액의 액면보다 위쪽으로 이동시킨다. 토출부는 복수의 기판의 액면으로부터 노출된 부분을 향해서 유기 용제의 증기를 토출한다. 제어부는 복수의 기판의 상승에 따라서 토출부에 의한 증기의 토출 유량을 변화시킨다.
본 개시에 의하면, 처리액이 부착된 기판에 유기 용제의 증기를 접촉시킴으로써 기판을 건조시키는 기술에 있어서, 처리액과 유기 용제의 치환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 토출부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 실시형태에 따른 기판 처리 장치가 실행하는 처리 수순의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 반입 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 5는 액처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 6은 끌어올리기 전처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 7은 끌어올리기 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 8은 끌어올리기 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 9는 복수의 웨이퍼의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 변경하는 모습의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 복수의 웨이퍼의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 변경하는 모습의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 복수의 웨이퍼의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 변경하는 모습의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 복수의 웨이퍼의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 변경하는 모습의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 끌어올리기 후처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 14는 반출 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 15는 저류 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
도 16은 저류 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
이하에, 본 개시에 의한 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체를 실시하기 위한 형태(이하, 「실시형태」라고 기재한다)에 관해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 한편, 이 실시형태에 의해 본 개시에 의한 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체가 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시형태는 처리 내용을 모순되게 하지 않는 범위에서 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시형태에 있어서 동일한 부위에는 동일의 부호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 상호 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하여, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
<기판 처리 장치의 구성>
우선, 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 관해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 모식적인 단면도이다. 또한, 도 2는 실시형태에 따른 토출부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 액처리조(2)와 건조실(3)과 유지부(4)와 이동 기구(5)와 기체 토출부(6)와 제어 장치(7)를 구비한다.
(액처리조(2))
액처리조(2)는 저류조(21)와 오버플로우조(22)와 시일조(23)를 구비한다. 액처리조(2)는 수직 자세(세로 방향 상태)로 나란한 복수의 반도체 기판(이하, 「웨이퍼(W)」라고 기재한다)을 수용할 수 있다. 액처리조(2)에서는, 내부에 저류된 처리액에 복수의 웨이퍼(W)를 침지시킴으로써 복수의 웨이퍼(W)를 처리하는 액처리가 행해진다. 여기서는 처리액으로서 탈이온수가 이용되는 것으로 한다. 또한, 탈이온수에 의한 복수의 웨이퍼(W)의 세정 처리가 액처리로서 행해지는 것으로 한다.
저류조(21)에는, 처리액의 공급을 행하는 액토출부(24)와 처리액의 배출을 행하는 배액 기구(25)가 마련된다.
액토출부(24)는, 복수(여기서는 2개)의 노즐(241)과 공급로(242)와 처리액 공급원(243)과 냉각부(244)와 밸브(245)와 유량조정기(246)를 구비한다. 2개의 노즐(241)은 저류조(21)의 내측 바닥부에 마련된다. 공급로(242)는 2개의 노즐(241)과 처리액 공급원(243)을 접속한다. 처리액 공급원(243)은 2개의 노즐(241)에 대하여 처리액을 공급한다.
냉각부(244)는 예컨대 칠러 등이며, 처리액 공급원(243)으로부터 공급되는 처리액을 냉각한다. 예컨대 처리액 공급원(243)으로부터 공급되는 처리액의 온도는 실온이며, 냉각부(244)는 처리액 공급원(243)으로부터 공급되는 처리액을 실온 이하의 온도(예컨대 20도 이하)로 냉각한다.
밸브(245)는 공급로(242)를 개폐한다. 유량조정기(246)는 공급로(242)를 흐르는 처리액의 유량을 조정한다. 냉각부(244), 밸브(245) 및 유량조정기(246)는 제어 장치(7)의 제어부(71)에 전기적으로 접속되어 있으며, 제어부(71)에 의해서 제어된다.
배액 기구(25)는 배액구(251)와 배액로(252)와 밸브(253)를 구비한다. 배액구(251)는 저류조(21)의 내측 바닥부 중앙에 형성된다. 배액로(252)는 배액구(251)에 접속된다. 밸브(253)는 배액로(252)의 중도부에 마련되어, 배액로(252)를 개폐한다. 밸브(253)는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어, 제어부(71)에 의해서 개폐 제어된다.
오버플로우조(22)는, 저류조(21)의 상단 외주부에 형성되어, 저류조(21)로부터 오버플로우된 처리액을 저류한다. 시일조(23)는, 오버플로우조(22)의 상단 외주부에 형성되어, 예컨대 물 등의 액체를 저류한다. 시일조(23)에 저류된 액체에 후술하는 시일벽(333)을 침지시킴으로써, 액처리조(2)의 내부와 외부를 차단할 수 있다.
(건조실(3))
건조실(3)은 액처리조(2)보다 위쪽에 배치되며, 저류조(21)와 연통하는 내부 공간을 갖는다. 건조실(3)은 본체부(31)와 덮개부(32)와 차폐부(33)를 구비한다. 본체부(31)는 위쪽 및 아래쪽이 개구되어 있다. 본체부(31)에는 복수(여기서는 2개)의 배기구(311)가 마련된다. 2개의 배기구(311)는, 복수의 웨이퍼(W)의 늘어선 방향(Y축 방향)과 직교하는 방향(X축 방향)에 위치하는 본체부(31)의 측면 하부에 좌우 대칭으로 마련된다. 2개의 배기구(311)는 배기로(312)에 접속되어 있고, 건조실(3) 내의 분위기는 배기구(311) 및 배기로(312)를 통해 외부로 배출된다.
덮개부(32)는 본체부(31)의 위쪽에 배치되어, 본체부(31)의 상부 개구를 폐색한다. 덮개부(32)는, 도시하지 않는 이동 기구에 의해서 승강 가능하게 구성되어 있고, 덮개부(32)를 상승시킴으로써, 복수의 웨이퍼(W)를 건조실(3)에 반입하거나 건조실(3)로부터 반출하거나 할 수 있다.
차폐부(33)는 본체부(31)의 아래쪽에 배치된다. 차폐부(33)는 차폐 도어(331)와 케이스(332)를 구비한다. 차폐 도어(331)는, 도시하지 않는 이동 기구에 의해서 케이스(332)의 내부를 수평 방향(여기서는 X축 방향)으로 이동할 수 있게 구성되어 있으며, 본체부(31)의 하부 개구를 폐색 또는 개방한다.
케이스(332)는, 액처리조(2)와 본체부(31) 사이에 개재되고, 내부에 차폐 도어(331)를 수용한다. 케이스(332)의 상부에는 본체부(31)의 하부 개구와 연통하는 개구가 형성되고, 케이스(332)의 하부에는 저류조(21)의 상측 영역과 연통하는 개구가 형성된다.
케이스(332)의 하부에는, 아래쪽을 향해서 돌출되는 시일벽(333)이 마련되어 있다. 시일벽(333)은 시일조(23)에 저류된 액체에 침지된다. 이로써, 액처리조(2)의 내부와 외부를 차단할 수 있다.
(유지부(4))
유지부(4)는 유지체(41)와 유지체(41)를 지지하는 샤프트(42)를 구비한다. 유지체(41)는 복수의 웨이퍼(W)를 수직 자세로 유지한다. 또한, 유지체(41)는 복수의 웨이퍼(W)를 수평 방향(여기서는 Y축 방향)으로 일정한 간격으로 늘어선 상태로 유지한다. 샤프트(42)는 연직 방향을 따라 연장되어 있으며, 하부에서 유지체(41)를 지지한다. 샤프트(42)는, 덮개부(32)의 상부에 마련된 도시하지 않는 개구에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 삽입 관통된다.
(이동 기구(5))
이동 기구(5)는 예컨대 모터, 볼나사, 실린더 등을 구비하고 있고, 유지부(4)의 샤프트(42)에 접속되어, 샤프트(42)를 승강시킨다. 이동 기구(5)에 의해서 샤프트(42)가 승강함으로써 샤프트(42)에 지지된 유지체(41)가 승강한다. 이에 의해, 이동 기구(5)는 유지체(41)에 유지된 복수의 웨이퍼(W)를 저류조(21)와 건조실(3) 사이에서 이동시킬 수 있다. 이동 기구(5)는 제어 장치(7)의 제어부(71)에 전기적으로 접속되어 있으며, 제어부(71)에 의해서 제어된다.
(기체 토출부(6))
기체 토출부(6)는, 건조실(3)의 내부에 다단으로 배치된 복수의 노즐(61 내지 63)을 구비한다. 복수의 노즐(61 내지 63)은, 이동 기구(5)에 의한 복수의 웨이퍼(W)의 이동 경로에 있어서의 옆쪽에 배치되어 있고, 이동 기구(5)에 의해서 상승하는 복수의 웨이퍼(W)를 향해서 유기 용제의 증기를 토출한다. 여기서는, 유기 용제로서 IPA(이소프로필알코올)이 이용되는 것으로 한다. 즉, 기체 토출부(6)는 IPA의 증기(이하, 「IPA 증기」라고 기재한다)를 복수의 웨이퍼(W)를 향해서 토출한다. 또한, 유기 용제는 IPA에 한정되지 않는다.
도 2에 도시하는 것과 같이, 노즐(61 내지 63)은, 복수의 웨이퍼(W)의 늘어선 방향(Y축 방향)을 따라 연장되는 장척 형상을 갖는다. 노즐(61 내지 63)에는 길이 방향을 따라 복수의 토출구(600)가 마련된다. 토출구(600)로서는, 단순한 개구 외에, IPA 증기를 미스트형으로 분무시키는 스프레이용 노즐 칩이 이용되어도 좋다. 또한 노즐(61 내지 63)은, 복수의 토출구(600) 대신에, 길이 방향으로 연장되는 슬릿형의 토출구를 갖고 있어도 좋다.
노즐(61 내지 63) 중, 가장 하단에 배치되는 하단 노즐(61)은 제1 공급 계통(64)에 접속된다. 제1 공급 계통(64)은 IPA 공급원(641)과 N2 공급원(642)과 밸브(643, 644)와 가열부(645)와 유량조정기(646)를 구비한다. IPA 공급원(641)은, 액체 상태의 IPA를 공급하고, N2 공급원(642)은 불활성 가스인 N2 가스를 공급한다.
IPA 공급원(641)은 밸브(643)를 통해 가열부(645)에 접속되고, N2 공급원(642)은 밸브(644)를 통해 가열부(645)에 접속된다. 밸브(643, 644)는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어, 제어부(71)에 의해서 개폐 제어된다.
밸브(643, 644) 양쪽이 열린 경우, 가열부(645)에는, IPA 공급원(641)으로부터 공급되는 IPA와 N2 공급원(642)으로부터 공급되는 N2 가스의 혼합 유체가 공급된다. 가열부(645)는 이러한 혼합 유체를 가열함으로써 IPA 증기를 생성한다. 또한, 밸브(643)의 후단에는 도시하지 않는 2유체 노즐이 마련되어 있으며, 가열부(645)에는 미스트형의 IPA와 N2 가스의 혼합 유체가 공급된다.
한편, 밸브(644)만이 열린 경우, 가열부(645)에는 N2 공급원(642)으로부터 N2 가스가 공급된다. 이 경우, 가열부(645)는 N2 가스를 가열함으로써 핫 N2 가스를 생성한다. 가열부(645)는 하단 노즐(61)에 접속되어, IPA 증기 또는 핫 N2 가스를 공급한다.
유량조정기(646)는 가열부(645)에 공급되는 기체의 유량을 조정한다. 예컨대, 유량조정기(646)는 유량계, 정유량(constant flow) 밸브, 전공 레귤레이터(electropneumatic regulator) 등을 포함하여 구성되며, 전공 레귤레이터에 공급하는 기체(N2 가스) 등의 압력을 조정함으로써, 가열부(645)에 공급되는 기체의 유량을 조정할 수 있다. 유량조정기(646)는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어, 제어부(71)에 의해서 제어된다.
노즐(61 내지 63) 중, 가장 상단에 배치되는 상단 노즐(63) 및 하단 노즐(61)과 상단 노즐(63) 사이에 배치되는 중단 노즐(62)은 제2 공급 계통(65)에 접속된다.
제2 공급 계통(65)은, IPA 공급원(651)과 N2 공급원(652)과 밸브(653, 654, 656, 657)와 가열부(655)와 유량조정기(658)를 구비한다. IPA 공급원(651)은 액체 상태의 IPA를 공급하고, N2 공급원(652)은 불활성 가스인 N2 가스를 공급한다.
IPA 공급원(651)은 밸브(653)를 통해 가열부(655)에 접속되고, N2 공급원(652)은 밸브(654)를 통해 가열부(655)에 접속된다. 밸브(653, 654)는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어, 제어부(71)에 의해서 개폐 제어된다.
밸브(653, 654) 양쪽이 열린 경우, 가열부(655)는 IPA 공급원(651)으로부터 공급되는 IPA와 N2 공급원(652)으로부터 공급되는 N2 가스의 혼합 유체를 가열함으로써 IPA 증기를 생성한다. 또한, 밸브(654)만이 열린 경우, 가열부(655)는 N2 공급원(652)으로부터 공급되는 N2 가스를 가열함으로써 핫 N2 가스를 생성한다.
가열부(655)는 밸브(656)를 통해 중단 노즐(62)에 접속되고, 밸브(657)를 통해 상단 노즐(63)에 접속된다. 밸브(656, 657)는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어, 제어부(71)에 의해서 개폐 제어된다.
유량조정기(658)는 가열부(655)에 공급되는 기체의 유량을 조정한다. 예컨대 유량조정기(658)는, 유량계, 정유량 밸브, 전공 레귤레이터 등을 포함해 구성되어, 전공 레귤레이터에 공급되는 기체(N2 가스) 등의 압력을 조정함으로써, 가열부(655)에 공급되는 기체의 유량을 조정할 수 있다. 유량조정기(658)는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어, 제어부(71)에 의해서 제어된다.
여기서는, 중단 노즐(62) 및 상단 노즐(63)에 IPA 증기 또는 핫 N2 가스를 공급하는 제2 공급 계통(65)을 구비한 경우의 예를 나타냈다. 이것에 한하지 않고, 기체 토출부(6)는, 중단 노즐(62)에 IPA 증기 또는 핫 N2 가스를 공급하는 공급부와, 상단 노즐(63)에 IPA 증기 또는 핫 N2 가스를 공급하는 공급부를 구비하고 있어도 좋다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 기체 토출부(6)는 노즐(61 내지 63)을 예컨대 2개씩 구비한다. 2개의 하단 노즐(61)은, 복수의 웨이퍼(W)의 늘어선 방향과 직교하는 방향(X축 방향)에 위치하는 건조실(3)의 측면에 좌우 대칭으로 마련된다. 2개의 중단 노즐(62) 및 2개의 상단 노즐(63)에 관해서도 마찬가지다.
노즐(61 내지 63) 중, 하단 노즐(61)은 저류조(21)에 저류된 처리액의 액면 근방에 배치된다. 구체적으로는, 복수의 웨이퍼(W)의 위쪽 절반이 처리액의 액면으로부터 다 노출되었을 때의 복수의 웨이퍼(W)의 상단부의 높이 위치보다 낮은 위치에 배치된다. 예컨대 중단 노즐(62) 및 상단 노즐(63)이 건조실(3)의 본체부(31)에 마련되는 데 대하여, 하단 노즐(61)은 저류조(21)에 보다 가까운 건조실(3)의 차폐부(33)에 마련된다. 구체적으로는 하단 노즐(61)은, 예컨대 차폐부(33)의 케이스(332)의 하부에 형성된, 저류조(21)의 상측 영역과 연통하는 개구의 가장자리부에 마련된다.
2개의 하단 노즐(61) 및 2개의 중단 노즐(62)은, 복수의 웨이퍼(W)를 향해서 IPA 증기 또는 핫 N2 가스를 수평으로 토출한다. 또한 2개의 상단 노즐(63)은, 복수의 웨이퍼(W)를 향해서 IPA 증기 또는 핫 N2 가스를 비스듬히 위쪽으로 토출한다.
(제어 장치(7))
제어 장치(7)는 예컨대 컴퓨터이며, 제어부(71)와 기억부(72)를 구비한다. 기억부(72)는, 예컨대 RAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는 하드디스크, 광디스크 등의 기억 장치에 의해서 실현되며, 기판 처리 장치(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램을 기억한다. 제어부(71)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 갖는 마이크로컴퓨터나 각종 회로를 포함하며, 기억부(72)에 기억된 프로그램을 독출하여 실행함으로써 기판 처리 장치(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은 컴퓨터에 의해서 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체로부터 제어 장치(7)의 기억부(72)에 인스톨된 것이라도 좋다. 컴퓨터에 의해서 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
<기판 처리 장치의 구체적 동작>
다음으로, 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 구체적 동작에 관해서 도 3 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 도 3은 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)가 실행하는 처리 수순의 일례를 도시하는 흐름도이다. 도 4는 반입 처리의 동작예를 도시하는 도면이고, 도 5는 액처리의 동작예를 도시하는 도면이고, 도 6은 끌어올리기 전처리의 동작예를 도시하는 도면이고, 도 7 및 도 8은 끌어올리기 처리의 동작예를 도시하는 도면이다. 도 9 내지 도 12는 복수의 웨이퍼의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 변경하는 모습의 일례를 도시하는 도면이다. 도 13은 끌어올리기 후처리의 동작예를 도시하는 도면이고, 도 14는 실시형태에 따른 반출 처리의 동작예를 도시하는 도면이고, 도 15 및 도 16은 실시형태에 따른 저류 처리의 동작예를 도시하는 도면이다.
또한, 도 5 내지 도 16에 있어서 노즐(61 내지 63)로부터 연장되는 화살표 중, 하얗게 된 화살표는 노즐(61 내지 63)로부터 핫 N2 가스가 토출되고 있음을 나타내고 있고, 검게 된 화살표는 노즐(61 내지 63)로부터 IPA 증기가 토출되고 있음을 나타내고 있다.
도 3에 도시하는 것과 같이, 기판 처리 장치(1)에서는, 복수의 웨이퍼(W)를 저류조(21)에 반입하는 반입 처리가 행해진다(스텝 S101). 구체적으로는 제어부(71)는, 복수의 웨이퍼(W)를 반송하는 도시하지 않는 기판 반송 장치를 제어하여, 복수의 웨이퍼(W)를 유지부(4)의 유지체(41)에 전달한다(도 4 참조). 그 후, 제어부(71)는 이동 기구(5) 등을 제어하여 덮개부(32) 및 샤프트(42)를 하강시킨다. 이에 의해, 건조실(3)의 본체부(31)의 상부 개구가 덮개부(32)에 의해서 막혀, 건조실(3)이 밀폐 상태가 된다.
이어서, 기판 처리 장치(1)에서는, 복수의 웨이퍼(W)를 처리액으로 처리하는 액처리가 이루어진다(스텝 S102). 구체적으로는, 제어부(71)는 이동 기구(5)를 제어하여 샤프트(42)를 하강시킴으로써, 복수의 웨이퍼(W)를 저류조(21)에 저류된 처리액에 침지시킨다(도 5 참조). 이에 의해, 복수의 웨이퍼(W)가 처리액에 의해서 처리된다. 여기서는, 탈이온수에 의한 린스 처리가 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 행해진다.
제어부(71)는, 액처리 중에 있어서 제1 공급 계통(64) 및 제2 공급 계통(65)을 제어함으로써, 노즐(61 내지 63)로부터 건조실(3) 내에 핫 N2 가스를 토출한다. 이에 의해, 건조실(3) 내의 산소를 배기구(311)로부터 배출할 수 있다. 또한, 후단의 건조 처리에 앞서서 노즐(61 내지 63)을 따뜻하게 해 놓을 수 있다.
이어서, 기판 처리 장치(1)에서는, 복수의 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리가 행해진다. 구체적으로는, 건조 처리로서 끌어올리기 전처리(스텝 S103), 끌어올리기 처리(스텝 S104) 및 끌어올리기 후처리(스텝 S105)가 행해진다.
우선, 스텝 S103의 끌어올리기 전처리에 있어서, 제어부(71)는, 제1 공급 계통(64)을 제어함으로써, 하단 노즐(61)로부터 토출시키는 기체를 핫 N2 가스에서 IPA 증기로 전환한다(도 6 참조). 이에 의해, 하단 노즐(61)로부터 IPA 증기가 토출됨으로써, 저류조(21)에 저류된 처리액의 액면에 IPA의 액막이 형성된다.
이어서, 끌어올리기 처리가 행해진다(스텝 S104). 끌어올리기 처리에 있어서, 제어부(71)는 이동 기구(5)를 제어하여 샤프트(42)를 상승시킨다. 이에 의해, 복수의 웨이퍼(W)가 처리액의 액면으로부터 노출되기 시작한다(도 7 참조). 전술한 것과 같이, 하단 노즐(61)은 저류조(21)에 저류된 처리액의 액면 근방에 배치된다. 이 때문에, 하단 노즐(61)은, 복수의 웨이퍼(W)가 처리액의 액면으로부터 노출된 직후부터 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 IPA 증기를 공급할 수 있다. 또한, 끌어올리기 전처리에 있어서 이미 IPA 증기의 토출이 개시되어 있기 때문에, 처리액의 액면으로부터 노출된 직후의 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 보다 확실하게 IPA 증기를 공급할 수 있다. 복수의 웨이퍼(W)의 표면에 IPA 증기가 접촉함으로써, 복수의 웨이퍼(W)의 표면에 부착되어 있었던 처리액이 IPA로 치환된다.
여기서, 종래 기술에서는, 건조실을 IPA 증기로 채운 상태로 해 두고서, 액처리 후의 웨이퍼를 IPA 증기로 채워진 건조실까지 끌어올림으로써, 웨이퍼에 부착된 처리액을 IPA로 치환하고 있었다. 그러나, 최근 패턴 미세화나 고어스펙트비화에 따라, 웨이퍼를 다 끌어올릴 때까지의 동안에 패턴 도괴(倒壞)가 발생할 가능성이 높아지고 있다.
이에 대하여, 기판 처리 장치(1)에서는, 처리액의 액면 근방에 하단 노즐(61)을 배치하여, 처리액의 액면으로부터 노출된 직후의 웨이퍼(W)에 대하여 하단 노즐(61)로부터 IPA 증기를 즉시 공급하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 액처리 종료 후, 복수의 웨이퍼(W)를 다 끌어올릴 때까지의 동안에 패턴 도괴가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, IPA 증기는 웨이퍼(W)의 표면에 접촉함으로써 냉각된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서 IPA 증기의 응축이 일어남으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 액체형의 IPA가 흡착되어, 웨이퍼(W)의 표면에 부착되어 있었던 처리액이 IPA로 치환된다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 처리액을 IPA로 치환하기 위해서는, IPA 증기와 웨이퍼(W)의 온도차가 큰 쪽이 바람직하다. 한편, 건조실(3) 내의 온도는 처리액의 온도보다 높기 때문에, 복수의 웨이퍼(W)는 처리액으로부터 끌어올려짐으로써 온도가 상승한다. 즉, IPA 증기와 웨이퍼(W)의 온도차는 서서히 작아져 간다.
이에 대하여, 기판 처리 장치(1)에서는, 처리액의 액면으로부터 노출된 직후의 웨이퍼(W)에 대하여 하단 노즐(61)로부터 IPA 증기를 즉시 공급하기 때문에, 처리액의 온도에 보다 가까운 상태의 웨이퍼(W)에 대하여 고온의 IPA 증기를 공급할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 처리액을 IPA로 효율적으로 치환할 수 있다. 또한, 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 저류조(21)에 공급되는 처리액을 냉각하는 냉각부(244)를 구비하기 때문에, 예컨대 실온 정도의 처리액을 이용하는 경우와 비교하여, IPA 증기와 웨이퍼(W)의 온도차를 보다 크게 할 수 있다.
또한 종래 기술에서는, 건조실 내에 마련된 노즐로부터 건조실의 천장을 향해서 IPA 증기를 토출함으로써 건조실 전체에 IPA 증기를 가득 채우고 있었다. 이에 대하여, 기판 처리 장치(1)에서는, 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 IPA 증기를 직접 공급하는 것으로 하고 있다. 따라서, 종래 기술과 비교하여, 웨이퍼(W)에 대한 IPA 증기의 공급 효율을 높일 수 있다. 바꿔 말하면, IPA 증기의 소비량을 삭감할 수 있다.
더욱이, 기판 처리 장치(1)에서는, 끌어올리기 전처리에 의해서 처리액의 액면에 IPA의 액막을 형성함으로써, 끌어올리기 처리에 있어서 처리액으로부터 웨이퍼(W)를 끌어올리는 과정에서, 처리액의 액면에 존재하는 IPA를 웨이퍼(W)의 표면에 부착시킬 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 처리액의 양을 줄일 수 있기 때문에, 끌어올리기 전처리를 행하지 않는 경우와 비교하여, 처리액으로부터 IPA로의 치환 효율을 높일 수 있다.
복수의 웨이퍼(W)는, 이동 기구(5)에 의한 상승에 따라, 상부에서부터 순서대로 처리액의 액면으로부터 노출되어 나간다. 이 때문에, 복수의 웨이퍼(W)에는, 하단 노즐(61)로부터 토출되는 IPA 증기가 상부에서부터 순서대로 공급된다. 그리고, 도 8에 도시하는 것과 같이, 복수의 웨이퍼(W) 전체가 처리액의 액면으로부터 노출되었을 때는, 하단 노즐(61)로부터 토출되는 IPA 증기가 복수의 웨이퍼(W) 전체에 공급된 상태, 즉, 처리액과 IPA의 치환이 완료된 상태로 되어 있다.
웨이퍼(W)는 원형이며, 수직 자세로 끌어올려진다. 이 때문에, 처리액의 액면으로부터 단위시간 당 노출되는 웨이퍼(W)의 판면(板面)의 면적은, 웨이퍼(W)의 위쪽 절반이 액면으로부터 노출될 때까지의 동안에는 증가하고, 그 후 감소한다. 이 때문에, 만일 하단 노즐(61)로부터 IPA 증기를 일정한 토출 유량으로 토출하면, 예컨대 처리액의 액면으로부터 단위시간 당 노출되는 웨이퍼(W)의 판면의 면적이 작아졌을 때에, 웨이퍼(W)에 대하여 필요량 이상의 IPA 증기가 공급될 우려가 있다.
그래서, 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 복수의 웨이퍼(W)의 상승에 따라서 하단 노즐(61)에 의한 IPA 증기의 토출 유량을 변화시키는 것으로 했다.
구체적으로는, 도 9 및 도 10에 도시하는 것과 같이, 제어부(71)는, 제1 공급 계통(64)을 제어하여, 복수의 웨이퍼(W)가 액면으로부터 노출되기 시작하고 나서 복수의 웨이퍼(W)의 위쪽 절반이 다 노출될 때까지의 동안에, 복수의 웨이퍼(W)의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 증가시킨다.
그 후, 도 11 및 도 12에 도시하는 것과 같이, 제어부(71)는, 제1 공급 계통(64)을 제어하여, 복수의 웨이퍼(W)의 아래쪽 절반이 액면으로부터 노출되기 시작하고 나서 복수의 웨이퍼(W) 전체가 다 노출될 때까지의 동안에, 복수의 웨이퍼(W)의 상승에 따라서 IPA 증기의 토출 유량을 감소시킨다.
이와 같이, 복수의 웨이퍼(W)의 상승에 따라서 하단 노즐(61)로부터의 IPA 증기의 토출 유량을 변화시킴으로써, 단위면적 당 IPA 증기의 공급량을 균일화시킬 수 있다. 따라서, 처리액과 IPA의 치환 효율을 향상시킬 수 있다.
제어부(71)는, 예컨대 유지부(4) 또는 이동 기구(5)에 마련된 인코더 등의 위치 검출부로부터의 출력 신호에 기초하여 복수의 웨이퍼(W)의 높이 위치를 검지할 수 있다. 제어부(71)는, 검지한 복수의 웨이퍼(W)의 높이 위치에 따라서 하단 노즐(61)로부터의 IPA 증기의 토출 유량을 변화시킨다. 또한 제어부(71)는, 복수의 웨이퍼(W)의 높이 위치 끌어올리기 처리가 시작되고 나서의 시작 시간과 기지(旣知)의 값인 복수의 웨이퍼(W)의 끌어올리기 속도에 기초하여 복수의 웨이퍼(W)의 높이 위치를 산출하여도 좋다.
이어서, 끌어올리기 후처리가 행해진다(스텝 S105). 끌어올리기 후처리에 있어서, 제어부(71)는 차폐부(33)를 제어하여 차폐 도어(331)를 이동시킴으로써, 건조실(3)의 본체부(31)의 하부 개구를 폐색하는 위치에 차폐 도어(331)를 배치시킨다. 이에 의해, 건조실(3)이 덮개부(32) 및 차폐 도어(331)에 의해서 밀폐된 상태가 된다(도 13 참조). 또한 제어부(71)는, 제2 공급 계통(65)을 제어하여, 상단 노즐(63)로부터 핫 N2 가스를 토출한다. 이에 따라, 복수의 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 IPA의 휘발이 촉진되어 복수의 웨이퍼(W)가 건조된다.
또한, 끌어올리기 후처리에 있어서, 제어부(71)는, 배액 기구(25)를 제어하여 밸브(253)를 개방함으로써, 처리액을 저류조(21)로부터 배출한다. 이때, 제어부(71)는, 제1 공급 계통(64)을 제어하여, 하단 노즐(61)로부터 핫 N2 가스를 토출시킨다.
이어서, 기판 처리 장치(1)에서는 반출 처리가 행해진다(스텝 S106). 반출처리에 있어서, 제어부(71)는, 제2 공급 계통(65)을 제어하여, 상단 노즐(63)로부터의 핫 N2 가스의 토출을 정지시킨다. 또한 제어부(71)는, 이동 기구(5) 등을 제어하여 덮개부(32) 및 유지부(4)를 상승시킨다(도 14 참조). 그 후, 제어부(71)는, 도시하지 않는 기판 반송 장치를 제어하여, 복수의 웨이퍼(W)를 유지체(41)로부터 기판 반송 장치에 전달한다.
이어서, 기판 처리 장치(1)에서는 저류 처리가 행해진다(스텝 S107). 저류처리에 있어서, 제어부(71)는, 이동 기구(5) 등을 제어하여 덮개부(32) 및 유지부(4)를 하강시킴으로써 건조실(3)을 밀폐한다. 또한 제어부(71)는, 제1 공급 계통(64) 및 제2 공급 계통(65)을 제어하여 노즐(61 내지 63)로부터 핫 N2 가스를 토출시킨다(도 15 참조). 그리고, 제어부(71)는 액토출부(24)를 제어하여 밸브(245)를 개방함으로써, 저류조(21)에 처리액을 공급한다. 이에 의해, 저류조(21)에 처리액이 저류된다(도 16 참조). 저류 처리를 끝내면, 제어부(71)는 일련의 기판 처리를 끝낸다.
(그 밖의 실시형태)
전술한 실시형태에서는, 하단 노즐(61)이 IPA 증기를 수평으로 토출하는 경우의 예에 관해서 설명했지만, 하단 노즐(61)은, IPA 증기를 비스듬히 아래쪽으로 토출하여도 좋다. 하단 노즐(61)로부터 IPA 증기를 비스듬히 아래쪽으로 토출함으로써, 처리액의 액면으로부터 노출된 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 보다 조기에 IPA 증기를 공급할 수 있다. 또한, 하단 노즐(61)로부터 IPA 증기를 비스듬히 아래쪽으로 토출함으로써, 끌어올리기 전처리에 있어서, 처리액의 액면에 IPA의 액막을 효율적으로 형성할 수 있다.
또한 전술한 실시형태에서는, 끌어올리기 처리에 있어서, 중단 노즐(62) 및 상단 노즐(63)로부터 핫 N2 가스를 토출하는 경우의 예에 관해서 설명했지만, 제어부(71)는, 끌어올리기 처리에 있어서 중단 노즐(62) 및 상단 노즐(63)로부터 IPA 증기를 토출시키더라도 좋다.
예컨대 제어부(71)는, 중단 노즐(62)로부터 토출되는 핫 N2 가스가 복수의 웨이퍼(W)의 상단부에 공급되는 위치까지 복수의 웨이퍼(W)가 상승한 경우에, 제2 공급 계통(65)을 제어하여 중단 노즐(62)로부터의 기체를 핫 N2 가스에서 IPA 증기로 전환한다. 이때, 제어부(71)는, 상단 노즐(63)로부터의 핫 N2 가스의 토출을 정지시키더라도 좋고, 중단 노즐(62)과 함께 상단 노즐(63)로부터도 IPA 증기를 토출시키더라도 좋다.
이와 같이, 복수의 웨이퍼(W)의 상승에 맞춰, IPA 증기의 토출 위치를 상승시킴으로써, 항상 웨이퍼(W) 근방으로부터 IPA 증기를 계속해서 토출할 수 있다. 따라서, 끌어올리기 중인 웨이퍼(W)에 대하여 효율적으로 IPA 증기를 공급할 수 있다.
전술해 온 것과 같이, 실시형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 기판 처리 장치(1))는, 액처리조(일례로서 액처리조(2))와 이동 기구(일례로서 이동 기구(5))와 토출부(일례로서 기체 토출부(6))와 제어부(일례로서 제어 장치(7))를 구비한다. 액처리조는 처리액(일례로서 탈이온수)을 저류한다. 이동 기구는 액처리조에 침지된 복수의 기판(일례로서 웨이퍼(W))을 처리액의 액면보다 위쪽으로 이동시킨다. 토출부는, 복수의 기판의 액면으로부터 노출된 부분을 향해서 유기 용제(일례로서 IPA)의 증기를 토출한다. 제어부는, 복수의 기판의 상승에 따라서 토출부에 의한 유기 용제의 증기의 토출 유량을 변화시킨다.
이에 의해, 복수의 기판에 대한 단위면적 당 유기 용제의 증기 공급량을 균일화시킬 수 있으므로, 처리액과 유기 용제의 치환 효율을 향상시킬 수 있다.
제어부(일례로서 제어 장치(7))는, 복수의 기판이 액면으로부터 노출되기 시작하고 나서 복수의 기판의 위쪽 절반이 액면으로부터 다 노출될 때까지의 동안에, 복수의 기판의 상승에 따라서 토출부(일례로서 기체 토출부(6))에 의한 유기 용제의 증기의 토출 유량을 증가시키고, 그 후, 복수의 기판의 상승에 따라서 토출부에 의한 증기의 토출 유량을 감소시키더라도 좋다. 이에 의해, 복수의 기판에 대한 단위면적 당 유기 용제의 공급량을 균일화시킬 수 있다.
토출부는, 복수의 기판의 위쪽 절반이 액면으로부터 다 노출되었을 때의 복수의 기판의 상단부의 높이 위치보다 낮은 위치에 배치되어도 좋다. 이와 같이, 토출부를 처리액의 액면 근방에 배치함으로써, 복수의 기판이 처리액의 액면으로부터 노출된 직후부터 복수의 기판에 대하여 유기 용제의 증기를 공급할 수 있다.
토출부(일례로서 기체 토출부(6))는, 이동 기구(일례로서 이동 기구(5))에 의한 복수의 기판의 이동 경로에 있어서의 옆쪽에 배치되어, 복수의 기판을 향해서 수평으로 또는 비스듬히 아래쪽으로 증기를 토출하여도 좋다. 이에 따라, 처리액의 액면으로부터 노출된 복수의 기판에 대하여 조기에 유기 용제의 증기를 공급할 수 있다.
토출부(일례로서 기체 토출부(6))는, 다단으로 배치된 복수의 노즐(일례로서 하단 노즐(61), 중단 노즐(62), 상단 노즐(63))을 구비하고 있어도 좋다. 이에 의해, 예컨대 복수의 기판의 상승에 따라서, 하단부에 배치된 노즐에서부터 순서대로(일례로서 하단 노즐(61), 중단 노즐(62)의 순으로) 유기 용제의 증기의 토출을 개시하게 함으로써, 항상 복수의 기판 근방으로부터 유기 용제의 증기를 계속해서 토출할 수 있다. 따라서, 처리액과 유기 용제의 치환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
토출부(일례로서 기체 토출부(6))는, 복수의 기판이 처리액의 액면으로부터 노출되기 전에, 유기 용제의 증기 토출을 개시하여도 좋다. 이에 따라, 복수의 기판이 처리액의 액면으로부터 노출되기 전에, 처리액의 액면에 유기 용제의 액막을 형성할 수 있다. 이 때문에, 그 후, 복수의 기판이 처리액으로부터 끌어올려지는 과정에서, 처리액의 액면에 존재하는 유기 용제를 기판의 표면에 부착시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 표면에 잔존하는 처리액의 양을 줄일 수 있기 때문에, 처리액으로부터 유기 용제로의 치환 효율을 높일 수 있다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 기판 처리 장치(1))는, 처리액을 냉각하는 냉각부(일례로서 냉각부(244))를 구비하고 있어도 좋다. 이에 의해, 처리액을 냉각하지 않는 경우와 비교하여, 유기 용제의 증기와 기판과의 온도차를 보다 크게 할 수 있다. 따라서, 처리액으로부터 유기 용제로의 치환 효율을 높일 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 실로 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기한 실시형태는 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.

Claims (9)

  1. 처리액을 저류하는 액처리조와,
    상기 액처리조에 침지된 복수의 기판을 상기 처리액의 액면보다 위쪽으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 복수의 기판의 상기 액면으로부터 노출된 부분을 향해서 유기 용제의 증기를 토출하는 토출부와,
    상기 복수의 기판의 상승에 따라서 상기 토출부에 의한 상기 증기의 토출 유량을 변화시키는 제어부
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 기판이 상기 액면으로부터 노출되기 시작하고 나서 상기 복수의 기판의 위쪽 절반이 상기 액면으로부터 다 노출될 때까지의 동안에, 상기 복수의 기판의 상승에 따라서 상기 토출부에 의한 상기 증기의 토출 유량을 증가시키고, 그 후, 상기 복수의 기판의 상승에 따라서 상기 토출부에 의한 상기 증기의 토출 유량을 감소시키는 것인, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 토출부는,
    상기 복수의 기판의 위쪽 절반이 상기 액면으로부터 다 노출되었을 때의 상기 복수의 기판의 상단부의 높이 위치보다 낮은 위치에 배치되는 것인, 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출부는,
    상기 이동 기구에 의한 상기 복수의 기판의 이동 경로에서의 옆쪽에 배치되어, 상기 복수의 기판을 향해서 수평으로 또는 비스듬히 아래쪽으로 상기 증기를 토출하는 것인, 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출부는,
    다단으로 배치된 복수의 노즐을 구비하는 것인, 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출부는,
    상기 복수의 기판이 상기 처리액의 액면으로부터 노출되기 전에, 상기 증기의 공급을 개시하는 것인, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액을 냉각하는 냉각부를 구비하는 것인, 기판 처리 장치.
  8. 액처리조에 저류된 처리액에 복수의 기판을 침지시키는 액처리 공정과,
    상기 액처리 공정 후, 상기 복수의 기판을 상기 처리액의 액면보다 위쪽으로 이동시키는 이동 공정과,
    상기 이동 공정에서, 상기 복수의 기판의 상기 액면으로부터 노출된 부분을 향해서 유기 용제의 증기를 토출하는 토출 공정
    을 포함하며,
    상기 토출 공정은,
    상기 복수의 기판의 상승에 따라서 상기 증기의 토출 유량을 변화시키는 것인, 기판 처리 방법.
  9. 컴퓨터 상에서 동작하며, 기판 처리 장치를 제어하는 프로그램이 기억된, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서,
    상기 프로그램은, 실행 시에, 제8항에 기재된 기판 처리 방법이 행해지도록, 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하게 하는 것인, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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