KR20210018067A - 기판 처리 장치 및 기판 건조 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 건조 방법 Download PDF

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KR20210018067A
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가츠야 나카타
쇼고 후쿠이
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 기술에 있어서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 따른 기판 처리 장치는, 패턴 형성면에 액막이 형성된 기판을 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 건조시키는 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 처리 용기와, 유지부와, 공급부를 구비한다. 처리 용기는, 기판을 수용한다. 유지부는, 처리 용기 내에 있어서 기판을 유지한다. 공급부는, 처리 용기 내에 처리 유체를 공급한다. 또한, 유지부는, 베이스부와, 복수의 지지 부재와, 승강 기구를 구비한다. 베이스부는, 기판의 아래쪽에 배치된다. 복수의 지지 부재는, 베이스부 상에 설치되고, 기판을 아래쪽에서 지지한다. 승강 기구는, 복수의 지지 부재를 승강시킨다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 건조 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE DRYING METHOD}
본 개시는, 기판 처리 장치 및 기판 건조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 상면을 액체로 처리한 후의 건조 공정에 있어서, 액체에 의해 상면이 젖은 상태의 기판을 초임계 상태의 처리 유체와 접촉시킴으로써 기판을 건조시키는 기술이 알려져 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2013-251550호 공보
본 개시는, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 기술에 있어서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 따른 기판 처리 장치는, 패턴 형성면에 액막이 형성된 기판을 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 건조시키는 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 처리 용기와, 유지부와, 공급부를 구비한다. 처리 용기는, 기판을 수용한다. 유지부는, 처리 용기 내에서 기판을 유지한다. 공급부는, 처리 용기 내에 처리 유체를 공급한다. 또한, 유지부는, 베이스부와, 복수의 지지 부재와, 승강 기구를 구비한다. 베이스부는, 기판의 아래쪽에 배치된다. 복수의 지지 부재는, 베이스부 상에 설치되고, 기판을 아래쪽에서 지지한다. 승강 기구는, 복수의 지지 부재를 승강시킨다.
본 개시에 따르면, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 기술에 있어서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시형태에 따른 액처리 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 실시형태에 따른 건조 처리 유닛의 외관 사시도이다.
도 4는 실시형태에 따른 유지부의 평면도이다.
도 5는 실시형태에 따른 유지부의 측단면도이다.
도 6은 실시형태에 따른 변위 센서 및 막 두께 센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시형태에 따른 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 처리 공간 내에 있어서의 초임계 유체의 흐름의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 레시피 정보 또는 액량 정보를 이용한 승강 제어 처리의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 건조 처리 중에 변화하는 액막의 액량에 따라 지지 부재를 상승시키는 경우의 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 건조 처리 중에 변화하는 액막의 액량에 따라 지지 부재를 하강시키는 경우의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 건조 처리 중에 있어서의 웨이퍼의 높이 위치의 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 웨이퍼 온도 정보에 따라 웨이퍼의 높이 위치를 변경하는 모습의 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 복수의 지지 부재에 지지된 웨이퍼에 기울기가 생기고 있는 모습의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 승강 제어 처리에 의해 기울기가 해소된 웨이퍼의 모습의 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 변형례에 따른 막 두께 센서의 배치를 나타낸 도면이다.
이하에, 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 건조 방법을 실시하기 위한 형태(이하, 「실시형태」라고 기재함)에 대해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 건조 방법이 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시형태는, 처리 내용을 모순되게 하지 않는범위에서 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시형태에 있어서 동일한 부위에는 동일 부호를 붙이고, 중복된 설명은 생략된다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 도시하는 경우가 있다. 또한, 연직축을 회전 중심으로 하는 회전 방향을 θ 방향이라고 부르는 경우가 있다.
또한, 이하에 나타낸 실시형태에서는, 「일정」, 「직교」, 「수직」 혹은 「평행」과 같은 표현이 이용되는 경우가 있지만, 이들 표현은, 엄밀하게 「일정」, 「직교」, 「수직」 혹은 「평행」인 것을 필요로 하지 않다. 즉, 상기한 각 표현은, 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 차이를 허용하는 것으로 한다.
[1. 기판 처리 시스템의 구성]
우선, 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 설치된다.
반입출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수 장의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 기재함)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 설치된다. 반송부(12)의 내부에는, 반송 장치(13)와 전달부(14)가 배치된다.
반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 설치된다. 처리 스테이션(3)은, 반송 블록(4)과, 복수의 처리 블록(5)을 구비한다.
반송 블록(4)은, 반송 영역(15)과, 반송 장치(16)를 구비한다. 반송 영역(15)은, 예컨대, 반입출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)의 배열 방향(X축 방향)을 따라 연장되는 직방체형의 영역이다. 반송 영역(15)에는, 반송 장치(16)가 배치된다.
반송 장치(16)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 반송 장치(16)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 복수의 처리 블록(5) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
복수의 처리 블록(5)은, 반송 영역(15)의 양측에서 반송 영역(15)에 인접하여 배치된다. 구체적으로는, 복수의 처리 블록(5)은, 반입출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)의 배열 방향(X축 방향)에 직교하는 방향(Y축 방향)에 있어서의 반송 영역(15)의 일방측(Y축 정방향측) 및 타방측(Y축 부방향측)에 배치된다.
각 처리 블록(5)은, 액처리 유닛(17)과, 건조 처리 유닛(18)과, 공급 유닛(19)을 구비한다.
액처리 유닛(17)은, 웨이퍼(W)의 패턴 형성면인 상면을 세정하는 세정 처리를 행한다. 또한, 액처리 유닛(17)은, 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 상면에 액막을 형성하는 액막 형성 처리를 행한다. 액처리 유닛(17)의 구성에 대해서는 후술한다.
건조 처리 유닛(18)은, 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)에 대하여 초임계 건조 처리를 행한다. 구체적으로는, 건조 처리 유닛(18)은, 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)를 초임계 상태의 처리 유체와 접촉시킴으로써 동 웨이퍼(W)를 건조시킨다.
건조 처리 유닛(18)은, 초임계 건조 처리가 행해지는 처리 영역(181)과, 반송 블록(4)과 처리 영역(181) 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달이 행해지는 전달 영역(182)을 구비한다. 이들 처리 영역(181) 및 전달 영역(182)은, 반송 영역(15)을 따라 배열된다. 건조 처리 유닛(18)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
공급 유닛(19)은, 건조 처리 유닛(18)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 구체적으로는, 공급 유닛(19)은, 유량계, 유량 조정기, 배압 밸브, 히터 등을 포함하는 공급 기기군과, 공급 기기군을 수용하는 하우징을 구비한다. 실시형태에 있어서, 공급 유닛(19)은, 처리 유체로서 CO2를 건조 처리 유닛(18)에 공급한다.
기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(6)를 구비한다. 제어 장치(6)는, 예컨대 컴퓨터이며, 제어부(61)와 기억부(62)를 구비한다. 제어 장치(6)의 구성에 대해서는 후술한다.
[2. 액처리 유닛의 구성]
다음에, 액처리 유닛(17)의 구성에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 실시형태에 따른 액처리 유닛(17)의 구성을 나타낸 도면이다. 액처리 유닛(17)은, 예컨대, 스핀 세정에 의해 웨이퍼(W)를 1장씩 세정하는 매엽식의 세정 장치로서 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액처리 유닛(17)은, 처리 공간을 형성하는 외측 챔버(23) 내에 배치된 웨이퍼 유지 기구(25)로써 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하고, 이 웨이퍼 유지 기구(25)를 연직축 주위로 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고, 액처리 유닛(17)은, 회전하는 웨이퍼(W)의 위쪽에 노즐 아암(26)을 진입시키고, 이러한 노즐 아암(26)의 선단부에 설치되는 약액 노즐(26a)로부터 약액이나 린스액을 미리 정해진 순서로 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 상면의 세정 처리를 행한다.
또한, 액처리 유닛(17)에는, 웨이퍼 유지 기구(25)의 내부에도 약액 공급로(25a)가 형성되어 있다. 그리고, 이러한 약액 공급로(25a)로부터 공급된 약액이나 린스액에 의해, 웨이퍼(W)의 하면도 세정된다.
세정 처리는, 예컨대, 처음에 알칼리성의 약액인 SC1액(암모니아와 과산화 수소수의 혼합액)에 의한 파티클이나 유기성 오염물질의 제거가 행해지고, 다음에, 린스액인 탈이온수(DeIonized Water: 이하, 「DIW」라고 기재함)에 의한 린스 세정이 행해진다. 다음에, 산성 약액인 희불산 수용액(Diluted Hydro Fluoric acid: 이하, 「DHF」라고 기재함)에 의한 자연 산화막의 제거가 행해지고, 다음에, DIW에 의한 린스 세정이 행해진다.
전술한 각종 약액은, 외측 챔버(23)나, 외측 챔버(23) 내에 배치되는 내측 컵(24)에 받아내어져, 외측 챔버(23)의 바닥부에 마련되는 배액구(23a)나, 내측컵(24)의 바닥부에 마련되는 배액구(24a)로부터 배출된다. 또한, 외측 챔버(23) 내의 분위기는, 외측 챔버(23)의 바닥부에 마련되는 배기구(23b)로부터 배기된다.
액막 형성 처리는, 세정 처리에 있어서의 린스 처리 후에 행해진다. 구체적으로는, 액처리 유닛(17)은, 웨이퍼 유지 기구(25)를 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 IPA 액체를 공급한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하는 DIW가 IPA로 치환된다. 그 후, 액처리 유닛(17)은, 웨이퍼 유지 기구(25)의 회전을 천천히 정지시킨다.
액막 형성 처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 그 상면에 IPA 액체의 액막이 형성된 상태로, 웨이퍼 유지 기구(25)에 설치된 도시하지 않은 전달 기구에 의해 반송 장치(16)에 전달되고, 액처리 유닛(17)으로부터 반출된다. 웨이퍼(W) 상에 형성된 액막은, 액처리 유닛(17)으로부터 건조 처리 유닛(18)으로의 웨이퍼(W)의 반송 중이나, 건조 처리 유닛(18)으로의 반입 동작 중에, 웨이퍼(W) 상면의 액체가 증발(기화)함으로써 패턴 붕괴가 발생하는 것을 방지한다.
[3. 건조 처리 유닛의 구성]
다음에, 건조 처리 유닛(18)의 구성에 대해서 도 3∼도 6을 참조하여 설명한다. 도 3은 실시형태에 따른 건조 처리 유닛(18)의 외관 사시도이다. 도 4는 실시형태에 따른 유지부의 평면도이다. 도 5는 실시형태에 따른 유지부의 측단면도이다. 도 6은 실시형태에 따른 변위 센서 및 막 두께 센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)은, 처리 용기(31)와, 유지부(32)와, 덮개체(33)와, 리프터(39)와, 중량 센서(40)를 구비한다.
처리 용기(31)는, 예컨대 16∼20 MPa 정도의 고압 환경을 형성할 수 있는 압력 용기이다. 처리 용기(31)는, 처리 영역(181)(도 1 참조)에 배치되고, 초임계 건조 처리는, 처리 용기(31)의 내부 공간인 처리 공간(31a)(도 8 참조)에서 행해진다.
유지부(32)는, 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 유지한다. 덮개체(33)는, 유지부(32)를 지지한다. 덮개체(33)는, 도시하지 않은 이동 기구에 접속되어 있고, 이러한 이동 기구에 의해 처리 영역(181) 및 전달 영역(182) 사이에서 수평 이동한다. 덮개체(33)가 처리 영역(181)으로 이동함으로써, 유지부(32)는 처리 용기(31)의 내부에 배치되고, 덮개체(33)는 처리 용기(31)의 개구부(34)를 막는다.
여기서, 유지부(32)의 구체적인 구성에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유지부(32)는, 베이스부(32a)와, 복수의 지지 부재(32b)와, 복수의 승강 기구(32c)와, 복수의 관통 구멍(32d)을 구비한다.
베이스부(32a)는, 웨이퍼(W)의 아래쪽에 배치된 판형의 부재이다. 베이스부(32a)에는, 웨이퍼(W)보다 대경인 원 형상의 오목부가 형성되어 있고, 웨이퍼(W)는, 이러한 오목부 내에 후술하는 복수의 지지 부재(32b)를 통해 배치된다.
복수의 지지 부재(32b)는, 베이스부(32a)에 형성된 오목부의 바닥면(32a1)으로부터 위쪽으로 돌출되는 부재이며, 웨이퍼(W)의 외주부를 아래쪽에서 지지한다. 웨이퍼(W)는, 복수의 지지 부재(32b)에 지지됨으로써, 베이스부(32a)에서 뜬 상태가 된다(도 5 참조).
복수의 승강 기구(32c)는, 복수의 지지 부재(32b)에 1:1로 대응하고, 대응하는 지지 부재(32b)를 승강 즉 연직 방향을 따라 이동시킨다. 승강 기구(32c)는, 예컨대 모터 등의 전동기의 구동력에 의해 지지 부재(32b)를 승강시켜도 좋다. 또한, 승강 기구(32c)는, 피에조 소자에 의한 역압전 효과를 이용하여 지지 부재(32b)를 승강시켜도 좋다. 또한, 승강 기구(32c)는, 공기압을 이용하여 지지 부재(32b)를 승강시켜도 좋다.
여기서는, 4개의 지지 부재(32b)와 4개의 승강 기구(32c)를 구비하는 경우를 예시하였으나, 지지 부재(32b) 및 승강 기구(32c)의 조수(組數)는 4개로 한정되지 않는다. 또한, 여기서는, 복수의 지지 부재(32b) 전체에 승강 기구(32c)가 설치되는 경우를 예시하였으나, 유지부(32)는, 예컨대 복수의 지지 부재(32b) 중 하나를 승강시키는 하나의 승강 기구(32c)를 구비하는 구성이어도 좋다. 즉, 유지부(32)는, 복수의 지지 부재(32b) 중 적어도 어느 하나를 승강시키는 적어도 어느 하나의 승강 기구(32c)를 구비하고 있으면 좋다.
또한, 여기서는, 복수의 지지 부재(32b)를 복수의 승강 기구(32c)에 의해 개별적으로 승강시키는 경우를 예시하였으나, 유지부(32)는, 복수의 지지 부재(32b)를 일체적으로 승강시키는 하나의 승강 기구(32c)를 구비하고 있어도 좋다.
복수의 관통 구멍(32d)은, 베이스부(32a)에 형성되는 오목부의 바닥면(32a1)에 형성되고, 베이스부(32a)를 연직 방향으로 관통한다. 복수의 관통 구멍(32d)은, 예컨대, 복수의 지지 부재(32b)보다 베이스부(32a)에 형성된 원 형상의 오목부의 직경 방향 내측에 형성된다. 복수의 관통 구멍(32d)은, 처리 공간(31a)의 바닥면(31c)(도 8 참조)으로부터 공급되는 처리 유체의 유로로서 기능한다. 또한, 복수의 관통 구멍(32d) 중, 상기 원 형상의 오목부의 중앙부에 형성된 3개의 관통 구멍(32d)은, 후술하는 리프터 핀(39a)의 삽입 관통 구멍으로서도 기능한다. 복수의 관통 구멍(32d)의 수나 배치는, 도시한 예에 한정되지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 처리 용기(31)의 벽부에는, 공급 포트(35A, 35B)와 배출 포트(36)가 설치된다. 공급 포트(35A)는, 처리 공간 내에 처리 유체를 공급하는 공급 라인(35C)에 접속된다. 공급 포트(35B)는, 처리 공간 내에 처리 유체를 공급하는 공급 라인(35D)에 접속된다. 배출 포트(36)는, 처리 공간으로부터 처리 유체를 배출하는 배출 라인(36A)에 접속된다.
공급 포트(35A)는, 처리 용기(31)에 있어서의 개구부(34)와는 반대측의 측면에 접속되고, 공급 포트(35B)는, 처리 용기(31)의 바닥면에 접속된다. 또한, 배출 포트(36)는, 개구부(34)의 하방측에 접속되어 있다. 또한, 공급 포트(35A, 35B)나 배출 포트(36)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
처리 용기(31)의 내부에는, 유체 공급 헤더(37A, 37B)와 유체 배출 헤더(38)가 설치된다. 유체 공급 헤더(37A, 37B)와 유체 배출 헤더(38)는 모두 다수의 개공이 형성되어 있다.
유체 공급 헤더(37A)는, 공급 포트(35A)에 접속되고, 처리 용기(31)의 내부에 있어서, 개구부(34)와는 반대측의 측면에 인접하여 설치된다. 또한, 유체 공급 헤더(37A)에 형성되는 다수의 개공은, 개구부(34) 측을 향하고 있다.
유체 공급 헤더(37B)는, 공급 포트(35B)에 접속되고, 처리 용기(31)의 내부에 있어서의 바닥면의 중앙부에 설치된다. 유체 공급 헤더(37B)에 형성되는 다수의 개공은, 위쪽을 향하고 있다.
유체 배출 헤더(38)는, 배출 포트(36)에 접속되고, 처리 용기(31)의 내부에 있어서, 개구부(34) 측의 측면에 인접함과 더불어, 개구부(34)보다 아래쪽에 설치된다. 유체 배출 헤더(38)에 형성되는 다수의 개공은, 유체 공급 헤더(37A) 측을 향하고 있다.
건조 처리 유닛(18)은, 유체 공급 헤더(37A, 37B)로부터 처리 용기(31)의 내부에 가열된 처리 유체를 공급하면서, 유체 배출 헤더(38)를 통해 처리 용기(31) 내의 처리 유체를 배출한다. 또한, 처리 유체의 배출로에는, 처리 용기(31)로부터의 처리 유체의 배출량을 조정하는 댐퍼가 설치되어 있고, 처리 용기(31) 내의 압력이 원하는 압력으로 조정되도록 댐퍼에 의해 처리 유체의 배출량이 조정된다. 이것에 의해, 처리 용기(31) 내에 있어서 처리 유체의 초임계 상태가 유지된다. 이하에서는, 초임계 상태의 처리 유체를 「초임계 유체」라고 기재한다.
웨이퍼(W)의 패턴 형성면(상면)에 존재하는 IPA 액체는, 고압 상태(예컨대, 16 MPa)인 초임계 유체와 접촉함으로써, 서서히 초임계 유체에 용해되어 나가고, 최종적으로는, 초임계 유체로 치환된다. 이것에 의해, 패턴간의 간극은, 초임계 유체에 의해 채워진 상태가 된다.
그 후, 건조 처리 유닛(18)은, 처리 용기(31) 내의 압력을 고압 상태에서 대기압까지 감압한다. 이것에 의해, 패턴간의 간극을 채우고 있던 초임계 유체가 통상의 즉 기체 상태의 처리 유체로 변화한다.
이와 같이, 건조 처리 유닛(18)은, 패턴 형성면에 존재하는 IPA 액체를 초임계 유체로 치환한 후, 초임계 유체를 기체 상태의 처리 유체로 되돌림으로써, 패턴 형성면으로부터 IPA 액체를 제거하여 패턴 형성면을 건조시킨다.
초임계 유체는, 액체(예컨대 IPA 액체)에 비해 점도가 작고, 또한 액체를 용해하는 능력도 높은 데다가, 초임계 유체와 평형 상태에 있는 액체나 기체 사이에 계면이 존재하지 않는다. 따라서, 초임계 건조 처리를 행함으로써, 표면 장력의 영향을 받지 않고 액체를 건조시킬 수 있다. 즉, 건조 처리시에 패턴이 붕괴되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에서는, 건조 방지용 액체로서 IPA 액체를 이용하고, 처리 유체로서 CO2를 이용하는 것으로 하였지만, IPA 이외의 액체를 건조 방지용 액체로서 이용하여도 좋고, CO2 이외의 유체를 처리 유체로서 이용하여도 좋다.
리프터(39)는, 복수의 리프터 핀(39a)과, 복수의 리프터 핀(39a)의 하단에 접속되어 복수의 리프터 핀(39a)을 지지하는 지지체(39b)를 구비한다.
리프터(39)는, 승강 구동부(도시하지 않음)에 의해 승강한다. 구체적으로는, 리프터(39)는, 반송 장치(16)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 전달 위치와, 대기 위치 사이에서 승강한다. 대기 위치는, 덮개체(33) 및 유지부(32)와 간섭하지 않는 덮개체(33) 및 유지부(32)보다 아래쪽 위치이다.
중량 센서(40)는, 예컨대 로드 셀이다. 중량 센서(40)는, 예컨대 리프터(39)의 하부에 설치되고, 리프터(39)에 지지된 웨이퍼(W)의 중량을 측정한다. 구체적으로는, 중량 센서(40)는, 액처리 유닛(17)에 의해 액막(L)이 형성된 후, 또한, 처리 용기(31)에 수용되기 전의 웨이퍼(W)의 중량을 측정한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)은, 복수의 변위 센서(43)와, 복수의 막 두께 센서(45)를 더 구비한다. 복수의 변위 센서(43) 및 복수의 막 두께 센서(45)는, 예컨대 전달 영역(182)(도 1 참조)에 배치되어, 처리 용기(31)에 반입되기 전의 웨이퍼(W)에 대하여 측정을 행한다.
복수의 변위 센서(43)는, 유지부(32)에 유지된 웨이퍼(W)의 아래쪽에 배치되어, 웨이퍼(W)의 하면까지의 거리를 측정한다.
복수의 변위 센서(43)는, 4개의 지지 부재(32b)에 대응하는 4개의 변위 센서(43)를 포함한다. 이들 4개의 변위 센서(43)는, 대응하는 지지 부재(32b)에 가장 가까운 위치에 형성된 관통 구멍(32d)을 통해, 대응하는 지지 부재(32b) 주변에 있어서의 웨이퍼(W) 하면까지의 거리를 측정한다.
복수의 막 두께 센서(45)는, 유지부(32)에 유지된 웨이퍼(W)의 위쪽에 배치되어, 웨이퍼(W) 상에 형성된 액막(L)의 막 두께를 측정한다.
복수의 막 두께 센서(45)는, 4개의 지지 부재(32b)에 대응하는 4개의 막 두께 센서(45)를 포함한다. 이들 4개의 막 두께 센서(45)는, 대응하는 지지 부재(32b)의 위쪽에 배치되어, 대응하는 지지 부재(32b) 주변에 있어서의 액막(L)의 막 두께를 측정한다.
[4. 제어 장치의 구성]
다음에, 제어 장치(6)의 구성에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 실시형태에 따른 제어 장치(6)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 제어 장치(6)는, 제어부(61)와, 기억부(62)를 구비한다. 제어부(61)는, 정보 취득부(61a)와, 승강 제어부(61b)를 구비한다. 또한, 기억부(62)는, 레시피 정보(62a)와, 액막 변화 정보(62b)와, 웨이퍼 온도 정보(62c)와, 액량 정보(62d)와, 기울기 정보(62e)와, 막 두께 분포 정보(62f)를 기억한다.
또한, 제어 장치(6)는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), HDD(Hard Disk Drive), 입출력 포트 등을 갖는 컴퓨터나 각종 회로를 포함한다.
컴퓨터의 CPU는, 예컨대, ROM에 기억된 프로그램을 독출하여 실행함으로써, 제어부(61)의 정보 취득부(61a) 및 승강 제어부(61b)로서 기능한다. 또한, 정보 취득부(61a) 및 승강 제어부(61b) 중 적어도 어느 하나 또는 전부는, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 하드웨어로 구성되어도 좋다.
또한, 기억부(62)는, 예컨대, RAM이나 HDD에 대응한다. RAM이나 HDD는, 레시피 정보(62a), 액막 변화 정보(62b), 웨이퍼 온도 정보(62c), 액량 정보(62d), 기울기 정보(62e) 및 막 두께 분포 정보(62f)를 기억할 수 있다.
또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기록 매체로부터 제어 장치(6)의 기억부(62)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 광디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다. 또한, 제어 장치(6)는, 유선이나 무선 네트워크로 접속된 다른 컴퓨터나 가반형 기록 매체를 통해 상기한 프로그램이나 각종 정보를 취득하는 것으로 하여도 좋다.
정보 취득부(61a)는, 외부 장치(47), 중량 센서(40), 복수의 변위 센서(43) 및 복수의 막 두께 센서(45)와 접속되어 있고, 이들로부터 각종 정보를 취득하여 기억부(62)에 기억시킨다.
예컨대, 정보 취득부(61a)는, 외부 장치(47)로부터 레시피 정보(62a)를 취득하여 기억부(62)에 기억시켜도 좋다. 레시피 정보(62a)는, 기판 처리 시스템(1)에 대하여 실행시키는 처리의 내용을 나타내는 정보, 즉, 웨이퍼(W)의 처리 조건을 규정하는 정보이다.
레시피 정보(62a)에는, 액막 형성 처리에 있어서 웨이퍼(W) 상에 형성되는 액막(L)의 액량, 액막(L)의 액종 등의 정보가 포함된다. 또한, 레시피 정보(62a)에는, 건조 처리에 있어서의 처리 유체의 유량이나 처리 용기(31) 내의 압력, 온도 등의 처리 조건이 포함된다. 제어부(61)는, 이러한 레시피 정보(62a)에 따라 액처리 유닛(17)이나 건조 처리 유닛(18) 등을 제어함으로써, 액처리 유닛(17)이나 건조 처리 유닛(18) 등에 대하여 액막 형성 처리나 건조 처리와 같은 기판 처리를 실행시킨다.
또한, 레시피 정보(62a)는, 반드시 외부 장치(47)로부터 취득될 필요는 없으며, 예컨대, 제어 장치(6)에 있어서 작성된 것이어도 좋다.
또한, 정보 취득부(61a)는, 외부 장치(47)로부터 액막 변화 정보(62b)를 취득하여 기억부(62)에 기억시켜도 좋다. 액막 변화 정보(62b)는, 건조 처리에 있어서의 액막(L)의 경시 변화를 나타내는 정보이다. 액막 변화 정보(62b)는, 건조 처리에 있어서의 액막(L)의 액량의 경시 변화를 나타내는 정보를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 액막 변화 정보(62b)는, 건조 처리에 있어서의 액막(L)의 막 두께의 경시 변화를 나타내는 정보를 포함하고 있어도 좋다. 건조 처리에 있어서 액막(L)이 응집된 경우, 응집된 액막(L)의 막 두께는, 초기의 막 두께보다 커질 우려가 있다. 액막 변화 정보(62b)는, 응집에 따른 액막(L)의 막 두께의 경시 변화의 정보를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 정보 취득부(61a)는, 외부 장치(47)로부터 웨이퍼 온도 정보(62c)를 취득하여 기억부(62)에 기억시켜도 좋다. 웨이퍼 온도 정보(62c)는, 건조 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도를 나타내는 정보이다. 또한, 액막 변화 정보(62b) 및 웨이퍼 온도 정보(62c)는, 사전의 실험이나 시뮬레이션에 의해 얻어진다.
또한, 정보 취득부(61a)는, 중량 센서(40)로부터 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량을 취득한다. 또한, 정보 취득부(61a)는, 취득한 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량과, 미리 취득된 액막 형성 처리 전의 웨이퍼(W)의 중량의 차를 산출하고, 산출된 차에 기초하여, 웨이퍼(W)에 형성된 액막(L)의 액량을 산출한다. 정보 취득부(61a)는, 산출된 액막(L)의 액량을 액량 정보(62d)로서 기억부(62)에 기억시킨다.
또한, 정보 취득부(61a)는, 복수의 변위 센서(43)로부터 웨이퍼(W)의 하면까지의 거리의 정보를 취득하고, 취득된 정보에 기초하여, 웨이퍼(W)의 기울기를 산출한다. 그리고, 정보 취득부(61a)는, 산출한 웨이퍼(W)의 기울기를 기울기 정보(62e)로서 기억부(62)에 기억시킨다.
또한, 정보 취득부(61a)는, 복수의 막 두께 센서(45)로부터 액막(L)의 막 두께 정보를 취득하고, 취득된 정보에 기초하여, 웨이퍼(W) 상에 있어서의 액막(L)의 막 두께 분포를 생성한다. 그리고, 정보 취득부(61a)는, 생성된 액막(L)의 막 두께 분포를 막 두께 분포 정보(62f)로서 기억부(62)에 기억시킨다.
승강 제어부(61b)는, 기억부(62)에 기억된 각종 정보에 기초하여, 유지부(32)가 구비하는 복수의 승강 기구(32c)를 제어함으로써, 복수의 지지 부재(32b)를 전체적으로 혹은 개별적으로 승강시킨다.
[5. 초임계 유체의 흐름에 대해서]
다음에, 처리 용기(31) 내에 있어서의 초임계 유체의 흐름에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 처리 공간 내에 있어서의 초임계 유체의 흐름의 예를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 유지부(32)는, 처리 용기(31)의 처리 공간(31a) 내에 있어서, 처리 공간(31a)의 천장면(31b) 및 바닥면(31c)에 접촉하지 않는 높이 위치에 배치된다. 또한, 복수의 지지 부재(32b)에 지지된 웨이퍼(W)는, 처리 공간(31a)의 천장면(31b) 및 베이스부(32a)의 바닥면(32a1)에 접촉하지 않는 높이 위치에 배치된다.
처리 용기(31)의 내부에는, 초임계 유체의 층류가 형성된다. 초임계 유체의 층류는, 예컨대, 유체 공급 헤더(37B)(도 3 참조)로부터 처리 공간(31a) 내에 공급된 후, 베이스부(32a)의 하면(32a2)과 처리 공간(31a)의 바닥면(31c) 사이에서 X축 부방향을 향해 흐른다. 그 후, 초임계 유체의 층류는, 관통 구멍(32d)을 통해 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 후, 웨이퍼(W)의 하면과 베이스부(32a)의 바닥면(32a1) 사이에서 X축 부방향을 향해 흘러 웨이퍼(W)의 주연부에 도달한다. 그 후, 초임계 유체의 층류는, 웨이퍼(W)의 상면측으로 돌아 들어가고, 처리 용기(31)의 천장면(31b)과 웨이퍼(W) 상에 형성된 액막(L)의 상면 사이에서 X축 정방향을 향해 흐른다.
이와 같이, 초임계 유체의 층류는, 웨이퍼(W)의 하면과 유지부(32)의 바닥면(32a1) 사이와, 처리 용기(31)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면 사이에서 흐른다. 여기서, 웨이퍼(W)의 하면과 베이스부(32a)의 바닥면(32a1)과의 거리의 초기값, 즉, 지지 부재(32b)의 돌출량을 「HL」로 한다. 또한, 처리 용기(31)의 천장면(31b)과 웨이퍼(W)의 상면과의 거리의 초기값을 「HU」로 한다.
[6. 승강 제어 처리에 대해서]
다음에, 승강 제어부(61b)에 의한 승강 제어 처리의 예에 대해서 도 9∼도 15를 참조하여 설명한다. 우선, 레시피 정보(62a) 또는 액량 정보(62d)를 이용한 승강 제어 처리의 예에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 레시피 정보(62a) 또는 액량 정보(62d)를 이용한 승강 제어 처리의 예를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리 전에 있어서의 액막(L)의 액량을 기억부(62)에 기억된 레시피 정보(62a) 또는 액량 정보(62d)로부터 취득할 수 있다. 승강 제어부(61b)는, 처리 공간(31a) 내에 있어서의 웨이퍼(W)의 높이 위치가 건조 처리 전에 있어서의 액막(L)의 액량에 따른 높이 위치가 되도록, 복수의 승강 기구(32c)를 제어하여 복수의 지지 부재(32b)를 일체적으로 승강시켜도 좋다.
여기서, 「건조 처리 전에 있어서의 액막(L)의 액량에 따른 높이 위치」란, 건조 처리 개시 전에 있어서의 액막(L)의 상면과 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과의 거리(G)가, 액막(L)의 액량에 관계없이 항상 일정해지는 웨이퍼(W)의 높이 위치를 말한다.
예컨대, 건조 처리 전에 있어서의 액량이 Xa인 경우, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리 전에 있어서의 액량이 Xa보다 적은 Xb인 경우와 비교하여, 복수의 지지 부재(32b)의 높이를 낮게 한다. 이것에 의해, 건조 처리 전에 있어서의 액막(L)의 액량에 관계없이, 초임계 유체의 유로인 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극의 크기를 일정하게 할 수 있다. 즉, 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극을 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속을, 건조 처리 전에 있어서의 액막(L)의 액량에 관계없이 일정하게 할 수 있다.
이와 같이, 승강 제어부(61b)는, 액막의 액량에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 상승 또는 하강시켜도 좋다. 이것에 의해, 예컨대, 액막(L)의 상면을 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속이 건조 처리에 알맞은 유량, 유속이 되도록, 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극의 크기를 정밀도 좋게 설정할 수 있다.
또한, 제어 장치(6)는, 액막(L)의 액량과 복수의 지지 부재(32b)의 높이와의 상관을 나타내는 상관 정보를 미리 기억부(62)에 기억하고 있어도 좋다. 이 경우, 승강 제어부(61b)는, 기억부(62)에 기억된 상기 상관 정보에 따라, 복수의 승강 기구(32c)를 제어하여 복수의 지지 부재(32b)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.
또한, 승강 제어부(61b)는, 기억부(62)에 기억된 막 두께 분포 정보(62f)를 이용하여 상기와 동일한 승강 제어 처리를 행할 수 있다. 즉, 승강 제어부(61b)는, 처리 공간(31a) 내에 있어서의 웨이퍼(W)의 높이 위치가 건조 처리 전에 있어서의 액막(L)의 막 두께에 따른 높이 위치가 되도록, 복수의 승강 기구(32c)를 제어하여 복수의 지지 부재(32b)를 일체적으로 승강시켜도 좋다. 이와 같이, 승강 제어부(61b)는, 액막(L)의 막 두께에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 상승 또는 하강시켜도 좋다.
다음에, 액막 변화 정보(62b)를 이용한 승강 제어 처리의 예에 대해서 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 도 10은 건조 처리 중에 변화하는 액막(L)의 액량에 따라 지지 부재(32b)를 상승시키는 경우의 예를 나타낸 도면이다. 도 11은 건조 처리 중에 변화하는 액막(L)의 액량에 따라 지지 부재(32b)를 하강시키는 경우의 예를 나타낸 도면이다.
건조 처리 중에 있어서, 액막(L)의 액량은, 시간의 경과와 함께 감소한다. 이 때문에, 초임계 유체의 유로인 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극은, 액막(L)의 액량의 감소에 따라 서서히 커진다. 이 결과, 액막(L)의 상면을 따라 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속이, 시간의 경과와 함께 변화하게 된다.
그래서, 승강 제어부(61b)는, 액막 변화 정보(62b)에 기초하여, 건조 처리 중에 변화하는 액량에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 건조 처리 중에 상승시켜도 좋다. 구체적으로는, 도 10에 도시된 바와 같이, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리 중에 있어서의 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면 사이의 간극의 크기(거리 G)가 일정해지도록 복수의 지지 부재(32b)를 건조 처리 중에 상승시킨다.
이것에 의해, 건조 처리 중에 있어서의 액막(L)의 액량의 변화에 관계없이, 초임계 유체의 유로인 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극의 크기를 일정하게 할 수 있다. 즉, 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극을 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속을, 건조 처리 중에 있어서의 액막(L)의 액량의 변화에 관계없이 일정하게 할 수 있다.
이와 같이, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리 중에 있어서의 액막(L)의 액량에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 건조 처리 중에 상승시켜도 좋다. 이것에 의해, 예컨대, 액막(L)의 상면을 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속이 건조 처리에 알맞은 유량, 유속이 되도록, 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 액막(L)의 상면과의 간극의 크기를 건조 처리 중에 계속해서 유지할 수 있다.
또한, 승강 제어부(61b)는, 액막 변화 정보(62b)에 기초하여, 건조 처리 중에 변화하는 액막(L)의 막 두께에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 건조 처리 중에 상승시켜도 좋다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 건조 처리에 있어서는, 액막(L)을 구성하는 IPA 액체가 응집됨으로써, 액막(L)의 막 두께가 건조 처리 개시 전의 막 두께보다 커질 우려가 있다. 이러한 경우, 응집된 액막(L)이 처리 공간(31a)의 천장면(31b)에 접촉함으로써, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 파티클량이 증가할 우려가 있다.
그래서, 승강 제어부(61b)는, 액막 변화 정보(62b)에 기초하여, 건조 처리 중에 변화하는 액막(L)의 막 두께에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 건조 처리 중에 하강시켜도 좋다. 구체적으로는, 승강 제어부(61b)는, 처리 공간(31a)의 천장면(31b)과 웨이퍼(W)의 상면과의 거리(HU)가, 응집된 액막(L)의 막 두께보다 커지도록, 복수의 지지 부재(32b)를 하강시킨다.
이것에 의해, 응집된 액막(L)이 처리 공간(31a)의 천장면(31b)에 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 파티클량이 증가하는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 웨이퍼 온도 정보(62c)를 이용한 승강 제어 처리의 예에 대해서 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 도 12는 건조 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W)의 높이 위치의 예를 나타낸 도면이다. 도 13은 웨이퍼 온도 정보(62c)에 따라 웨이퍼(W)의 높이 위치를 변경하는 모습의 예를 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 건조 처리 중에 있어서, 웨이퍼(W)는, 예컨대 금속으로 형성된 베이스부(32a)로부터의 복사열에 의해 원하는 온도보다 높은 온도로 가열될 우려가 있다.
그래서, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리 중의 웨이퍼(W)의 온도가 원하는 온도보다 너무 높아지지 않도록, 웨이퍼 온도 정보(62c)에 기초하여, 복수의 승강 기구(32c)를 제어하여, 복수의 지지 부재(32b)를 상승 또는 하강시켜도 좋다.
예컨대, 승강 제어부(61b)는, 웨이퍼 온도 정보(62c)에 의해 나타내어지는 웨이퍼(W)의 온도(예컨대, X0℃)와, 원하는 온도(예컨대, 레시피 정보(62a)에 의해 나타내어지는 처리 온도)와의 차가 정상 범위에서 벗어났는지 여부를 판정한다. 그리고, 상기 차가 정상 범위에서 벗어난 경우, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리의 개시 전에, 복수의 지지 부재(32b)를 상승 또는 하강시켜 웨이퍼(W)의 높이 위치를 변경한다. 예컨대, X0℃와 처리 온도의 차가 정상 범위를 상회하고 있는 경우, 승강 제어부(61b)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 지지 부재(32b)를 상승시킴으로써, 웨이퍼(W)의 하면과 베이스부(32a)의 바닥면(32a1)과의 간극을 크게 한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)가 베이스부(32a)로부터 복사열의 영향을 억제할 수 있고, 그 결과, 건조 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도를 X0℃보다 낮은, 즉, 원하는 온도에 보다 가까운 X1℃로 저하시킬 수 있다.
이와 같이, 승강 제어부(61b)는, 건조 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도를 나타내는 웨이퍼 온도 정보에 기초하여 복수의 지지 부재(32b)를 상승 또는 하강시켜도 좋다. 이것에 의해, 건조 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도를 원하는 온도에 가깝게 할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W) 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
다음에, 기울기 정보(62e)를 이용한 승강 제어 처리의 예에 대해서 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 도 14는 복수의 지지 부재(32b)에 지지된 웨이퍼(W)에 기울기가 생기고 있는 모습의 예를 나타낸 도면이다. 도 15는 승강 제어 처리에 의해 기울기가 해소된 웨이퍼(W)의 모습의 예를 나타낸 도면이다.
복수의 지지 부재(32b)에 지지된 웨이퍼(W)가 휘어 있거나 기울어 있거나 하면, 액막(L)의 막 두께의 면내 균일성이 악화하여, 건조 처리의 성능을 저하시킬 우려가 있다. 예컨대, 도 14에는 복수의 지지 부재(32b1∼32b4) 중, 지지 부재(32b4) 주변에 있어서의 액막(L)의 막 두께가 다른 부분과 비교하여 커지고 있는 모습을 나타내고 있다.
이러한 경우, 승강 제어부(61b)는, 기울기 정보(62e)에 기초하여, 웨이퍼(W)의 휨이나 기울기가 해소되도록, 복수의 지지 부재(32b1∼32b4)를 개별적으로 상승 또는 하강시켜도 좋다. 예컨대, 도 14에 도시된 경우에는, 지지 부재(32b4)를 상승시킴으로써, 웨이퍼(W)의 기울기를 해소시킬 수 있다. 이것에 의해, 도 15에 도시된 바와 같이, 액막(L)의 막 두께 균일성을 높일 수 있기 때문에, 웨이퍼(W) 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
[7. 변형례]
전술한 실시형태에서는, 복수의 막 두께 센서(45)가 전달 영역(182)(도 1 참조)에 배치되는 경우의 예에 대해서 설명하였으나, 복수의 막 두께 센서(45)는, 처리 영역(181)에 배치되어도 좋다. 도 16은 변형례에 따른 막 두께 센서(45)의 배치를 나타낸 도면이다.
예컨대, 도 16에 도시된 바와 같이, 복수의 막 두께 센서(45)는, 처리 용기(31)의 위쪽에 배치되고, 처리 용기(31)에 설치된 복수의 투명부(31d)를 통해, 처리 공간(31a) 내에 배치된 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 액막(L)의 막 두께를 측정하여도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 건조 처리 중에 실제로 측정된 액막(L)의 막 두께에 따라 복수의 지지 부재(32b)를 건조 처리 중에 상승 또는 하강시킬 수 있다.
또한, 도 16에 있어서, 처리 용기(31)의 위쪽에는, 복수의 막 두께 센서(45) 대신에 복수의 화상 센서가 배치되어도 좋다. 이 경우, 정보 취득부(61a)는, 복수의 화상 센서에 의해 촬상된 건조 처리 중에 있어서의 액막(L)의 화상으로부터, 액막(L)의 액량이나 막 두께 등의 정보를 취득하여도 좋다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 중량 센서(40), 변위 센서(43) 및 막 두께 센서(45)가 건조 처리 유닛(18)에 설치되는 경우의 예에 대해서 설명하였으나, 이들은 반드시 건조 처리 유닛(18)에 설치될 필요는 없다. 예컨대, 기판 처리 시스템(1)은, 중량 센서(40), 변위 센서(43) 및 막 두께 센서(45) 중 적어도 하나를 갖춘 검사 유닛을 구비하고 있어도 좋다.
전술한 바와 같이, 실시형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서, 건조 처리 유닛(18))는, 패턴 형성면에 액막(일례로서, 액막(L))이 형성된 기판(일례로서, 웨이퍼(W))를 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 건조시키는 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 처리 용기(일례로서, 처리 용기(31))와, 유지부(일례로서, 유지부(32))와, 공급부(일례로서, 유체 공급 헤더(37A, 37B))를 구비한다. 처리 용기는, 기판을 수용한다. 유지부는, 처리 용기 내에서 기판을 유지한다. 공급부는, 처리 용기 내에 처리 유체를 공급한다. 또한, 유지부는, 베이스부(일례로서, 베이스부(32a))와, 복수의 지지 부재(일례로서, 복수의 지지 부재(32b))와, 승강 기구(일례로서, 복수의 승강 기구(32c))를 구비한다. 베이스부는, 기판의 아래쪽에 배치된다. 복수의 지지 부재는, 베이스부 상에 설치되고, 기판을 아래쪽에서 지지한다. 승강 기구는, 복수의 지지 부재를 승강시킨다.
이와 같이, 기판을 지지하는 복수의 지지 부재를 승강 가능하게 구성함으로써, 예컨대 초임계 유체의 유량이나 유속 등, 지지 부재의 길이에 의존하는 처리 조건을 정밀도 좋게 또한 용이하게 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다. 또한, 예컨대, 길이가 상이한 지지 부재로 바꿈으로써 지지 부재의 길이를 변경하는 경우와 비교하여, 교체 작업이 불필요해진다.
또한, 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 승강 기구를 제어하는 승강 제어부(일례로서, 승강 제어부(61b))를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 승강 제어부는, 액막의 액량 또는 막 두께에 따라 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시켜도 좋다.
또한, 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리 용기에 수용되기 전에, 기판에 형성된 액막의 액량 또는 막 두께를 취득하는 취득부(일례로서, 정보 취득부(61a))를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 승강 제어부는, 취득부에 의해 취득된 액량 또는 막 두께에 따라 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시켜도 좋다.
이것에 의해, 예컨대, 액막의 상면을 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속이 건조 처리에 알맞은 유량, 유속이 되도록, 처리 용기의 천장면과 액막의 상면과의 간극의 크기를 정밀도 좋게 설정할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 건조 처리 중에 있어서의 액막의 액량 또는 막 두께의 경시 변화를 나타내는 액막 변화 정보를 취득하는 취득부(일례로서, 정보 취득부(61a))를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 승강 제어부는, 취득부에 의해 취득된 액막 변화 정보에 기초하여, 건조 처리 중에 변화하는 액량 또는 막 두께에 따라 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시켜도 좋다.
이것에 의해, 예컨대, 액막의 상면을 흐르는 초임계 유체의 유량이나 유속이 건조 처리에 알맞은 유량, 유속이 되도록, 처리 용기의 천장면과 액막의 상면과의 간극의 크기를 건조 처리 중에 계속해서 유지할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 승강 제어부(일례로서, 승강 제어부(61b))와, 취득부(일례로서, 정보 취득부(61a))를 더 구비하고 있어도 좋다. 승강 제어부는, 승강 기구를 제어한다. 취득부는, 복수의 지지 부재에 의해 지지된 기판의 기울기를 취득한다. 또한, 승강 기구는, 복수의 지지 부재를 개별적으로 승강시킬 수 있어도 좋다. 이 경우, 승강 제어부는, 취득부에 의해 취득된 기판의 기울기에 따라 복수의 지지 부재를 개별적으로 상승 또는 하강시켜도 좋다.
복수의 지지 부재를 개별적으로 상승 또는 하강시켜 기판의 기울기를 해소시킴으로써, 액막의 막 두께 균일성을 높일 수 있어, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
승강 제어부는, 액막의 상면과 처리 용기 내(일례로서, 처리 공간(31a))의 천장면(일례로서, 천장면(31b))과의 거리가 일정해지도록, 액막의 액량 또는 막 두께에 따라 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시켜도 좋다. 초임계 유체의 유로인 액막의 상면과 처리 용기 내의 천장면과의 간극의 크기를 일정하게 함으로써, 초임계 유체의 유량이나 유속을 액막의 액량에 관계없이 일정하게 할 수 있다.
취득부는, 막 두께 센서(일례로서, 막 두께 센서(45)), 화상 센서, 중량 센서(일례로서, 중량 센서(40)) 및 변위 센서(일례로서, 변위 센서(43)) 중 적어도 하나여도 좋다. 이것에 의해, 액막의 액량 또는 막 두께를 취득할 수 있다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기한 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 취지를 벗어나지 일탈하는 일 없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
W : 웨이퍼 1 : 기판 처리 시스템
2 : 반입출 스테이션 3 : 처리 스테이션
5 : 처리 블록 17 : 액처리 유닛
18 : 건조 처리 유닛 19 : 공급 유닛
31 : 처리 용기 32 : 유지부
32a : 베이스부 32b : 지지 부재
32c : 승강 기구 32d : 관통 구멍
33 : 덮개체 39 : 리프터
40 : 중량 센서 61 : 제어부
61a : 정보 취득부 61b : 승강 제어부
62 : 기억부 62a : 레시피 정보
62b : 액막 변화 정보 62c : 웨이퍼 온도 정보
62d : 액량 정보 62e : 기울기 정보
62f : 막 두께 분포 정보

Claims (8)

  1. 패턴 형성면에 액막이 형성된 기판을 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 건조시키는 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에서 상기 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 처리 용기 내에 상기 처리 유체를 공급하는 공급부
    를 구비하고,
    상기 유지부는,
    상기 기판의 아래쪽에 배치되는 베이스부와,
    상기 베이스부 상에 설치되고, 상기 기판을 아래쪽에서 지지하는 복수의 지지 부재와,
    상기 복수의 지지 부재를 승강시키는 승강 기구
    를 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 기구를 제어하는 승강 제어부
    를 더 구비하고,
    상기 승강 제어부는,
    상기 액막의 액량 또는 막 두께에 따라 상기 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시키는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판이 상기 처리 용기에 수용되기 전에, 상기 기판에 형성된 액막의 액량 또는 막 두께를 취득하는 취득부
    를 더 구비하고,
    상기 승강 제어부는,
    상기 취득부에 의해 취득된 상기 액량 또는 상기 막 두께에 따라 상기 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시키는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 건조 처리 중에 있어서의 상기 액막의 액량 또는 막 두께의 경시 변화를 나타내는 액막 변화 정보를 취득하는 취득부
    를 더 구비하고,
    상기 승강 제어부는,
    상기 취득부에 의해 취득된 상기 액막 변화 정보에 기초하여, 상기 건조 처리 중에 변화하는 상기 액량 또는 상기 막 두께에 따라 상기 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시키는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승강 기구를 제어하는 승강 제어부와,
    상기 복수의 지지 부재에 의해 지지된 상기 기판의 기울기를 취득하는 취득부
    를 더 구비하고,
    상기 승강 기구는, 상기 복수의 지지 부재를 개별적으로 승강시킬 수 있으며,
    상기 승강 제어부는,
    상기 취득부에 의해 취득된 상기 기판의 기울기에 따라 상기 복수의 지지 부재를 개별적으로 상승 또는 하강시키는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 승강 제어부는,
    상기 액막의 상면과 상기 처리 용기 내의 천장면과의 거리가 일정해지도록, 상기 액막의 액량 또는 막 두께에 따라 상기 복수의 지지 부재를 상승 또는 하강시키는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 취득부는, 막 두께 센서, 화상 센서, 중량 센서 및 변위 센서 중 적어도 하나인 것인 기판 처리 장치.
  8. 패턴 형성면에 액막이 형성된 기판을 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 건조시키는 기판 건조 방법으로서,
    상기 기판을 유지하는 유지부로서, 상기 기판의 아래쪽에 배치되는 베이스부와, 상기 베이스부 상에 설치되고 상기 기판을 아래쪽에서 지지하는 복수의 지지 부재를 구비하는 것인 유지부를 이용하여, 처리 용기 내에 있어서 상기 기판을 유지하는 공정과,
    상기 처리 용기 내에 상기 처리 유체를 공급하는 공정과,
    상기 유지부가 구비하는 상기 복수의 지지 부재 중 적어도 하나를 상기 액막의 상태에 따라 상승 또는 하강시키는 공정
    을 포함하는 기판 건조 방법.
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