KR20220016786A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기포 공급관의 개구의 상태를 용이하게 확인할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
기판 처리 장치 (100A) 는, 처리조 (110) 와, 기포 공급관 (180A) 과, 계측부 (353) 와, 판정부 (12) 를 구비한다. 처리조 (110) 는, 처리액 (LQ) 을 저류하여, 기판 (W) 을 침지시킨다. 기포 공급관 (180A) 은, 처리액 (LQ) 중에 기포로서 기체를 공급하는 복수의 개구 (G) 를 갖는다. 계측부 (353) 는, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 상태에서 기인하는 물리량을, 처리액 (LQ) 중에서 계측한다. 판정부 (12) 는, 물리량에 기초하여, 복수의 개구 (G) 의 상태를 판정한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치 및 액정 표시 장치 등의 전자 부품에 사용되는 기판은, 기판 처리 장치에 의해 처리되는 것이 알려져 있다. 기판은, 처리조 내의 처리액에 침지시킴으로써 기판의 처리가 실시된다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
최근에 있어서의 반도체 기판 상에 형성되는 소자의 미세화나 삼차원화에 수반하여, 기판의 처리를 균일화하는 요청이 높아지고 있다. 예를 들어, 삼차원 구조를 갖는 NAND 소자는, 입체적인 요철 구조를 갖는 적층 구조를 가지고 있다. 소자 패턴의 요철 구조의 오목부에 처리액이 체류한 경우에는, 오목부 내의 액 치환이 불충분해진다. 그 때문에, 오목부를 포함하는 기판 전체에 대해 충분히 액 치환을 촉진하는 수단으로서, 처리조에 침지시킨 기판의 하방에 기포 발생기 (기포 공급관) 를 배치하고, 기포 발생기로부터 기포를 발생시켜 처리조 내의 액 치환을 촉진한다는 기술이 있다.
특허문헌 1 에는, 이러한 기포 발생기의 적용예가 기재되어 있다. 특허문헌 1 의 기판 처리 장치에서는, 인산 수용액을 저류한 처리조에 기판을 침지시켜 기판을 처리할 때, 처리조에 있어서 침지시킨 기판의 하방에 배치한 기포 발생기로부터 기포를 발생시킨다. 기포 발생기는, 통상이고, 다수의 토출구 (다수의 개구) 를 갖는다. 기포 발생기의 일단에는, 기포 발생기에 혼합 기체를 공급하는 기체 공급 배관이 접속되어 있다. 그리고, 기포 발생기는, 혼합 기체를 각 토출구로부터 인산 수용액 중으로 불어냄으로써, 혼합 기체의 기포를 인산 수용액 중에 발생시킨다.
발생한 기포는, 처리조 내에 재치 (載置) 된 복수의 기판과 기판 사이의 간극을 상승하면서, 인산 수용액을 순환시킨다. 이 순환에 의해, 기판 상에 형성된 소자 패턴 주위의 액 치환이 촉진된다.
일본 공개특허공보 2018-56258호
기판을 인산 처리한 결과, 인산 수용액에 용출된 성분은, 기포 발생기에도 석출될 가능성이 있다.
용출 성분이 기포 발생기의 토출구에 석출 침착된 상태에서는, 이른바 막힘 (clogging) 이 되어, 공급되는 기포의 입형 (粒形), 분포, 상승 속도가 변동될 가능성이 있다. 그 결과, 기판 처리의 균일성에 영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서, 정기적으로 처리조로부터 인산 수용액을 배출하여, 개구의 상태를 육안으로 확인하고 있었다. 그 결과, 개구의 상태를 확인하기 위해서는, 손이 많이 갔다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기포 공급관의 개구의 상태를 용이하게 확인할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 기판 처리 방법은, 처리액으로 기판을 처리한다. 상기 기판 처리 방법은, 복수의 개구를 갖는 기포 공급관에 기체를 공급하고, 기포로서 상기 기체를 상기 처리액 중에 공급하는 공정과, 상기 기포가 공급된 상기 처리액의 상태에서 기인하는 물리량을, 상기 처리액 중에서 계측하는 공정과, 상기 물리량에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는 공정을 포함한다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 물리량은, 상기 기포가 공급된 상기 처리액의 비중을 나타내고, 상기 판정하는 공정에서는, 상기 비중에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 물리량은, 상기 기포가 공급된 상기 처리액 중에서 발생하는 압력을 나타내고, 상기 판정하는 공정에서는, 상기 압력에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 상태를 판정하는 상기 공정에서는, 제 1 시간에 계측된 상기 물리량인 기준 물리량과, 제 2 시간에 계측된 상기 물리량인 계측 물리량을 비교하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하고, 상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간은, 상이한 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 제 1 시간은, 상기 기판을 처리하기 전의 시간을 나타내고, 상기 제 2 시간은, 상기 기판을 처리한 후의 시간을 나타내고, 상기 상태를 판정하는 상기 공정에서는, 상기 기준 물리량과 상기 계측 물리량의 차분에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태가 이상인지의 여부를 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 기체를 공급하는 상기 공정에서는, 상기 기판을 처리할 때, 상기 기포 공급관에 제 1 유량의 상기 기체를 공급하고, 상기 복수의 개구의 상태를 판정할 때, 상기 기포 공급관에 제 2 유량의 상기 기체를 공급하고, 상기 제 2 유량은, 상기 제 1 유량보다 많은 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 기판 처리 장치는, 처리조와, 기포 공급관과, 계측부와, 판정부를 구비한다. 상기 처리조는, 처리액을 저류하여, 기판을 침지시킨다. 상기 기포 공급관은, 상기 처리액 중에 기포로서 기체를 공급하는 복수의 개구를 갖는다. 상기 계측부는, 상기 기포가 공급된 상기 처리액의 상태에서 기인하는 물리량을, 상기 처리액 중에서 계측한다. 상기 판정부는, 상기 물리량에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정한다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 상기 계측부는, 상기 처리조 내에 배치된 관과, 상기 관에 기체를 공급하는 가스 공급 기구를 갖는 비중계인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 기포 공급관의 개구의 상태를 용이하게 확인할 수 있다.
도 1(a) 는, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 기판이 처리액에 침지되기 전의 상태를 나타내는 도면이다. (b) 는, 실시형태 1 에 관련된 기판이 처리액에 침지된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치가 기판 처리를 실행한 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치가 판정 처리를 실행하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 실시형태 1 에 관련된 비중값의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6 은, 실시형태 1 에 관련된 비중값의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 실시형태 1 에 관련된 비중값의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8 은, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 실시형태 1 에 관련된 복수의 순환 처리액 공급 부재 및 복수의 기포 공급관을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 10 은, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 11 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 복수의 순환 처리액 공급 부재 및 복수의 기포 공급관을 나타내는 모식적 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면 중, 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 반복하지 않는다. 또, 본 발명의 실시형태에 있어서, X 축, Y 축, 및 Z 축은 서로 직교하고, X 축 및 Y 축은 수평 방향에 평행이고, Z 축은 연직 방향에 평행이다.
<실시형태 1>
도 1 을 참조하여, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치 (100A) 및 기판 처리 방법을 설명한다. 먼저, 도 1 을 참조하여, 기판 처리 장치 (100A) 를 설명한다. 도 1 은, 기판 처리 장치 (100A) 를 나타내는 모식적 사시도이다. 구체적으로는, 도 1(a) 및 도 1(b) 는, 기판 (W) 을 처리조 (110) 에 투입하기 전 및 후의 기판 처리 장치 (100A) 의 모식적 사시도이다.
도 1(a) 및 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100A) 는, 처리액 (LQ) 에 의해 복수의 기판 (W) 을 일괄적으로 처리한다. 또한, 기판 처리 장치 (100A) 는, 처리액 (LQ) 에 의해 다수의 기판 (W) 을 소정수씩 처리해도 된다. 소정수는, 1 이상의 정수 (整數) 이다.
기판 (W) 은, 얇은 판상이다. 전형적으로는, 기판 (W) 은, 얇은 대략 원판상이다. 기판 (W) 은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 전계 방출 디스플레이 (Field Emission Display : FED) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 및 태양 전지용 기판 등을 포함한다.
처리액 (LQ) 에 의해, 복수의 기판 (W) 에는, 에칭 처리, 표면 처리, 특성 부여, 처리막 형성, 막의 적어도 일부의 제거 및 세정 중 적어도 1 개가 실시된다. 예를 들어, 기판 처리 장치 (100A) 는, 실리콘 기판으로 이루어지는 기판 (W) 의 패턴 형성측의 표면에 대해, 실리콘 산화막 (SiO2 막) 및 실리콘 질화막 (SiN 막) 의 에칭 처리를 실시한다. 이와 같은 에칭 처리에서는, 기판 (W) 의 표면으로부터 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 중 어느 것을 제거한다.
처리액 (LQ) 은, 예를 들어, 약액이다. 처리액 (LQ) 은, 예를 들어, 인산 (H3PO4), 암모니아와 과산화수소수와 물이 혼합된 혼합액, 또는 테트라메틸암모늄하이드록사이드이다. 예를 들어, 처리액 (LQ) 으로서, 대략 89 질량% 의 인산 (H3PO4) 과 대략 11 질량% 의 물 (탈이온수) 이 혼합된 대략 157 ℃ 의 용액 (이하, 「인산액」 이라고 기재한다.) 이 사용되면, 기판 (W) 의 표면으로부터 실리콘 질화막 (SiN 막) 이 제거된다. 바꾸어 말하면, 처리액 (LQ) 으로서, 불순물을 함유하지 않고, 고온, 고산농도의 용액이 사용되고, 처리액 (LQ) 은, 실리콘 (Si4+) 을 용해시켜 간다. 또한, 기판 (W) 을 처리할 수 있는 한, 처리액 (LQ) 의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 또, 처리액 (LQ) 의 온도도 특별히 한정되지 않는다.
구체적으로는, 기판 처리 장치 (100A) 는, 처리조 (110) 와, 기판 유지부 (120) 를 구비한다.
처리조 (110) 는, 처리액 (LQ) 을 저류한다. 구체적으로는, 처리조 (110) 는, 처리액 (LQ) 을 저류한다. 구체적으로는, 처리조 (110) 는, 내조 (內槽) (112) 및 외조 (外槽) (114) 를 포함하는 이중조 구조를 가지고 있다. 내조 (112) 및 외조 (114) 는 각각 상향으로 개방된 상부 개구를 갖는다. 내조 (112) 는, 처리액 (LQ) 을 저류하고, 복수의 기판 (W) 을 수용 가능하게 구성된다. 외조 (114) 는, 내조 (112) 의 상부 개구의 외주면에 형성된다.
기판 유지부 (120) 는, 복수의 기판 (W) 을 유지한다. 복수의 기판 (W) 은, 제 1 방향 (D10) (Y 방향) 을 따라 일렬로 배열된다. 바꾸어 말하면, 제 1 방향 (D10) 은, 복수의 기판 (W) 의 배열 방향을 나타낸다. 제 1 방향 (D10) 은, 수평 방향에 대략 평행이다. 또, 복수의 기판 (W) 의 각각은, 제 2 방향 (D20) 에 대략 평행이다. 제 2 방향 (D20) 은, 제 1 방향 (D10) 에 대략 직교하고, 수평 방향에 대략 평행이다.
구체적으로는, 기판 유지부 (120) 는, 리프터를 포함한다. 기판 유지부 (120) 는, 복수의 기판 (W) 을 유지한 상태에서 연직 상방 또는 연직 하방으로 이동한다. 기판 유지부 (120) 가 연직 하방으로 이동함으로써, 기판 유지부 (120) 에 의해 유지되어 있는 복수의 기판 (W) 은, 내조 (112) 에 저류되어 있는 처리액 (LQ) 에 침지된다.
도 1(a) 에서는, 기판 유지부 (120) 는, 처리조 (110) 의 내조 (112) 의 상방에 위치한다. 기판 유지부 (120) 는, 복수의 기판 (W) 을 유지한 채로 연직 하방 (Z 방향) 으로 하강한다. 이로써, 복수의 기판 (W) 이 처리조 (110) 에 투입된다.
도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 유지부 (120) 가 처리조 (110) 까지 하강하면, 복수의 기판 (W) 은, 처리조 (110) 내의 처리액 (LQ) 에 침지된다. 실시형태 1 에서는, 기판 유지부 (120) 는, 처리조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 에, 소정 간격을 두고 정렬한 복수의 기판 (W) 을 침지시킨다.
상세하게는, 기판 유지부 (120) 는, 본체판 (122) 과, 유지봉 (124) 을 추가로 포함한다. 본체판 (122) 은, 연직 방향 (Z 방향) 으로 연장되는 판이다. 유지봉 (124) 은, 본체판 (122) 의 일방의 주면에서 수평 방향 (Y 방향) 으로 연장된다. 도 1(a) 및 도 1(b) 의 예에서는, 3 개의 유지봉 (124) 이 본체판 (122) 의 일방의 주면에서 수평 방향으로 연장된다. 복수의 기판 (W) 은, 소정 간격을 두고 정렬한 상태에서, 복수의 유지봉 (124) 에 의해 각 기판 (W) 의 하측 가장자리가 맞닿아 기립 자세 (연직 자세) 로 유지된다.
기판 유지부 (120) 는, 승강 유닛 (126) 을 추가로 포함해도 된다. 승강 유닛 (126) 은, 기판 유지부 (120) 에 유지되어 있는 복수의 기판 (W) 이 내조 (112) 내에 위치하는 처리 위치 (도 1(b) 에 나타내는 위치) 와, 기판 유지부 (120) 에 유지되어 있는 복수의 기판 (W) 이 내조 (112) 의 상방에 위치하는 퇴피 위치 (도 1(a) 에 나타내는 위치) 사이에서 본체판 (122) 을 승강시킨다. 따라서, 승강 유닛 (126) 에 의해 본체판 (122) 이 처리 위치로 이동됨으로써, 유지봉 (124) 에 유지되어 있는 복수의 기판 (W) 이 처리액 (LQ) 에 침지된다.
계속해서 도 2 를 참조하여, 기포 공급관 (180A) 및 기체 공급부 (200) 를 설명한다. 도 2 는, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치 (100A) 를 나타내는 모식도이다. 또한, 도 2 는, 기판 처리 장치 (100A) 가 기판 처리를 실행하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 기판 처리란, 처리액 (LQ) 에 의해 기판 (W) 을 처리하는 것이다. 또, 개방되어 있는 밸브를 백색으로 나타내고, 폐쇄되어 있는 밸브를 흑색으로 나타내고 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100A) 는, 적어도 1 개의 기포 공급관 (180A) 과, 기체 공급부 (200) 를 추가로 구비한다.
기체 공급부 (200) 는, 기체 공급원 (263) 으로부터 공급되는 기체를, 기체 공급관 (261A) 을 통과시켜, 기포 공급관 (180A) 에 공급한다. 기체 공급부 (200) 가 기포 공급관 (180A) 에 공급하는 기체는, 예를 들어, 불활성 가스이다. 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 (N2), 또는 아르곤 (Ar) 이다.
구체적으로는, 기체 공급부 (200) 는, 공급 기구 (251A) 를 포함한다. 공급 기구 (251A) 는, 제 1 공급 기구 (210) 와, 기체 공급관 (262) 을 포함한다. 제 1 공급 기구 (210) 는, 밸브 (211) 와, 필터 (213) 와, 히터 (215) 와, 유량계 (217) 와, 조정 밸브 (219) 를 포함한다. 밸브 (211) 와, 필터 (213) 와, 히터 (215) 와, 유량계 (217) 와, 조정 밸브 (219) 는, 이 순서로 기체 공급관 (262) 의 하류에서 상류를 향하여, 기체 공급관 (262) 에 배치된다.
조정 밸브 (219) 는, 기포 공급관 (180A) 에 공급되는 기체의 유량을 조정한다. 「유량」 은, 예를 들어, 단위 시간당 단위 면적을 통과하는 유량을 나타낸다. 구체적으로는, 조정 밸브 (219) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디 (도시 생력) 와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다.
유량계 (217) 는, 기체 공급관 (262) 을 흐르는 기체의 유량을 계측한다. 조정 밸브 (219) 는, 유량계 (217) 의 계측 결과에 기초하여, 기체의 유량이 제 1 유량 (F1) 이 되도록, 기체의 유량을 조정한다. 제 1 유량 (F1) 은, 기판 (W) 을 처리하기 위한 유량이다. 또한, 예를 들어, 조정 밸브 (219) 대신에, 매스 플로우 컨트롤러를 형성해도 된다.
밸브 (211) 는, 기체 공급관 (262) 을 개폐한다. 요컨대, 밸브 (211) 는, 기체 공급관 (262) 으로부터의 기포 공급관 (180A) 에 대한 기체의 공급과 공급 정지를 전환한다.
히터 (215) 는, 기체 공급관 (262) 을 가열한다. 필터 (213) 는, 기체 공급관 (262) 을 흐르는 기체로부터 이물질을 제거한다.
계속해서 기포 공급관 (180A) 에 대해 설명한다. 기포 공급관 (180A) 은, 처리액 (LQ) 중에 복수의 기포 (다수의 기포) 를 발생하고, 처리액 (LQ) 에 침지된 복수의 기판 (W) 을 향하여 복수의 기포 (다수의 기포) 를 공급한다. 기포 공급관 (180A) 은, 예를 들어, 버블러이다.
기포 공급관 (180A) 은, 대략 통 형상을 갖는다. 기포 공급관 (180A) 은, 예를 들어, 관이다. 기포 공급관 (180A) 은, 제 1 방향 (D10) 으로 연장되어 있다.
기포 공급관 (180A) 은, 제 1 단부 (180a) 와, 제 2 단부 (180b) 를 갖는다. 제 1 단부 (180a) 는, 제 1 방향 (D10) 에 있어서의 기포 공급관 (180A) 의 양단부 중 일방 단부이다. 제 2 단부 (180b) 는, 제 1 방향 (D10) 에 있어서의 기포 공급관 (180A) 의 양단부 중 타방 단부이다.
제 1 단부 (180a) 에는, 기체 공급관 (262) 이 접속된다. 구체적으로는, 기포 공급관 (180A) 은, 기체 공급관 (262) 에 자유롭게 착탈할 수 있다. 제 1 단부 (180a) 는, 기체 공급관 (262) 이 접속되어 있는 부분을 제외하고, 폐색되어 있다. 제 2 단부 (180b) 는 폐색되어 있다.
구체적으로는, 기포 공급관 (180A) 은, 유로 (FW0) 를 추가로 갖는다. 유로 (FW0) 에는 기체가 흐른다. 유로 (FW0) 는, 기포 공급관 (180A) 의 내부에 기포 공급관 (180A) 의 길이 방향을 따라 형성된다. 유로 (FW0) 는, 일단이 개구되고, 기체 공급관 (262) 에 연통된다. 유로 (FW0) 의 타단은 폐쇄된 구조로 되어 있다.
또, 기포 공급관 (180A) 은, 유로 (FW0) 에 연통되는 복수의 기포 공급공 (G) 을 추가로 갖는다. 기포 공급공 (G) 은, 개구의 일례이다. 기포 공급공 (G) 은, 예를 들어 원형이다. 기포 공급공 (G) 의 구멍 직경은, 예를 들어, 수십 ㎛ ∼ 수백 ㎛ 의 오더이다. 또, 예를 들어, 1 개의 기포 공급관 (180A) 에 형성되는 기포 공급공 (G) 의 수는, 예를 들어, 40 개 또는 60 개이다.
기포 공급관 (180A) 에 있어서, 복수의 기포 공급공 (G) 은, 제 1 방향 (D10) 에 소정 간격을 두고 대략 일직선 상에 배치된다. 기포 공급관 (180A) 에 있어서, 각 기포 공급공 (G) 은, 기포 공급관 (180A) 의 상면부에 형성된다. 또한, 기포 공급공 (G) 으로부터 기포를 공급할 수 있는 한, 기포 공급공 (G) 의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 또, 기포 공급관 (180A) 에 있어서, 복수의 기포 공급공 (G) 은, 등간격으로 배치되어 있어도 되고, 부등간격으로 배치되어 있어도 된다.
기포 공급관 (180A) 의 재질은, 예를 들어, 석영, 또는 합성 수지이다. 합성 수지는, 내산성을 갖는 점에서, 예를 들어, PFA (테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), 또는 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 이다.
특히, 기포 공급관 (180A) 의 재질이 합성 수지이면, 기포 공급관 (180A) 의 가공이 용이하다. 또한, 기포 공급관 (180A) 의 재질이 PFA 이면, 굽힘 가공이 용이하다. 예를 들어, 기포 공급관 (180A) 을 L 자상으로 가공할 수도 있다. 따라서, 기포 공급관 (180A) 과 다른 배관의 이음매를 줄일 수 있다. 그 결과, 기포 공급관 (180A) 의 내구성을 향상시킬 수 있다.
기포 공급관 (180A) 은, 처리조 (110) 의 내부에 배치된다. 상세하게는, 기포 공급관 (180A) 은, 처리조 (110) 의 내부에 있어서, 처리조 (110) 의 저부에 배치된다. 구체적으로는, 기포 공급관 (180A) 은, 처리조 (110) 의 내조 (112) 에 배치된다. 상세하게는, 기포 공급관 (180A) 은, 내조 (112) 의 내부에 있어서, 내조 (112) 의 저부에 배치된다. 더욱 상세하게는, 기판 (W) 을 처리할 때에는, 기포 공급관 (180A) 은, 처리액 (LQ) 중의 소정 깊이 (HA) 의 위치에 배치된다. 소정 깊이 (HA) 는, 처리액 (LQ) 의 액면으로부터 기포 공급공 (G) 까지의 거리를 나타낸다. 기포 공급관 (180A) 은, 내조 (112) 의 저부에 고정된다. 기포 공급관 (180A) 은, 내조 (112) 의 저부에 접촉하고 있어도 되고, 내조 (112) 의 저부에 대해 이격되어 있어도 된다.
계속해서, 제어 장치 (U4) 에 대해 설명한다. 기판 처리 장치 (100B) 는, 제어 장치 (U4) 를 추가로 구비한다.
제어 장치 (U4) 는, 기판 처리 장치 (100B) 의 각 구성을 제어한다. 예를 들어, 제어 장치 (U4) 는, 기판 유지부 (120) 및 기체 공급부 (200) 를 제어한다.
제어 장치 (U4) 는, 예를 들어, 컴퓨터이다. 상세하게는, 제어 장치 (U4) 는, 제어부 (10) 와, 기억 장치 (20) 를 포함한다.
기억 장치 (20) 는, 데이터 및 컴퓨터 프로그램을 기억한다. 기억 장치 (20) 는, 예를 들어, 주기억 장치와, 보조 기억 장치를 포함한다. 주기억 장치는, 예를 들어, 반도체 메모리를 포함한다. 보조 기억 장치는, 예를 들어, 반도체 메모리, 솔리드 스테이트 드라이브, 및/또는 하드 디스크 드라이브를 포함한다.
제어부 (10) 는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 등의 프로세서를 포함한다. 구체적으로는, 제어부 (10) 는, 유량 제어부 (11) 를 포함한다.
유량 제어부 (11) 는, 기판 (W) 을 처리할 때, 기체 공급관 (262) 에 제 1 유량 (F1) 의 기체를 공급한다. 구체적으로는, 유량 제어부 (11) 는, 밸브 (211) 를 개방하고, 기체 공급관 (262) 에 제 1 유량 (F1) 의 기체를 공급한다. 따라서, 기체 공급관 (262) 을 통과하여 제 1 유량 (F1) 의 기체가 기포 공급관 (180A) 에 공급된다. 그 결과, 처리액 (LQ) 중에, 기포 공급관 (180A) 의 복수의 기포 공급공 (G) 으로부터 복수의 기포가 공급된다.
계속해서 도 3 을 참조하여, 배기 기구 (300) 및 비중계 (353) 를 설명한다. 도 3 은, 기판 처리 장치 (100A) 가 기판 처리를 실행한 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100B) 는, 배기 기구 (300) 를 추가로 구비한다. 구체적으로는, 배기 기구 (300) 는, 배기 배관 (300a) 과, 밸브 (300b) 를 포함한다. 배기 배관 (300a) 에는 밸브 (300b) 가 배치된다. 밸브 (300b) 는, 배기 배관 (300a) 을 개폐한다. 배기 배관 (300a) 의 일단은, 기체 공급관 (262) 에 접속된다. 밸브 (300b) 가 개방됨으로써, 기체 공급관 (262) 으로부터 기체는 배기 배관 (300a) 을 통과하여 외부로 배출된다.
따라서, 기판 처리를 실행한 후에는, 밸브 (211) 를 폐쇄하고, 밸브 (300b) 를 개방하여, 복수의 기판 (W) 이 처리조 (110) 로부터 끌어올려진다.
또, 기판 처리 장치 (100A) 는, 비중계 (353) 를 추가로 구비한다. 비중계 (353) 는, 계측부의 일례이다.
비중계 (353) 는, 처리액 (LQ) 중에서 발생하는 압력을 검출하고, 압력에 기초하여 처리액 (LQ) 의 비중을 계측하고, 처리액 (LQ) 의 비중을 나타내는 비중값을 제어 장치 (U4) 에 출력한다. 구체적으로는, 비중계 (353) 는, 관 (353a) 과, 가스 공급 기구 (353b) 와, 제어 회로 (353c) 를 갖는다.
예를 들어, 비중계 (353) 의 관 (353a) 의 선단은, 처리조 (110) 내에 배치되어 있다. 구체적으로는, 비중계 (353) 의 관 (353a) 의 선단은, 내조 (112) 의 처리액 (LQ) 면으로부터 소정 깊이 (HB) 의 위치에 배치되어 있다. 가스 공급 기구 (353b) 는, 기체 공급원으로부터의 가스 (기체) 를 비중계 (353) 의 관 (353a) 내에 공급한다. 상세하게는, 가스 공급 기구 (353b) 는, 관 (353a) 의 선단을 향하여 가스를 공급하고, 내조 (112) 의 처리액 (LQ) 내에 기포를 방출한다. 가스로서, 전형적으로는, 질소 (N2) 가 사용된다. 이로써, 소정 깊이 (HB) 의 처리액 (LQ) 중에서 발생하는 압력은, 비중계 (353) 의 관 (353a) 의 선단을 향하여 가스를 공급하는 압력으로서 검출된다. 제어 회로 (353c) 는, 가스를 공급하는 압력에 따라, 처리액 (LQ) 의 비중을 계측하고, 처리액 (LQ) 의 비중을 나타내는 비중값을 제어 장치 (U4) 에 출력한다. 그 결과, 제어 장치 (U4) 는, 비중값에 기초하여, 처리액 (LQ) 중의 인산 (H3PO4) 의 농도를 산출한다.
계속해서 도 4 를 참조하여, 판정 처리를 설명한다. 도 4 는, 기판 처리 장치 (100A) 가 판정 처리를 실행하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 판정 처리란, 기포 공급관 (180A) 의 상태를 판정하는 것이다.
공급 기구 (251A) 는, 제 2 공급 기구 (220) 를 추가로 포함한다. 제 2 공급 기구 (220) 는, 기체 공급관 (203A) 과, 밸브 (221) 와, 필터 (223) 와, 유량계 (227) 와, 조정 밸브 (229) 를 추가로 포함한다. 밸브 (221) 와, 필터 (223) 와, 유량계 (227) 와, 조정 밸브 (229) 는, 이 순서로 기체 공급관 (203A) 의 하류에서 상류를 향하여, 기체 공급관 (203A) 에 배치된다.
조정 밸브 (229) 는, 기포 공급관 (180A) 에 공급되는 기체의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 조정 밸브 (229) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디 (도시 생략) 와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다.
유량계 (227) 는, 기체 공급관 (203A) 을 흐르는 기체의 유량을 계측한다. 조정 밸브 (229) 는, 유량계 (227) 의 계측 결과에 기초하여, 기체의 유량이 제 2 유량 (F2) 이 되도록, 기체의 유량을 조정한다. 제 2 유량은, 제 1 유량보다 많다. 제 2 유량 (F2) 은, 기포 공급관 (180A) 의 상태를 판정하기 위한 유량이다.
밸브 (221) 는, 기체 공급관 (203A) 을 개폐한다. 요컨대, 밸브 (221) 는, 기체 공급관 (203A) 으로부터의 기포 공급관 (180A) 에 대한 기체의 공급과 공급 정지를 전환한다.
필터 (223) 는, 기체 공급관 (203A) 을 흐르는 기체로부터 이물질을 제거한다.
기체 공급관 (203A) 의 상류단은, 제 1 공급 기구 (210) 의 상류단 (구체적으로는 조정 밸브 (219) 의 상류측) 에 접속된다. 기체 공급관 (203A) 의 하류단은, 제 1 공급 기구 (210) 의 하류단 (구체적으로는 밸브 (211) 의 하류측) 에 접속된다. 따라서, 밸브 (211) 및 밸브 (300b) 를 폐쇄하고, 밸브 (221) 를 개방했을 때에는, 기체 공급원 (263) 으로부터 기체 공급관 (203A) 으로 기체가 공급된다.
유량 제어부 (11) 는, 기포 공급관 (180A) 의 상태를 판정할 때, 기체 공급부 (200) 를 제어함으로써, 기체 공급관 (203A) 에 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급한다. 구체적으로는, 유량 제어부 (11) 는, 밸브 (221) 를 개방하고, 밸브 (300b) 를 폐쇄하여, 기체 공급관 (203A) 에 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급한다. 따라서, 기체 공급관 (203A) 을 통과하여 제 2 유량 (F2) 의 기체가 기포 공급관 (180A) 에 공급된다. 그 결과, 처리액 (LQ) 중에, 기포 공급관 (180A) 의 복수의 기포 공급공 (G) 으로부터 복수의 기포가 공급된다.
실시형태 1 에서는, 비중계 (353) 는, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 중에서 물리량을 계측한다. 물리량은, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 상태에서 기인하는 양이다. 구체적으로는, 물리량은, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 비중을 나타낸다. 상세하게는, 비중계 (353) 는, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 중에서 발생하는 압력을 검출하고, 압력에 기초하여, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 비중을 계측하며, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 비중에 상관하는 비중값을 제어 장치 (U4) 에 출력한다.
기판 처리 장치 (100A) 에서는, 제어부 (10) 는, 판정부 (12) 를 추가로 포함한다.
판정부 (12) 는, 비중값 (이하, 「비중값 (GAn)」 이라고 기재한다.) 에 기초하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 판정한다. 구체적으로는, 판정부 (12) 는, 비중값 (GAn) 에 기초하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 판정한다. n 은 1 또는 2 이다. 상세하게는, 판정부 (12) 는, 제 1 시간 (t1) 에 계측된 비중값 (GA1) 과, 제 2 시간 (t2) 에 계측된 비중값 (GA2) 을 비교하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 판정한다. 비중값 (GA1) 은, 기준 물리량의 일례이다. 비중값 (GA1) 은, 제 1 시간 (t1) 에 계측된 비중값 (이하, 「기준 비중값 (GA1)」 이라고 기재하는 경우가 있다.) 을 나타낸다. 비중값 (GA2) 은, 계측 물리량의 일례이다. 비중값 (GA2) 은, 제 2 시간 (t2) 에 계측된 비중값 (이하, 「계측 비중값 (GA2)」 이라고 기재하는 경우가 있다.) 을 나타낸다.
제 1 시간 (t1) 과 제 2 시간 (t2) 은 상이하다. 구체적으로는, 제 1 시간 (t1) 은, 기판 (W) 을 처리하기 전의 시간을 나타낸다. 예를 들어, 제 1 시간 (t1) 은, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 초기 상태인 시간을 나타낸다. 초기 상태는, 기포 공급관 (180A) 을 장착했을 때, 또는 기포 공급관 (180A) 을 장착한 직후의 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 나타낸다. 예를 들어, 초기 상태에서는, 복수의 기포 공급공 (G) 이 처리액 (LQ) 의 영향을 실질적으로 받지 않아, 미사용시의 기포 공급관 (180A) 에 있어서의 복수의 기포 공급공 (G) 의 구멍 직경이 실질적으로 유지되어 있다. 제 2 시간 (t2) 은, 기판 (W) 을 처리한 후의 시간을 나타낸다. 예를 들어, 제 2 시간 (t2) 은, 기판 (W) 을 처리하는 것을 복수회 실행한 후의 시간을 나타내고, 제 2 시간 (t2) 은, 실험적 또는 경험적으로 정해진다. 기준 비중값 (GA1) 은, 기억 장치 (20) 에 기억되어 있다.
여기서 도 5 내지 도 7 을 참조하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태와, 비중값 (GAn) 의 관계에 대해 설명한다. 도 5 내지 도 7 은, 비중값 (GAn) 의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5 내지 도 7 에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 비중값 (GAn) 을 나타내고 있다. 또한, 3 분간, 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급하는 것과, 3 분간, 기체의 공급을 정지시키는 것을, 3 회 반복하였다.
도 5 는, 소정 구멍 직경의 NA 개의 기포 공급공 (G) 을 갖는 기포 공급관 (180A) 을 기판 처리 장치 (100A) 에 배치했을 때의 그래프를 나타낸다. 소정 구멍 직경의 NA 개의 기포 공급공 (G) 을 갖는 기포 공급관 (180A) 은, 초기 상태 (정상적인 상태) 의 기포 공급관 (180A) 을 나타낸다. 기준 비중값 (GA1) 은, 소정 구멍 직경의 NA 개의 기포 공급공 (G) 을 갖는 기포 공급관 (180A) 을, 기판 처리 장치 (100A) 에 배치하고, 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급했을 때에 계측된 비중의 평균의 비중값을 나타낸다.
도 6 은, NA 개의 기포 공급공 (G) 중의 NB 개의 기포 공급공 (G) 이 막힌 기포 공급관 (180A) 을, 기판 처리 장치 (100A) 에 배치했을 때의 그래프를 나타낸다. NB 는 NA 보다 작다. 또한, NB 개의 기포 공급공 (G) 이 막힌 기포 공급관 (180A) 대신에, NA 개의 기포 공급공 (G) 의 둘레 가장자리부에, 소량의 성분 (예를 들어, 실리카 (Si)) 이 석출된 기포 공급관 (180A) 을 사용해도 된다. 계측 비중값 (GA21) 은, NB 개의 기포 공급공 (G) 이 막힌 기포 공급관 (180A) 을, 기판 처리 장치 (100A) 에 배치하고, 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급했을 때에 계측된 비중의 평균의 비중값을 나타낸다.
도 7 은, NA 개의 기포 공급공 (G) 중의 NC 개의 기포 공급공 (G) 이 막힌 기포 공급관 (180A) 을, 기판 처리 장치 (100A) 에 배치했을 때의 그래프를 나타낸다. NC 는, NA 보다 작고, NB 보다 크다. 또한, NC 개의 기포 공급공 (G) 이 막힌 기포 공급관 (180A) 대신에, NA 개의 기포 공급공 (G) 의 둘레 가장자리부에, 다량의 성분 (예를 들어, 실리카 (Si)) 이 석출된 기포 공급관 (180A) 을 사용해도 된다. 계측 비중값 (GA22) 은, NC 개의 기포 공급공 (G) 이 막힌 기포 공급관 (180A) 을, 기판 처리 장치 (100A) 에 배치하고, 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급했을 때에 계측된 비중의 평균의 비중값을 나타낸다.
도 5 내지 도 7 에 나타내는 바와 같이, 계측 비중값 (GA21) 및 계측 비중값 (GA22) 은, 기준 비중값 (GA1) 보다 컸다. 따라서, 판정부 (12) 는, 비중값 (GAn) 에 기초하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 판정할 수 있다. 그 결과, 기포 공급관 (180A) 을 육안으로 확인할 필요가 없다. 따라서, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 용이하게 확인할 수 있다.
상세하게는, 판정부 (12) 는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분에 기초하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 이상인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 판정부 (12) 는, 차분이 임계값 (TH) 이상인 경우에, 복수의 기포 공급공 (G) 이 이상인 것으로 판정부 (12) 는 판정한다. 임계값 (TH) 은, 복수의 기포 공급공 (G) 이 작아지거나 막히거나 하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 이상일 때의 수치를 나타낸다. 한편, 차분이 임계값 (TH) 미만인 경우에, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 정상인 것으로 판정부 (12) 는 판정한다. 또한, 기준 비중값 (GA1) 및 계측 비중값 (GA2) 의 각각은, 복수의 비중값의 이동 평균된 비중값이어도 되고, 복수의 비중값에 기초하여 제조된 평활화된 파형이어도 된다.
이상, 도 1 내지 도 7 을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1 에 의하면, 판정부 (12) 는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분에 기초하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 판정한다. 그 결과, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 용이하게 확인할 수 있다. 또, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 개인차가 없이 확인할 수 있다.
또, 판정부 (12) 는, 시간 (t1) 에 계측된 기준 비중값 (GA1) 과, 시간 (t2) 에 계측된 계측 비중값 (GA2) 을 비교하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 판정한다. 그 결과, 제 1 시간 (t1) 내지 제 2 시간 (t2) 까지에 있어서의 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태로부터의 변화를 확인할 수 있다.
또, 제 1 시간 (t1) 은, 기판 (W) 을 처리하기 전의 시간을 나타낸다. 그 결과, 초기 상태 (신품) 의 기포 공급관 (180) 으로부터의 변화를 확인할 수 있다. 또한, 제 2 유량 (F2) 을 제 1 유량 (F1) 보다 많게 함으로써, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태의 변화가 작아도, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분이 커진다. 그 결과, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를, 양호한 정밀도로 확인할 수 있다.
계속해서 도 8 을 참조하여, 기판 처리 장치 (100A) 를 상세하게 설명한다. 도 8 은, 기판 처리 장치 (100A) 를 나타내는 도면이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100A) 는, 배액부 (170) 를 추가로 구비한다. 배액부 (170) 는, 처리조 (110) 의 처리액 (LQ) 을 배출한다.
구체적으로는, 배액부 (170) 는, 배액 배관 (170a) 과, 밸브 (170b) 를 포함한다. 그리고, 처리조 (110) 의 내벽 (112) 의 저벽에는, 배액 배관 (170a) 이 접속된다. 배액 배관 (170a) 에는 밸브 (170b) 가 배치된다. 밸브 (170b) 가 개방됨으로써, 내조 (112) 내에 저류되어 있는 처리액 (LQ) 은 배액 배관 (170a) 을 통과하여 외부로 배출된다. 배출된 처리액 (LQ) 은 배액 처리 장치 (도시 생략) 로 보내져, 처리된다.
기판 처리 장치 (100A) 는, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 와, 순환부 (140) 를 추가로 구비한다.
순환부 (140) 는, 기판 처리에서, 처리조 (110) 에 저류되어 있는 처리액 (LQ) 을 순환시켜, 처리액 (LQ) 을 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각에 공급한다.
순환부 (140) 는, 배관 (141) 과, 펌프 (142), 히터 (143), 필터 (144), 조정 밸브 (145) 및 밸브 (146) 를 포함한다. 펌프 (142), 히터 (143), 필터 (144), 조정 밸브 (145) 및 밸브 (146) 는, 이 순서로 배관 (141) 의 상류에서 하류를 향하여 배치된다.
배관 (141) 은, 처리조 (110) 로부터 배출된 처리액 (LQ) 을 다시 처리조 (110) 로 유도한다. 배관 (141) 의 하류단에, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 가 접속된다.
펌프 (142) 는, 배관 (141) 으로부터 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 로 처리액 (LQ) 을 보낸다. 따라서, 순환 처리액 공급 부재 (130) 는, 배관 (141) 으로부터 공급된 처리액 (LQ) 을 처리조 (110) 에 공급한다. 히터 (143) 는, 배관 (141) 을 흐르는 처리액 (LQ) 을 가열한다. 히터 (143) 에 의해, 처리액 (LQ) 의 온도가 조정된다. 필터 (144) 는, 배관 (141) 을 흐르는 처리액 (LQ) 을 여과한다.
조정 밸브 (145) 는, 배관 (141) 의 개도를 조절하여, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 에 공급되는 처리액 (LQ) 의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 조정 밸브 (145) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디 (도시 생략) 와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다. 밸브 (146) 는 배관 (141) 을 개폐한다.
복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 는, 처리조 (110) 의 내조 (112) 에 처리액 (LQ) 을 공급한다. 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 는, 처리조 (110) 의 내조 (112) 의 내부에 있어서, 내조 (112) 의 저부에 배치된다. 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각은, 대략 통 형상을 갖는다. 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각은, 예를 들어, 관이다.
구체적으로는, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각은, 복수의 처리액 토출공 (P) 을 갖는다. 도 8 에서는, 1 개의 순환 처리액 공급 부재 (130) 에 대해 1 개의 처리액 토출공 (P) 만이 나타나 있다. 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각은, 복수의 처리액 토출공 (P) 으로부터 처리액 (LQ) 을 내조 (112) 에 공급한다.
기판 처리 장치 (100A) 는, 처리액 공급부 (150) 와, 희석액 공급부 (160) 를 추가로 구비한다.
처리액 공급부 (150) 는, 처리액 (LQ) 을 처리조 (110) 에 공급한다. 처리액 (LQ) 은, 예를 들어, 대략 85 질량% 의 인산 (H3PO4) 과 대략 15 질량% 의 물 (탈이온수) 이 혼합된 용액을 채용할 수 있다.
처리액 공급부 (150) 는, 노즐 (152) 과, 배관 (154) 과, 밸브 (156) 를 포함한다. 노즐 (152) 은 처리액 (LQ) 을 내조 (112) 에 토출한다. 노즐 (152) 은, 배관 (154) 에 접속된다. 배관 (154) 에는, 처리액 공급원 (TKA) 으로부터의 처리액 (LQ) 이 공급된다. 배관 (154) 에는, 밸브 (156) 가 배치된다.
밸브 (156) 가 개방되면, 노즐 (152) 로부터 토출된 처리액 (LQ) 이, 내조 (112) 내에 공급된다.
희석액 공급부 (160) 는, 희석액을 처리조 (110) 에 공급한다.
희석액 공급부 (160) 는, 노즐 (162) 과, 배관 (164) 과, 밸브 (166) 를 포함한다. 노즐 (162) 은, 희석액을 외조 (114) 로 토출한다. 노즐 (162) 은, 배관 (164) 에 접속된다. 배관 (164) 에 공급되는 희석액은, DIW (탈이온수), 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것을 채용할 수 있다. 배관 (164) 에는, 희석액 공급원 (TKB) 으로부터의 희석액이 공급된다. 배관 (164) 에는, 밸브 (166) 가 배치된다. 밸브 (166) 가 개방되면, 노즐 (162) 로부터 토출된 희석액이, 외조 (114) 내에 공급된다.
또, 처리조 (110) 는, 덮개 (116) 를 추가로 갖는다. 덮개 (116) 는, 내조 (112) 의 상부 개구에 대해 개폐 가능하다. 덮개 (116) 가 폐쇄됨으로써, 덮개 (116) 는, 내조 (112) 의 상부 개구를 막을 수 있다.
덮개 (116) 는, 개호부 (開戶部) (116a) 와, 개호부 (116b) 를 갖는다. 개호부 (116a) 는, 내조 (112) 의 상부 개구 중 일방측에 위치한다. 개호부 (116a) 는, 내조 (112) 의 상측 가장자리 근방에 배치되어 있고, 내조 (112) 의 상부 개구에 대해 개폐 가능하다. 개호부 (116b) 는, 내조 (112) 의 상부 개구 중 타방측에 위치한다. 개호부 (116b) 는, 내조 (112) 의 상측 가장자리 근방에 배치되어 있고, 내조 (112) 의 상부 개구에 대해 개폐 가능하다. 개호부 (116a) 및 개호부 (116b) 가 폐쇄되어 내조 (112) 의 상부 개구를 덮음으로써, 처리조 (110) 의 내조 (112) 를 막을 수 있다. 또한, 덮개 (116) 는, 도시 생략된 배기 기구를 가져도 된다.
계속해서 도 8 및 도 9 를 참조하여, 복수의 기포 공급관 (180) 및 기체 공급부 (200) 를 설명한다. 도 9 는, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 및 복수의 기포 공급관 (180) 을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100A) 는, 기체 공급 유닛 (280A) 을 구비하고 있다. 구체적으로는, 기체 공급 유닛 (280A) 은, 적어도 1 개의 기포 공급관 (180) 과, 적어도 1 개의 지지 부재 (185) 를 포함한다. 더욱 구체적으로는, 기체 공급 유닛 (280A) 은, 복수의 기포 공급관 (180) 과, 복수의 지지 부재 (185) 를 포함한다.
복수의 기포 공급관 (180) 및 복수의 지지 부재 (185) 는, 처리조 (110) 의 내부에 배치된다. 상세하게는, 복수의 기포 공급관 (180) 은, 처리조 (110) 의 내부에 있어서, 처리조 (110) 의 저부 (110a) 에 배치된다. 구체적으로는, 복수의 기포 공급관 (180) 은, 처리조 (110) 의 내조 (112) 에 배치된다. 상세하게는, 복수의 기포 공급관 (180) 은, 내조 (112) 의 내부에 있어서, 내조 (112) 의 저부 (110a) 에 배치된다.
복수의 기포 공급관 (180) 의 각각은, 대응하는 지지 부재 (185) 에 의해 지지된다. 구체적으로는, 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각은, 대응하는 지지 부재 (185) 에 고정된다. 따라서, 기포 공급관 (180) 의 변형을 억제할 수 있다. 복수의 지지 부재 (185) 는, 처리조 (110) 의 저부 (110a) 에 고정된다. 구체적으로는, 복수의 지지 부재 (185) 는, 내조 (112) 의 저부 (110a) 에 고정된다. 따라서, 기판 (W) 을 처리할 때에는, 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각은, 처리액 (LQ) 중의 소정 깊이 (HA) 의 위치에 배치된다.
상세하게는, 순환 처리액 공급 부재 (130) 및 기포 공급관 (180) 은, 평면에서 보았을 때, 서로 대략 평행하고, 또한, 간격을 두고 배치된다. 평면에서 보았을 때, 2 개의 순환 처리액 공급 부재 (130) 중 일방은, 2 개의 기포 공급관 (180) 사이에 배치된다. 또, 평면에서 보았을 때, 2 개의 순환 처리액 공급 부재 (130) 중 타방은, 다른 2 개의 기포 공급관 (180) 사이에 배치된다. 또한, 평면에서 보았을 때, 4 개의 기포 공급관 (180) 중, 한가운데의 2 개의 기포 공급관 (180) 은, 제 2 방향 (D20) 에 대향하고 있다.
구체적으로는, 복수의 기포 공급관 (180) 은, 처리조 (110) (구체적으로는 내조 (112)) 에 있어서, 서로 대략 평행하게, 또한, 제 2 방향 (D20) 에 간격을 두고 배치된다. 기포 공급관 (180) 은, 제 1 방향 (D10) 으로 연장되어 있다. 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각에 있어서, 복수의 기포 공급공 (G) 은, 제 1 방향 (D10) 에 간격을 두고 대략 일직선 상에 배치된다. 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각에 있어서, 각 기포 공급공 (G) 은, 기포 공급관 (180) 의 상면부에 형성된다. 그리고, 각 기포 공급공 (G) 은, 처리조 (110) (구체적으로는 내조 (112)) 의 저부에 있어서 상방을 향하여 기포를 공급한다.
또, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 는, 처리조 (110) (구체적으로는 내조 (112)) 에 있어서, 서로 대략 평행하게, 또한, 제 2 방향 (D20) 에 간격을 두고 배치된다. 순환 처리액 공급 부재 (130) 는, 제 1 방향 (D10) 으로 연장되어 있다. 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각에 있어서, 복수의 처리액 토출공 (P) 은, 제 1 방향 (D10) 에 간격을 두고 대략 일직선 상에 배치된다. 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 각각에 있어서, 각 처리액 토출공 (P) 은, 순환 처리액 공급 부재 (130) 의 상면부에 형성된다. 그리고, 각 처리액 토출공 (P) 은, 처리조 (110) (구체적으로는 내조 (112)) 의 저부에 있어서 상방을 향하여 처리액 (LQ) 을 토출한다. 또한, 도 7 에서는 처리액 토출공 (P) 은 경사 상방을 향하고 있지만 이것에 한정되지 않고, 처리액 토출공 (P) 은, 하방 또는 측방을 향하고 있어도 된다.
기체 공급부 (200) 는, 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각에, 기포를 발생하기 위한 기체를 공급하고, 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각에, 처리액 (LQ) 에 침지된 복수의 기판 (W) 을 향하여 복수의 기포를 공급시킨다. 구체적으로는, 기체 공급부 (200) 는, 기체 공급관부 (260) 를 포함한다. 복수의 기포 공급관 (180) 은, 기포 공급관 (180A) 과, 기포 공급관 (180B) 과, 기포 공급관 (180C) 과, 기포 공급관 (180D) 을 포함한다.
기체 공급관부 (260) 는, 기체 공급관 (262) 과, 복수의 분기 기체 공급관 (261) 을 포함한다. 복수의 분기 기체 공급관 (261) 은, 분기 기체 공급관 (261A) 과, 분기 기체 공급관 (261B) 과, 분기 기체 공급관 (261C) 과, 분기 기체 공급관 (261D) 을 포함한다.
기체 공급관 (262) 은, 기체 공급원 (263) 에 접속된다. 구체적으로는, 기체 공급관 (262) 의 상류단이 기체 공급원 (263) 에 접속된다. 기체 공급원 (263) 은, 기체 공급관 (262) 에 기체를 공급한다. 기체 공급관 (262) 은, 각 분기 기체 공급관 (261) 의 상류단에 접속된다.
분기 기체 공급관 (261A) 의 하류단은, 기포 공급관 (180A) 에 접속된다. 분기 기체 공급관 (261B) 의 하류단은, 기포 공급관 (180B) 에 접속된다. 분기 기체 공급관 (261C) 의 하류단은, 기포 공급관 (180C) 에 접속된다. 분기 기체 공급관 (261D) 의 하류단은, 기포 공급관 (180D) 에 접속된다. 이 예에서는, 기체는, 기체 공급관 (262) 으로부터 각 분기 기체 공급관 (261) 을 통과하여, 각 기포 공급관 (180) 에 공급된다.
도 9 에서는, 기체 공급관부 (260) 의 논리적 구성이 나타나 있다. 따라서, 기체 공급관부 (260) 과 각 기포 공급관 (180) 의 접속 형태는, 기체 공급관부 (260) 로부터 각 기포 공급관 (180) 으로 기체를 공급할 수 있는 한, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 도 8 및 도 9 가 기체 공급관부 (260) 의 물리적 구성을 나타내고 있어도 된다.
다음으로, 도 10 을 참조하여, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 방법을 설명한다. 도 10 은, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S1 ∼ 공정 S12 를 포함한다. 기판 처리 방법은, 기판 처리 장치 (100A) 에 의해 실행된다.
먼저, 공정 S1 에 있어서, 제어 장치 (U4) 의 제어에 의해, 기판 유지부 (120) 는, 처리조 (110) 의 처리액 (LQ) 에 복수의 기판 (W) 을 침지시킨다.
다음으로, 공정 S2 에 있어서, 유량 제어부 (11) 는, 밸브 (211) 를 개방하고, 기체 공급관 (262) 에 제 1 유량 (F1) 의 기체를 공급한다.
다음으로, 공정 S3 에 있어서, 유량 제어부 (11) 는, 복수의 기판 (W) 을 처리한 후, 밸브 (211) 를 폐쇄하고, 밸브 (300b) 를 개방하여, 각 기포 공급관 (180) 에 기체를 공급하는 것을 정지시킨다.
다음으로, 공정 S4 에 있어서, 제어 장치 (U4) 의 제어에 의해, 기판 유지부 (120) 는, 처리조 (110) 의 처리액 (LQ) 으로부터 복수의 기판 (W) 을 끌어올린다.
다음으로, 공정 S5 에 있어서, 유량 제어부 (11) 는, 밸브 (300b) 를 폐쇄하고, 밸브 (221) 를 개방하여, 기체 공급관 (262) 에 제 2 유량 (F2) 의 기체를 공급한다.
다음으로, 공정 S6 에 있어서, 비중계 (353) 는, 처리액 (LQ) 중에서 발생하는 압력을 검출하고, 계측 비중값 (GA2) 을 제어 장치 (U4) 에 출력한다.
다음으로, 공정 S7 에 있어서, 판정부 (12) 는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분이 임계값 (TH) 이상인지의 여부를 판정한다.
공정 S7 에서 판정부 (12) 는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분이 임계값 (TH) 미만인 경우에는, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 정상인 것으로 판정하고, 처리는, 공정 S8 로 진행된다.
공정 S8 에 있어서, 유량 제어부 (11) 는, 밸브 (211) 를 폐쇄하고, 밸브 (300b) 를 개방하여, 각 기포 공급관 (180) 에 기체를 공급하는 것을 정지시킨다. 그리고, 기판 처리 방법이 종료한다.
한편, 공정 S7 에서 판정부 (12) 는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분이 임계값 (TH) 이상인 경우에는, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 이상인 것으로 판정하고, 처리는, 공정 S9 로 진행된다.
공정 S9 에 있어서, 유량 제어부 (11) 는, 밸브 (211) 를 폐쇄하고, 밸브 (300b) 를 개방하여, 각 기포 공급관 (180) 에 기체를 공급하는 것을 정지시킨다.
다음으로, 공정 S10 에 있어서, 배액부 (170) 는, 밸브 (170b) 를 개방하고, 처리조 (110) 의 처리액 (LQ) 을 배출한다.
다음으로, 공정 S11 에 있어서, 복수의 기포 공급관 (180) 이, 새로운 복수의 기포 공급관 (180) 으로 교환된다.
다음으로, 공정 S12 에 있어서, 비중계 (353) 는, 처리액 (LQ) 중에서 발생하는 압력을 검출하고, 비중값을 제어 장치 (U4) 에 출력하며, 처리액 공급부 (150) 와 희석액 공급부 (160) 를 제어하여, 처리액 (LQ) 중의 인산 (H3PO4) 의 농도를 조정한다. 그리고, 처리는, 공정 S1 로 되돌아간다.
이상, 도 10 을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1 에 의하면, 판정부 (12) 는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분에 기초하여, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 이상인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 기준 비중값 (GA1) 과 계측 비중값 (GA2) 의 차분이 임계값 (TH) 이상인 경우에는, 복수의 기포 공급관 (180) 이, 새로운 복수의 기포 공급관 (180A) 으로 교환된다. 그 결과, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태를 적절히 회복할 수 있다.
<실시형태 2>
도 11 을 참조하여, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치 (100B) 를 설명한다. 도 11 은, 복수의 순환 처리액 공급 부재 (130) 및 복수의 기포 공급관 (180) 을 나타내는 모식적 평면도이다. 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치 (100B) 가, 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각의 상태를 판정하는 점에서, 실시형태 2 는 실시형태 1 과 주로 상이하다. 이하, 실시형태 2 가 실시형태 1 과 상이한 점을 주로 설명한다.
기체 공급부 (200) 는, 기체 공급 기구 (250) 를 포함한다. 기체 공급 기구 (250) 는, 기체 공급관부 (260) 를 통과시켜 각 기포 공급관 (180) 에 기체를 공급한다. 구체적으로는, 기체 공급 기구 (250) 는, 공통 공급 기구 (252) 와, 복수의 공급 기구 (251) 를 포함한다. 복수의 공급 기구 (251) 는, 공급 기구 (251A) 와, 공급 기구 (251B) 와, 공급 기구 (251C) 와, 공급 기구 (251D) 를 포함한다.
공통 공급 기구 (252) 는, 기체 공급원 (263) 으로부터의 기체를, 기체 공급관 (262) 에 공급한다. 구체적으로는, 공통 공급 기구 (252) 는, 압력계와 레귤레이터와 밸브를 포함한다.
공급 기구 (251A) 는, 공통 공급 기구 (252) 로부터 공급되는 기체를, 분기 기체 공급관 (261A) 을 통과시켜, 기포 공급관 (180A) 에 공급한다. 공급 기구 (251B) 는, 공통 공급 기구 (252) 로부터 공급되는 기체를, 분기 기체 공급관 (261B) 을 통과시켜, 기포 공급관 (180B) 에 공급한다. 공급 기구 (251C) 는, 공통 공급 기구 (252) 로부터 공급되는 기체를, 분기 기체 공급관 (261C) 을 통과시켜, 기포 공급관 (180C) 에 공급한다. 공급 기구 (251D) 는, 공통 공급 기구 (252) 로부터 공급되는 기체를, 분기 기체 공급관 (261D) 을 통과시켜, 기포 공급관 (180D) 에 공급한다. 공급 기구 (251B) 와 공급 기구 (251C) 와 공급 기구 (251D) 의 각각의 구성은, 공급 기구 (251A) 의 구성과 동일하다.
이상, 도 11 을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 2 에 의하면, 기체 공급 기구 (250) 는, 복수의 기포 공급관 (180) 내의 1 개의 기포 공급관 (180) 에 기체를 공급할 수 있다. 그 결과, 판정부 (12) 는, 복수의 기포 공급관 (180) 의 각각의 상태가 이상인지의 여부를 판정할 수 있다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해 설명하였다. 단, 본 발명은, 상기의 실시형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 양태에 있어서 실시할 수 있다. 또, 상기의 실시형태에 개시되는 복수의 구성 요소는 적절히 개변 가능하다. 예를 들어, 어느 실시형태에 나타내는 전체 구성 요소 중 어느 구성 요소를 다른 실시형태의 구성 요소에 추가해도 되고, 또는, 어느 실시형태에 나타내는 전체 구성 요소 중 몇 개의 구성 요소를 실시형태로부터 삭제해도 된다.
또, 도면은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 각각의 구성 요소를 주체로 모식적으로 나타내고 있고, 도시된 각 구성 요소의 두께, 길이, 개수, 간격 등은, 도면 작성의 사정상에서 실제와는 상이한 경우도 있다. 또, 상기의 실시형태에서 나타내는 각 구성 요소의 구성은 일례로서, 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과로부터 실질적으로 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
(1) 실시형태 1 에서는, 물리량은, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 비중을 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 물리량은, 압력에 기초하여 처리액 (LQ) 의 비중을 계측하는 일 없이, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 중에서 발생하는 압력을 나타내도 된다. 즉, 비중계 (353) 가 아니라, 압력계이어도 된다. 또, 물리량은, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 의 액면의 상태를 나타내도 되고, 기포가 공급된 처리액 (LQ) 중의 인산 (H3PO4) 의 농도의 상태를 나타내도 된다.
(2) 실시형태 1 에서는, 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 이상인 것으로 판정했을 경우에, 복수의 기포 공급관 (180) 이, 새로운 복수의 기포 공급관 (180) 으로 교환되었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 복수의 기포 공급공 (G) 의 상태가 이상인 것으로 판정했을 경우에, 복수의 기포 공급관 (180) 을 세정액 (예를 들어 불화수소산 (HF)) 으로 세정해도 된다.
(3) 실시형태 1 에서는, 기포 공급관 (180A) 은, 제 1 방향 (D10) 으로 연장되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 기포 공급관 (180A) 은, 제 2 방향 (D20) 으로 연장되어 있어도 된다.
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 산업상 이용 가능성을 갖는다.
12 판정부
100A 기판 처리 장치
110 처리조
180A 기포 공급관
262 기체 공급관
353 비중계 (계측부)
G 기포 공급공 (개구)
LQ 처리액
W 기판

Claims (8)

  1. 처리액으로 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    복수의 개구를 갖는 기포 공급관에 기체를 공급하고, 기포로서 상기 기체를 상기 처리액 중에 공급하는 공정과,
    상기 기포가 공급된 상기 처리액의 상태에서 기인하는 물리량을, 상기 처리액 중에서 계측하는 공정과,
    상기 물리량에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 물리량은, 상기 기포가 공급된 상기 처리액의 비중을 나타내고,
    상기 판정하는 공정에서는, 상기 비중에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 물리량은, 상기 기포가 공급된 상기 처리액 중에서 발생하는 압력을 나타내고,
    상기 판정하는 공정에서는, 상기 압력에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태를 판정하는 상기 공정에서는, 제 1 시간에 계측된 상기 물리량인 기준 물리량과, 제 2 시간에 계측된 상기 물리량인 계측 물리량을 비교하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하고,
    상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간은 상이한, 기판 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 시간은, 상기 기판을 처리하기 전의 시간을 나타내고,
    상기 제 2 시간은, 상기 기판을 처리한 후의 시간을 나타내고,
    상기 상태를 판정하는 상기 공정에서는, 상기 기준 물리량과 상기 계측 물리량의 차분에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태가 이상인지의 여부를 판정하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체를 공급하는 상기 공정에서는,
    상기 기판을 처리할 때, 상기 기포 공급관에 제 1 유량의 상기 기체를 공급하고,
    상기 복수의 개구의 상태를 판정할 때, 상기 기포 공급관에 제 2 유량의 상기 기체를 공급하고,
    상기 제 2 유량은, 상기 제 1 유량보다 많은, 기판 처리 방법.
  7. 처리액을 저류하여, 기판을 침지시키는 처리조와,
    상기 처리액 중에 기포로서 기체를 공급하는 복수의 개구를 갖는 기포 공급관과,
    상기 기포가 공급된 상기 처리액의 상태에서 기인하는 물리량을, 상기 처리액 중에서 계측하는 계측부와,
    상기 물리량에 기초하여, 상기 복수의 개구의 상태를 판정하는 판정부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 계측부는,
    상기 처리조 내에 배치된 관과,
    상기 관에 기체를 공급하는 가스 공급 기구를 갖는 비중계인, 기판 처리 장치.
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