KR20220027762A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20220027762A
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다쿠미 혼다
준 노나카
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

첨가제가 첨가된 인산 수용액에 의한 에칭 처리를 안정적으로 실시한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 장치는, 내조와, 외조와, 덮개체와, 접액 부재를 구비한다. 내조는, 상부에 개구부를 가지며, 기판을 처리액에 침지시킨다. 외조는, 내조의 외측에 배치되며, 개구부로부터 유출되는 처리액을 받는다. 덮개체는, 개구부를 개폐한다. 접액 부재는, 소수성을 가지며, 기포를 포함하는 처리액이 내조로부터 외조로 유출될 때 처리액과 접촉하는 위치에 배치된다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
개시된 실시 형태는, 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 기판 처리 시스템에 있어서, 첨가제가 첨가된 인산 수용액에 기판을 침지함으로써, 이러한 기판에 에칭 처리를 행하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2019-67995호 공보
본 개시는, 첨가제가 첨가된 인산 수용액에 의한 에칭 처리를 안정적으로 실시할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 장치는, 내조와, 외조와, 덮개체와, 접액 부재를 구비한다. 내조는, 상부에 개구부를 가지며, 기판을 처리액에 침지시킨다. 외조는, 상기 내조의 외측에 배치되며, 상기 개구부로부터 유출되는 상기 처리액을 받는다. 덮개체는, 상기 개구부를 개폐한다. 접액 부재는, 소수성을 가지며, 기포를 포함하는 상기 처리액이 상기 내조로부터 상기 외조로 유출될 때 상기 처리액과 접촉하는 위치에 배치된다.
본 개시에 따르면, 첨가제가 첨가된 인산 수용액에 의한 에칭 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
도 2는 실시 형태에 관한 에칭 처리 장치의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 처리조의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 4a는 소수성의 접액 부재에 의한 기포의 소포 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 소수성의 접액 부재에 의한 기포의 소포 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 소수성의 접액 부재에 의한 기포의 소포 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4d는 소수성의 접액 부재에 의한 기포의 소포 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 형태에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 6은 실시 형태에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 다른 일례를 도시하는 평면도이다.
도 7은 실시 형태의 변형예 1에 관한 처리조의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 8은 실시 형태의 변형예 1에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 9는 실시 형태의 변형예 1에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 다른 일례를 도시하는 평면도이다.
도 10은 실시 형태의 변형예 1에 관한 접액 부재의 다른 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 11은 실시 형태의 변형예 1에 관한 접액 부재의 다른 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 12는 실시 형태의 변형예 2에 관한 처리조의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 13은 실시 형태의 변형예 2에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 14는 실시 형태의 변형예 3에 관한 처리조의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 15는 실시 형태의 변형예 3에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 16은 실시 형태의 변형예 4에 관한 처리조의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 17은 실시 형태의 변형예 4에 관한 처리조에 있어서의 접액 부재의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 18은 실시 형태의 변형예 4에 관한 접액 부재의 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 19는 실시 형태의 변형예 4에 관한 접액 부재의 다른 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 20은 실시 형태의 변형예 4에 관한 접액 부재의 다른 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 21은 실시 형태의 변형예 5에 관한 기판 승강 기구의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 22는 실시 형태의 변형예 5에 관한 기판 처리부의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 기판 처리 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 기재하는 실시 형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실과 다른 경우가 있음에 유의할 필요가 있다. 또한, 도면의 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 경우가 있다.
종래, 기판 처리 시스템에 있어서, 첨가제가 첨가된 인산 수용액에 기판을 침지함으로써, 이러한 기판에 에칭 처리를 행하는 기술이 알려져 있다.
예를 들어, 인산(H3PO4) 수용액에 기판을 침지함으로써, 기판 상에 적층된 실리콘 질화막(SiN) 및 실리콘 산화막(SiO2) 중, 실리콘 질화막을 선택적으로 에칭할 수 있다.
또한, 실리콘을 함유하는 실리콘 용액을 인산 수용액에 첨가함으로써, 실리콘 질화막의 에칭 선택비를 향상시킬 수 있다. 또한, 실리콘 산화물의 석출을 억제하는 첨가제(이하, 「석출 억제제」라고도 호칭함.)를 인산 수용액에 첨가함으로써, 에칭 처리 시에 실리콘 산화막 상에 실리콘 산화물이 석출되는 것을 억제할 수 있다.
그러나 상술한 종래 기술에서는, 상기한 첨가제에 있어서 용매로서 사용되는 알코올이 고온의 에칭액 내에서 비등함으로써, 에칭액 내에 다량의 기포가 발생하는 경우가 있었다.
또한, 에칭액에는 계면 활성제로서 기능하는 알코올이 포함되어 있다는 점에서, 일단 발생한 기포는 좀처럼 소포되지 않으므로, 다량의 기포를 포함한 에칭액이 처리조로부터 넘쳐 버리는 경우가 있었다.
이에 의해, 처리층 내의 액량이 크게 감소해 버린다는 점에서, 에칭 처리를 안정적으로 실시하는 것이 곤란해질 우려가 있었다.
그래서 상술한 문제점을 극복하고, 첨가제가 첨가된 인산 수용액에 의한 에칭 처리를 안정적으로 실시할 수 있는 기술의 실현이 기대되고 있다.
<기판 처리 시스템의 구성>
먼저, 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)의 구성에 대해 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다. 기판 처리 시스템(1)은 기판 처리 장치의 일례이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)은, 캐리어 반출입부(2)와, 로트 형성부(3)와, 로트 적재부(4)와, 로트 반송부(5)와, 로트 처리부(6)와, 제어부(7)를 구비한다.
캐리어 반출입부(2)는, 캐리어 스테이지(20)와, 캐리어 반송 기구(21)와, 캐리어 스톡(22, 23)과, 캐리어 적재대(24)를 구비한다.
캐리어 스테이지(20)는, 외부로부터 반송된 복수의 캐리어(9)를 적재한다. 캐리어(9)는, 복수(예를 들어, 25매)의 웨이퍼(W)를 수평 자세로 상하로 나란히 수용하는 용기이다. 캐리어 반송 기구(21)는, 캐리어 스테이지(20), 캐리어 스톡(22, 23) 및 캐리어 적재대(24) 사이에서 캐리어(9)의 반송을 행한다.
캐리어 적재대(24)에 적재된 캐리어(9)로부터는, 처리되기 전의 복수의 웨이퍼(W)가 후술하는 기판 반송 기구(30)에 의해 로트 처리부(6)로 반출된다. 또한, 캐리어 적재대(24)에 적재된 캐리어(9)에는, 처리된 복수의 웨이퍼(W)가 기판 반송 기구(30)에 의해 로트 처리부(6)로부터 반입된다.
로트 형성부(3)는, 기판 반송 기구(30)를 갖고, 로트를 형성한다. 로트는, 하나 또는 복수의 캐리어(9)에 수용된 웨이퍼(W)를 조합하여 동시에 처리되는 복수(예를 들어, 50매)의 웨이퍼(W)로 구성된다. 하나의 로트를 형성하는 복수의 웨이퍼(W)는, 서로의 판면을 대향시킨 상태에서 일정 간격을 두고 배열된다.
기판 반송 기구(30)는, 캐리어 적재대(24)에 적재된 캐리어(9)와 로트 적재부(4) 사이에서 복수의 웨이퍼(W)를 반송한다.
로트 적재부(4)는, 로트 반송대(40)를 갖고, 로트 반송부(5)에 의해 로트 형성부(3)와 로트 처리부(6) 사이에서 반송되는 로트를 일시적으로 적재(대기)한다. 로트 반송대(40)는, 로트 형성부(3)에서 형성된 처리되기 전의 로트를 적재하는 반입측 적재대(41)와, 로트 처리부(6)에서 처리된 로트를 적재하는 반출측 적재대(42)를 갖는다. 반입측 적재대(41) 및 반출측 적재대(42)에는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)가 기립 자세로 전후로 나란히 적재된다.
로트 반송부(5)는 로트 반송 기구(50)를 갖고, 로트 적재부(4)와 로트 처리부(6) 사이나 로트 처리부(6)의 내부에서 로트의 반송을 행한다. 로트 반송 기구(50)는, 레일(51)과, 이동체(52)와, 기판 보유 지지체(53)를 갖는다.
레일(51)은, 로트 적재부(4) 및 로트 처리부(6)에 걸쳐, X축 방향을 따라 배치된다. 이동체(52)는, 복수의 웨이퍼(W)를 보유 지지하면서 레일(51)을 따라 이동 가능하게 구성된다. 기판 보유 지지체(53)는, 이동체(52)에 배치되고, 기립 자세로 전후로 배열된 복수의 웨이퍼(W)를 보유 지지한다.
로트 처리부(6)는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)에 대해, 에칭 처리나 세정 처리, 건조 처리 등을 일괄적으로 행한다. 로트 처리부(6)에는, 2대의 에칭 처리 장치(60)와, 세정 처리 장치(70)와, 세정 처리 장치(80)와, 건조 처리 장치(90)가 레일(51)을 따라 나란히 배치된다.
에칭 처리 장치(60)는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 에칭 처리를 일괄적으로 행한다. 세정 처리 장치(70)는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 세정 처리를 일괄적으로 행한다. 세정 처리 장치(80)는, 기판 보유 지지체(53)의 세정 처리를 행한다. 건조 처리 장치(90)는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)에 대해 건조 처리를 일괄적으로 행한다. 또한, 에칭 처리 장치(60), 세정 처리 장치(70), 세정 처리 장치(80) 및 건조 처리 장치(90)의 대수는, 도 1의 예에 한정되지 않는다.
에칭 처리 장치(60)는, 에칭 처리용의 처리조(61)와, 린스 처리용의 처리조(62)와, 기판 승강 기구(63, 64)를 구비한다.
처리조(61)는, 기립 자세로 배열된 1로트분의 웨이퍼(W)를 수용 가능하며, 에칭 처리용의 약액(이하, 「에칭액」이라고도 호칭함.)이 저류된다. 처리조(61)의 상세에 대해서는 후술한다.
처리조(62)에는, 린스 처리용의 처리액(탈이온수 등)이 저류된다. 기판 승강 기구(63, 64)에는, 로트를 형성하는 복수의 웨이퍼(W)가 기립 자세로 전후로 나란히 보유 지지된다.
에칭 처리 장치(60)는, 로트 반송부(5)에 의해 반송된 로트를 기판 승강 기구(63)로 보유 지지하고, 처리조(61)의 에칭액에 침지시켜 에칭 처리를 행한다. 에칭 처리는, 예를 들어 1시간 내지 3시간 정도 행해진다.
처리조(61)에 있어서 에칭 처리된 로트는, 로트 반송부(5)에 의해 처리조(62)로 반송된다. 그리고 에칭 처리 장치(60)는, 반송된 로트를 기판 승강 기구(64)로 보유 지지하고, 처리조(62)의 린스액에 침지시킴으로써 린스 처리를 행한다. 처리조(62)에 있어서 린스 처리된 로트는, 로트 반송부(5)에 의해 세정 처리 장치(70)의 처리조(71)로 반송된다.
세정 처리 장치(70)는, 세정용의 처리조(71)와, 린스 처리용의 처리조(72)와, 기판 승강 기구(73, 74)를 구비한다. 세정용의 처리조(71)에는, 세정용의 약액(이하, 「세정 약액」이라고도 호칭함.)이 저류된다. 세정 약액은, 예를 들어 SC-1(암모니아, 과산화수소 및 물의 혼합액) 등이다.
린스 처리용의 처리조(72)에는, 린스 처리용의 처리액(탈이온수 등)이 저류된다. 기판 승강 기구(73, 74)에는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)가 기립 자세로 전후로 나란히 보유 지지된다.
세정 처리 장치(70)는, 로트 반송부(5)에 의해 반송된 로트를 기판 승강 기구(73)로 보유 지지하고, 처리조(71)의 세정액에 침지시킴으로써 세정 처리를 행한다.
처리조(71)에 있어서 세정 처리된 로트는, 로트 반송부(5)에 의해 처리조(72)로 반송된다. 그리고 세정 처리 장치(70)는 반송된 로트를 기판 승강 기구(74)로 보유 지지하고, 처리조(72)의 린스액에 침지시킴으로써 린스 처리를 행한다. 처리조(72)에 있어서 린스 처리된 로트는, 로트 반송부(5)에 의해 건조 처리 장치(90)의 처리조(91)로 반송된다.
건조 처리 장치(90)는, 처리조(91)와, 기판 승강 기구(92)를 갖는다. 처리조(91)에는, 건조 처리용의 처리 가스가 공급된다. 기판 승강 기구(92)에는, 1로트분의 복수의 웨이퍼(W)가 기립 자세로 전후로 나란히 보유 지지된다.
건조 처리 장치(90)는 로트 반송부(5)에 의해 반송된 로트를 기판 승강 기구(92)로 보유 지지하고, 처리조(91) 내로 공급되는 건조 처리용의 처리 가스를 사용하여 건조 처리를 행한다. 처리조(91)에서 건조 처리된 로트는, 로트 반송부(5)에 의해 로트 적재부(4)로 반송된다.
세정 처리 장치(80)는, 로트 반송 기구(50)의 기판 보유 지지체(53)에 세정용의 처리액을 공급하고, 또한 건조 가스를 공급함으로써, 기판 보유 지지체(53)의 세정 처리를 행한다.
제어부(7)는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부(캐리어 반출입부(2), 로트 형성부(3), 로트 적재부(4), 로트 반송부(5), 로트 처리부(6) 등)의 동작을 제어한다. 제어부(7)는 스위치나 각종 센서 등으로부터의 신호에 기초하여, 기판 처리 시스템(1)의 각 부의 동작을 제어한다.
제어부(7)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 갖는 마이크로컴퓨터나 각종 회로를 포함한다. 제어부(7)는, 도시하지 않은 기억부에 기억된 프로그램을 판독하여 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
제어부(7)는, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(8)를 갖는다. 기억 매체(8)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 상기 프로그램이 저장된다. 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(8)에 기억되어 있었던 것이며, 다른 기억 매체로부터 제어부(7)의 기억 매체(8)에 인스톨된 것이어도 된다.
컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(8)로서는, 예를 들어 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
<에칭 처리 장치의 구성>
다음으로, 웨이퍼(W)의 에칭 처리를 실시하는 에칭 처리 장치(60)의 구성에 대해, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 실시 형태에 관한 에칭 처리 장치(60)의 구성을 도시하는 개략 블록도이다.
에칭 처리 장치(60)는, 에칭액 공급부(100)와, 기판 처리부(110)를 구비한다. 에칭액 공급부(100)는, 에칭액(L)을 생성하여 기판 처리부(110)로 공급한다. 에칭액(L)은 처리액의 일례이다.
에칭액 공급부(100)는, 인산 수용액 공급부(101)와, 실리콘 용액 공급부(102)와, 석출 억제제 공급부(103)와, 혼합 기구(104)와, 에칭액 공급로(105)와, 유량 조정기(106)를 구비한다.
인산 수용액 공급부(101)는, 인산 수용액을 혼합 기구(104)에 공급한다. 이러한 인산 수용액 공급부(101)는, 인산 수용액 공급원(101a)과, 인산 수용액 공급로(101b)와, 유량 조정기(101c)를 갖는다.
인산 수용액 공급원(101a)은, 예를 들어 인산 수용액을 저류하는 탱크이다. 인산 수용액 공급로(101b)는, 인산 수용액 공급원(101a)과 혼합 기구(104)를 접속하고, 인산 수용액 공급원(101a)으로부터 혼합 기구(104)에 인산 수용액을 공급한다.
유량 조정기(101c)는, 인산 수용액 공급로(101b)에 배치되어, 혼합 기구(104)에 공급되는 인산 수용액의 유량을 조정한다. 유량 조정기(101c)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다.
실리콘 용액 공급부(102)는, 실리콘 용액을 혼합 기구(104)에 공급한다. 이러한 실리콘 용액 공급부(102)는, 실리콘 용액 공급원(102a)과, 실리콘 용액 공급로(102b)와, 유량 조정기(102c)를 갖는다.
실리콘 용액 공급원(102a)은, 예를 들어 실리콘 용액을 저류하는 탱크이다. 실리콘 용액 공급로(102b)는, 실리콘 용액 공급원(102a)과 혼합 기구(104)를 접속하고, 실리콘 용액 공급원(102a)으로부터 혼합 기구(104)에 실리콘 용액을 공급한다.
유량 조정기(102c)는, 실리콘 용액 공급로(102b)에 배치되어, 혼합 기구(104)에 공급되는 실리콘 용액의 유량을 조정한다. 유량 조정기(102c)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다. 실시 형태에 관한 실리콘 용액은, 예를 들어 콜로이드성 실리콘을 분산시킨 용액이다.
석출 억제제 공급부(103)는, 석출 억제제를 혼합 기구(104)에 공급한다. 이러한 석출 억제제 공급부(103)는, 석출 억제제 공급원(103a)과, 석출 억제제 공급로(103b)와, 유량 조정기(103c)를 갖는다.
석출 억제제 공급원(103a)은, 예를 들어 석출 억제제를 저류하는 탱크이다. 석출 억제제 공급로(103b)는, 석출 억제제 공급원(103a)과 혼합 기구(104)를 접속하고, 석출 억제제 공급원(103a)으로부터 혼합 기구(104)에 석출 억제제를 공급한다.
유량 조정기(103c)는, 석출 억제제 공급로(103b)에 배치되어, 혼합 기구(104)에 공급되는 석출 억제제의 유량을 조정한다. 유량 조정기(103c)는 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다.
실시 형태에 관한 석출 억제제는, 실리콘 산화물의 석출을 억지하는 성분을 포함하는 것이면 된다. 석출 억제제는, 예를 들어 인산 수용액에 용해된 실리콘 이온을 용해한 상태에서 안정화시켜 실리콘 산화물의 석출을 억제하는 성분을 포함해도 된다. 또한, 석출 억제제는, 그 밖의 공지의 방법으로 실리콘 산화물의 석출을 억제하는 성분을 포함해도 된다.
실시 형태에 관한 석출 억제제에는, 예를 들어 불소 성분을 포함하는 헥사플루오로규산(H2SiF6) 수용액을 사용할 수 있다. 또한, 석출 억제제는, 수용액 중의 헥사플루오로규산을 안정화시키기 위해 암모니아 등의 첨가물을 포함해도 된다.
실시 형태에 관한 석출 억제제로서는, 예를 들어 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)이나, 헥사플루오로규산나트륨(Na2SiF6) 등을 사용할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 석출 억제제는, 이온 반경이 0.2Å 내지 0.9Å인 양이온인 원소를 포함하는 화합물이어도 된다. 여기서, 「이온 반경」이란, 결정 격자의 격자 상수로부터 얻어지는 음이온과 양이온의 반경의 합으로부터 경험에 의해 구해진 이온의 반경이다.
실시 형태에 관한 석출 억제제는, 예를 들어 알루미늄, 칼륨, 리튬, 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 지르코늄, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴, 하프늄, 니켈 및 크롬 중 어느 원소의 산화물을 포함해도 된다.
또한, 실시 형태에 관한 석출 억제제는, 상술한 어느 원소의 산화물 대신에, 또는 추가하여, 상술한 어느 원소의 질화물, 염화물, 브롬화물, 수산화물 및 질산염 중 적어도 하나를 포함해도 된다.
실시 형태에 관한 석출 억제제는, 예를 들어 Al(OH)3, AlCl3, AlBr3, Al(NO3)3, Al2(SO4)3, AlPO4 및 Al2O3 중 적어도 하나를 포함해도 된다.
또한, 실시 형태에 관한 석출 억제제는, KCl, KBr, KOH 및 KNO3 중 적어도 하나를 포함해도 된다. 또한, 실시 형태에 관한 석출 억제제는, LiCl, NaCl, MgCl2, CaCl2 및 ZrCl4 중 적어도 하나를 포함해도 된다.
혼합 기구(104)는, 인산 수용액과, 실리콘 용액과, 석출 억제제를 혼합하여 에칭액(L)을 생성한다. 즉, 실시 형태에 관한 에칭액(L)은, 인산 수용액과, 석출 억제제와, 실리콘 용액을 함유한다.
또한, 실시 형태에 관한 실리콘 용액 및 석출 억제제 중 적어도 한쪽은, 용매로서 알코올을 함유한다. 이러한 용매로서 포함되는 알코올은, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로필알코올 및 이소프로필알코올 중 어느 것이다. 이와 같이, 실시 형태에 관한 에칭액(L)은, 인산 수용액과, 상기한 알코올을 함유한다.
에칭액 공급로(105)는, 혼합 기구(104)와 처리조(61)의 외조(112)를 접속하고, 혼합 기구(104)로부터 외조(112)에 에칭액(L)을 공급한다.
유량 조정기(106)는, 에칭액 공급로(105)에 배치되어, 외조(112)에 공급되는 에칭액(L)의 유량을 조정한다. 유량 조정기(106)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다.
기판 처리부(110)는, 에칭액 공급부(100)로부터 공급된 에칭액(L)에 웨이퍼(W)를 침지하여, 이러한 웨이퍼(W)에 에칭 처리를 실시한다. 웨이퍼(W)는 기판의 일례이다. 실시 형태에서는, 예를 들어 웨이퍼(W) 상에 형성된 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막 중, 실리콘 질화막을 선택적으로 에칭할 수 있다.
기판 처리부(110)는, 처리조(61)와, 기판 승강 기구(63)와, 순환로(120)와, DIW 공급부(130)와, 버블링 가스 공급부(140)와, 처리액 배출부(150)를 구비한다. 처리조(61)는, 내조(111)와, 외조(112)와, 덮개체(113)를 갖는다.
내조(111)는, 에칭액(L) 중에 웨이퍼(W)를 침지시키기 위한 조이며, 침지용의 에칭액(L)을 수용한다. 내조(111)는 상부에 개구부(111a)를 갖고, 에칭액(L)이 개구부(111a) 부근까지 저류된다.
내조(111)에서는, 기판 승강 기구(63)를 사용하여 복수의 웨이퍼(W)가 에칭액(L)에 침지되어, 웨이퍼(W)에 에칭 처리가 행해진다. 이러한 기판 승강 기구(63)는 승강 가능하게 구성되며, 복수의 웨이퍼(W)를 수직 자세로 전후로 나란히 보유 지지한다.
외조(112)는 내조(111)를 둘러싸도록 내조(111)의 외측에 배치되며, 내조(111)의 개구부(111a)로부터 유출되는 에칭액(L)을 받는다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 외조(112)의 액위는 내조(111)의 액위보다 낮게 유지된다.
또한, 외조(112)는 도시하지 않은 온도 센서 및 인산 농도 센서를 갖는다. 이러한 온도 센서는 에칭액(L)의 온도를 검출하고, 인산 농도 센서는 에칭액(L)의 인산 농도를 검출한다. 외조(112)의 온도 센서 및 인산 농도 센서에서 생성된 신호는, 상술한 제어부(7)로 송신된다.
덮개체(113)는 내조(111)의 개구부(111a)를 개폐한다. 즉, 덮개체(113)는 내조(111)의 개구부(111a)를 덮는 폐쇄 위치와, 개구부(111a)를 개방하는 개방 위치 사이에서 이동할 수 있다.
제어부(7)(도 1 참조)는, 덮개체(113)를 폐쇄 위치에 배치함으로써, 내조(111) 내의 에칭액(L)의 휘발을 억제할 수 있다. 또한, 제어부(7)는 덮개체(113)를 개방 위치에 배치함으로써, 웨이퍼(W)를 내조(111)로 반입 및 반출할 수 있다.
또한, 도 2의 예에서는, 2매의 덮개체(113)로 개구부(111a)를 개폐하도록 구성되는 예에 대해 도시하고 있지만, 덮개체(113)의 구성은 이러한 예에 한정되지 않고, 예를 들어 1매의 덮개체(113)로 개구부(111a)가 개폐되도록 구성되어도 된다.
내조(111), 외조(112) 및 덮개체(113)는, 예를 들어 석영 등의 내열성 및 내약품성이 높은 재료로 구성된다. 이에 의해, 제어부(7)는 고온(예를 들어, 150℃ 이상)으로 유지된 에칭액(L)으로 웨이퍼(W)를 에칭 처리할 수 있다는 점에서, 웨이퍼(W)를 효율적으로 에칭 처리할 수 있다.
외조(112)와 내조(111)는 순환로(120)에 의해 접속된다. 순환로(120)의 일단은 외조(112)의 저부에 접속되고, 순환로(120)의 타단은 내조(111) 내에 위치하는 처리액 공급 노즐(125)에 접속된다.
순환로(120)에는, 외조(112)측으로부터 차례로 펌프(121)와, 히터(122)와, 필터(123)와, 실리콘 농도 센서(124)가 위치한다.
펌프(121)는, 외조(112)로부터 순환로(120)를 거쳐 내조(111)로 보내지는 에칭액(L)의 순환류를 형성한다. 또한, 에칭액(L)은 내조(111)의 개구부(111a)로부터 오버플로됨으로써 다시 외조(112)로 유출된다. 이와 같이 하여, 기판 처리부(110) 내에 에칭액(L)의 순환류가 형성된다. 즉, 이러한 순환류는, 외조(112), 순환로(120) 및 내조(111)에 있어서 형성된다.
히터(122)는 순환로(120)를 순환하는 에칭액(L)의 온도를 조정한다. 필터(123)는 순환로(120)를 순환하는 에칭액(L)을 여과한다. 실리콘 농도 센서(124)는 순환로(120)를 순환하는 에칭액(L)의 실리콘 농도를 검출한다. 실리콘 농도 센서(124)에서 생성된 신호는, 제어부(7)로 송신된다.
DIW 공급부(130)는 DIW 공급원(130a)과, DIW 공급로(130b)와, 유량 조정기(130c)를 갖는다. DIW 공급부(130)는 처리조(61)에 저류되는 에칭액(L)의 농도를 조정하기 위해, 외조(112)에 DIW(DeIonized Water: 탈이온수)를 공급한다.
DIW 공급로(130b)는 DIW 공급원(130a)과 외조(112)를 접속하고, DIW 공급원(130a)으로부터 외조(112)로 소정 온도의 DIW를 공급한다.
유량 조정기(130c)는 DIW 공급로(130b)에 배치되어, 외조(112)로 공급되는 DIW의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(130c)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다. 유량 조정기(130c)에 의해 DIW의 공급량이 조정됨으로써, 에칭 처리 장치(60) 내의 에칭액(L)의 온도, 인산 농도, 실리콘 농도 및 석출 억제제 농도가 조정된다.
버블링 가스 공급부(140)는, 내조(111)에 저류되는 에칭액(L) 중에 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)의 기포를 토출시킨다. 버블링 가스 공급부(140)는, 불활성 가스 공급원(140a)과, 불활성 가스 공급로(140b)와, 유량 조정기(140c)와, 가스 노즐(140d)을 갖는다.
불활성 가스 공급로(140b)는, 불활성 가스 공급원(140a)과 가스 노즐(140d)을 접속하고, 불활성 가스 공급원(140a)으로부터 가스 노즐(140d)에 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)를 공급한다.
유량 조정기(140c)는 불활성 가스 공급로(140b)에 배치되어, 가스 노즐(140d)로 공급되는 불활성 가스의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(140c)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다.
가스 노즐(140d)은, 예를 들어 내조(111) 내에서 웨이퍼(W) 및 처리액 공급 노즐(125)의 하방에 위치한다. 가스 노즐(140d)은 내조(111)에 저류되는 에칭액(L)에 불활성 가스의 기포를 토출시킨다.
실시 형태에 관한 에칭 처리 장치(60)는, 가스 노즐(140d)로부터 불활성 가스의 기포를 토출시킴으로써, 내조(111) 내에 나란히 위치하는 복수의 웨이퍼(W) 사이의 간극에 빠른 흐름의 에칭액(L)을 공급할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 의하면, 복수의 웨이퍼(W)를 효율적이면서도 균등하게 에칭 처리할 수 있다.
처리액 배출부(150)는, 에칭 처리에서 사용된 에칭액(L)의 전부 또는 일부를 교체할 때 등에, 에칭액(L)을 드레인(DR)으로 배출한다. 처리액 배출부(150)는 배출로(150a)와, 유량 조정기(150b)와, 냉각 탱크(150c)를 갖는다.
배출로(150a)는 순환로(120)에 접속된다. 유량 조정기(150b)는 배출로(150a)에 배치되어, 배출되는 에칭액(L)의 배출량을 조정한다. 유량 조정기(150b)는 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 및 유량계 등을 갖는다.
냉각 탱크(150c)는 배출로(150a)를 흘러 온 에칭액(L)을 일시적으로 저류함과 함께 냉각한다. 냉각 탱크(150c)에서는, 유량 조정기(150b)에 의해 에칭액(L)의 배출량이 조정된다.
지금까지 설명한 에칭 처리 장치(60)에서는, 실리콘 용액 및 석출 억제제(이하, 총칭하여 「첨가제」라고도 호칭함.) 중 적어도 한쪽에 사용되는 알코올이 고온의 에칭액(L) 내에서 비등하여, 에칭액(L) 내에 다량의 기포(B)(도 4a 참조)가 발생하는 경우가 있다.
또한, 에칭 처리 장치(60)에서는, 버블링 가스 공급부(140)로부터 토출되는 불활성 가스의 기포에 기인하여 에칭액(L) 내에 다량의 기포(B)가 발생하는 경우가 있다.
또한, 에칭액(L)에는 계면 활성제로서 기능하는 알코올이 포함되어 있다는 점에서, 일단 발생한 기포(B)는 좀처럼 소포되지 않으므로, 다량의 기포(B)를 포함한 에칭액(L)이 외조(112)로부터 외부로 넘쳐 버릴 우려가 있었다.
그래서 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)에서는, 처리조(61)를 이하에 설명하는 구성으로 함으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
<처리조의 상세>
계속해서, 실시 형태에 관한 처리조(61)의 상세한 구성에 대해 도 3 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 3은 실시 형태에 관한 처리조(61)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다. 또한, 도 3은 덮개체(113)가 폐쇄 위치에 배치되고, 내조(111)의 에지부(111b)와 덮개체(113) 사이의 간극으로부터 에칭액(L)이 외조(112)로 유출되는 경우의 상태를 도시하고 있다.
실시 형태에 관한 처리조(61)는, 상술한 내조(111), 외조(112) 및 덮개체(113)에 더하여, 접액 부재(114)를 구비한다. 이러한 접액 부재(114)는 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 이러한 에칭액(L)과 접촉하는 위치에 배치된다.
예를 들어, 도 3에 도시하는 바와 같이, 접액 부재(114)는 외조(112)의 내벽면(112a)에 배치된다. 이러한 접액 부재(114)는, 예를 들어 외조(112)의 내벽면(112a)에 있어서, 미리 설정되어 있는 외조(112)의 액위보다 하부의 위치로부터 외조(112)의 에지부(112b)까지의 사이에 배치된다.
또한, 실시 형태에 관한 접액 부재(114)는, 소수성을 갖는 재료로 구성된다. 그리고 실시 형태에 관한 처리조(61)는, 소수성의 접액 부재(114)에 기포(B)를 포함하는 에칭액(L)을 접촉시킴으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다. 그 메커니즘에 대해 이하에 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 소수성의 접액 부재(114)에 의한 기포(B)의 소포 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 4a는, 접액 부재(114)의 표면(114a)에 기포(B)가 부착된 직후의 상태를 도시하고 있다.
도 4a에 도시하는 바와 같이, 첨가제인 알코올이 계면 활성제(S)로서 기포(B)의 표면을 덮음으로써, 접액 부재(114)의 표면(114a)에 부착된 후에도 기포(B)는 발포되지 않고 유지된다. 한편, 접액 부재(114)의 표면(114a)은 소수면이며, 접액 부재(114)의 표면(114a)에는 액막이 형성되지 않는다는 점에서, 계면 활성제(S)도 거의 존재하지 않는다.
이에 의해, 기포(B)와 접액 부재(114)의 표면(114a)의 접촉부에 있어서 계면 활성제(S)의 농도 구배가 발생하므로, 이러한 접촉부 근방의 계면 활성제(S)가 접액 부재(114)의 표면(114a)으로 이동한다. 그 때문에, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 기포(B)에 있어서, 접액 부재(114)의 표면(114a)과의 접촉부와 그 이외의 부위 사이에 계면 활성제(S)의 농도 구배(즉, 표면 장력의 국소적인 구배)가 발생한다.
그리고 기포(B)에서는, 표면 장력의 국소적인 구배를 없애려고 하는 효과(이른바 마란고니 효과)가 발생하므로, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 기포(B) 전체에서 계면 활성제(S)의 분포가 대략 균등해진다.
그러나 기포(B)에서는, 기포(B)와 접액 부재(114)의 표면(114a)의 접촉부에 있어서 계면 활성제(S)의 농도 구배가 다시 발생하므로, 이러한 접촉부 근방의 계면 활성제(S)가 접액 부재(114)의 표면(114a)으로 이동한다.
이와 같이, 접액 부재(114)의 표면(114a)에 흡착된 기포(B)에서는, 접촉부 근방의 계면 활성제(S)가 접액 부재(114)의 표면(114a)으로 이동하는 현상과, 마란고니 효과에 기인하는 현상이 교호로 반복하여 발생한다.
이에 의해, 기포(B)의 표면을 덮는 계면 활성제(S)의 양이 점차적으로 감소한다는 점에서, 기포(B)의 표면 장력이 점차 상승하여, 최종적으로는 도 4d에 도시하는 바와 같이, 접액 부재(114)의 표면(114a)에 부착된 기포(B)가 발포된다.
이와 같이, 실시 형태에 관한 처리조(61)는, 소수성의 접액 부재(114)에 기포(B)를 포함하는 에칭액(L)을 접촉시킴으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 의하면, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 내조(111), 외조(112) 및 덮개체(113)의 모재로서 사용되는 석영은, 표면이 친수성을 갖는다는 점에서, 그 자체로는 도 4a 내지 도 4d에서 설명한 기포(B)의 소포 현상은 발생하기 어렵다.
접액 부재(114)의 재질은, 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 및 PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌) 중 어느 것이면 된다.
실시 형태에서는, 접액 부재(114)가 상기한 재질과 같이 소수성 및 높은 내약품성을 가짐으로써, 인산 수용액을 포함한 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
도 5는 실시 형태에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 처리조(61)에 있어서, 외조(112)는 평면으로 보아 내조(111)의 사방을 둘러싸도록 배치된다.
또한, 도 5의 예에서는, 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 중, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)(도면에서는 좌우의 에지부(111b))로부터 에칭액(L)이 외조(112)로 유출된다.
그리고 실시 형태에 관한 접액 부재(114)는, 외조(112)에 있어서의 사방의 내벽면(112a) 중, 양방의 내벽면(112a)에 배치되면 된다. 또한, 이 접액 부재(114)는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)와 대향하여 배치되면 된다.
이와 같이, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)의 근방에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 접액 부재(114)의 배치는, 도 5의 예에 한정되지 않는다. 도 6은 실시 형태에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 다른 일례를 도시하는 평면도이다. 도 6의 예에서는, 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 전부로부터 에칭액(L)이 외조(112)로 유출된다.
그리고 실시 형태에 관한 접액 부재(114)는 외조(112)에 있어서의 사방의 내벽면(112a) 전부에 배치되면 된다. 즉, 이 접액 부재(114)는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 사방의 에지부(111b) 전부와 대향하여 배치되면 된다.
이와 같이, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)의 근방에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 실시 형태에 관한 접액 부재(114)는 외조(112)에 있어서의 사방의 내벽면(112a) 중 적어도 양방의 내벽면(112a)에 배치되면 된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에는 도시되어 있지 않지만, 외조(112)에 있어서의 사방의 내벽면(112a) 중, 삼방의 내벽면(112a)에 접액 부재(114)가 배치되어 있어도 된다.
또한, 실시 형태에 관한 처리조(61)는 외조(112)의 내벽면(112a)에 소수성의 접액 부재(114)가 배치되는 경우에 한정되지 않으며, 이러한 외조(112)의 내벽면(112a) 자체가 소수면이어도 된다.
즉, 실시 형태에 관한 처리조(61)는, 기포(B)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때 에칭액(L)과 접촉하는 접촉면의 적어도 일부(여기서는, 외조(112)의 내벽면(112a))가 소수면이어도 된다.
이것에 의해서도, 상술한 바와 같이 소수면인 외조(112)의 내벽면(112a)에서 기포(B)를 소포시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 의하면, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 친수성을 갖는 모재(석영)의 표면을 소수면으로 하는 방법으로서는, 소수성을 갖는 재료의 코팅 처리 또는 라이닝 처리와 같은 기존의 방법을 사용할 수 있다.
<변형예 1>
계속해서, 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템(1)의 각종 변형예에 대해 도 7 내지 도 22를 참조하면서 설명한다. 도 7은 실시 형태의 변형예 1에 관한 처리조(61)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다. 또한, 이하의 각종 변형예에서는, 실시 형태와 동일한 부위에는 동일한 번호를 붙임으로써 중복되는 설명을 생략한다.
변형예 1에 관한 처리조(61)는, 접액 부재(114)의 배치가 상술한 실시 형태와 다르다. 구체적으로는, 변형예 1에서는, 접액 부재(114)가 판상이며, 외조(112)의 내부에 기립 설치된다. 이러한 접액 부재(114)는 예를 들어 평판상이며, 외조(112)의 저면으로부터 미리 설정되어 있는 외조(112)의 액위보다 상부의 위치까지의 사이에 배치된다.
변형예 1에서는, 도 7에 도시하는 위치에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때 에칭액(L)을 소수성의 접액 부재(114)에 접촉시킬 수 있다.
이에 의해, 변형예 1에서는, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다는 점에서, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
도 8은 실시 형태의 변형예 1에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 8의 예에서는, 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 중, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)(도면에서는 좌우의 에지부(111b))로부터 에칭액(L)이 외조(112)로 유출된다.
그리고 변형예 1에 관한 접액 부재(114)는, 내조(111)의 사방에 위치하는 외조(112) 중, 양방의 외조(112)에 배치되면 된다. 또한, 이 접액 부재(114)는, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)와 대향하여 배치되면 된다.
이와 같이, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)의 근방에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 변형예 1에 관한 접액 부재(114)의 배치는, 도 8의 예에 한정되지 않는다. 도 9는 실시 형태의 변형예 1에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 다른 일례를 도시하는 평면도이다. 도 9의 예에서는, 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 전부로부터 에칭액(L)이 외조(112)로 유출된다.
그리고 변형예 1에 관한 접액 부재(114)는, 내조(111)의 사방에 위치하는 사방의 외조(112) 전부에 배치되면 된다. 즉, 이 접액 부재(114)는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 사방의 에지부(111b) 전부와 대향하여 배치되면 된다.
이와 같이, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)의 근방에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 변형예 1에 관한 접액 부재(114)는 내조(111)의 사방에 위치하는 사방의 외조(112) 중 적어도 양방의 외조(112)에 배치되면 된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9에는 도시되어 있지 않지만, 내조(111)의 사방에 위치하는 외조(112) 중, 삼방의 외조(112)에 접액 부재(114)가 배치되어 있어도 된다.
또한, 상기한 예에서는, 접액 부재(114)가 평판상인 경우에 대해 도시하였지만, 접액 부재(114)의 형상은 평판상에 한정되지 않는다. 도 10 및 도 11은 실시 형태의 변형예 1에 관한 접액 부재(114)의 다른 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 변형예 1에 관한 접액 부재(114)는 기둥형 부재가 조합되어 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 접액 부재(114)의 표면적을 증가시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)(도 4a 참조)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 변형예 1에 관한 접액 부재(114)는 지그재그 형상으로 구성되어 있어도 된다. 이것에 의해서도, 접액 부재(114)의 표면적을 증가시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)(도 4a 참조)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 변형예 1에 있어서 접액 부재(114)의 표면적을 증가시키는 방법은, 도 10 및 도 11의 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 판상 부재가 중간이 빠진 형상이어도 되고, 판상 부재의 표면이 조면(粗面)으로 되어 있어도 된다. 이것에 의해서도, 접액 부재(114)의 표면적을 증가시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
<변형예 2>
도 12는 실시 형태의 변형예 2에 관한 처리조(61)의 구성을 도시하는 확대 단면도이고, 도 13은 실시 형태의 변형예 2에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 13에서는, 덮개체(113)의 도시가 생략되어 있다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 변형예 2에 관한 접액 부재(114)는 덮개체(113)의 저면(113a)에 배치된다. 또한, 도 13에 도시하는 바와 같이, 변형예 2에 관한 접액 부재(114)는, 예를 들어 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 중, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)(도면에서는 좌우의 에지부(111b))를 따라 배치된다.
변형예 2에서는, 상술한 위치에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 에칭액(L)을 소수성의 접액 부재(114)에 접촉시킬 수 있다.
이에 의해, 변형예 2에서는, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다는 점에서, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 변형예 2에 관한 접액 부재(114)는, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)를 따라 배치되면 된다. 즉, 변형예 2에 관한 접액 부재(114)는, 저면(113b)에 있어서, 에칭액(L)이 유출되는 에지부(111b)와 덮개체(113) 사이의 간극에 인접하는 부위 이외의 부위에는 배치되지 않으면 된다.
이에 의해, 석영으로 구성되는 덮개체(113)의 중앙부(접액 부재(114)가 배치되지 않는 부위)를 통해, 외부로부터 내조(111)의 내부를 시인할 수 있다. 따라서, 변형예 2에 의하면, 에칭 처리 중의 웨이퍼(W)의 상태를 시인할 수 있다는 점에서, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 더욱 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 변형예 2에 있어서, 내조(111)의 삼방 또는 사방의 에지부(111b)로부터 에칭액(L)이 유출되는 경우, 이러한 내조(111)의 삼방 또는 사방의 에지부(111b)를 따라 접액 부재(114)가 배치되면 된다.
또한, 변형예 2에 관한 처리조(61)는, 덮개체(113)의 저면(113b)에 소수성의 접액 부재(114)가 배치되는 경우에 한정되지 않고, 이러한 덮개체(113)의 저면(113b) 자체가 소수면이어도 된다.
이것에 의해서도, 소수면인 덮개체(113)의 저면(113b)에서 기포(B)를 소포시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다. 따라서, 변형예 2에 의하면, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
<변형예 3>
도 14는 실시 형태의 변형예 3에 관한 처리조(61)의 구성을 도시하는 확대 단면도이고, 도 15는 실시 형태의 변형예 3에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 변형예 3에 관한 접액 부재(114)는, 내조(111)의 에지부(111b)에 배치된다. 또한, 도 15에 도시하는 바와 같이, 변형예 3에 관한 접액 부재(114)는 예를 들어 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 중, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)(도면에서는 좌우의 에지부(111b))에 배치된다.
이에 의해, 변형예 3에서는, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 에칭액(L)을 소수성의 접액 부재(114)에 접촉시킬 수 있다.
따라서, 변형예 3에 의하면, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다는 점에서, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 변형예 3에 관한 접액 부재(114)는, 도 14에 도시하는 바와 같이 에지부(111b)에 인접하는 내조(111)의 내벽면(111c)과, 에지부(111b)에 인접하는 내조(111)의 외벽면(111d)에 배치되어도 된다.
즉, 변형예 3에 관한 접액 부재(114)는, 내조(111)의 에지부(111b)의 근방에 배치되어도 된다. 이에 의해, 변형예 3에서는, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 변형예 3에 있어서, 내조(111)의 삼방 또는 사방의 에지부(111b)로부터 에칭액(L)이 유출되는 경우, 이러한 내조(111)의 삼방 또는 사방의 에지부(111b)에 접액 부재(114)가 배치되면 된다.
또한, 변형예 3에 관한 처리조(61)는, 내조(111)의 에지부(111b)에 소수성의 접액 부재(114)가 배치되는 경우에 한정되지 않고, 이러한 내조(111)의 에지부(111b) 자체가 소수면이어도 된다.
이것에 의해서도, 소수면인 내조(111)의 에지부(111b)에서 기포(B)를 소포시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다. 따라서, 변형예 3에 의하면, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
<변형예 4>
도 16은 실시 형태의 변형예 4에 관한 처리조(61)의 구성을 도시하는 확대 단면도이고, 도 17은 실시 형태의 변형예 4에 관한 처리조(61)에 있어서의 접액 부재(114)의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 18은 실시 형태의 변형예 4에 관한 접액 부재(114)의 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)는, 내조(111)로부터 외조(112)로 유출되는 에칭액(L)을 차단하도록 배치된다. 예를 들어, 도 16에 도시하는 바와 같이, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)는 미리 설정되어 있는 외조(112)의 액위보다 상부의 위치이며, 또한 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)보다 하부의 위치에 배치된다.
또한, 도 17에 도시하는 바와 같이, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)는, 예를 들어 내조(111)에 있어서의 사방의 에지부(111b) 중, 에칭액(L)이 유출되는 내조(111)의 양방의 에지부(111b)(도면에서는 좌우의 에지부(111b))를 따라 배치된다. 또한, 도 18 등에 도시하는 바와 같이, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)는 사다리 형상을 갖는다.
변형예 4에서는, 상술한 위치에 사다리 형상의 접액 부재(114)를 배치함으로써, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 에칭액(L)을 소수성의 접액 부재(114)에 접촉시킬 수 있다.
이에 의해, 변형예 4에서는, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다는 점에서, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 변형예 4에서는, 접액 부재(114)가 사다리 형상이면 된다. 이에 의해, 접액 부재(114)의 표면적을 증가시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)의 형상은 사다리 형상에 한정되지 않는다. 도 19 및 도 20은 실시 형태의 변형예 4에 관한 접액 부재(114)의 다른 형상의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 19에 도시하는 바와 같이, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)는 경사면을 갖는 구조여도 된다. 이것에 의해서도, 접액 부재(114)의 표면적을 증가시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)(도 4a 참조)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 도 20에 도시하는 바와 같이, 변형예 4에 관한 접액 부재(114)는 격자 형상을 갖고 있어도 된다. 이것에 의해서도, 접액 부재(114)의 표면적을 증가시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)(도 4a 참조)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 변형예 4에 있어서, 내조(111)의 삼방 또는 사방의 에지부(111b)로부터 에칭액(L)이 유출되는 경우, 이러한 내조(111)의 삼방 또는 사방의 에지부(111b)를 따라 접액 부재(114)가 배치되면 된다.
<변형예 5>
도 21은 실시 형태의 변형예 5에 관한 기판 승강 기구(63)의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 기판 승강 기구(63)는, 배판부(63a)와, 지지부(63b)를 갖는다. 배판부(63a)는 대략 평판상이며, 연직 방향으로 연장된다. 지지부(63b)는 배판부(63a)로부터 수평 방향으로 연장되어, 기립 자세의 웨이퍼(W)를 지지한다.
도 22는 실시 형태의 변형예 5에 관한 기판 처리부(110)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다. 또한, 도 22는 기판 승강 기구(63)가 하강 위치에 배치되고, 웨이퍼(W)(도 21 참조)가 에칭액(L)에 침지되어 있는 경우의 상태를 도시하고 있다.
도 22에 도시하는 바와 같이, 변형예 5에 관한 접액 부재(114)는, 기판 승강 기구(63)의 표면의 일부에 배치된다. 변형예 5에 관한 접액 부재(114)는, 예를 들어 기판 승강 기구(63)의 배판부(63a)에 있어서, 미리 설정되어 있는 내조(111)의 액위보다 하부의 위치로부터 배판부(63a)의 상단부까지의 사이에 배치된다.
변형예 5에서는, 상술한 위치에 접액 부재(114)를 배치함으로써, 기포(B)(도 4a 참조)를 포함하는 에칭액(L)이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 에칭액(L)을 소수성의 접액 부재(114)에 접촉시킬 수 있다.
이에 의해, 변형예 5에서는, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다는 점에서, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 변형예 5에 관한 기판 처리부(110)는, 기판 승강 기구(63)의 표면의 일부에 소수성의 접액 부재(114)가 배치되는 경우에 한정되지 않고, 이러한 기판 승강 기구(63)의 표면의 일부 자체가 소수면이어도 된다.
이것에 의해서도, 소수면인 기판 승강 기구(63)의 표면의 일부에서 기포(B)를 소포시킬 수 있다는 점에서, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다. 따라서, 변형예 5에 의하면, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))는, 내조(111)와, 외조(112)와, 덮개체(113)와, 접액 부재(114)를 구비한다. 내조(111)는 상부에 개구부(111a)를 가지며, 기판(웨이퍼(W))을 처리액(에칭액(L))에 침지시킨다. 외조(112)는 내조(111)의 외측에 배치되며, 개구부(111a)로부터 유출되는 처리액(에칭액(L))을 받는다. 덮개체(113)는 개구부(111a)를 개폐한다. 접액 부재(114)는 소수성을 가지며, 기포(B)를 포함하는 처리액(에칭액(L))이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 처리액(에칭액(L))과 접촉하는 위치에 배치된다. 이에 의해, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)는 외조(112)의 내벽면(112a)에 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 외조(112)는 내조(111)의 사방을 둘러싸도록 배치된다. 또한, 접액 부재(114)는 외조(112)에 있어서의 사방의 내벽면(112a) 중 적어도 양방의 내벽면(112a)에 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)는 판상이며, 외조(112)의 내부에 기립 설치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 외조(112)는 내조(111)의 사방을 둘러싸도록 배치된다. 또한, 접액 부재(114)는 내조(111)의 적어도 양방을 둘러싸도록 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 더욱 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)는 덮개체(113)의 저면(113a)에 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)는 평면으로 보아 처리액(에칭액(L))이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)를 따라 배치된다. 이에 의해, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 더욱 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)는 처리액(에칭액(L))이 유출되는 내조(111)의 에지부(111b)에 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)는 내조(111)로부터 외조(112)로 유출되는 처리액(에칭액(L))을 차단하도록 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))는, 기판(웨이퍼(W))을 보유 지지하여 내조(111)로 반출입하는 기판 승강 기구(63)를 더 구비한다. 또한, 접액 부재(114)는 기판 승강 기구(63)의 표면의 일부에 배치된다. 이에 의해, 에칭액(L) 내에서 발생한 기포(B)를 효율적으로 소포할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 접액 부재(114)의 재질은, PTFE, PFA 및 PCTFE 중 어느 것이다. 이에 의해, 인산 수용액을 포함한 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))는, 내조(111)와, 외조(112)와, 덮개체(113)를 구비한다. 내조(111)는 상부에 개구부(111a)를 가지며, 기판(웨이퍼(W))을 처리액(에칭액(L))에 침지시킨다. 외조(112)는 내조(111)의 외측에 배치되며, 개구부(111a)로부터 유출되는 처리액(에칭액(L))을 받는다. 덮개체(113)는 개구부(111a)를 개폐한다. 또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))는, 기포(B)를 포함하는 처리액(에칭액(L))이 내조(111)로부터 외조(112)로 유출될 때, 처리액(에칭액(L))과 접촉하는 접촉면의 적어도 일부가 소수면이다. 이에 의해, 첨가제가 첨가된 에칭액(L)에 의한 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 처리액(에칭액(L))은 알코올을 포함하는 첨가제가 첨가된 인산이다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상에 적층된 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막 중, 실리콘 질화막을 높은 선택비로 에칭할 수 있다.
또한, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))에 있어서, 알코올은, 메탄올, 에탄올, 프로필알코올, 이소프로필알코올 중 어느 1종이다. 이에 의해, 첨가제를 인산 수용액에 양호하게 첨가할 수 있다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 개시는 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 인산 수용액, 실리콘 용액 및 석출 억제제를 함유하는 에칭액(L)을 처리액으로서 사용한 예에 대해 나타냈지만, 처리액의 조성은 이러한 예에 한정되지 않는다.
예를 들어, 본 개시에서는 유기산이 처리액으로서 사용됨으로써 웨이퍼(W)가 처리되어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 아세트산, 포름산, 옥살산 및 말레산 중 적어도 1종이 처리액으로서 사용됨으로써 웨이퍼(W)가 처리되어도 된다.
이와 같이, 유기산을 처리액으로서 사용하는 경우, 이러한 유기산이 계면 활성제로서 기능한다는 점에서, 처리액 내에서 다량의 기포가 발생하는 경우가 있다. 그래서 지금까지 설명한 본 개시의 기술을 적용함으로써, 유기산의 처리액 내에서 발생한 기포를 효율적으로 소포할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (14)

  1. 상부에 개구부를 가지며, 기판을 처리액에 침지시키는 내조와,
    상기 내조의 외측에 배치되며, 상기 개구부로부터 유출되는 상기 처리액을 받는 외조와,
    상기 개구부를 개폐하는 덮개체와,
    소수성을 가지며, 기포를 포함하는 상기 처리액이 상기 내조로부터 상기 외조로 유출될 때 상기 처리액과 접촉하는 위치에 배치되는 접액 부재
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접액 부재는, 상기 외조의 내벽면에 배치되는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외조는, 상기 내조의 사방을 둘러싸도록 배치되고,
    상기 접액 부재는, 상기 외조에 있어서의 사방의 내벽면 중 적어도 양방의 내벽면에 배치되는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액 부재는 판상이며, 상기 외조의 내부에 기립 설치되는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외조는, 상기 내조의 사방을 둘러싸도록 배치되고,
    상기 접액 부재는, 상기 내조의 적어도 양방을 둘러싸도록 배치되는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액 부재는, 상기 덮개체의 저면에 배치되는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접액 부재는, 평면으로 보아 상기 처리액이 유출되는 상기 내조의 에지부를 따라 배치되는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액 부재는, 상기 처리액이 유출되는 상기 내조의 에지부에 배치되는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액 부재는, 상기 내조로부터 상기 외조로 유출되는 상기 처리액을 차단하도록 배치되는, 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 보유 지지하여 상기 내조로 반출입하는 기판 승강 기구를 더 구비하고,
    상기 접액 부재는, 상기 기판 승강 기구의 표면의 일부에 배치되는, 기판 처리 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액 부재의 재질은, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 및 PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌) 중 어느 것인, 기판 처리 장치.
  12. 상부에 개구부를 가지며, 기판을 처리액에 침지시키는 내조와,
    상기 내조의 외측에 배치되며, 상기 개구부로부터 유출되는 상기 처리액을 받는 외조와,
    상기 개구부를 개폐하는 덮개체
    를 구비하고,
    기포를 포함하는 상기 처리액이 상기 내조로부터 상기 외조로 유출될 때 상기 처리액과 접촉하는 접촉면의 적어도 일부가 소수면인, 기판 처리 장치.
  13. 제1항 내지 제3항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은, 알코올을 포함하는 첨가제가 첨가된 인산인, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 알코올은, 메탄올, 에탄올, 프로필알코올, 이소프로필알코올 중 어느 1종인, 기판 처리 장치.
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