KR20220031499A - 액 처리 방법 및 액 처리 장치 - Google Patents

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KR20220031499A
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KR1020210112173A
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용근 황
신이치 하타케야마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판의 이면의 둘레 단부를 제외한 환상 영역에 처리액을 공급하여 국소적인 처리를 행하는 것.
기판의 이면의 중심부를 스테이지에 적재하고, 당해 스테이지를 회전시키는 공정과, 회전하는 상기 기판의 이면에 있어서의 둘레 단부보다 중심 근방의 위치에 미스트상의 처리액을 노즐로부터 공급함과 함께 당해 처리액이 원심력에 의해 당해 기판의 둘레 단부에 공급되지 않도록 휘발시켜, 당해 기판의 이면의 환상 영역을 국소적으로 처리하는 공정을 행한다.

Description

액 처리 방법 및 액 처리 장치{LIQUID TREATMENT METHOD AND LIQUID TREATMENT APPARATUS}
본 개시는, 액 처리 방법 및 액 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 액 처리 장치를 사용하여 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 기재함)에 대하여, 다양한 처리액이 공급되어 액 처리가 행해진다. 이 액 처리의 일례로서, 웨이퍼의 이면에 세정액을 공급하여 세정하는 처리가 있다. 특허문헌 1에는, 세정액의 액류를 토출하는 구성의 노즐을 웨이퍼의 이면측에 마련하고, 웨이퍼의 회전에 의한 원심력으로 당해 노즐로부터 토출된 세정액을 웨이퍼의 이면으로 확산하여 세정을 행하는 웨이퍼 세정 장치에 대하여 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-120911호 공보
본 개시는, 기판의 이면의 둘레 단부를 제외한 환상 영역에 처리액을 공급하여 국소적인 처리를 행할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 액 처리 방법은, 기판의 이면의 중심부를 스테이지에 적재하고, 당해 스테이지를 회전시키는 공정과,
회전하는 상기 기판의 이면에 있어서의 둘레 단부보다 중심 근방의 위치에 미스트상의 처리액을 노즐로부터 공급함과 함께 당해 처리액이 원심력에 의해 당해 기판의 둘레 단부에 공급되지 않도록 휘발시켜, 당해 기판의 이면의 환상 영역을 국소적으로 처리하는 공정을 포함한다.
본 개시는, 기판의 이면의 둘레 단부를 제외한 환상 영역에 처리액을 공급하여 국소적인 처리를 행할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태인 액 처리 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 액 처리 장치의 평면도이다.
도 3은 상기 액 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도이다.
도 4는 상기 액 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도이다.
도 5는 상기 액 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도이다.
도 6은 상기 액 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도이다.
도 7은 상기 액 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도이다.
도 8은 상기 처리 공정에서의 세정액의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 9는 상기 처리 공정에서의 세정액의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 10은 상기 처리 공정에서의 세정액의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 11은 상기 처리 공정에서의 세정액의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 12는 상기 액 처리 장치에 마련되는 노즐의 예를 도시하는 종단 측면도이다.
도 13은 상기 노즐의 토출구와 이득의 관계를 도시하는 평면도이다.
도 14는 상기 노즐의 다른 예를 도시하는 측면도이다.
도 15는 상기 액 처리 장치의 다른 예를 도시하는 종단 측면도이다.
도 16은 상기 액 처리 장치의 또 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 17은 참고 시험의 결과를 도시하는 설명도이다.
도 18은 비교 시험의 결과를 도시하는 설명도이다.
본 개시의 액 처리 장치의 일 실시 형태인 액 처리 장치(1)에 대하여 설명한다. 액 처리 장치(1)는, 직경이 예를 들어 300㎜인 원형의 기판인 웨이퍼 W에 있어서, 이면측의 주연부로부터 웨이퍼 W의 측면을 통해 표면측의 주연부에 걸치는 오염 방지막 R을 형성한다. 즉, 오염 방지막 R은 웨이퍼 W의 이면, 표면의 각각에 있어서 주연부를 국소적으로 피복함과 함께, 웨이퍼 W의 둘레 방향 전체에 걸쳐 형성되는 환상막이다. 또한 오염 방지막 R에 대하여 상세하게 설명하면, 당해 오염 방지막 R은, 예를 들어 금속을 포함하지 않는 레지스트에 의해 구성된다. 그리고, 예를 들어 후에 스핀 코트에 의해 웨이퍼 W의 표면 전체에 금속을 함유하는 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성함에 있어서, 웨이퍼 W의 주연부가 당해 레지스트에 접하여 금속에 오염되는 것을 방지하기 위해 형성된다.
그리고 액 처리 장치(1)에 있어서는, 이 오염 방지막 R의 형성 시나 액 처리 장치(1)에 반송될 때까지 웨이퍼 W에 부착된 이물을 제거하기 위해, 웨이퍼 W의 이면의 중심부 둘레의 환상 영역에, 세정액을 공급한다. 후에 상세하게 설명하지만, 이 세정액에 의해 오염 방지막 R이 제거되어 버리는 것을 방지하기 위해, 당해 세정액을 미스트의 상태로 공급할 수 있도록 액 처리 장치(1)는 구성되어 있다.
이하, 액 처리 장치(1)의 구성에 대하여, 종단 측면도인 도 1, 평면도인 도 2를 참조하여 설명한다. 도면 중 참조 부호 11은 웨이퍼 W를 보유 지지하여 회전시키는 스테이지를 이루는 스핀 척이며, 웨이퍼 W의 이면의 중심부를 흡착하여 웨이퍼 W를 수평으로 보유 지지한다. 스핀 척(11)은 연직으로 신장되는 샤프트(12)를 개재하여 회전 기구(13)에 접속되어 있고, 당해 회전 기구(13)에 의해, 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼 W는 연직축 둘레로 회전한다.
도면 중 참조 부호 21은 스핀 척(11)에 보유 지지된 웨이퍼 W를 둘러싸는 컵이다. 컵(21)에는 배기관(22)이 접속되어 있고, 당해 배기관(22)을 통해 도시하지 않은 배기원에 의해, 웨이퍼 W의 처리 중에 컵(21)의 내부가 배기된다. 도면 중 참조 부호 23은 배기관(22)에 개재 마련되는 댐퍼이며, 후술하는 제어 신호에 따라서 당해 댐퍼의 개방도가 조정됨으로써, 컵(21) 내의 배기량이 조정된다. 도면 중 참조 부호 24는 컵(21) 내로부터 각종 액을 제거하기 위한 배액관이다. 도면 중 참조 부호 25는 승강 핀이며, 승강 기구(26)에 의해 승강함으로써, 도시하지 않은 웨이퍼 W의 반송 기구와, 스핀 척(11) 사이에서 웨이퍼 W의 전달이 행해진다.
또한, 컵(21) 내에는 상기 샤프트(12)를 둘러싸도록 수평한 대(31)가 마련되어 있고, 당해 대(31) 상에는, 하부막 형성용 노즐(32) 및 세정용 노즐(41)이 마련되어 있다. 이들 노즐은 스핀 척(11)에 적재되는 웨이퍼 W의 하방에서, 당해 웨이퍼 W의 회전 방향으로 이격되어 위치하고 있다. 하부막 형성용 노즐(32)은, 배관(33)을 개재하여 레지스트 공급 기구(34)에 접속되어 있다. 레지스트 공급 기구(34)는, 밸브, 펌프, 탱크 등을 구비하고, 당해 탱크에 저류된 레지스트를 하부막 형성용 노즐(32)에 압송한다. 하부막 형성용 노즐(32)은, 웨이퍼 W의 중심측으로부터 외측을 향하여 경사 상방으로 레지스트를 토출하여, 웨이퍼 W의 이면의 주연부에 당해 레지스트를 공급한다. 이 레지스트는, 상기 오염 방지막 R 중 하측의 부위를 형성한다. 또한, 도면 중 참조 부호 32A는 하부막 형성용 노즐(32)의 토출구이다.
세정용 노즐(41)은 배관(42, 43)을 개재하여, 세정액 공급 기구(44), 공기 공급 기구(45)에 각각 접속되어 있다. 세정액은, 예를 들어 시너이다. 그리고 세정액 공급 기구(44), 공기 공급 기구(45)는, 세정액, 공기를 세정용 노즐(41)에 각각 공급하는 것을 제외하고, 레지스트 공급 기구(34)와 마찬가지로 구성되어 있다. 따라서, 세정액 공급 기구(44), 공기 공급 기구(45)에 각각 포함되는 밸브의 개방에 의해, 세정용 노즐(41)에 세정액, 공기가 각각 공급된다. 이 세정용 노즐(41)로의 세정액 및 공기의 공급은 동시에 행해지며, 당해 세정용 노즐(41) 내에서 세정액은 공기에 의해 미세화, 즉 미스트화된다. 즉, 공기는 미스트 형성용 가스이다. 또한, 세정액 공급 기구(44), 공기 공급 기구(45)의 각각의 밸브의 개방도에 따른 유량으로, 세정액 및 공기는 세정용 노즐(41)에 공급되지만, 각 밸브의 개방도에 대해서는 노즐 내에서 세정액이 적절한 크기로 미세화되도록 미리 설정된다.
그와 같이 세정용 노즐(41)에서 발생한 당해 세정액의 미스트는, 웨이퍼 W의 중심측으로부터 외측을 향하도록 경사 상방으로 토출된다. 이 세정액의 미스트는 웨이퍼 W의 이면에 있어서, 스핀 척(11)에 겹치는 영역의 외측, 또한 오염 방지막 R이 형성되는 위치보다도 웨이퍼 W의 중심측의 영역에 공급된다.
또한, 액 처리 장치(1)에는 상부막 형성용 노즐(51)이 마련되어 있고, 암(52)의 선단측에 지지되어 있다. 암(52)의 기단측은 이동 기구(53)에 접속되어 있고, 이동 기구(53)에 의해 당해 암(52)은 승강한다. 또한, 당해 이동 기구(53)는, 가이드(54)를 따라서 수평 이동한다. 이 이동 기구(53)의 동작에 의해, 컵(21)의 외측과 웨이퍼 W 상 사이에서 상부막 형성용 노즐(51)이 이동 가능하다.
이 상부막 형성용 노즐(51)은, 배관(55)을 개재하여 레지스트 공급 기구(56)에 접속되어 있다. 레지스트 공급 기구(56)는 레지스트 공급 기구(34)와 마찬가지로 구성되어 있고, 이 레지스트 공급 기구(56)로부터 압송된 레지스트를, 상부막 형성용 노즐(51)은 연직 하방으로 토출한다. 당해 상부막 형성용 노즐(51)로부터 토출된 레지스트는, 상기 오염 방지막 R 중 상측의 부위를 형성한다.
액 처리 장치(1)는, 컴퓨터를 포함하는 제어부(10)를 구비하고 있다. 제어부(10)는 프로그램을 구비하고 있고, 당해 프로그램은 장치의 각 부에 제어 신호를 송신하고, 후술하는 처리가 실시되도록 스텝군이 짜여져 있다. 구체적으로, 상기 제어 신호에 의해, 각 공급 기구로부터 노즐로의 유체의 급단, 회전 기구(13)에 의한 웨이퍼 W의 회전수, 댐퍼(23)의 개방도, 승강 기구(26)에 의한 승강 핀(25)의 승강 등이 제어된다. 상기 프로그램은 기억 매체, 예를 들어 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 메모리 카드, DVD 등에 저장되어 인스톨된다.
상기 액 처리 장치(1)에 의해 행해지는 일련의 처리를, 도 3 내지 도 7의 공 정도를 참조하면서 설명한다. 또한, 웨이퍼 W의 이면에 공급된 세정액의 모습을 도시한 모식도인 도 8 내지 도 11도 적절히 참조한다. 우선, 도시하지 않은 반송 기구에 의해 액 처리 장치(1)로 반송된 웨이퍼 W의 이면의 중심부가 스핀 척(11)에 흡착되어, 소정의 회전수로 당해 웨이퍼 W가 회전한다. 그리고, 하부막 형성용 노즐(32)로부터 웨이퍼 W의 이면 주연부에 레지스트 R0이 토출된다. 당해 레지스트 R0은, 웨이퍼 W의 회전의 원심력에 의해 당해 웨이퍼 W의 이면으로부터 측방으로 흘러 건조되어, 하부막 R2가 형성된다(도 3).
하부막 형성용 노즐(32)로부터의 레지스트의 토출이 정지된다. 그리고, 상부막 형성용 노즐(51)이 레지스트 R0을 토출하면서, 소정의 회전수로 회전하는 웨이퍼 W의 외측 상방으로부터, 당해 웨이퍼 W의 주연부 상으로 이동한다. 그것에 의해, 하부막 R2의 상단으로부터 웨이퍼 W의 표면측의 주연부에 걸쳐, 레지스트 R0이 공급된다(도 4). 그 후, 상부막 형성용 노즐(51)로부터의 레지스트 R0의 토출이 정지되고, 상부막 형성용 노즐(51)은 웨이퍼 W 상으로부터 퇴피한다. 당해 상부막 형성용 노즐(51)로부터 토출된 레지스트 R0이 건조되고, 이 레지스트 R0과 하부막 R2에 의해, 상기한 오염 방지막 R이 형성된다(도 5).
그리고, 웨이퍼 W가 소정의 회전수로 회전한 상태에서, 세정용 노즐(41)에 공기 및 세정액이 공급되어, 당해 세정용 노즐(41)로부터 미스트상의 세정액이 토출된다(도 6, 도 8). 이 세정액의 액립 T가 웨이퍼 W의 이면에 모이고, 집합한 액의 일부는 자체 중량에 의해 웨이퍼 W로부터 낙하하고, 다른 일부는 액막 T0을 형성하여 웨이퍼 W의 이면에 남는다. 이 액막 T0은, 웨이퍼 W의 회전의 원심력에 의해 당해 웨이퍼 W의 주연부를 향하여 확산되어, 웨이퍼 W의 이면에 부착된 이물 P에 접한다(도 9). 이물 P는 이 액막 T0에 휩쓸려 가 웨이퍼 W의 이면으로부터 탈리되거나, 액막 T0에 용해되거나 함으로써, 웨이퍼 W의 이면으로부터 제거된다(도 10).
세정액을 미스트의 상태로 토출함으로써, 웨이퍼 W의 이면에 있어서 세정용 노즐(41)이 향하는 위치에 공급되는 단위 시간당의 세정액의 양은 비교적 적고, 따라서, 당해 위치에 있어서의 액막 T0은 얇다. 그리고, 웨이퍼 W의 회전과 컵(21) 내의 배기에 의해 웨이퍼 W의 주위에 형성되는 기류에 노출됨으로써, 액막 T0을 형성하는 시너는 웨이퍼 W의 주연을 향함에 따라서 휘발된다. 그와 같이 휘발함으로써, 웨이퍼 W의 주연측에서는 액막 T0은 더욱 얇아져, 오염 방지막 R에 도달하지 못한다. 또한, 도면 중의 점선 화살표는 휘발한 세정액을 나타내고 있다.
이와 같이, 웨이퍼 W의 이면에 있어서의 액막 T0이 형성되는 범위(=세정되는 범위)로서는, 스핀 척(11)에 겹치는 영역의 외측으로부터, 오염 방지막 R이 형성되는 위치보다도 웨이퍼 W의 중심 근방의 위치와의 사이에 있어서의 국소적인 환상 영역이 된다. 그러한 후, 세정용 노즐(41)로의 공기 및 세정액의 공급이 정지되고, 당해 세정용 노즐(41)로부터의 세정액의 미스트 토출이 정지된다(도 11). 그리고 웨이퍼 W의 회전이 정지되고(도 7), 당해 웨이퍼 W는 도시하지 않은 반송 기구에 의해 액 처리 장치(1)로부터 반출된다.
상기와 같이 액 처리 장치(1)에서는, 웨이퍼 W의 이면의 스핀 척(11)에 겹치는 영역의 외측에 있어서의 환상 영역을 세정함에 있어서, 회전하는 웨이퍼 W에 대하여 세정액을 스프레이한다. 그것에 의해, 회전의 원심력에 의해 이동하는 세정액을 웨이퍼 W의 둘레 단부에 이를 때까지 휘발시켜 제거시켜, 오염 방지막 R에 당해 세정액이 공급되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 오염 방지막 R이 세정액에 접함으로써 용해되거나, 휩쓸려 가거나 함으로써, 웨이퍼 W로부터 제거되어 버리는 것이 방지된다. 그 결과로서 웨이퍼 W의 주연부의 금속 오염이 방지되므로, 웨이퍼 W로부터 제조되는 반도체 제품의 수율의 저하가 억제된다.
세정액의 액막 T0의 휘발을 촉진하여 오염 방지막 R이 제거되는 것을 보다 확실하게 방지하기 위해, 예를 들어 하부막 형성용 노즐(32), 상부막 형성용 노즐(51)로부터 각각 레지스트 R0을 토출할 때의 댐퍼(23)의 개방도보다도, 세정용 노즐(41)로부터 세정액을 토출할 때의 댐퍼(23)의 개방도를 크게 해도 된다. 즉, 오염 방지막 R을 형성할 때의 컵(21) 내의 배기량보다도 세정을 행할 때의 컵(21) 내의 배기량을 크게 하여, 기류에 의한 휘발이 촉진되도록 할 수 있다.
또한, 하부막 형성용 노즐(32), 상부막 형성용 노즐(51)로부터 각각 레지스트 R0을 토출할 때의 웨이퍼 W의 회전수보다도, 세정용 노즐(41)로부터 세정액을 토출할 때의 웨이퍼 W의 회전수를 크게 하여, 웨이퍼 W의 회전에 의해 발생하는 기류에 의한 세정액의 휘발이 촉진되도록 해도 된다. 그와 같이 세정액을 토출할 때의 웨이퍼 W의 회전수는, 액막 T0의 휘발이 충분히 진행되어 오염 방지막 R과의 접촉이 방지되도록, 예를 들어 1000rpm 이상, 바람직하게는 1500rpm 이상이다.
그런데, 상기 세정용 노즐(41)은 예를 들어 대(31) 상에 있어서, 수평면에 대한 각도를 변경 가능하게, 또한 당해 대(31)에 대한 높이를 변경 가능하게 마련되고, 장치의 유저가 수동으로 이들 각도 및 높이에 대하여 변경할 수 있어, 웨이퍼 W에 있어서의 세정액의 토출 위치가 조정된다. 그와 같은 구성에 의해, 웨이퍼 W의 이면에 있어서 세정액이 공급되는 영역의 위치 및 당해 영역의 면적을 조정할 수 있다.
상기 세정용 노즐(41)에 있어서의 각도(즉, 웨이퍼 W에 대한 노즐의 방향) 및 높이(즉, 웨이퍼 W에 대한 노즐의 위치)의 변경이, 구동 기구에 의해 행해지도록 해도 된다. 도 12에 도시한 장치의 구성예는, 그 구동 기구로서, 회전 기구(61) 및 승강 기구(62)를 구비하고 있다. 세정용 노즐(41)은 회전 기구(61)에 접속되어 있고, 회전 기구(61)는 승강 기구(62)에 접속되어 있다. 승강 기구(62)에 의해 회전 기구(61)가 승강한다. 그리고 회전 기구(61)에 의해 세정용 노즐(41)은 수평축 둘레를 선회함으로써, 수평면에 대한 각도가 변경된다.
그리고, 예를 들어 상기 하부막 형성용 노즐(32)이 이동 기구에 의해 웨이퍼 W의 직경 방향을 따라서 이동 가능하게 구성되고, 그 이동이 제어부(10)에 의해 제어되도록 한다. 즉, 하부막 형성용 노즐(32)을 이동 가능하게 함으로써, 웨이퍼 W의 이면측에 있어서의 오염 방지막 R의 중심 근방의 단부의 위치가 제어되는 것으로 한다. 그 경우, 제어부(10)는 하부막 형성용 노즐(32)의 위치, 즉 상기 웨이퍼 W의 이면측에 있어서의 오염 방지막 R에 대한 웨이퍼 W의 중심 근방의 단부의 위치에 따라서, 상기 회전 기구(61) 및 승강 기구(62)의 동작을 제어하여, 웨이퍼 W의 이면에 있어서의 세정액의 미스트가 공급되는 위치가 변경되도록 해도 된다.
구체적으로는, 예를 들어 상기 오염 방지막 R의 단부가 웨이퍼 W의 둘레 단부에 가까울수록, 웨이퍼 W의 이면에 있어서의 세정액의 미스트의 공급 위치(세정용 노즐(41)의 토출 방향에 있어서 당해 노즐의 토출구가 향하는 위치)도 웨이퍼 W의 둘레 단부 근방에 위치시켜 세정을 행하도록 한다. 그와 같이 미스트의 공급 위치를 제어함으로써, 액막 T0이 휘발에 의해 소실되는 위치를 오염 방지막 R의 근방으로 하여, 오염 방지막 R의 형성 시에 이물 P가 비교적 부착되기 쉽다고 생각되는 오염 방지막 R의 근방 부근을 세정 가능하게 함과 함께, 이미 설명한 바와 같이 액막 T0이 오염 방지막 R에 접하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회전 기구(61) 및 승강 기구(62)의 양쪽의 동작에 의해 웨이퍼 W의 이면에 있어서의 미스트의 공급 위치가 변경되는 구성으로 하였지만, 어느 한쪽만을 마련함으로써, 당해 미스트의 공급 위치가 변화되는 구성으로 해도 된다. 또한, 이와 같이 세정 위치를 변화시키기 위한 세정용 노즐(41)의 구동 기구로서는, 회전 기구(61), 승강 기구(62)로서 구성하는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 대(31) 상에 있어서의 세정용 노즐(41)의 위치를 웨이퍼 W의 직경 방향을 따라서 이동시키는 이동 기구로서 구성되어 있어도 된다.
그런데 액 처리 장치(1)로서는 웨이퍼 W의 세정만이 행해지도록 구성하고, 오염 방지막 R의 형성은 다른 장치에 의해 형성되는 것으로 하고, 또한, 반송 기구에 의해 장치간에서 웨이퍼 W를 반송함으로써 오염 방지막 R의 형성과 세정이 행해지도록 해도 된다. 그와 같이 장치간을 웨이퍼 W가 반송되어 처리되고, 또한 도 12에서 설명한 바와 같이 액 처리 장치(1)에 있어서, 회전 기구(61) 및 승강 기구(62)를 사용하여 세정액의 미스트의 공급 위치를 변경하는 경우에는, 제어부(10)는, 상기 다른 장치로부터 하부막 형성용 노즐(32)의 위치에 대한 정보를 취득하면 된다. 즉 제어부(10)에 대해서는, 상기 다른 장치로부터 웨이퍼 W의 이면측의 오염 방지막 R의 단부의 위치를 취득하고, 그것에 기초하여 액 처리 장치(1)에서 처리를 행할 때의 세정액의 미스트의 공급 위치를 결정하도록 할 수 있다.
또한, 상기 세정용 노즐(41)의 토출구는, 예를 들어 비교적 작은 원형이지만, 그와 같은 형상으로 하는 것에 한정되지는 않는다. 도 13에 도시한 세정용 노즐(47)은, 토출구의 형상을 제외하고 세정용 노즐(41)과 마찬가지로 구성되어 있고, 당해 세정용 노즐(47)에 마련되는 토출구(47A)의 형상은, 각형의 슬릿상이다. 또한, 도 13에 있어서, 노즐의 내부의 흑점은 세정액을, 가늘고 긴 선은 공기를 각각 나타내고 있다.
상기 토출구(47A)를 세정액의 토출 방향을 향하여 웨이퍼 W의 이면에 투영한 투영 영역을 참조 부호 47B로서, 도 14에 나타내고 있다. 이 투영 영역(47B)에 대하여, 웨이퍼 W의 반경 방향인 X 방향의 길이, 당해 X 방향에 직교하는 Y 방향의 길이를 비교하면, X 방향에 있어서의 길이쪽이 작다. 따라서, 이 세정용 노즐(47)에 대해서는, 웨이퍼 W에 대하여 단위 시간당 비교적 많은 양의 세정액을 공급하는 것을 가능하게 하면서, 웨이퍼 W의 직경 방향에 있어서의 세정액의 미스트가 공급되는 범위가 작아지도록 구성되어 있다. 그와 같이 직경 방향에 있어서의 미스트의 공급 범위가 작으므로, 상기한 액막 T0의 웨이퍼 W의 직경 방향에 있어서의 확대가 억제된다. 따라서, 이 세정용 노즐(47)을 사용함으로써, 오염 방지막 R이 제거되어 버리는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한 이 도 13, 도 14의 예 외에, 토출구(47A)로서는, 예를 들어 타원형으로 개구되거나, 만곡된 슬릿상으로 개구되도록 해서 형성해도 된다. 그와 같이 토출구(47A)를 형성한 경우도, 투영 영역(47B)에 대하여, X 방향의 길이<Y 방향의 길이(보다 구체적으로는 X 방향에 있어서의 일단과 타단 사이의 길이<Y 방향에 있어서의 일단과 타단 사이의 길이)가 되도록, 당해 세정용 노즐(47)을 배치하는 것이 바람직하다.
계속해서 도 15, 도 16을 참조하여, 다른 실시 형태인 액 처리 장치(7)에 대하여, 액 처리 장치(1)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 이 액 처리 장치(7)에는, 웨이퍼 W에 공급된 세정액의 휘발을 촉진시키기 위한 휘발 촉진 기구가 마련되어 있다. 이 휘발 촉진 기구로서는, 가열부(71, 72), 건조 가스 공급부(73) 및 가열 가스 공급부(81)를 포함하고 있다.
가열부(71)는 배관(42)에 개재 마련되어 있고, 당해 배관(42)을 세정용 노즐(41)을 향하여 흐르는 세정액의 액류를 가열하는 히터를 구비하고 있다. 또한, 가열부(72)는 배관(43)에 개재 마련되어 있고, 당해 배관(43)을 세정용 노즐(41)을 향하여 흐르는 공기를 가열하는 히터를 구비하고 있다.
건조 가스 공급부(73)는, 건조 가스 노즐(74) 및 건조 가스 공급 기구(75)를 구비하고 있다. 건조 가스 노즐(74)은 대(31) 상에 있어서, 세정용 노즐(41)과는 웨이퍼 W의 회전 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있고, 웨이퍼 W의 중심부측으로부터 주연부측을 향하여 경사 상방으로 건조 가스를 토출한다. 이 건조 가스는 웨이퍼 W의 이면을 따라서 흘러 액막 T0의 건조를 촉진시키기 위한 것이고, 그와 같은 목적으로부터, 웨이퍼 W의 이면에 있어서의 건조 가스가 공급되는 위치(건조 가스 노즐(74)의 토출구가 향하는 위치)는, 오염 방지막 R의 단부보다도 웨이퍼 W의 중심 근방의 위치이다. 건조 가스 공급 기구(75)는, 건조 가스로서 예를 들어 N2(질소) 가스를, 건조 가스 노즐(74)에 공급하는 것을 제외하고, 공기 공급 기구(45)와 마찬가지로 구성되어 있다.
계속해서, 가열 가스 공급부(81)에 대하여 설명한다. 당해 가열 가스 공급부(81)는, 가스 노즐(82), 배관(83), 가열부(84), 가스 공급 기구(85), 암(86) 및 이동 기구(87)를 구비하고 있다. 이동 기구(87)는, 이동 기구(53)와 마찬가지로 암(86)을 승강시키고, 또한 가이드(54)를 따라서 이동한다. 그것에 의해 암(86)의 선단에 마련되는 가스 노즐(82)이, 웨이퍼 W의 중심부 상과 컵(21)의 외측 사이에서 이동한다.
또한, 가스 노즐(82)과 가스 공급 기구(85)가 배관(83)을 개재하여 접속되어 있다. 그리고, 가스 공급 기구(85)는 건조 가스 공급 기구(75)와 마찬가지로 구성되어 있고, 가스 노즐(82)을 향하여 N2 가스를 공급한다. 배관(83)에는 히터를 구비하는 가열부(84)가 개재 마련되어 있고, 당해 N2 가스는 가스 노즐(82)을 향하는 도중에, 웨이퍼 W의 주위의 온도보다도 높은 온도가 되도록 가열되어, 가스 노즐(82)로부터 연직 하방을 향하여 가열 가스로서 토출된다.
액 처리 장치(7)에서는, 액 처리 장치(1)와 마찬가지의 수순으로 오염 방지막 R이 형성된 후, 세정용 노즐(41)을 향하여 세정액, 공기가 각각 공급된다. 이 세정액 및 공기는 가열부(71, 72)에서 각각 가열되어 세정용 노즐(41)에 공급됨으로써, 세정용 노즐(41)로부터는 회전하는 웨이퍼 W에 대하여, 당해 웨이퍼 W의 주위 온도보다도 높은 온도로 된 세정액의 미스트가 토출되어, 도 8 내지 도 11에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 W의 세정이 행해진다. 이 세정액의 미스트는 온도가 비교적 높기 때문에, 이 미스트로부터 형성되는 이미 설명한 액막 T0은 휘발되기 쉽다. 따라서, 당해 액막 T0에 의해 오염 방지막 R이 제거되는 것이, 보다 확실하게 방지된다. 또한, 온도가 높기 때문에 액막 T0의 세정 작용은 높아, 웨이퍼 W의 이면에 있어서 이물 P가 보다 확실하게 제거된다.
또한 액 처리 장치(7)에서는, 상기 세정용 노즐(41)로부터의 미스트상의 세정액의 토출에 병행하여, 가스 노즐(82)에 의한 웨이퍼 W의 표면의 중심부로의 가열된 N2 가스(가열 가스)의 공급과, 건조 가스 노즐(74)에 의한 웨이퍼 W의 이면으로의 N2 가스(건조 가스)의 공급이 행해진다. 가열 가스는 웨이퍼 W의 회전에 의한 원심력과 컵(21) 내의 배기에 의해, 당해 웨이퍼 W의 표면을 중심으로부터 주연을 향하여 확산된다. 이 가열 가스에 노출되어, 웨이퍼 W가 가열됨으로써, 세정액의 미스트에 의한 세정 효과가 높아짐과 함께, 상기 세정액의 액막 T0의 휘발이 촉진된다. 또한, 건조 가스가 웨이퍼 W의 회전에 의한 원심력과 컵(21) 내의 배기에 의해, 당해 웨이퍼 W의 주연을 향하여 흐른다. 액막 T0은 이 건조 가스에 노출되어, 휘발이 촉진된다. 이와 같이 가열 가스, 건조 가스의 각각의 작용에 의해서도, 액막 T0의 건조가 촉진되어, 당해 액막 T0에 의한 오염 방지막 R의 제거가, 보다 확실하게 방지된다.
이미 설명한 가열부(71, 72), 건조 가스 공급부(73) 및 가열 가스 공급부(81) 중 어느 것을 마련하여, 세정액의 휘발이 촉진되도록 해도 된다. 또한, 상기 가열 가스 및 건조 가스는 N2 가스인 것에 한정되지 않고, 예를 들어 Ar(아르곤) 등의 다른 불활성 가스나 공기여도 된다. 또한, 웨이퍼 W를 가열함으로써 당해 세정액의 휘발을 촉진함에 있어서는, 가열 가스 공급부(81)를 마련하는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 스핀 척(11)에 히터를 매설하여, 웨이퍼 W를 가열해도 된다. 그 밖에, 대(31)에 LED 등에 의해 구성되는 광 조사부를 마련하고, 웨이퍼 W의 이면에 광을 조사함으로써 웨이퍼 W를 가열해도 된다.
세정용 노즐(41)에 공급하는 가스로서는, 세정액을 미스트화할 수 있으면 되므로 공기에 한정되지 않고, 예를 들어 N2 가스 등의 불활성 가스여도 된다. 또한, 웨이퍼 W의 세정을 행함에 있어서, 오염 방지막 R이 형성되어 있지 않은 웨이퍼 W에 대하여 행하여, 세정액이 웨이퍼 W의 둘레 단부에 공급되지 않도록 처리를 행해도 된다. 그리고, 세정액으로서는 시너에 한정되지 않고, IPA(이소프로필알코올)나 순수 등이어도 된다.
또한, 상기와 같이 웨이퍼 W의 세정을 행함에 있어서, 미량의 세정액이 오염 방지막 R에 공급되어, 당해 오염 방지막 R의 표면의 일부가 당해 세정액에 의해 제거되었다고 해도, 세정 종료 후의 웨이퍼 W의 이면의 주연부에 있어서, 둘레 방향의 전체가 오염 방지막 R에 의해 피복되어 있으면 된다. 즉, 오염 방지막 R이 웨이퍼 W의 이면으로부터 제거되지 않도록 세정액을 휘발시키는 것에는, 오염 방지막 R의 일부만이 제거되도록 세정 처리가 행해지는 경우가 포함된다.
또한, 웨이퍼 W의 처리로서는 세정에 한정되지 않고, 예를 들어 도포액을 공급하여, 웨이퍼 W에 환상으로 도포막을 형성해도 된다. 그 경우에는 웨이퍼 W에 미스트상으로 공급된 도포액을 구성하는 용제가 웨이퍼 W의 둘레 단부에 이를 때까지 휘발됨으로써, 웨이퍼 W의 이면의 둘레 단부를 제외한 국소적인 환상 영역에 도포막을 형성할 수 있다.
상기 실시 형태는, 첨부의 특허 청구 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경 또는 조합이 행해져도 된다.
(참고 시험)
참고 시험으로서, 웨이퍼 W의 이면 전체에 레지스트막을 형성하고, 액 처리 장치(1)에 의해 당해 웨이퍼 W의 이면의 세정 처리를 행하였다. 그리고, 세정 처리 후의 웨이퍼 W에 대하여 촬상하였다. 또한 비교 시험으로서, 웨이퍼 W의 이면 전체에 레지스트막을 형성하고, 비교 시험용의 액 처리 장치에 의해, 당해 웨이퍼 W의 이면의 세정 처리를 행하고, 세정 처리 후의 웨이퍼 W에 대하여 촬상하였다. 이 비교 시험용의 액 처리 장치에 대해서는, 세정용 노즐로부터 세정액이 액류로서 토출되는 것을 제외하고, 액 처리 장치(1)와 마찬가지의 구성이다.
도 17이 참고 시험에서 취득된 화상, 도 18이 비교 시험에서 취득된 화상을 각각 나타내고 있다. 각 도면 중의 흰 부분이, 웨이퍼 W에 있어서의 레지스트막이 제거된 영역, 그레이 부분이 잔류한 레지스트막을 각각 나타내고 있다. 도 18에 도시한 바와 같이, 비교 시험에서는 웨이퍼 W의 이면의 중심부보다도 외측의 위치로부터 둘레 단부에 걸쳐 레지스트막이 제거되어 있지만, 도 17에 도시한 바와 같이, 참고 시험에서는 웨이퍼 W의 둘레 단부에 레지스트막이 잔류하고 있다. 따라서 이 참고 시험으로부터는, 이미 설명한 바와 같이 미스트상의 세정액을 웨이퍼 W의 이면에 토출함으로써, 웨이퍼 W의 둘레 단부로의 당해 세정액의 공급을 방지하는 것이 가능한 것이 확인되었다.

Claims (11)

  1. 기판의 이면의 중심부를 스테이지에 적재하고, 당해 스테이지를 회전시키는 공정과,
    회전하는 상기 기판의 이면에 있어서의 둘레 단부보다도 중심 근방의 위치에 미스트상의 처리액을 노즐로부터 공급하고, 당해 처리액이 원심력에 의해 당해 기판의 둘레 단부에 공급되지 않도록 휘발시켜, 당해 기판의 이면의 환상 영역을 국소적으로 처리하는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리액은, 상기 기판의 이면을 세정하는 세정액인, 액 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판의 이면에 있어서 주연부를 국소적으로 피복하는 환상막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 환상 영역을 국소적으로 처리하는 공정은,
    당해 환상막이 제거되지 않도록 상기 처리액을 휘발시키는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액이 상기 기판에 공급될 때, 당해 기판을 가열하는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판을 가열하는 공정은, 당해 기판을 가열하기 위한 가열 가스를 상기 기판의 표면에 공급하는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환상 영역을 국소적으로 처리하는 공정은,
    상기 처리액의 액류와, 당해 처리액을 미스트화하기 위한 미스트 형성용 가스를 상기 노즐에 동시에 공급하는 공정을 포함하고,
    당해 노즐에 공급되는 상기 처리액의 액류 또는 상기 미스트 형성용 가스를 가열하는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미스트상의 처리액을 상기 기판에 공급할 때, 당해 처리액의 휘발을 촉진시키기 위한 건조 가스를 당해 기판의 이면에 공급하는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐의 토출구의 상기 기판에 대한 투영 영역에 대하여, 상기 기판의 직경 방향을 따른 길이는, 당해 직경 방향에 직교하는 방향의 길이보다도 작은, 액 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지에 적재되는 상기 기판의 상태에 따라서, 상기 노즐에 대한 당해 기판에 대한 위치 또는 당해 기판에 대한 방향을 구동 기구에 의해 변경하여, 상기 기판에 있어서의 상기 미스트상의 처리액이 공급되는 위치를 변경하는 공정을 포함하는, 액 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판의 이면에 있어서 주연부를 국소적으로 피복하는 환상막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 기판의 상태란, 상기 환상막에 대한 당해 기판의 중심 근방의 단부의 위치인, 액 처리 방법.
  11. 기판의 이면의 중심부를 적재하는 스테이지와,
    당해 스테이지를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 기판의 둘레 단부에 원심력에 의해 처리액이 공급되지 않고 휘발되도록, 회전하는 상기 기판의 이면에 있어서의 둘레 단부보다도 중심 근방의 위치에 미스트상의 처리액을 공급하여, 당해 기판의 이면의 환상 영역을 국소적으로 처리하기 위한 노즐을 구비하는 액 처리 장치.
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