KR20220047516A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20220047516A
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히로키 사쿠라이
다이스케 고토
노부히로 오가타
유스케 하시모토
쇼키 미즈구치
옌뤼 쒸
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

액 처리에 있어서 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공한다. 본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 방법은, 처리액 토출 공정과, 혼합 유체 토출 공정을 포함한다. 처리액 토출 공정은, 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 생성한 처리액을 기판에 토출한다. 혼합 유체 토출 공정은, 처리액이 토출되어 있는 기판에, 처리액과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 혼합하여 생성한 혼합 유체를 토출한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 {SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
개시의 실시 형태는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고도 호칭함) 등의 기판 상에 형성된 레지스트막을, SPM(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture) 처리로 제거하는 기술이 알려져 있다. 이러한 SPM 처리는, 황산과 과산화수소수를 혼합하여 생성한 SPM액을, 기판 상의 레지스트막에 공급함으로써 행해진다(특허 문헌 1 참조).
일본특허공개공보 2014-27245호
본 개시는, 액 처리에 있어서 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 방법은, 처리액 토출 공정과, 혼합 유체 토출 공정을 포함한다. 처리액 토출 공정은, 처리액을 기판에 토출한다. 혼합 유체 토출 공정은, 상기 처리액이 토출되어 있는 상기 기판에, 상기 처리액과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 혼합하여 생성한 혼합 유체를 토출한다.
본 개시에 따르면, 액 처리에 있어서 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 노즐의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 6은 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 7은 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 8은 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 9는 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 10은 실시 형태의 변형예 1에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 11은 실시 형태의 변형예 2에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 12는 실시 형태의 변형예 2에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 13은 실시 형태의 변형예 2에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 14는 실시 형태의 변형예 3에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 15는 실시 형태의 변형예 3에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
도 16은 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 17은 실시 형태의 변형예 1에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 18은 실시 형태의 변형예 2에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실과 상이한 경우가 있는 것에 유의할 필요가 있다. 또한, 도면의 상호 간에 있어서도, 서로의 치수의 관계 및 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 경우가 있다.
종래, 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라고도 호칭함) 등의 기판 상에 형성된 레지스트막을, SPM(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture) 처리로 제거하는 기술이 알려져 있다. 이러한 SPM 처리는, 황산과 과산화수소수를 혼합하여 생성한 SPM액을, 기판 상의 레지스트막에 공급함으로써 행해진다.
또한, 종래 기술에서는, SPM액의 토출에 앞서 고온의 수증기를 기판에 토출하고, 고온 환경 하에서 SPM 처리를 행함으로써, 효율적으로 SPM 처리를 행하는 기술이 개시되어 있다.
한편, 상술한 종래 기술에서는, 수증기에 불순물이 혼입되어 있는 경우에, 이러한 불순물이 기판에 부착함으로써, 기판이 오염될 우려가 있었다.
따라서, 상술한 문제점을 극복하여, SPM 처리 등의 액 처리에 있어서, 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있는 기술이 기대되고 있다.
<기판 처리 시스템의 개요>
먼저, 도 1을 참조하여, 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 도이다. 또한, 기판 처리 시스템(1)은, 기판 처리 장치의 일례이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수 매의 기판, 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼(W)(이하, '웨이퍼(W)'라 호칭함)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 처리 유닛(16)은, 기판 처리부의 일례이다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 기판 처리를 행한다. 이러한 처리 유닛(16)의 상세에 대해서는 후술한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저, 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)으로 반입된다.
처리 유닛(16)으로 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)로 되돌려진다.
<처리 유닛의 구성>
이어서, 처리 유닛(16)의 구성에 대하여, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 실시 형태에 따른 처리 유닛(16)의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 액 처리부(30)와, 액 공급부(40)와, 회수 컵(50)을 구비한다.
챔버(20)는, 액 처리부(30)와, 액 공급부(40)와, 회수 컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.
액 처리부(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비하고, 배치된 웨이퍼(W)에 액 처리를 실시한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 둘레로 회전시킨다.
이러한 액 처리부(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 의해, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
액 처리부(30)가 구비하는 유지부(31)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 측면으로부터 유지하는 유지 부재(31a)가 마련된다. 웨이퍼(W)는, 이러한 유지 부재(31a)에 의해 유지부(31)의 상면으로부터 약간 이간된 상태로 수평 유지된다. 또한, 웨이퍼(W)는, 기판 처리가 행해지는 표면을 상방을 향한 상태로 유지부(31)에 유지된다.
액 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대하여 처리액을 공급한다. 액 공급부(40)는, 노즐(41a, 41b)과, 이러한 노즐(41a, 41b)을 각각 수평으로 지지하는 암(42a, 42b)과, 암(42a, 42b)을 각각 선회 및 승강시키는 선회 승강 기구(43a, 43b)를 구비한다. 노즐(41a)은, 액 토출부의 일례이다.
노즐(41a)은, 예를 들면 바 노즐이며, SPM액 공급로(47)를 통하여 SPM액 공급부(44)에 접속되고, 또한 수증기 공급로(48)를 통하여 수증기 공급부(45)에 접속된다. SPM액 공급부(44)는, 제 1 공급부의 일례이며, 수증기 공급부(45)는, 제 2 공급부의 일례이다.
SPM액 공급부(44)로부터 공급되는 SPM액은, 처리액의 일례이며, 황산(H2SO4)과 과산화수소수(H2O2)를 소여의 비율(예를 들면, H2SO4：H2O2 = 10 : 1)로 혼합하여 생성되는 약액이다. SPM액은, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막의 제거 처리에 이용된다.
SPM액 공급부(44)는, 황산 공급원(44a)과, 밸브(44b)와, 유량 조정기(44c)와, 과산화수소수 공급원(44d)과, 밸브(44e)와, 유량 조정기(44f)와, 합류부(44g)를 가진다.
황산 공급원(44a)은, 소여의 온도(예를 들면, 120℃)로 유지된 황산을, 밸브(44b) 및 유량 조정기(44c)를 통하여 합류부(44g)로 공급한다. 유량 조정기(44c)는, 합류부(44g)로 공급되는 황산의 유량을 조정한다.
과산화수소수 공급원(44d)은, 과산화수소수를 밸브(44e) 및 유량 조정기(44f)를 통하여 합류부(44g)로 공급한다. 유량 조정기(44f)는, 합류부(44g)로 공급되는 과산화수소수의 유량을 조정한다. 또한, 합류부(44g)는, SPM액 공급로(47)에 접속된다.
그리고, 황산과 과산화수소수를 합류부(44g)에서 혼합하여 생성되는 SPM액은, SPM액 공급로(47)를 통하여 노즐(41a)로 공급된다. 또한, SPM액은, 황산과 과산화수소수가 섞일 시에 발열하는 점에서, 노즐(41a)에 달하는 시점에서는 황산의 온도보다 높은 온도(예를 들면, 140℃)로 승온된다.
수증기 공급부(45)는, DIW 공급원(45a)과, 증기 생성 기구(45b)와, 밸브(45c)와, 유량 조정기(45d)를 가진다.
DIW 공급원(45a)은, DIW(DeIonized Water : 탈이온수)를 증기 생성 기구(45b)로 공급한다. 증기 생성 기구(45b)는, DIW 공급원(45a)으로부터 공급되는 DIW를 원료로서 수증기(V)(도 5 참조)를 생성한다. 수증기(V)는, 증기 형상의 순수의 일례이다.
유량 조정기(45d)는, 밸브(45c)를 통하여 수증기 공급로(48)로 공급되는 수증기(V)의 유량을 조정한다. 그리고, 수증기 공급부(45)에서 생성된 수증기(V)는, 수증기 공급로(48)를 통하여 노즐(41a)로 공급된다.
도 3은 실시 형태에 따른 노즐(41a)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 노즐(41a)의 내부에는, 1 개의 SPM액 공급로(47)와, 2 개의 수증기 공급로(48)가, 노즐(41a)의 긴 방향을 따라 배열되어 삽입 관통된다.
또한, 노즐(41a)의 하면에 형성되는 토출구(61)와 SPM액 공급로(47)와의 사이에는, 토출로(62)가 접속되고, 토출구(61)와 수증기 공급로(48)와의 사이에는, 토출로(63)가 접속된다.
즉, 노즐(41a)의 토출구(61)에는, 토출로(62)를 통하여 SPM액(이하의 도면에서는 'SPM'이라 기재함)이 공급되고, 또한 토출로(63)를 통하여 수증기(V)가 공급된다.
그리고, 실시 형태에 따른 노즐(41a)에서는, SPM액과 수증기(V)를 토출구(61)에서 혼합하여, 혼합 유체(M)가 생성된다. 즉, 본 개시에서는, 혼합 유체(M)가, SPM액과 수증기(V)가 노즐(41a)로부터 토출되고 나서 웨이퍼(W)에 도달할 때까지의 사이에 혼합되어 생성된다. 또한, 토출구(61)는, 노즐(41a)의 긴 방향을 따라 복수 배열되어 배치된다.
이에 의해, 실시 형태에 따른 노즐(41a)은, SPM액과 수증기(V)를 혼합하여 생성되는 혼합 유체(M)를, 복수의 토출구(61)로부터 웨이퍼(W)에 토출할 수 있다. 또한, 이 혼합 유체(M)에서는, 수증기(V)에 의해 SPM액이 더 승온된다(예를 들면, 160℃ ~ 200℃).
따라서, 실시 형태에 따르면, SPM액이 승온된 혼합 유체(M)로 웨이퍼(W)의 표면을 처리함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
도 2의 설명으로 되돌아온다. 노즐(41b)은, 린스액 공급부(46)에 접속된다. 린스액 공급부(46)로부터 공급되는 린스액(R)(도 4 참조)은, 예를 들면, 린스 처리에 이용된다. 실시 형태에 따른 린스액(R)은, 예를 들면, 과산화수소수, DIW, 오존수 및 희석 암모니아수 등이다.
린스액 공급부(46)는, 린스액 공급원(46a)과, 밸브(46b)와, 유량 조정기(46c)를 가진다. 린스액 공급원(46a)은, 린스액(R)을 노즐(41b)로 공급한다. 유량 조정기(46c)는, 밸브(46b)를 통하여 노즐(41b)로 공급되는 린스액(R)의 유량을 조정한다.
회수 컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수 컵(50)의 저부에는, 배액구(51)가 형성되어 있고, 회수 컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부로 배출된다.
또한, 회수 컵(50)의 저부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부로 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
<기판 처리의 상세>
이어서, 실시 형태에 따른 기판 처리의 상세에 대하여, 도 4 ~ 도 9를 참조하여 설명한다. 도 4 ~ 도 9는 실시 형태에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다.
먼저, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제어부(18)(도 1 참조)는, 웨이퍼(W)를 유지부(31)(도 2 참조)로 유지한다. 이어서, 제어부(18)는, 노즐(41b)을 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)의 상방에 배치하고, 또한 노즐(41a)을 웨이퍼(W)의 상방 또한 노즐(41b)의 근방에 배치한다.
그리고, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)를 소여의 회전수로 회전시키고, 또한 노즐(41b)로부터 린스액(R)을 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)에 토출한다. 즉, 제어부(18)는, 린스액(R)을 웨이퍼(W)에 접촉했을 시에 확산된 린스액(R)이 웨이퍼(W)의 중심에 이르도록 공급한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 린스액(R)의 액막을 형성한다.
여기서, 실시 형태에서는, 직전의 웨이퍼 처리에서 이용된 수증기(V)가 수증기 공급로(48)(도 2 참조)의 내부에서 결로되고, 이러한 결로된 물방울이 노즐(41a)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 직접 낙하하는 경우가 있다.
그리고, 실시 형태에서는, 증기 생성 기구(45b)(도 2 참조) 등에서 수증기(V)에 불순물이 혼입되는 경우가 있기 때문에, 수증기 공급로(48)에 남는 물방울에도 많은 불순물이 포함될 우려가 있다. 이 때문에, 물방울이 웨이퍼(W)의 표면에 직접 낙하하면, 이러한 물방울에 포함되는 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염될 우려가 있다.
그러나, 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 미리 린스액(R)의 액막을 형성하고 있는 점에서, 물방울에 포함되는 불순물을 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착시키지 않고, 웨이퍼(W)로부터 비산시킬 수 있다.
즉, 실시 형태에서는, 수증기 공급로(48)에 남는 불순물이, 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 표면전체에 미리 린스액(R)의 액막을 형성함으로써, 수증기(V)에 포함되는 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제어부(18)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 린스액(R)의 액막이 형성되는 웨이퍼(W)의 표면을 향해, 노즐(41a)로부터 수증기(V)를 토출해도 된다. 즉, 도 5에 나타내는 처리에서는, 노즐(41a)에 대하여 SPM액은 공급되지 않고, 수증기(V)만이 공급된다.
이에 의해, 수증기 공급로(48)의 내부에서 결로되어 생성된 물방울을, 수증기(V)와 함께 수증기 공급로(48)로부터 확실하게 밀어낼 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따르면, 수증기(V)에 포함되는 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 더 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에서는, 린스액(R)의 액막이 형성되는 웨이퍼(W)의 표면을 향해 노즐(41a)로부터 수증기(V)를 토출함으로써, 노즐(41a) 및 수증기 공급로(48)를 승온할 수 있다. 이에 의해, 이후의 처리에서 노즐(41a)로부터 수증기(V)를 토출할 시에, 이러한 수증기(V)가 결로되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 실시 형태에 따르면, 수증기(V)에 포함되는 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 더 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에서는, 수증기(V)에 의해 미리 노즐(41a) 및 수증기 공급로(48)를 승온시킴으로써, 이후의 처리에서 노즐(41a)로부터 수증기(V)를 토출할 시에, 온도의 상승 개시를 촉진할 수 있다.
이어서, 제어부(18)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 수증기 공급로(48)(도 2 참조)에 남는 물방울이 외부로 토출된 타이밍(예를 들면, 수증기(V)의 토출 개시로부터 10초 정도)에, 노즐(41a)로부터의 수증기(V)의 토출을 정지한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 수증기 공급로(48)에 남는 물방울을 제거할 수 있다.
또한, 제어부(18)는, 노즐(41a)로부터의 수증기(V)의 토출 정지와 동시에, 노즐(41b)로부터의 린스액(R)의 토출도 정지하고, 이러한 노즐(41b)을 대기 위치로 이동시킨다. 또한, 도 6에 나타내는 처리에서는, 웨이퍼(W)의 표면에 린스액(R)의 액막이 계속하여 형성된다.
이어서, 제어부(18)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 소여의 제 1 회전수로 회전시키고, 또한 린스액(R)의 액막이 형성되는 웨이퍼(W)의 표면을 향해, 노즐(41a)로부터 SPM액을 토출한다. 예를 들면, 제어부(18)는, 린스액(R)의 액막이 형성되는 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주연부에 걸쳐, 바 노즐인 노즐(41a)로부터 SPM액을 토출한다.
즉, 도 7에 나타내는 처리에서는, 노즐(41a)에 대하여 수증기(V)는 공급되지 않고, SPM액만이 공급된다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면에 SPM액의 액막을 형성한다.
여기서, 실시 형태에서는, 린스액(R)의 액막이 형성되는 웨이퍼(W)의 표면을 향해 SPM액을 토출함으로써, 점성이 비교적 큰 SPM액을 웨이퍼(W)의 표면 전체에 신속하게 확산시킬 수 있다.
즉, 실시 형태에서는, 점성이 큰 SPM액이 불균일하게 웨이퍼(W)의 표면에 확산됨으로써, 이러한 SPM액이 유지 부재(31a)(도 2 참조) 등에서 튀는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따르면, 이러한 액이 튀는 것에 기인하여 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
이어서, 제어부(18)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 SPM액이 확산된 타이밍(예를 들면, SPM액의 토출 개시로부터 3초 정도)에, 노즐(41a)로부터 혼합 유체(M)의 토출을 개시한다. 예를 들면, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주연부에 걸쳐, 바 노즐인 노즐(41a)로부터 혼합 유체(M)를 토출한다.
즉, 도 8에 나타내는 처리에서는, 노즐(41a)에 대하여 SPM액과 수증기(V)가 모두 공급된다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면에 혼합 유체(M)의 액막을 형성한다.
그리고, 실시 형태에서는, 수증기(V)로 승온된 SPM액에 의해 웨이퍼(W)를 SPM 처리함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 제어부(18)는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, SPM 처리에 있어, 우선 먼저 SPM액만을 노즐(41a)로부터 토출하고, 그 다음에 노즐(41a)로부터 수증기(V)를 추가하여 토출한다. 즉, 제어부(18)는, SPM액의 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수증기(V)를 추가하여 토출한다.
이에 의해, 제어부(18)는, 수증기(V)에 포함되는 불순물을 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착시키지 않고, 웨이퍼(W)로부터 비산시킬 수 있다.
즉, 실시 형태에서는, 수증기(V)에 포함되는 불순물이, 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따르면, SPM 처리 등의 액 처리에 있어서, 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 있어서, 제어부(18)는, SPM 처리에 앞서, 노즐(41a)로부터 수증기(V)만을 토출하는 처리(도 5 참조)를 실시하면 좋다. 이에 의해, 노즐(41a)에서 혼합 유체(M)를 생성할 시에, 수증기 공급로(48)에 남는 물방울과 SPM액이 반응하여 돌비하여, 액이 튀는 것이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 실시 형태에 따르면, 이러한 액이 튀는 것에 기인하여 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에서는, 도 8에 나타내는 혼합 유체(M)의 토출 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전수를, 도 7에 나타내는 SPM액의 토출 처리에 있어서의 제 1 회전수보다 작은 제 2 회전수로 하면 좋다. 즉, 실시 형태에서는, SPM액의 토출 처리를 보다 큰 제 1 회전수로 실시하고, 혼합 유체(M)의 토출 처리를 보다 작은 제 2 회전수로 실시하면 좋다.
이와 같이, SPM액의 토출 처리를 보다 큰 제 1 회전수로 실시함으로써, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 신속하게 SPM액의 액막을 형성할 수 있는 점에서, 혼합 유체(M)의 토출 처리로 신속하게 이행할 수 있다.
또한, 혼합 유체(M)의 토출 처리를 보다 작은 제 2 회전수로 실시함으로써, 웨이퍼(W)의 표면과 혼합 유체(M)와의 접촉 시간을 길게 할 수 있는 점에서, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막을 더 효율적으로 제거할 수 있다.
즉, 실시 형태에서는, 제 1 회전수보다 작은 제 2 회전수로 혼합 유체(M)의 토출 처리를 실시함으로써, 짧은 처리 시간에 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한 실시 형태에서는, 도 7에 나타내는 SPM액의 토출 처리를 보다 큰 제 1 토출 유량으로 실시하고, 도 8에 나타내는 혼합 유체(M)의 토출 처리를 보다 작은 제 2 토출 유량으로 실시해도 된다. 이에 의해서도, 짧은 처리 시간으로 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 실시 형태에서는, 도 8에 나타내는 혼합 유체(M)의 토출 처리를 종료할 시에, SPM액보다 먼저 수증기(V)의 공급을 정지하면 좋다. 가령 수증기(V)보다 먼저 SPM액의 공급을 정지한 경우, 불순물을 포함한 수증기(V)가 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착할 가능성이 있는 점에서, 웨이퍼(W)가 오염될 우려가 있다.
한편, 실시 형태에서는, SPM액보다 먼저 수증기(V)의 공급을 정지함으로써, 불순물을 포함한 수증기(V)가 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 따르면, 수증기(V)에 포함되는 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한 실시 형태에서는, 혼합 유체(M)의 토출 처리를 종료할 시에, SPM액보다 먼저 수증기(V)의 공급을 정지하는 경우에 한정되지 않고, SPM액의 공급과 수증기(V)의 공급을 동시에 정지해도 된다.
이에 의해서도, 불순물을 포함한 수증기(V)가 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착하는 것을 억제할 수 있는 점에서, 수증기(V)에 포함되는 불순물에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
여기까지 설명한 혼합 유체(M)의 토출 처리가 종료된 후에, 제어부(18)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 노즐(41b)을 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)의 상방으로 이동시켜, 이러한 노즐(41b)로부터 웨이퍼(W)에 린스액(R)을 토출한다. 즉, 제어부(18)는, 린스액(R)을 웨이퍼(W)에 접촉했을 시에 확산된 린스액(R)이 웨이퍼(W)의 중심에 이르도록 공급한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 실시한다.
또한 실시 형태에서는, 도 9에 나타내는 웨이퍼(W)의 린스 처리를 과산화수소수로 행해도 된다. 즉, 실시 형태에서는, 린스액(R)으로서 과산화수소수를 이용해도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 효율적으로 실시할 수 있다.
그리고, 제어부(18)는, 이 린스 처리에 이어, 웨이퍼(W)의 건조 처리(예를 들면, 스핀 건조) 등을 실시하고, 일련의 기판 처리가 완료된다.
또한 상기의 실시 형태에서는, 수증기(V)와 함께 혼합 유체(M)의 원료가 되는 처리액으로서 SPM액이 이용되는 예에 대하여 나타냈지만, 본 개시는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수증기(V)와 함께 혼합 유체(M)의 원료가 되는 처리액으로서, 희황산, 황산과 오존수와의 혼합액, 인산, SC1(암모니아와 과산화수소수와의 혼합액), DHF(희불산) 및 불초산과 과산화수소수와의 혼합액 등이 이용되어도 된다.
한편, 수증기(V)와 함께 혼합 유체(M)의 원료가 되는 처리액으로서 SPM액이 이용됨으로써, SPM 처리를 고온으로 실시할 수 있는 점에서, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
<변형예 1>
이어서, 실시 형태의 각종 변형예에 대하여, 도 10 ~ 도 15를 참조하여 설명한다. 도 10은 실시 형태의 변형예 1에 따른 처리 유닛(16)의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 변형예 1에 따른 처리 유닛(16)에서는, 수증기 공급부(45) 대신에 물 미스트 공급부(45A)가 마련되는 점이 실시 형태와 상이하다. 따라서, 이후의 예에서는, 실시 형태와 동일한 부위에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 상세한 설명은 생략한다.
노즐(41a)은, 예를 들면 바 노즐이며, SPM액 공급로(47)를 통하여 SPM액 공급부(44)에 접속되고, 또한 물 미스트 공급로(48A)를 통하여 물 미스트 공급부(45A)에 접속된다. 물 미스트 공급부(45A)는, 제 2 공급부의 다른 일례이다.
물 미스트 공급부(45A)로부터 공급되는 물 미스트는, 미스트 형상의 순수의 일례이며, DIW와 질소(N2-)를 혼합하여 생성된다. 이러한 물 미스트는, 실시 형태의 수증기(V)와 마찬가지로, SPM액의 승온 처리에 이용된다.
물 미스트 공급부(45A)는, DIW 공급원(45a)과, 밸브(45c)와, 유량 조정기(45d)와, 질소 공급원(45f)과, 밸브(45g)와, 유량 조정기(45h)와, 믹서(45i)와, 히터(45j)를 가진다.
DIW 공급원(45a)은, DIW를 밸브(45c) 및 유량 조정기(45d)를 통하여 믹서(45i)로 공급한다. 유량 조정기(45d)는, 믹서(45i)로 공급되는 DIW의 유량을 조정한다.
질소 공급원(45f)은, 질소 가스를 밸브(45g) 및 유량 조정기(45h)를 통하여 믹서(45i)로 공급한다. 유량 조정기(45h)는, 믹서(45i)로 공급되는 질소 가스의 유량을 조정한다.
믹서(45i)는, 무화기(霧化器)로서의 기능을 가진다. 변형예 1에서는, 믹서(45i)에 있어서 상온의 액체 상태의 DIW가 상온의 질소 가스와 혼합될 시에 무화되어 물 미스트가 되고, 하류측의 히터(45j)로 유출된다.
히터(45j)는, 물 미스트 공급로(48A)에 접속된다. 그리고, 히터(45j)는, 믹서(45i)로부터 공급되는 물 미스트를 소여의 온도(예를 들면, 100℃ 정도)로 승온하고, 이러한 승온된 물 미스트를 물 미스트 공급로(48A)로 공급한다.
물 미스트 공급로(48A)를 통하여 노즐(41a)로 공급되는 물 미스트는, 실시 형태의 수증기(V)와 마찬가지로, 토출로(63)(도 3 참조)를 통하여 노즐(41a)의 토출구(61)(도 3 참조)로부터 토출된다. 이에 의해, 변형예 1에 따른 처리 유닛(16)은, SPM액과 물 미스트를 혼합하여 생성되는 혼합 유체(M)를, 노즐(41a)로부터 웨이퍼(W)에 토출할 수 있다.
또한, 변형예 1에서는, 미스트 형상의 DIW가 분사된 후에 SPM액과 혼합되므로, SPM액과 물 미스트와의 혼합을 신속하게 완료시켜 수화열(水和熱)에 의한 신속한 승온이 달성된다. 따라서, 변형예 1에 따르면, SPM액이 승온된 혼합 유체(M)에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
그리고, 변형예 1에서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 제어부(18)가, 물 미스트의 토출에 앞서 웨이퍼(W)의 표면에 린스액(R)의 액막을 형성하면 좋다(도 5 참조). 이에 의해, 물 미스트 공급로(48A)에 남아 있던 물 미스트가 결로되어 생성된 물방울이, 웨이퍼(W)의 표면에 직접 토출되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 변형예 1에 따르면, 이러한 물방울에 기인하는 물 때 등이 웨이퍼(W)의 표면에 남는 것을 억제할 수 있는 점에서, 이러한 물 때 등에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 변형예 1에서는, 제어부(18)가, SPM 처리에 있어, 우선 먼저 SPM액만을 노즐(41a)로부터 토출하고, 그 다음에 노즐(41a)로부터 물 미스트를 추가하여 토출하면 좋다(도 7 및 도 8 참조). 즉, 제어부(18)는, SPM액의 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 물 미스트를 토출하면 좋다.
이에 의해, 제어부(18)는, 물 미스트에 포함되는 물 때가, 웨이퍼(W)의 표면에 직접 부착하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 변형예 1에 따르면, 이러한 물 때 등에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 변형예 1에 있어서, 제어부(18)는, SPM 처리에 앞서, 노즐(41a)로부터 물 미스트만을 토출하는 처리(도 5 참조)를 실시하면 된다. 이에 의해, 노즐(41a)에서 혼합 유체(M)를 생성할 시에, 물 미스트 공급로(48A)에 남는 물방울과 SPM액이 반응하여 돌비하여, 액이 튀는 것이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 변형예 1에 따르면, 이러한 액이 튀는 것에 기인하여 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
<변형예 2>
도 11은 실시 형태의 변형예 2에 따른 처리 유닛(16)의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 변형예 2에 따른 처리 유닛(16)에서는, 암(42b)에 노즐(41c)이 더 마련되고, 또한 이러한 노즐(41c)에 접속되는 과산화수소수 공급부(49)가 마련되는 점이 실시 형태와 상이하다.
과산화수소수 공급부(49)는, 과산화수소수 공급원(49a)과, 밸브(49b)와, 유량 조정기(49c)를 가진다. 과산화수소수 공급원(49a)은, 과산화수소수를 밸브(49b) 및 유량 조정기(49c)를 통하여 노즐(41c)로 공급한다. 유량 조정기(49c)는, 노즐(41c)로 공급되는 과산화수소수의 유량을 조정한다.
또한, 변형예 2에서는, 린스액 공급부(46)의 린스액 공급원(46a)으로부터, 린스액(R)(도 13 참조)으로서 DIW가 노즐(41b)로 공급된다.
도 12 및 도 13은 실시 형태의 변형예 2에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다. 또한, 변형예 2에 따른 기판 처리에서는, 도 8에 나타낸 혼합 유체(M)의 토출 처리까지의 각종 처리에 대해서는 실시 형태와 동일한 점에서, 설명을 생략한다.
도 8에 나타낸 혼합 유체(M)의 토출 처리에 이어, 제어부(18)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 노즐(41c)을 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)의 상방으로 이동시켜, 이러한 노즐(41c)로부터 웨이퍼(W)에 과산화수소수를 토출한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면을 과산화수소수로 처리한다.
이에 의해, 변형예 2에서는, SPM 처리에 이용되는 SPM액에 포함되는 유황(S) 성분이 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하고 있는 경우에, 이러한 유황 성분과 과산화수소수를 반응시킴으로써, 유황 성분을 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거할 수 있다.
이어서, 제어부(18)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 노즐(41b)을 웨이퍼(W)의 중심부의 상방으로 이동시켜, 이러한 노즐(41b)로부터 웨이퍼(W)에 DIW인 린스액(R)을 토출한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 실시한다.
또한, 변형예 2에서는, 이러한 린스 처리에 의해, 과산화수소수와 반응한 유황 성분을 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거할 수 있다.
여기까지 설명한 바와 같이, 변형예 2에서는, 혼합 유체(M)의 토출 처리 후에, 과산화수소수 토출 처리와 린스 처리를 계속하여 행함으로써, SPM 등의 액 처리가 실시된 웨이퍼(W)의 표면을 더 청정하게 할 수 있다.
<변형예 3>
도 14 및 도 15는 실시 형태의 변형예 3에 따른 기판 처리의 일공정을 나타내는 모식도이다. 또한, 변형예 3에 따른 기판 처리에서는, 도 8에 나타낸 혼합 유체(M)의 토출 처리까지의 각종 처리에 대해서는 실시 형태와 동일한 점에서, 설명을 생략한다.
도 8에 나타낸 혼합 유체(M)의 토출 처리에 이어, 제어부(18)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 노즐(41b)을 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)와 주연부(We)와의 사이의 중간부(Wm)의 상방으로 이동시켜, 이러한 노즐(41b)로부터 웨이퍼(W)에 린스액(R)을 토출한다.
즉, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)에 접촉했을 시에 확산된 린스액(R)이 웨이퍼(W)의 중간부(Wm) 및 주연부(We)에 걸리도록, 린스액(R)을 공급한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 실시한다.
이 웨이퍼(W)의 중간부(Wm)는, 예를 들면, 웨이퍼(W)의 주연부(We)로부터 중심부(Wc)를 향해 소여의 거리(예를 들면, 주연부(We)로부터 약 50 mm 정도) 떨어진 부위이다.
이어서, 제어부(18)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 노즐(41b)을 웨이퍼(W)의 중간부(Wm)의 상방으로부터 중심부(Wc)의 상방으로 서서히 이동시키고, 또한 이러한 노즐(41b)로부터의 린스액(R)의 토출을 계속한다(이른바 스캔 인 동작). 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)에도 린스 처리를 실시할 수 있다.
예를 들면, 웨이퍼(W)의 린스 처리에 있어서, SPM 처리 직후의 매우 고온인(예를 들면, 200℃ 정도의) 웨이퍼(W)에 대하여, 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)에 실온의 린스액(R)을 토출한 경우, 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)와 주연부(We)와의 온도차가 매우 커진다.
이 때문에, 이 경우, 웨이퍼(W)의 주연부(We)가 크게 연장되어 있는 한편, 중심부(Wc)가 급격하게 수축하는 점에서, 린스 처리의 초기 단계에 있어서, 웨이퍼(W)에 흔들림이 생길 우려가 있다. 특히, 바 노즐을 이용한 SPM 처리에서는, 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)와 주연부(We)와의 온도가 대략 균등하게 되는 점에서, 이러한 흔들림이 린스 처리의 초기 단계에서 현저하게 발생할 우려가 있다.
따라서, 이 변형예 3에서는, 웨이퍼(W)의 린스 처리에 있어서, 중심부(Wc)보다 주연부(We)에 가까운 웨이퍼(W)의 중간부(Wm)에 대하여, 먼저 린스액(R)을 토출한다. 이에 의해, 린스 처리의 초기 단계에 있어서, 웨이퍼(W)의 중심부(Wc)와 주연부(We)와의 온도차를 작게 할 수 있다.
따라서, 변형예 3에 따르면, 바 노즐을 이용한 SPM 처리의 직후에 행해지는 린스 처리의 초기 단계에 있어서, 웨이퍼(W)에 흔들림이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한 도 14 및 도 15의 예에서는, 웨이퍼(W)가 고온 상태인 SPM 처리의 직후에 행해지는 린스 처리를 스캔 인 동작으로 행하는 예에 대하여 나타냈지만, 본 개시는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 웨이퍼(W)가 고온 상태인 SPM 처리의 직후에 행해지는 과산화수소수에 의한 유황 성분의 제거 처리에 있어서, 과산화수소수의 토출을 스캔 인 동작으로 행해도 된다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))는, 유지부(31)와, 액 토출부(노즐(41a))와, 제 1 공급부(SPM액 공급부(44))와, 제 2 공급부(수증기 공급부(45), 물 미스트 공급부(45A))와, 제어부(18)를 구비한다. 유지부(31)는, 기판(웨이퍼(W))을 유지한다. 액 토출부(노즐(41a))는, 유지부(31)에 유지되는 기판(웨이퍼(W))에 유체를 토출한다. 제 1 공급부(SPM액 공급부(44))는, 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 생성한 처리액(SPM액)을 액 토출부(노즐(41a))로 공급한다. 제 2 공급부(수증기 공급부(45), 물 미스트 공급부(45A))는, 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 액 토출부(노즐(41a))로 공급한다. 제어부(18)는, 각 부를 제어한다. 또한, 제어부(18)는, 유지부(31)에 유지되는 기판(웨이퍼(W))에 액 토출부(노즐(41a))로부터 처리액(SPM액)을 토출한다. 또한, 제어부(18)는, 처리액(SPM액)이 토출되어 있는 기판(웨이퍼(W))에, 처리액(SPM액)과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 혼합하여 생성한 혼합 유체(M)를 액 토출부(노즐(41a))로부터 토출한다. 이에 의해, SPM 처리에 있어서 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
<기판 처리의 순서>
이어서, 실시 형태 및 각종 변형예에 따른 기판 처리의 순서에 대하여, 도 16 ~ 도 18을 참조하여 설명한다. 도 16은 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
먼저, 제어부(18)는, 처리 유닛(16) 등을 제어하여, 유지부(31)로 웨이퍼(W)를 유지한다(단계(S101)). 그리고, 제어부(18)는, 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 린스액(R)을 회전하는 웨이퍼(W)에 토출한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면에 린스액(R)의 액막을 형성한다(단계(S102)).
이어서, 제어부(18)는, 수증기 공급부(45) 등을 제어하여, 수증기(V)를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S103)). 이에 의해, 제어부(18)는, 수증기 공급로(48)에 남는 물방울을 외부에 토출한다.
이어서, 제어부(18)는, 수증기 공급부(45) 및 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 웨이퍼(W)에 대한 린스액(R) 및 수증기(V)의 토출을 정지한다(단계(S104)). 그리고, 제어부(18)는, SPM액 공급부(44) 등을 제어하여, SPM액을 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S105)).
이어서, 제어부(18)는, SPM액 공급부(44) 및 수증기 공급부(45) 등을 제어하여, 노즐(41a)에 SPM액과 수증기(V)를 양방 공급함으로써, 혼합 유체(M)를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S106)).
이어서, 제어부(18)는, 수증기 공급부(45) 등을 제어하여, 노즐(41a)로부터의 수증기(V)의 토출을 정지하고(단계(S107)), 이 후 SPM액 공급부(44) 등을 제어하여, 노즐(41a)로부터의 SPM액의 토출을 정지한다(단계(S108)).
이어서, 제어부(18)는, 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 린스액(R)에 의한 웨이퍼(W)의 린스 처리를 실시한다(단계(S109)). 또한, 이러한 단계(S109)의 처리는, 노즐(41b)을 스캔 인 동작하여 행해도 된다. 그리고, 제어부(18)는, 처리 유닛(16)을 제어하여, 웨이퍼(W)의 건조 처리(예를 들면, 스핀 건조)를 실시하고(단계(S110)), 일련의 기판 처리가 완료된다.
도 17은 실시 형태의 변형예 1에 따른 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
먼저, 제어부(18)는, 처리 유닛(16) 등을 제어하여, 유지부(31)로 웨이퍼(W)를 유지한다(단계(S201)). 그리고, 제어부(18)는, 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 린스액(R)을 회전하는 웨이퍼(W)에 토출한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면에 린스액(R)의 액막을 형성한다(단계(S202)).
이어서, 제어부(18)는, 물 미스트 공급부(45A) 등을 제어하여, 물 미스트를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S203)). 이에 의해, 제어부(18)는, 물 미스트 공급로(48A)에 남는 물방울을 외부에 토출한다.
이어서, 제어부(18)는, 물 미스트 공급부(45A) 및 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 웨이퍼(W)에 대한 린스액(R) 및 물 미스트의 토출을 정지한다(단계(S204)). 그리고, 제어부(18)는, SPM액 공급부(44) 등을 제어하여, SPM액을 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S205)).
이어서, 제어부(18)는, SPM액 공급부(44) 및 물 미스트 공급부(45A) 등을 제어하여, 노즐(41a)에 SPM액과 물 미스트를 양방 공급함으로써, 혼합 유체(M)를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S206)).
이어서, 제어부(18)는, 물 미스트 공급부(45A) 등을 제어하여, 노즐(41a)로부터의 물 미스트의 토출을 정지하고(단계(S207)), 이 후 SPM액 공급부(44) 등을 제어하여, 노즐(41a)로부터의 SPM액의 토출을 정지한다(단계(S208)).
이어서, 제어부(18)는, 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 린스액(R)에 의한 웨이퍼(W)의 린스 처리를 실시한다(단계(S209)). 또한, 이러한 단계(S209)의 처리는, 노즐(41b)을 스캔 인 동작하여 행해도 된다. 그리고, 제어부(18)는, 처리 유닛(16)을 제어하여, 웨이퍼(W)의 건조 처리(예를 들면, 스핀 건조)를 실시하고(단계(S210)), 일련의 기판 처리가 완료된다.
도 18은 실시 형태의 변형예 1에 따른 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
먼저, 제어부(18)는, 처리 유닛(16) 등을 제어하여, 유지부(31)로 웨이퍼(W)를 유지한다(단계(S301)). 그리고, 제어부(18)는, 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 린스액(R)을 회전하는 웨이퍼(W)에 토출한다. 이에 의해, 제어부(18)는, 웨이퍼(W)의 표면에 린스액(R)의 액막을 형성한다(단계(S302)).
이어서, 제어부(18)는, 수증기 공급부(45) 등을 제어하여, 수증기(V)를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S303)). 이에 의해, 제어부(18)는, 수증기 공급로(48)에 남는 물방울을 외부에 토출한다.
이어서, 제어부(18)는, 수증기 공급부(45) 및 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, 웨이퍼(W)에 대한 린스액(R) 및 수증기(V)의 토출을 정지한다(단계(S304)). 그리고, 제어부(18)는, SPM액 공급부(44) 등을 제어하여, SPM액을 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S305)).
이어서, 제어부(18)는, SPM액 공급부(44) 및 수증기 공급부(45) 등을 제어하여, 노즐(41a)에 SPM액과 수증기(V)를 양방 공급함으로써, 혼합 유체(M)를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S306)).
이어서, 제어부(18)는, 수증기 공급부(45) 등을 제어하여, 노즐(41a)로부터의 수증기(V)의 토출을 정지하고(단계(S307)), 이 후 SPM액 공급부(44) 등을 제어하여, 노즐(41a)로부터의 SPM액의 토출을 정지한다(단계(S308)).
이어서, 제어부(18)는, 과산화수소수 공급부(49) 등을 제어하여, 과산화수소수를 웨이퍼(W)에 토출한다(단계(S309)). 또한, 이러한 단계(S309)의 처리는, 노즐(41c)을 스캔 인 동작하여 행해도 된다. 그리고, 제어부(18)는, 린스액 공급부(46) 등을 제어하여, DIW인 린스액(R)에 의한 웨이퍼(W)의 린스 처리를 실시한다(단계(S310)).
이어서, 제어부(18)는, 처리 유닛(16)을 제어하여, 웨이퍼(W)의 건조 처리(예를 들면, 스핀 건조)를 실시하고(단계(S311)), 일련의 기판 처리가 완료된다.
실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 처리액 토출 공정(단계(S105, S205, S305))과, 혼합 유체 토출 공정(단계(S106, S206, S306))을 포함한다. 처리액 토출 공정(단계(S105, S205, S305))은, 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 생성한 처리액(SPM액)을 기판(웨이퍼(W))에 토출한다. 혼합 유체 토출 공정(단계(S106, S206, S306))은, 처리액(SPM액)이 토출되어 있는 기판(웨이퍼(W))에, 처리액(SPM액)과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 혼합하여 생성한 혼합 유체(M)를 토출한다. 이에 의해, SPM 처리 등의 액 처리에 있어서, 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 액막 형성 공정(단계(S102, S202, S302))과, 순수 토출 공정(단계(S103, S203, S303))을 더 포함한다. 액막 형성 공정(단계(S102, S202, S302))은, 기판(웨이퍼(W))에 린스액(R)을 토출하여 기판(웨이퍼(W))의 표면에 린스액(R)의 액막을 형성한다. 순수 토출 공정(단계(S103, S203, S303))은, 기판(웨이퍼(W))의 표면에 형성된 린스액(R)의 액막에 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 토출한다. 그리고, 처리액 토출 공정(단계(S105, S205, S305))은, 순수 토출 공정(단계(S103, S203, S303)) 후에 행해진다. 이에 의해, 불순물 또는 물 때 등에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 처리액 토출 공정(단계(S105, S205, S305))은, 린스액(R)의 액막이 형성된 기판(웨이퍼(W))의 표면에 대하여 행해진다. 이에 의해, 액이 튀는 것에 기인하여 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 린스액(R)은, 과산화수소수다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 효율적으로 실시할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 과산화수소수 토출 공정(단계(S309))과, 린스 공정(단계(S310))을 더 포함한다. 과산화수소수 토출 공정(단계(S309))은, 혼합 유체 토출 공정(단계(S306)) 후에, 과산화수소수를 기판(웨이퍼(W))에 토출한다. 린스 공정(단계(S310))은, 과산화수소수 토출 공정(단계(S309)) 후에, 순수인 린스액(R)을 기판(웨이퍼(W))에 토출한다. 이에 의해, SPM 처리 등의 액 처리가 실시된 웨이퍼(W)의 표면을 더 청정하게 할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 처리액 토출 공정(단계(S105, S205, S305))에서는, 기판(웨이퍼(W))이 제 1 회전수로 회전한다. 또한, 혼합 유체 토출 공정(단계(S106, S206, S306))에서는, 기판(웨이퍼(W))이 제 1 회전수보다 작은 제 2 회전수로 회전한다. 이에 의해, 짧은 처리 시간에 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 혼합 유체 토출 공정(단계(S106, S206, S306))을 종료할 시에, 처리액(SPM액)보다 먼저 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수의 공급을 정지한다. 이에 의해, 불순물 또는 물 때 등에 의해 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 혼합 유체(M)는, 처리액(SPM액)과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수가 노즐(41a)로부터 토출되고 나서 기판(웨이퍼(W))에 도달할 때까지의 사이에 혼합되어 생성된다. 이에 의해, 고온의 혼합 유체(M)를 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 혼합 유체(M)는, 기판(웨이퍼(W))의 중심으로부터 주연부에 걸쳐 공급되고, 린스액(R)은, 기판(웨이퍼(W))에 접촉했을 시에 확산된 린스액(R)이 기판(웨이퍼(W))의 중심에 이르도록 공급된다. 이에 의해, SPM 처리 등의 액 처리를 효율적으로 실시할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 혼합 유체 토출 공정(단계(S106, S206, S306)) 후에, 린스액을 기판(웨이퍼(W))에 토출하는 린스 공정(S109, S209)을 더 포함한다. 또한, 린스 공정(S109, S209)은, 먼저 린스액을 기판(웨이퍼(W))의 중심부(Wc)와 주연부(We)와의 사이의 중간부(Wm)를 향해 토출하고, 이어서 린스액의 토출 위치를 기판(웨이퍼(W))의 중심부(Wc)를 향해 서서히 이동시킨다. 이에 의해, 린스 처리의 초기 단계에 있어서, 웨이퍼(W)에 흔들림이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 처리액은, 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 생성한 SPM액이다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 각종 변경이 가능하다. 예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 혼합 유체(M)에 의한 SPM 처리 후에 린스 처리와 건조 처리를 실시하는 예에 대하여 나타냈지만, SPM 처리와 린스 처리와의 사이에 세정 처리 등을 실시해도 된다. 이러한 세정 처리는, 예를 들면, SC-1(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)을 웨이퍼(W)의 표면에 토출함으로써 실시할 수 있다.
또한, 상술의 실시 형태에서는, 건조 처리로서 스핀 건조를 실시하는 예에 대하여 나타냈지만, 건조액(예를 들면, IPA(이소프로필 알코올))을 웨이퍼(W)의 표면에 토출함으로써 스핀 건조를 실시해도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시 형태는, 첨부한 특허 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (12)

  1. 처리액을 기판에 토출하는 처리액 토출 공정과,
    상기 처리액이 토출되어 있는 상기 기판에, 상기 처리액과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 혼합하여 생성한 혼합 유체를 토출하는 혼합 유체 토출 공정
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에 린스액을 토출하여 상기 기판의 표면에 린스액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판의 표면에 형성된 린스액의 액막에 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 토출하는 순수 토출 공정
    을 더 포함하고,
    상기 처리액 토출 공정은, 상기 순수 토출 공정 후에 행해지는
    기판 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액 토출 공정은, 린스액의 액막이 형성된 상기 기판의 표면에 대하여 행해지는
    기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    린스액은, 과산화수소수인
    기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 유체 토출 공정 후에, 과산화수소수를 상기 기판에 토출하는 과산화수소수 토출 공정과,
    상기 과산화수소수 토출 공정 후에, 순수인 린스액을 상기 기판에 토출하는 린스 공정
    을 더 포함하는
    기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액 토출 공정에서는, 상기 기판이 제 1 회전수로 회전하고,
    상기 혼합 유체 토출 공정에서는, 상기 기판이 상기 제 1 회전수보다 작은 제 2 회전수로 회전하는
    기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 유체 토출 공정을 종료할 시에, 상기 처리액보다 먼저 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수의 공급을 정지하는
    기판 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 유체는, 상기 처리액과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수가 노즐로부터 토출되고 나서 상기 기판에 도달할 때까지의 사이에 혼합되어 생성되는
    기판 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 유체는, 상기 기판의 중심으로부터 주연부에 걸쳐 공급되고,
    린스액은, 상기 기판에 접촉했을 시에 확산된 린스액이 상기 기판의 중심에 이르도록 공급되는
    기판 처리 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 유체 토출 공정 후에, 린스액을 상기 기판에 토출하는 린스 공정을 더 포함하고,
    상기 린스 공정은, 먼저 린스액을 상기 기판의 중심부와 주연부와의 사이의 중간부를 향해 토출하고, 이어서 린스액의 토출 위치를 상기 기판의 중심부를 향해 서서히 이동시키는
    기판 처리 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은, 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 생성한 SPM액인
    기판 처리 방법.
  12. 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부에 유지되는 상기 기판에 유체를 토출하는 액 토출부와,
    처리액을 상기 액 토출부에 공급하는 제 1 공급부와,
    증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 상기 액 토출부에 공급하는 제 2 공급부와,
    각 부를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 유지부에 유지되는 상기 기판에 상기 액 토출부로부터 상기 처리액을 토출하고,
    상기 처리액이 토출되어 있는 상기 기판에, 상기 처리액과 증기 형상 또는 미스트 형상의 순수를 혼합하여 생성한 혼합 유체를 상기 액 토출부로부터 토출하는
    기판 처리 장치.
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