KR20220136899A - 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 - Google Patents

기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 처리조에 저류된 처리액에 침지된 상태로 기판이 기판 지지 부재에 적절하게 유지되고 있는 것을 확인하는 기술을 제공한다.
본 발명에 따른 기판 액 처리 장치는, 기판 반입 반출용의 상부 개구를 가지며 처리액을 저류하는 처리조와, 복수의 기판을 연직 자세로 수평 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 나란히 지지하는 기판 지지 부재와, 상기 기판 지지 부재를 상기 상부 개구를 통해서 상기 처리조 내의 처리 위치와 상기 처리조의 상방의 후퇴 위치의 사이에서 승강시키는 승강 기구와, 상기 처리조에 저류된 처리액 내에서 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 복수의 기판을 촬상할 수 있는 위치에 설치된 촬상부와, 상기 촬상부가 촬상한 화상 데이터에 기초하여, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 복수의 기판의 실제 위치와 상기 기판의 존재해야 할 기준 위치의 편차가 허용 범위에 있는지 아닌지를 판정하는 기판 위치 판정을 행하는 기판 위치 판정부와, 상기 기판 액 처리 장치의 동작을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE LIQUID PROCESSING METHOD}
본 개시는, 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에는, 처리조에 저류한 인산 수용액 중에 반도체 웨이퍼 등의 기판을 침지시켜, 기판의 표면에 형성한 실리콘질화막을 웨트 에칭하는 실리콘질화막 에칭 공정이 포함된다. 기판은, 연직 자세로 수평 방향으로 등간격으로 나열된 상태로 기판 지지 부재에 의해 지지된 상태로 인산 수용액 중에 침지된다.
기판의 처리중에는, 처리조 내에 바닥부로부터 액면으로 향하는 처리액의 흐름이 형성되고, 또한 처리의 균일성을 향상시키기 위해 질소 가스 버블링이 행해진다. 이 때문에, 기판은 기판 홀더로부터 부상하는 방향의 힘을 받는다. 특허문헌 1의 기판 액 처리 장치에서는, 기판이 처리액으로부터 받는 힘에 의해 기판이 기판 지지 부재로부터 탈락하는 것 혹은 위치가 어긋나는 것을 방지하기 위해, 기판의 상방으로의 변위를 방지하는 기판 누름 부재를 처리조의 덮개에 설치하고 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2019-067995호 공보
본 개시는, 처리조에 저류된 처리액에 침지된 상태로 기판이 기판 지지 부재에 적절하게 유지되고 있는 것을 확인하는 기술을 제공하는 것이다.
본 개시의 일 실시형태에 의하면, 기판 액 처리 장치로서, 기판 반입 반출용의 상부 개구를 가지며, 처리액을 저류하는 처리조와, 복수의 기판을, 연직 자세로, 수평 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 나란히 지지하는 기판 지지 부재와, 상기 기판 지지 부재를, 상기 상부 개구를 통해서, 상기 처리조 내의 처리 위치와 상기 처리조의 상방의 후퇴 위치의 사이에서 승강시키는 승강 기구와, 상기 처리조에 저류된 처리액 내에서 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 복수의 기판을 촬상할 수 있는 위치에 설치된 촬상부와, 상기 촬상부가 촬상한 화상 데이터에 기초하여, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 복수의 기판의 실제 위치와 상기 기판의 존재해야 할 기준 위치의 편차가 허용 범위에 있는지 아닌지를 판정하는 기판 위치 판정을 행하는 기판 위치 판정부와, 상기 기판 액 처리 장치의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 기판 액 처리 장치가 제공된다.
상기 실시형태에 의하면, 처리조에 저류된 처리액에 침지된 상태로 기판이 기판 유지 부재에 적절하게 유지되고 있는 것을 확인할 수 있다.
도 1은 기판 액 처리 시스템의 전체 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 기판 액 처리 시스템에 삽입된 에칭 장치의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 3은 에칭 장치의 처리조의 개략 횡단 방향 종단면도이다.
도 4는 처리조의 개략 길이 방향 종단면도이다.
도 5는 처리조의 개략 평면도이다.
도 6은 폐쇄 위치에 있는 덮개체 및 그 주변의 부재만을 취출하여 상세히 나타낸 처리조의 횡단 방향 종단면도이다.
도 7은 덮개체의 사시도이다.
도 8은 도 6에 나타낸 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동한 덮개체를 나타낸 횡단 방향 종단면도이다.
도 9는 처리조의 상방에 배치된 카메라 및 조명을 나타내는 개략도이다.
도 10은 기판 지지 부재와 기판 누름부의 사이에 기판이 적절하게 배치되어 있는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 11은 카메라에 의해 촬상된 화상을 나타내는 개략도이다.
도 12는 그레이값의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 13은 기판 지지 부재와 기판 누름부의 사이에 기판이 부적절하게 배치되어 있는 상태(브릿지가 생긴 상태)를 나타내는 개략도이다.
도 14는 브릿지가 생겼을 때의 그레이값의 분포를 나타내는 개략도이다.
도 15는 처리조에 기판을 침지시킨 직후의 기판의 요동에 관해 설명하는 그래프이다.
도 16은 카메라 및 조명의 다른 배치를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 우선 본 발명의 일 실시형태에 관한 기판 액 처리 장치(1)가 삽입된 기판 액 처리 시스템(1A) 전체에 관해 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 액 처리 시스템(1A)은, 캐리어 반입 반출부(2)와, 로트 형성부(3)와, 로트 배치부(4)와, 로트 반송부(5)와, 로트 처리부(6)와, 제어부(7)를 갖는다.
그 중 캐리어 반입 반출부(2)는, 복수매(예를 들면 25장)의 기판(실리콘 웨이퍼)(8)을 수평 자세로 상하로 나열하여 수용한 캐리어(9)의 반입 및 반출을 행한다.
이 캐리어 반입 반출부(2)에는, 복수개의 캐리어(9)를 배치하는 캐리어 스테이지(10)와, 캐리어(9)의 반송을 행하는 캐리어 반송 기구(11)와, 캐리어(9)를 일시적으로 보관하는 캐리어 스톡(12, 13)과, 캐리어(9)를 배치하는 캐리어 배치대(14)가 설치되어 있다. 여기서, 캐리어 스톡(12)은, 제품이 되는 기판(8)을 로트 처리부(6)로 처리하기 전에 일시적으로 보관한다. 또한, 캐리어 스톡(13)은, 제품이 되는 기판(8)을 로트 처리부(6)로 처리한 후에 일시적으로 보관한다.
그리고, 캐리어 반입 반출부(2)는, 외부로부터 캐리어 스테이지(10)에 반입된 캐리어(9)를, 캐리어 반송 기구(11)를 이용하여 캐리어 스톡(12)이나 캐리어 배치대(14)에 반송한다. 또한, 캐리어 반입 반출부(2)는, 캐리어 배치대(14)에 배치된 캐리어(9)를, 캐리어 반송 기구(11)를 이용하여 캐리어 스톡(13)이나 캐리어 스테이지(10)에 반송한다. 캐리어 스테이지(10)에 반송된 캐리어(9)는 외부로 반출된다.
로트 형성부(3)는, 하나 또는 복수의 캐리어(9)에 수용된 기판(8)을 조합하여 동시에 처리되는 복수매(예를 들면 50장)의 기판(8)으로 이루어진 로트를 형성한다. 또, 로트를 형성할 때에는, 인접하는 각 2장의 기판(8)의 패턴이 형성되어 있는 표면이 서로 대향하도록 로트를 형성해도 좋고, 또한 패턴이 형성되어 있는 기판(8)의 표면이 전부 동일한 방향을 향하도록 로트를 형성해도 좋다.
이 로트 형성부(3)에는, 복수매의 기판(8)을 반송하는 기판 반송 기구(15)가 설치되어 있다. 또, 기판 반송 기구(15)는, 기판(8)의 반송 도중에 기판(8)의 자세를 수평 자세로부터 수직 자세 및 수직 자세로부터 수평 자세로 변경시킬 수 있다.
그리고, 로트 형성부(3)는, 캐리어 배치대(14)에 배치된 캐리어(9)로부터 기판 반송 기구(15)를 이용하여 기판(8)을 로트 배치부(4)에 반송하고, 로트를 형성하는 기판(8)을 로트 배치부(4)에 배치한다. 또한, 로트 형성부(3)는, 로트 배치부(4)에 배치된 로트를 기판 반송 기구(15)에 의해 캐리어 배치대(14)에 배치된 캐리어(9)에 반송한다. 또, 기판 반송 기구(15)는, 복수매의 기판(8)을 지지하기 위한 기판 지지부로서, 처리전[로트 반송부(5)에 의해 반송되기 전]의 기판(8)을 지지하는 처리전 기판 지지부와, 처리후[로트 반송부(5)에 의해 반송된 후]의 기판(8)을 지지하는 처리후 기판 지지부의 2종류를 갖고 있다. 이것에 의해, 처리전의 기판(8) 등에 부착된 파티클 등이 처리후의 기판(8) 등으로 전착(轉着)하는 것을 방지한다.
로트 배치부(4)는, 로트 반송부(5)에 의해 로트 형성부(3)와 로트 처리부(6)의 사이에서 반송되는 로트를 로트 배치대(16)에 의해 일시적으로 배치(대기)한다.
이 로트 배치부(4)에는, 처리전[로트 반송부(5)에 의해 반송되기 전]의 로트를 배치하는 반입측 로트 배치대(17)와, 처리후[로트 반송부(5)에 의해 반송된 후]의 로트를 배치하는 반출측 로트 배치대(18)가 설치되어 있다. 반입측 로트 배치대(17) 및 반출측 로트 배치대(18)에는, 1 로트분의 복수매의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나열되어 배치된다.
그리고, 로트 배치부(4)에서는, 로트 형성부(3)로 형성한 로트가 반입측 로트 배치대(17)에 배치되고, 그 로트가 로트 반송부(5)를 통해 로트 처리부(6)에 반입된다. 또한, 로트 배치부(4)에서는, 로트 처리부(6)로부터 로트 반송부(5)를 통해 반출된 로트가 반출측 로트 배치대(18)에 배치되고, 그 로트가 로트 형성부(3)에 반송된다.
로트 반송부(5)는, 로트 배치부(4)와 로트 처리부(6)의 사이나 로트 처리부(6)의 내부 사이에서 로트의 반송을 행한다.
이 로트 반송부(5)에는, 로트의 반송을 행하는 로트 반송 기구(19)가 설치되어 있다. 로트 반송 기구(19)는, 로트 배치부(4)와 로트 처리부(6)를 따르게 하여 배치한 레일(20)과, 복수매의 기판(8)을 유지하면서 레일(20)을 따라 이동하는 이동체(21)로 구성한다. 이동체(21)에는, 수직 자세로 전후로 나열된 복수매의 기판(8)을 유지하는 기판 유지체(22)가 진퇴 가능하게 설치되어 있다.
그리고, 로트 반송부(5)는, 반입측 로트 배치대(17)에 배치된 로트를 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로 수취하고, 그 로트를 로트 처리부(6)에 전달한다. 또한, 로트 반송부(5)는, 로트 처리부(6)로 처리된 로트를 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로 수취하고, 그 로트를 반출측 로트 배치대(18)에 전달한다. 또한, 로트 반송부(5)는, 로트 반송 기구(19)를 이용하여 로트 처리부(6)의 내부에 있어서 로트의 반송을 행한다.
로트 처리부(6)는, 수직 자세로 전후로 나열된 복수매의 기판(8)을 1 로트로 하여 에칭이나 세정이나 건조 등의 처리를 행한다.
이 로트 처리부(6)에는, 기판(8)의 건조 처리를 행하는 건조 처리 장치(23)와, 기판 유지체(22)의 세정 처리를 행하는 기판 유지체 세정 처리 장치(24)와, 기판(8)의 세정 처리를 행하는 세정 처리 장치(25)와, 기판(8)의 에칭 처리를 행하는 2대의 본 발명에 의한 에칭 처리 장치(기판 액 처리 장치)(1)가 나란히 설치되어 있다.
건조 처리 장치(23)는, 처리조(27)와, 처리조(27)에 승강 가능하게 설치된 기판 승강 기구(28)를 갖는다. 처리조(27)에는, 건조용의 처리 가스(IPA(이소프로필알코올) 등)가 공급된다. 기판 승강 기구(28)에는, 1 로트분의 복수매의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나열되어 유지된다. 건조 처리 장치(23)는, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(28)로 수취하고, 기판 승강 기구(28)에 의해 그 로트를 승강시킴으로써 처리조(27)에 공급한 건조용의 처리 가스로 기판(8)의 건조 처리를 행한다. 또한, 건조 처리 장치(23)는, 기판 승강 기구(28)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 로트를 전달한다.
기판 유지체 세정 처리 장치(24)는, 처리조(29)을 가지며, 이 처리조(29)에 세정용의 처리액 및 건조 가스를 공급할 수 있게 되어 있고, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 세정용의 처리액을 공급한 후, 건조 가스를 공급함으로써 기판 유지체(22)의 세정 처리를 행한다.
세정 처리 장치(25)는, 세정용의 처리조(30)와 린스용의 처리조(31)를 가지며, 각 처리조(30, 31)에 기판 승강 기구(32, 33)를 승강 가능하게 설치하고 있다. 세정용의 처리조(30)에는 세정용의 처리액(SC-1 등)이 저류된다. 린스용의 처리조(31)에는 린스용의 처리액(순수 등)이 저류된다.
에칭 처리 장치(1)는, 에칭용의 처리조(34)와 린스용의 처리조(35)를 가지며, 각 처리조(34, 35)에 기판 승강 기구(36, 37)가 승강 가능하게 설치되어 있다. 에칭용의 처리조(34)에는 에칭용의 처리액(인산 수용액)이 저류된다. 린스용의 처리조(35)에는 린스용의 처리액(순수 등)이 저류된다. 전술한 바와 같이, 에칭 처리 장치(1)는 본 발명에 의한 기판 액 처리 장치로 되어 있다.
이들 세정 처리 장치(25)와 에칭 처리 장치(1)는 동일한 구성으로 되어 있다. 에칭 처리 장치(기판 액 처리 장치)(1)에 관해 설명하면, 기판 승강 기구(36)에는, 1 로트분의 복수매의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나열되어 유지된다. 에칭 처리 장치(1)에 있어서, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(36)로 수취하고, 기판 승강 기구(36)로 그 로트를 승강시킴으로써 로트를 처리조(34)의 에칭용의 처리액에 침지시켜 기판(8)의 에칭 처리를 행한다. 그 후, 에칭 처리 장치(1)는, 기판 승강 기구(36)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 로트를 전달한다. 또한, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(37)로 수취하고, 기판 승강 기구(37)로 그 로트를 승강시킴으로써 로트를 처리조(35)의 린스용의 처리액에 침지시켜 기판(8)의 린스 처리를 행한다. 그 후, 기판 승강 기구(37)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 로트를 전달한다.
제어부(7)는, 기판 액 처리 시스템(1A)의 각 부[캐리어 반입 반출부(2), 로트 형성부(3), 로트 배치부(4), 로트 반송부(5), 로트 처리부(6), 에칭 처리 장치(1)]의 동작을 제어한다.
이 제어부(7)는, 예를 들면 컴퓨터로 이루어지고, 컴퓨터로 판독 가능한 M을 구비한다. 기억 매체(38)에는, 기판 액 처리 장치(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(7)는, 기억 매체(38)에 기억된 프로그램을 독출하여 실행함으로써 기판 액 처리 장치(1)의 동작을 제어한다. 또, 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(38)에 기억되어 있던 것이며, 다른 기억 매체로부터 제어부(7)의 기억 매체(38)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(38)로는, 예를 들면 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트디스크(CD), 마그넷광디스크(MO), 메모리카드 등이 있다.
전술한 바와 같이 에칭 처리 장치(1)의 처리조(34)에서는, 소정 농도의 약제(인산)의 수용액(인산 수용액)을 처리액(에칭액)으로서 이용하여 기판(8)에 액처리(에칭 처리)가 행해진다.
다음으로, 에칭 처리 장치(기판 액 처리 장치)(1)의 개략 구성 및 배관 계통에 관해 도 2를 참조하여 설명한다.
에칭 처리 장치(1)는, 처리액으로서 소정 농도의 인산 수용액을 저류하는 전술한 처리조(34)를 갖고 있다. 처리조(34)는, 내조(34A)와 외조(34B)를 갖는다. 외조(34B)에는, 내조(34A)로부터 오버플로우한 인산 수용액이 유입된다. 외조(34B)의 액위는 내조(34A)의 액위보다 낮게 유지된다.
외조(34B)의 바닥부에는, 순환 라인(50)의 상류단이 접속되어 있다. 순환 라인(50)의 하류단은, 내조(34A) 내에 설치된 처리액 공급 노즐(49)에 접속되어 있다. 순환 라인(50)에는, 상류측으로부터 순서대로, 펌프(51), 히터(52) 및 필터(53)가 개설(介設)되어 있다. 펌프(51)를 구동시키는 것에 의해, 외조(34B)로부터 순환 라인(50) 및 처리액 공급 노즐(49)을 거쳐 내조(34A) 내로 보내지고, 그 후 다시 내조(34A)로부터 외조(34B)로 유출되는 인산 수용액의 순환류가 형성된다.
처리조(34), 순환 라인(50) 및 순환 라인(50) 내의 기기(51, 52, 53 등)에 의해 액처리부(39)가 형성된다. 또한, 처리조(34) 및 순환 라인(50)에 의해 순환계가 구성된다.
내조(34A) 내의 처리액 공급 노즐(49)의 하방에, 내조(34A) 내에 있는 인산 수용액 중에 불활성 가스, 예컨대 질소 가스의 기포를 토출하기 위한(버블링을 행하기 위한) 가스 노즐(60)이 설치되어 있다. 가스 노즐(60)에는, 가스 공급원(60B)으로부터, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성되는 유량 조절기(60C)를 통해 불활성 가스, 예컨대 질소 가스가 공급된다.
처리조(34)에는 전술한 기판 승강 기구(36)가 부설되어 있다. 기판 승강 기구(36)는, 복수의 기판(8)을 수직으로 기립한 자세로 수평 방향으로 간격을 두고 배열시킨 상태로 유지할 수 있고, 또한 이 상태로 승강할 수 있다.
에칭 처리 장치(1)는, 액처리부(39)에 인산 수용액을 공급하는 인산 수용액 공급부(40)와, 액처리부(39)에 순수를 공급하는 순수 공급부(41)와, 액처리부(39)에 실리콘 용액을 공급하는 실리콘 공급부(42)와, 액처리부(39)로부터 인산 수용액을 배출하는 인산 수용액 배출부(43)를 갖는다.
인산 수용액 공급부(40)는, 처리조(34) 및 순환 라인(50)으로 이루어진 순환계 내, 즉 액처리부(39) 내의 어느 부위, 바람직하게는 도시한 바와 같이 외조(34B)에 소정 농도의 인산 수용액을 공급한다. 인산 수용액 공급부(40)는, 인산 수용액을 저류하는 탱크로 이루어진 인산 수용액 공급원(40A)과, 인산 수용액 공급원(40A)과 외조(34B)를 접속하는 인산 수용액 공급 라인(40B)과, 인산 수용액 공급 라인(40B)에 상류측으로부터 순서대로 개설된 유량계(40C), 유량 제어 밸브(40D) 및 개폐 밸브(40E)를 갖고 있다. 인산 수용액 공급부(40)는, 유량계(40C) 및 유량 제어 밸브(40D)를 통해, 제어된 유량으로 인산 수용액을 외조(34B)에 공급할 수 있다.
순수 공급부(41)는, 인산 수용액을 가열하는 것에 의해 증발한 수분을 보급하기 위해 순수를 공급한다. 이 순수 공급부(41)는, 소정 온도의 순수를 공급하는 순수 공급원(41A)을 포함하고, 이 순수 공급원(41A)은 외조(34B)에 유량 조절기(41B)를 통해 접속되어 있다. 유량 조절기(41B)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성할 수 있다.
실리콘 공급부(42)는, 실리콘 함유 화합물 용액, 예컨대 콜로이달 실리콘을 분산시킨 액을 저류하는 탱크로 이루어진 실리콘 공급원(42A)과, 유량 조절기(42B)를 갖고 있다. 유량 조절기(42B)는, 개폐 밸브, 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성할 수 있다.
인산 수용액 배출부(43)는, 액처리부(39) 및 순환 라인(50)으로 이루어진 순환계 내, 즉 액처리부(39) 내에 있는 인산 수용액을 배출하기 위해 설치된다. 인산 수용액 배출부(43)는, 순환 라인(50)으로부터 분기되는 배출 라인(43A)과, 배출 라인(43A)에 상류측으로부터 순차적으로 설치된 유량계(43B), 유량 제어 밸브(43C), 개폐 밸브(43D) 및 냉각 탱크(43E)를 갖는다. 인산 수용액 배출부(43)는, 유량계(43B) 및 유량 제어 밸브(43C)를 통해, 제어된 유량으로 인산 수용액을 배출할 수 있다.
냉각 탱크(43E)는, 배출 라인(43A)을 흘러 온 인산 수용액을 일시적으로 저류하고 냉각시킨다. 냉각 탱크(43E)로부터 유출된 인산 수용액(부호 43F를 참조)은, 공장 폐액계(도시하지 않음)에 폐기해도 좋고, 그 인산 수용액 중에 포함되는 실리콘을 재생 장치(도시하지 않음)에 의해 제거한 후에, 인산 수용액 공급원(40A)에 보내어 재이용해도 좋다.
도시예에서는, 배출 라인(43A)은, 순환 라인(50)(도면에서는 필터 드레인의 위치)에 접속되어 있지만, 이것에 한정되지는 않고, 순환계 내의 다른 부위, 예컨대 내조(34A)의 바닥부에 접속되어 있어도 좋다.
배출 라인(43A)에는, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 측정하는 실리콘 농도계(43G)가 설치되어 있다. 또한, 순환 라인(50)으로부터 분기되어 외조(34B)에 접속된 분기 라인(55A)에, 인산 수용액 중의 인산 농도를 측정하는 인산 농도계(55B)가 개설되어 있다. 외조(34B)에는, 외조(34B) 내의 액위를 검출하는 액위계(44)가 설치되어 있다.
다음으로, 도 3~도 7을 참조하여 에칭 처리 장치(1)의 처리조(34)의 구성에 관해 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 필요에 따라 참조한다. 또, X 부방향을 「전측」 또는 「전방」, X 정방향을 「후측」 또는 「후방」, Y 부방향을 「우측」 또는 「우방」, Y 정방향을 「좌측」 또는 「좌방」으로 하는 경우도 있다.
전술한 바와 같이, 처리조(34)는, 상부를 개방시킨 내조(34A)와, 상부를 개방시킨 외조(34B)를 갖는다. 내조(34A)는 외조(34B)의 내부에 수용되어 있다. 외조(34B)에는, 내조(34A)로부터 오버플로우한 인산 수용액이 유입된다. 액처리가 실행되고 있는 동안, 내조(34A)의 바닥부를 포함하는 대부분은 외조(34B) 내의 인산 수용액 중에 침지된다.
외조(34B)는 액받침 용기(싱크)(80)의 내부에 수용되어 있고, 외조(34B)와 액받침 용기(80) 사이에 드레인 공간(81)이 형성되어 있다. 드레인 공간(81)의 바닥부에는 드레인 라인(82)이 접속되어 있다.
처리액 공급 노즐(49)은, 내조(34A) 내를 X 방향(수평 방향)으로 연장되는 통형체로 이루어진다. 처리액 공급 노즐(49)은, 그 둘레면에 돌출된 복수의 토출구(49D)(도 3 및 도 4를 참조)로부터, 기판 승강 기구(36)에 유지된 기판(8)을 향해 처리액을 토출한다. 도면에서는 2개의 처리액 공급 노즐(49)이 설치되어 있지만, 3개 이상의 처리액 공급 노즐(49)을 설치해도 좋다. 처리액 공급 노즐(49)에는, 연직 방향으로 연장되는 배관(49A)으로부터 처리액(인산 수용액)이 공급된다.
가스 노즐(60)은, 내조(34A) 내의 처리액 공급 노즐(49)보다 낮은 높이 위치를 X 방향(수평 방향)으로 연장되는 통형체로 이루어진다. 가스 노즐(60)은, 그 둘레면에 돌출된 복수의 토출구(60D)(도 3 및 도 4를 참조)로부터, 불활성 가스(예컨대 질소 가스)의 기포를 토출한다. 불활성 가스의 버블링에 의해, 내조(34A) 내에서의 인산 수용액의 비등 상태를 안정화시킬 수 있다. 가스 노즐(60)에는, 연직 방향으로 연장되는 배관(60A)으로부터 처리액(인산 수용액)이 공급된다.
기판 승강 기구(36)는, 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강하는 연직 방향(Z 방향)으로 연장되는 지지판(36A)과, 지지판(36A)에 의해 일단이 지지되는 수평 방향(X 방향)으로 연장되는 한 쌍의 기판 지지 부재(36B)를 갖고 있다(도 9도 참조). 각 기판 지지 부재(36B)는, 수평 방향(X 방향)으로 간격을 두고 배열된 복수(예컨대 50~52개)의 기판 유지홈(도시하지 않음)을 갖고 있다. 기판 유지홈에는 기판(8)의 둘레 가장자리부가 삽입된다. 기판 승강 기구(36)는, 복수(예컨대 50~52장)의 기판(8)을, 연직 자세로, 수평 방향(X 방향)으로 간격을 둔 상태로 유지할 수 있다. 이러한 기판 승강 기구(36)는 그 기술분야에서 주지이며, 상세한 구조의 도시 및 설명은 생략한다.
처리조(34)에는, 내조(34A)의 상부 개구를 개폐하기 위한 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)가 설치되어 있다. 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)는 각각, 수평 방향(X 방향)으로 연장되는 회전축(71S, 72S)에 결합되어 있다. 회전축(71S, 72S)은, 액받침 용기(80)에 고정된 베어링(83) 및 회전 액추에이터(84)(도 4, 도 5 참조)에 연결되어 있다. 회전 액추에이터(84)를 동작시키는 것에 의해, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)는, 수평 방향(X 방향)으로 연장되는 각각의 회전축선을 중심으로 하여, 내조(34A)의 상부 개구의 제1 영역(좌반부) 및 제2 영역(우반부)을 각각 덮는 폐쇄 위치(도 3 및 도 6에 나타내는 위치)와, 대략 직립 상태가 되어 내조(34A)의 상부 개구의 제1 영역 및 제2 영역을 개방하는 개방 위치(도 8에 나타내는 위치)의 사이에서 회전(선회)할 수 있다(도 3 중의 화살표 SW1, SW2를 참조).
제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)는 내조(34A)의 상부 개구 중, 지지판(36A), 배관(49A, 60A)이 설치되어 있는 영역을 덮지 않는다.
에칭 처리 장치(1)의 통상 운전중, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)는, 기판 승강 기구(36)에 의해 유지된 기판(8)의 내조(34A)에 대한 반입/반출이 행해질 때 외에는 폐쇄 위치에 위치하여, 내조(34A) 내에 있는 인산 수용액의 온도 저하를 방지하고 비등하는 인산 수용액으로부터 생긴 수증기가 처리조(34)의 외부로 빠지는 것을 억제한다.
제1 덮개체(71)는, 바로 위에서 볼 때 대략 직사각형인 본체부(71A)와, X 방향으로 연장되는 제1 비말 차폐부(71B), 제2 비말 차폐부(71C) 및 폐쇄부(71D)와, Y 방향으로 연장되는 제3 비말 차폐부(71E)를 갖는다. 마찬가지로, 제2 덮개체(72)는, 대략 직사각형인 본체부(72A)와, X 방향으로 연장되는 제1 비말 차폐부(72B), 제2 비말 차폐부(72C) 및 폐쇄부(72D)와, Y 방향으로 연장되는 제3 비말 차폐부(72E)를 갖는다.
본체부(71A)의 상면에는 큰 직사각형의 오목부(71R)가 형성되어 있다. 오목부(71R)는, 바닥벽(711R) 및 4개의 측벽(712R, 713R, 714R, 715R)에 의해 획정되어 있다.
제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치에 있을 때에, 내조(34A)로부터 외조(34B)로의 인산 수용액의 오버플로우(도 6의 화살표 OF 참조)를 방해하지 않도록, 내조(34A)의 측벽과, 이것에 근접하여 대면하는 측벽(712R, 713R)의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 또, 도시는 하지 않지만, 내조(34A)의 4개의 측벽의 상단에는, 오버플로우가 원활하게 행해지도록, 간격을 두고 복수의 V자형의 절결이 형성되어 있다.
제1 덮개체(71)의 바닥벽(711R)은, Y 방향으로 제2 덮개체(72)로부터 멀어짐에 따라서[Y 방향으로 내조(34A)의 측벽에 근접함에 따라서] 높아지도록 경사져 있다. 이 경사에 의해, 상기 오버플로우가 원활하게 행해진다.
내조(34A) 내의 인산 수용액은 비등 상태에 있거나, 혹은 버블링이 실시되었기 때문에, 내조(34A)로부터 외조(34B)에 오버플로우하는 인산 수용액과 함께 인산 수용액의 비말도 내조(34A)로부터 튀어나온다. 이 튀어나온 비말은, 폐쇄 위치에 있는 제1 덮개체(71)의 제1 비말 차폐부(71B)에 충돌하고, 내조(34A)의 측벽과 외조(34B)의 측벽 사이의 공간에 떨어져, 외조(34B)의 외측으로는 비산하지 않는다. 폐쇄 위치에 있는 제1 덮개체(71)의 제1 비말 차폐부(71B)의 하단은, 근접하는 내조(34A)의 측벽의 상단보다 적어도 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다.
제2 비말 차폐부(71C)는, 제1 덮개체(71)가 개방 위치에 있을 때에, 제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치에 있을 때의 제1 비말 차폐부(71B)와 동일한 역할을 한다. 개방 위치에 있는 제1 덮개체(71)의 제1 비말 차폐부(71B)의 하단은, 근접하는 내조(34A)의 측벽의 상단보다 적어도 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다.
폐쇄부(71D)는, 제1 덮개체(71)가 개방 위치에 있을 때에(도 8을 참조), 내조(34A)의 측벽의 상단과 외조(34B)의 측벽의 상단 사이의 간극 중의, 회전축(71S)으로부터 외조(34B)의 측벽까지의 영역의 상측을 덮는다. 폐쇄부(71D)는, 제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치에 있을 때에 본체부(71A)의 상면에 부착된 액(예컨대, 처리조(34)의 상방을 젖은 기판이 통과했을 때에 그 기판으로부터 낙하한 액)을, 제1 덮개체(71)가 개방 위치에 위치했을 때에 외조(34B)와 액받침 용기(80) 사이의 드레인 공간(81)으로 안내하여, 그 액이 외조(34B) 내에 유입되는 것을 방지한다. 드레인 공간(81)에 들어간 액은, 드레인 라인(82)으로부터 폐기된다.
제3 비말 차폐부(71E)는, 기판 승강 기구(36)로부터 먼 쪽에 있어서, 내조(34A)의 측벽과 외조(34B)의 측벽 사이의 공간의 상방에서 연장되도록 설치되어 있다. 제3 비말 차폐부(71E)는, 제1 덮개체(71)의 단부 가장자리를 따라서, 그 단부 가장자리의 전체 길이에 걸쳐, 회전축(71S)으로부터 Y 방향으로 연장되어 있다. 제3 비말 차폐부(71E)는, 제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치에 있을 때에, 제1 비말 차폐부(71B)와 동일한 역할을 한다. 개방 위치에 있는 제1 덮개체(71)의 제3 비말 차폐부(71E)의 하단은, 근접하는 내조(34A)의 측벽의 상단보다 적어도 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다.
기판 승강 기구(36)에 가까운 쪽에는 제1 덮개체(71)의 Y 방향으로 연장되는 단부 가장자리를 따라서 연장되는 비말 차폐부를 설치하지 않아도 좋다. X 정방향으로 비산하는 인산 수용액은, 기판 승강 기구(36)의 지지판(36A), 배관(49A, 60A) 등에 충돌하므로, 외조(34B)까지는 거의 도달하지 않기 때문이다.
제2 덮개체(72)는 제1 덮개체(71)에 대하여 대략 경면 대칭으로 형성되어 있고, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)의 구조는 서로 대략 동일하다. 양자의 상이점은, 후술하는 부속 부품[판형체(73P), 기판 누름부(74)]의 유무에 있다. 따라서, 제1 덮개체(71)의 구성 및 작용에 관한 설명은, 제2 덮개체(72)의 구성 및 작용에 관한 설명에 원용할 수 있다. 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)의 서로 대응하는 부재(대칭 위치에 있는 부재, 동일한 기능을 갖는 부재)의 참조 부호의 말미에는 동일한 알파벳이 부여되어 있고, 참조 부호의 앞 2자릿수가 「71」인지 「72」인지의 차이밖에 없다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)가 폐쇄 위치에 있을 때, 제1 덮개체(71)의 바닥벽(711R)으로부터 상방으로 연장되는 측벽(712R)과 제2 덮개체(72)의 바닥벽(721R)으로부터 상방으로 연장되는 측벽(722R)이 서로 대면하고, 양 측벽의 사이에 높이(H)의 간극(G)이 형성된다. 오목부(71R, 72R)를 설치하는 것에 의해, 높이(H)의 간극을 형성하는 것에 기인하는 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)의 중량의 증대를 억제할 수 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이 폐쇄 위치에 있는 제1 덮개체(71)의 본체부(71A)의 하면[바닥벽(711R)의 하면] 및 제2 덮개체(72)의 본체부(72A)의 하면[바닥벽(721R)의 하면]이 내조(34A) 내의 처리액의 액면에 접하고 있는 경우, 제1 덮개체(71)와 제2 덮개체 사이의 간극으로부터, 비등하고 있거나 혹은 버블링되고 있는 인산 수용액이 상측으로 튀어나와, 주위로 비산하는 경우가 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 높이(H)의 간극(G)을 형성하는 것에 의해, 간극(G)으로부터 처리액이 외방으로 튀어나가기 어려워진다. 이 효과를 실현하기 위해, 높이(H)는, 예컨대 약 5 cm 이상으로 할 수 있다.
내조(34A) 내의 처리액이 인산 수용액인 경우, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72) 중 적어도 본체부(71A, 72A)는 처리액에 의해 침지되지 않는, 예컨대 석영 등의 재료로 형성된다. 본체부(71A, 72A)가 석영으로 형성된 경우, 석영끼리 충돌하여 균열이나 이지러짐이 생길 우려가 있지만, 이것을 방지하기 위해, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)가 폐쇄 위치에 있을 때에 본체부(71A, 72A)끼리 접촉하지 않도록 양자간에 간극을 형성하는 것이 바람직하다. 본체부(71A, 72A)끼리 사이에 간극을 형성한 경우에는, 그 간극을 통하여 처리조(34) 내, 특히 내조(34A) 내의 인산 수용액이 외방으로 비산할 우려가 있다. 그러나, 상기와 같은 높이(H)의 간극(G)을 형성하는 것에 의해, 간극(G)으로부터의 인산 수용액의 비산을 적어도 대폭 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 오버플로우를 원활하게 하기 위해, 전술한 바와 같이 바닥벽(711R)(721R)에 경사를 부여하고, 또한 바닥벽(711R)(721R)을 내조(34A) 내의 인산 수용액에 접액시키는 경우에는, 바닥벽(711R)(721R)으로부터 상방으로 연장되는 측벽(712R)(722R)이 없는 경우에는, 바닥벽(711R)(721R)의 선단이 인산 수용액 중에 침몰해 버린다. 그러나, 상기와 같이 바닥벽(711R)(721R)으로부터 상방으로 연장되는 측벽(712R)(722R)을 설치하는 것에 의해, 인산 수용액의 액면의 높이 위치를 측벽(712R)(722R)의 상단보다 낮게 하는 것이 가능해진다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 덮개체(71)의 본체부(71A) 및 제2 덮개체(72)의 본체부(72A)의 어느 한쪽[여기서는 본체부(71A)]에, 다른쪽[여기서는 본체부(72A)]의 선단의 상방까지 혹은 상방을 넘어 연장되고, 간극(G)을 상방으로부터 덮는 덮개(73)를 설치하는 것이 바람직하다. 덮개(73)를 설치하는 것에 의해, 간극(G)으로부터 처리액이 상방으로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다. 또, 도 3~도 5에서는, 도면이 번잡해지는 것을 방지하기 위해, 덮개(73)[및 판형체(73P)]가 기재되어 있지 않은 것에 주의하기 바란다.
또, 간극(G)이 높이(H)를 갖고 있기 때문에, 내조(34A) 내의 인산 수용액의 액면으로부터 비산한 처리액의 액적의 기세가, 덮개(73)에 충돌할 때까지 약해진다. 이 때문에, 덮개(73)에 충돌한 처리액이 측방으로 튀어나오지는 않는다.
덮개(73)는, 예컨대 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 덮개체(71)의 오목부(71R)의 윤곽에 맞춘 대략 직사각형의 절제부(73Q)를 갖는 판형체(73P)를, 제1 덮개체(71)의 본체부(71A)의 상면에 장착하는 것에 의해 설치할 수 있다. 이 경우, 판형체(73P)의 단부 가장자리에 의해 덮개(73)가 구성된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)가 폐쇄 위치에 있을 때에, 덮개(73)와 제2 덮개체(72) 사이에 간극이 형성되어 있어도 좋다. 그 대신에, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)가 폐쇄 위치에 있을 때에, 덮개(73)와 제2 덮개체(72)가 접촉하고 있어도 좋다. 이 경우, 덮개(73)는, 간극(G)의 상단부를 막는 시일로서의 역할을 한다.
덮개(73)를 제2 덮개체(72)에 접촉시키는 경우에는, 석영과 충돌하더라도 손상이 생길 우려가 없고 또한 석영을 손상시키지도 않을 정도의 유연성이 있고, 또한, 비교적 높은 내식성을 갖는 수지 재료, 예컨대 PTFE, PFA 등의 불소계 수지 재료로 덮개(73)를 형성하는 것이 바람직하다.
덮개(73)를 제1 덮개체(71)와 일체로 형성해도 좋다. 또한, 덮개(73)는 설치하지 않아도 좋다. 덮개(73)를 설치하지 않는 경우에는, 설치하는 경우보다 상기 높이(H)를 보다 높게 하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 덮개체(71)의 본체부(71A) 및 제2 덮개체(72)의 본체부(72A)의 어느 한쪽[도시예에서는 제2 덮개체(72)의 본체부(72A)의 선단부]에 기판 누름부(74)가 설치되어 있다. 기판 누름부(74)의 하면에는, 기판(8)의 배열 방향(X 방향)을 따라서, 기판 지지 부재(36B)의 기판 유지홈(36BG)(도 10을 참조)과 동일한 피치로 동일한 X 방향 위치에 배치된 복수의 기판 유지홈(74G)이 형성되어 있다(도 7 및 도 10을 참조). 기판 유지홈(74G)의 각각에는 1장의 기판(8)의 둘레 가장자리부가 수용된다. 또, 도 7의 사시도에서는 기판 누름부(74)의 하단부[기판 유지홈(74G)이 형성되어 있는 부분]가 보이지만, 실제로는, 오목부(72R)의 바닥벽(721R)에 가려서 보이지 않는 것에 주의하기 바란다.
도시된 실시형태에서는, 기판 누름부(74)는, 제2 덮개체(72)와 따로따로 형성된 가늘고 긴 판형체로 이루어지고, 나사를 고정하는 것에 의해 제2 덮개체(72)의 본체부(72A)에 고정되어 있다. 그 대신에, 기판 누름부(74)를 제2 덮개체(72)와 일체로 형성해도 좋다. 어느 경우든, 기판 누름부(74)는, 제2 덮개체(72)의 본체부(72A)의 측벽(722R)의 일부를 구성하게 된다.
기판(8)이 처리되고 있을 때에는, 폐쇄 위치에 위치하고 있는 제2 덮개체(72)에 설치된 기판 누름부(74)가, 기판 지지 부재(36B)에 의해 지지된 기판(8)과 결합하여, 그 기판(8)의 상방으로의 변위를 방지 또는 억제한다. 이 때문에, 처리액 공급 노즐(49)로부터 대유량으로 처리액을 토출했다 하더라도, 혹은 내조(34A) 내의 처리액의 비등 레벨이 높아졌다 하더라도, 혹은 질소 가스 버블링을 격렬하게 행했다 하더라도, 기판(8)이 기판 지지 부재(36B)로부터 탈락할 우려가 없어진다.
도 9에 개략적으로 나타내는 바와 같이, 처리조(34)의 상방에는 카메라(90) 및 조명(92)이 설치되어 있다. 후술하는 화상 처리에 필요한 화상을 취득할 수 있는 것이라면, 카메라(90) 전용의 조명(92)을 생략하는 것도 가능하다. 카메라(90)로부터 화상 신호가 유선 또는 무선 통신에 의해, 화상 처리 기능을 갖는 기판 위치 판정부(94)에 출력되도록 되어 있다. 기판 위치 판정부(94)는, 제어부(7)의 일부이어도 좋고, 별도의 연산 처리 유닛이어도 좋다.
카메라(90)는, 내조(34A)의 상부 개구의 바로 위이자, 기판 지지 부재(36B)에 의해 지지된 기판(8)의 상한 위치[기판 승강 기구(36)의 기판 지지 부재(36B)와 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)의 사이에서 기판(8)의 전달이 행해지는 높이 위치]보다 상방에 배치할 수 있다. 그 대신에, 카메라(90)를 낮은 위치[내조(34A)의 상부 개구에 가까운 높이 위치]에 설치하고, 내조(34A)의 바로 위의 위치와, 내조(34A)의 바로 위로부터 벗어난 위치의 사이에서 카메라(90)를 이동시키는 이동 기구를 설치해도 좋다. 후술하는 기판 위치 판정에 필요한 화상을 취득할 수 있는 것이라면, 카메라(90)를 상기와는 별도의 위치에 설치해도 좋다.
카메라(90)의 더 상방에는 팬필터 유닛(FFU)(100)이 배치되어 있다. 팬필터 유닛(100)으로부터는 청정 공기가 아래를 향해 분출된다. 이 청정 공기의 다운플로우에 의해, 예컨대 카메라(90)의 렌즈를 흐리게 하거나 혹은 카메라(90)를 부식시킬 가능성이 있는 처리액(약액) 유래의 가스 또는 미스트가 처리조(34)로부터 일어난다 하더라도, 그와 같은 가스 또는 미스트가 카메라(90)에 도달하지는 않는다.
카메라(90)를 포위하는 커버(도시하지 않음)를 설치하고, 커버 내에 적당한 실드 가스(청정 공기 또는 불활성 가스)를 흘리는 것에 의해, 카메라(90)를 처리액 유래의 가스 또는 미스트로부터 보호해도 좋다.
또, 처리조(34) 내에 저류되는 처리액이 인산인 경우에는, 처리조(34)의 상방으로 일어나는 가스는 실질적으로 수증기이며, 카메라(90)에 미치는 영향은 작다.
다음으로 상기 에칭 처리 장치(1)의 작용에 관해 설명한다. 우선, 인산 수용액 공급부(40)가 인산 수용액을 액처리부(39)의 외조(34B)에 공급한다. 인산 수용액의 공급 개시후에 소정 시간이 경과하면, 순환 라인(50)의 펌프(51)가 작동하고, 전술한 순환계 내를 순환하는 순환류가 형성된다.
또한, 순환 라인(50)의 히터(52)가 작동하여, 내조(34A) 내의 인산 수용액이 소정 온도(예컨대 160℃)가 되도록 인산 수용액을 가열한다. 느려도 히터(52)에 의한 가열 개시 시점까지, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)를 폐쇄 위치에 위치시킨다. 160℃의 인산 수용액은 비등 상태(바람직하게는 미(微)비등 상태)가 된다. 비등에 의한 수분의 증발에 의해 인산 농도가 미리 정해진 관리상 한치를 초과한 것이 인산 농도계(55B)에 의해 검출된 경우에는, 순수 공급부(41)로부터 순수가 공급된다.
하나의 로트의 기판(8)을 내조(34A) 내의 인산 수용액 중에 투입하기 전에, 순환계[내조(34A), 외조(34B) 및 순환 라인(50)을 포함] 내에 존재하는 인산 수용액 중의 실리콘 농도(이것은 실리콘산화막에 대한 실리콘질화막의 에칭 선택비에 영향을 미친다)의 조정이 행해진다. 실리콘 농도의 조절은, 더미 기판을 내조(34A) 내의 인산 수용액 중에 침지시키는 것, 혹은 실리콘 공급부(42)로부터 외조(34B)에 실리콘 함유 화합물 용액을 공급하는 것에 의해 행할 수 있다. 순환계 내에 존재하는 인산 수용액 중의 실리콘 농도가 미리 정해진 범위 내에 있는 것을 확인하기 위해, 배출 라인(43A)에 인산 수용액을 흘리고, 실리콘 농도계(43G)에 의해 실리콘 농도를 측정해도 좋다.
실리콘 농도 조정의 종료후, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)를 개방 위치로 이동시킨다. 이 때, 처리조(34)의 상방에서는, 로트 반송 기구(19)의 이동체(21)의 기판 유지체(22)로부터 기판(8)을 수취한 기판 승강 기구(36)의 기판 지지 부재(36B)가 대기하고 있다. 기판 지지 부재(36B)는, 복수매, 즉 하나의 로트(처리 로트 또는 배치라고도 함)를 형성하는 복수, 예컨대 50장의 기판(8)을 적절하게 지지하고 있다. 「적절하게 지지」란, 모식도인 도 10의 하반분에 도시된 바와 같이, 기판(8)의 하측 둘레 가장자리부가 기판 지지 부재(36B)의 각 기판 유지홈(36BG)에 1장씩 끼워지고, 또한 기판(8)이 연직 자세로 수평 방향으로 소정의 배열 피치(예컨대 5 ㎜ 정도)로 나열되어 있는 것을 의미한다. 이어서 기판 지지 부재(36B)는 하강하고, 이것에 의해 기판 지지 부재(36B)에 의해 지지된 기판(8)이 내조(34A) 내의 인산 수용액 중에 침지된다. 이 때, 기판 지지 부재(36B)로부터 기판(8)이 부상하는 것을 방지하기 위해, 버블링을 정지하는 것이 바람직하다.
기판(8)이 내조(34A) 내의 인산 수용액 중에 침지되어 소정 시간(예컨대 5초 정도)이 경과하면, 제2 덮개체(72)가 폐쇄 위치로 이동된다. 제2 덮개체(72)에 설치된 기판 누름부(74)가 기판(8)의 상측 둘레 가장자리부와 결합하여, 기판(8)을 구속한다. 이어서, 카메라(90)에 의해 기판(8)이 촬상된다. 이 촬상 결과에 기초하여, 모든 기판(8)이 적절한 위치에 있는지 아닌지[특히 기판 누름부(74)가 기판(8)과 적절하게 결합하고 있는지 아닌지]가 판정된다(이하 「기판 위치 판정」이라고 함). 이 판정의 방법에 관해서는 후술한다. 모든 기판(8)이 적절한 위치에 있다고 판단되면, 제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치로 이동된다.
다음으로, 가스 노즐(60)로부터 질소 가스를 토출하는 버블링이 시작된다. 기판(8)을 소정 시간 인산 수용액에 침지시키는 것에 의해, 기판(8)에 웨트 에칭 처리(액처리)가 실시된다.
기판(8)의 에칭 처리중에 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)를 폐쇄 위치에 위치시켜 놓는 것에 의해, 내조(34A) 내의 인산 수용액의 액면 부근의 온도 저하가 억제되고, 이것에 의해, 내조(34A) 내의 인산 수용액의 온도 분포를 작게 억제할 수 있다. 또한, 내조(34A)가 외조(34B) 내의 인산 수용액 중에 침지되어 있기 때문에, 내조(34A)의 벽체로부터의 방열에 의한 내조(34A) 내의 인산 수용액의 온도 저하가 억제되고, 또한 내조(34A) 내의 인산 수용액의 온도 분포를 작게 억제할 수 있다. 따라서, 기판(8)의 에칭량의 면내 균일성 및 면간 균일성을 높게 유지할 수 있다.
하나의 로트의 기판(8)의 처리중에, 기판(8)으로부터 실리콘이 용출되기 때문에, 순환계 내에 존재하는 인산 수용액 중의 실리콘 농도가 상승한다. 하나의 로트의 기판(8)의 처리중에, 순환계 내에 존재하는 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 유지하기 위해, 혹은 의도적으로 변화시키기 위해, 인산 수용액 배출부(43)에 의해 순환계 내에 있는 인산 수용액을 배출하면서, 인산 수용액 공급부(40)에 의해 인산 수용액을 공급할 수 있다.
상기와 같이 하여 하나의 로트의 기판(8)의 처리가 종료하면, 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)를 개방 위치로 이동시킨다. 그리고, 기판 지지 부재(36B)를 상승시켜 기판(8)을 내조(34A)로부터 반출한다.
기판(8)의 처리가 종료한 후이자 기판(8)을 내조(34A)로부터 반출하기 전에, 제2 덮개체(72)를 폐쇄 위치에 위치시킨 채로 제1 덮개체(71)를 개방 위치로 이동시켜, 이 상태에서 기판 위치 판정을 행해도 좋다. 그렇게 하는 것에 의해, 처리중에 생길 가능성이 있는 기판(8)의 위치 어긋남(발생 확률은 매우 낮지만)을 검출할 수 있다.
그 후, 다시 제1 덮개체(71) 및 제2 덮개체(72)를 폐쇄 위치로 이동시켜, 순환계 내에 있는 인산 수용액의 온도, 인산 농도, 실리콘 농도의 조절을 행한 후에, 상기와 동일하게 하여 별도의 로트의 기판(8)의 처리를 행한다.
다음으로, 기판 위치 판정의 일 실시형태에 관해 설명한다. 기판 위치 판정에 앞서, 기판 지지 부재(36B)에 의해 지지된 복수, 예컨대 50장의 기판(8)이 내조(34A)에 저류된 처리액 중에 침지된다. 이 때, 각 기판(8)의 전체가 처리액의 액면보다 아래에 위치한다. 그 후 소정 시간(예컨대 5초)이 경과한 후에, 제1 덮개체(71)를 개방 위치에 위치시킨 채로(도 9에 파선으로 나타냄), 기판 누름부(74)가 있는 제2 덮개체(72)를 폐쇄 위치로 이동시킨다. 이어서, 기판 위치 판정이 실행된다.
기판 위치 판정이 행해질 때, 조명(92)이 점등되고, 그 상태로 카메라(90)(촬상부)에 의해 기판(8)의 화상이 촬영된다. 이 때, 내조(34A)의 상부 개구 중 제1 덮개체(71)에 의해 폐쇄되지 않은 영역을 통과하여 기판(8)에 조명광이 도달하고, 또한 기판(8)으로부터의 반사광(물체광)이 카메라(90)에 도달한다. 이것에 의해, 하기의 기판 위치 판정을 지장없이 실행할 수 있을 정도의 선명도를 갖는 화상이 카메라(90)에 의해 취득된다. 이 화상 내에는, 실질적으로, 각 기판(8)의 전체 표면 중의 APEX(기판의 최외측 둘레 가장자리) 및 그 근방만이 나타나 있고, 기판의 표면(디바이스 형성면) 및 이면은 나타나 있지 않다(도 11의 모식도를 참조). 조명(92)은, 각 기판(8)의 APEX가 가장 밝게 찍히는 위치로부터 조명광을 조사하는 것이 바람직하다.
기판 위치 판정부(94)는, 각 기판(8)의 액면에 가까운 부분이 포함되도록 화상의 일부의 영역(AR)을 절취한다(도 11의 모식도 참조). 영역(AR)은, 예컨대 기판(8)의 배열 방향을 길이 방향으로 하는 스트립형의 영역으로 할 수 있다. 영역(AR)의 화상에서는, 도 11에서 보이는 각 기판(8)의 APEX(특히 조명광의 광축과 수직인 부분)가 조명광을 잘 반사하므로, 화상 내에서의 휘도가 가장 높아진다.
기판 위치 판정부(94)는, 영역(AR) 내에서의 기판(8)의 배열 방향(이것은 도 11 중의 X축과 평행한 화살표 XS를 따르는 방향이다)을 따르는 그레이값(화상의 휘도에 대응하는 값)의 분포를 구한다.
그레이값의 분포로서, 기판(8)의 배열 방향(X 방향)을 따라 연장되는 복수 화소분의 폭[예컨대 영역(AR)의 폭에 상당하는 화소수분의 Y 방향폭]을 갖는 라인을 따르는 분포를 이용할 수 있다. 이 경우, 동일한 X 방향 위치에 있는 Y 방향으로 나열된 복수의 화소로부터의 신호에 기초하여 산출된 그레이값의 평균치를, 어떤 X 방향 위치에서의 그레이값으로서 취급해도 좋다. 이렇게 함으로써 검출 정밀도를 높일 수 있다.
상기 대신에, 그레이값의 분포로서, 화살표 XS의 방향을 따라 연장되는 1 화소분의 폭(Y 방향의 폭)을 갖는 라인을 따르는 분포를 이용해도 좋다. 이 경우, 촬상부로서, 카메라(90) 대신에 라인 센서를 이용할 수 있다. 라인 센서는, 예컨대 제1 덮개체(71) 또는 제2 덮개체(72)에 설치할 수 있다. 제1 덮개체(71) 또는 제2 덮개체(72)가 투명하다면, 라인 센서를 예컨대 오목부(71R, 72R)의 내부에 설치해도 좋고, 이 경우, 라인 센서는 제1 덮개체(71) 또는 제2 덮개체(72)를 투과한 물체광을 수광한다.
도 11 중의 화살표 XS를 따르는 그레이값의 분포의 일례가 도 12에 도시되어 있다. 각 기판(8)의 APEX에 상당하는 화상 부분의 휘도가 가장 높고, 그레이값이 피크를 나타내고 있다. 인접하는 기판(8)의 간극에 상당하는 화상 부분의 그레이값이 보텀을 나타내고 있다. 모든 기판(8)에 있어서, 각 기판(8)의 실제 위치(X 좌표)와 그 기판(8)의 존재해야 할 기준 위치의 편차가 허용 범위에 있으면, 피크는 기판(8)의 소정의 배열 간격(예컨대 5 ㎜±허용 범위 내의 어긋남량)으로 나열되고, 인접하는 피크 사이에 보텀이 있다. 이 때, 도 10에 개략적으로 나타내는 바와 같이, 기판 지지 부재(36B)의 각 기판 유지홈(36BG)에 하나씩 기판(8)의 하부 둘레 가장자리부가 끼워져 있고, 또한 기판 누름부(74)의 각 기판 유지홈(74G)에 하나씩 기판(8)의 상측 둘레 가장자리부가 끼워져 있다. 이것을 「적절한 기판 유지 상태」라고도 부른다.
도 13에는, 부적절한 기판 유지 상태가 생기는 원인이 도시되어 있다. 도 13의 좌측에 나타내는 바와 같이, 어떤 하나의 기판(8)의 상측 둘레 가장자리부가 인접하는 기판(8)의 상측 둘레 가장자리부에 근접한 상태로 제2 덮개체(72)를 폐쇄하여 기판 누름부(74)를 기판(8)에 근접해 가면, 인접하는 기판(8)의 상측 둘레 가장자리부가 서로 접촉한 상태로 동일한 기판 유지홈(74G)에 끼워지는 현상이 생긴다. 이것은 「브릿지(웨이퍼 브릿지)」라고 불린다. 브릿지가 생긴 2개의 기판(8) 사이에서는 처리액의 흐름이 나빠지기 때문에, 의도한 대로의 기판 처리 결과가 얻어지지 않을(예컨대 면내 균일성의 악화) 가능성이 있다.
도 12는, 50장의 기판(8)에 대하여 얻어진 그레이값 분포의 일례를 나타내고 있다. 도 12에서는, 기판 배열의 끝쪽에 있어서, 인접하는 그레이값 피크끼리의 간격이 넓게 되어 있다. 이것은 상기 브릿지가 생겼기 때문이다. 즉, 도 13의 우측에 나타내는 바와 같은 브릿지가 생기면, 도 14에 있어서 파선으로 도시된 바와 같이, 인접하는 2개의 기판(8)의 APEX의 화상의 그레이값의 피크가, 분리 불가능한 하나의 피크로서 검출된다. 또한, 인접하는 피크 사이의 거리도 커진다. 이것을 이용하여 브릿지의 발생을 검출할 수 있다. 또, 도 14에 있어서, 실선은, 적절한 기판 유지 상태일 때에 얻어지는 커브이다.
또, 브릿지가 생겼는지 아닌지의 판정은, 적어도 하나의 기판(8)의 실제 위치와 기준 위치의 편차가 허용 범위에 있는지 아닌지의 판정에 포함된다.
기판 누름부(74)가 있는 제2 덮개체(72)를 폐쇄한 직후에 기판 위치 판정을 행하여, 브릿지가 발생하지 않은 것[즉 모든 기판(8)이 적절한 유지 상태에 있는 것]이 확인된 경우에는, 질소 가스의 버블링을 시작하고 제1 덮개체(71)를 폐쇄하여 그대로 액처리(예컨대 웨트 에칭 처리)를 진행시킬 수 있다.
브릿지가 발생한 경우에는, 제2 덮개체(72)가 개방되고, 그 후 다시 폐쇄된다(리트라이). 이 때, 제2 덮개체(72)를 완전 개방 상태까지 개방할(즉 개방 위치까지 이동시킬) 필요는 없고, 기판 누름부(74)가 일단 기판(8)으로부터 떨어지면 충분하다. 기판 누름부(74)가 기판(8)으로부터 떨어지는 동안에, 기판 지지 부재(36B)를 상하로 미소량 왕복시켜 기판(8)을 요동시켜도 좋다. 제2 덮개체(72)가 폐쇄된 후, 다시 기판 위치 판정이 행해진다. 기판(8)이 적절한 위치에 수습된(즉 브릿지가 발생하지 않은) 것이 확인되면, 가스 노즐(60)(도 2~도 4를 참조)로부터 질소 가스를 토출하여 버블링을 시작하고, 제1 덮개체(71)를 폐쇄하여 처리를 계속한다.
상기 조작에도 불구하고 브릿지가 해소되지 않는 경우에는, 브릿지가 해소될 때까지 제2 덮개체(72)의 개폐 및 기판 위치 판정을 반복하여 행해도 좋다. 그 대신에, 제2 덮개체(72)의 개폐 및 기판 위치 판정을 미리 정해진 횟수 행하면, 브릿지가 해소되었는지 아닌지에 상관없이, 버블링을 시작하고 제1 덮개체(71)를 폐쇄하여 액처리를 계속해도 좋다. 혹은 그 대신에, 처음에 제2 덮개체(72)를 폐쇄했을 때에 브릿지가 발생했다 하더라도, 버블링을 시작하고 제1 덮개체(71)를 폐쇄하여 액처리를 계속해도 좋다.
질소 가스의 버블링은, 기판(8) 처리의 면내 균일성 및 면간 균일성을 높이는 등의 목적으로 행해지고 있다. 이 때문에, 버블링을 행하지 않고 기판(8)을 처리액 중에 계속 침지시키는 것은 그다지 바람직하지 않다. 이 관점에서는, 제2 덮개체(72)의 개폐 및 기판 위치 판정의 시행 횟수에 제한을 두는 쪽이 바람직하다. 단, 처리의 종류에 따라서는 상기와 같은 문제는 발생하지 않는 경우도 있기 때문에, 재시행 횟수에 제한을 두지 않아도 좋다.
또, 기판 누름부(74)에 의해 기판(8)이 압박되지 않으면 버블링에 의해 기판 지지 부재(36B)로부터 기판(8)이 부상하여, 기판(8)의 하측 둘레 가장자리부가 기판 지지 부재(36B)의 기판 유지홈으로부터 벗어날 가능성이 있다. 이 때문에, 어떠한 순서로 처리를 행하더라도, 버블링은 제2 덮개체(72)를 폐쇄 위치에 위치시킨 상태로 행하는 것이 바람직하다.
브릿지가 발생한 기판(8)에 소프트웨어 마킹을 실시해도 좋다. 소프트웨어 마킹이란, 예컨대 제어부(7)의 기억 매체(38)에, 예컨대 「처리조(34)에서 로트 M(M은 로트의 ID)의 기판(8)에 대하여 웨트 에칭를 행했을 때에, N 번째의 기판(8)과 N+1 번째의 기판(8)에 브릿지가 발생했다」등과 같은 것을 기억하는 것을 의미한다. 소프트웨어 마킹에 기초하여, 후공정에 있어서, 브릿지가 발생한 기판(8) 혹은 그 기판(8)으로부터 얻어진 반도체 장치에 정밀한 검사를 행해도 좋다. 한번이라도 브릿지가 발생한 기판(8) 전체를 소프트웨어 마킹의 대상으로 해도 좋다. 그 대신에, 브릿지가 미리 정해진 횟수 이상 발생한 기판(8)만을 소프트웨어 마킹의 대상으로 해도 좋다. 그 대신에, 브릿지가 발생한 상태인 채로 액처리가 행해진 기판(8)만을 소프트웨어 마킹의 대상으로 해도 좋다.
최초의 기판 위치 판정에 있어서 브릿지가 발생하면, 그 후에 제2 덮개체(72)의 개폐 조작(리트라이)을 행하지 않고, 그대로 처리를 진행시켜도 좋다. 이 경우, 브릿지가 발생한 기판(8)에 소프트웨어 마킹이 실시된다. 최초의 기판 위치 판정에 있어서 브릿지가 발생한 후에 제2 덮개체(72)의 개폐 조작을 행하는지 아닌지를, 기판 액 처리 시스템(1A)의 도시하지 않은 사용자 인터페이스(키보드, 터치패널 등)를 통해 오퍼레이터가 설정할 수 있도록 해도 좋다.
브릿지의 발생이 검출되면, 기판 액 처리 시스템(1A)의 도시하지 않은 사용자 인터페이스(디스플레이, 경보 램프, 경보 버저 등)를 통해 오퍼레이터에게 알람을 통지해도 좋다.
상기 기판 위치 판정을 이용하여 기판 누름부(74)가 있는 제2 덮개체(72)를 폐쇄하는 타이밍을 결정할 수도 있다. 기판(8)을 기판 지지 부재(36B)에 의해 연직 자세로 수평 방향으로 등간격으로 유지한 상태로 내조(34A)에 저류한 처리액 내에 침지시켜 가는 과정에서, 라플라스 압력의 영향에 의해 기판(8)이 요동하고, 인접하는 기판(8)의 상부 둘레 가장자리부 사이의 거리가 변동한다. 도 15에는, 기판(8)을 처리액 내에 침지시킨 순간을 기준(0초)으로 하여, 여러 조의 인접하는 기판(8) 사이의 거리의 시간 경과에 따른 변화가 도시되어 있다. 도 15의 그래프로부터, 기판(8)을 처리액 내에 침지시킨 후 어느 정도의 시간(예컨대 5초 정도)이 경과하면 기판의 요동은 수속되는 것을 알 수 있다. 기판(8)의 요동이 문제없는 레벨까지 저하되면 기판 누름부(74)가 있는 제2 덮개체(72)를 폐쇄할 수 있다.
기판(8)을 내조(34A) 내의 처리액 중에 침지시키고 나서 기판(8)의 요동이 충분히 작아지기까지의 시간(예컨대 5초 정도)은, 거의 일정한 것이 실험에 의해 확인되고 있다. 이 때문에, 기판(8)을 내조(34A)에 투입하고 나서 소정 시간(예컨대 다소의 안전 마진을 고려하여 6초 정도)이 경과했다면, 기판 위치 판정을 행하지 않고 제2 덮개체(72)를 폐쇄해도 좋다. 이와 같이 하더라도 브릿지의 문제는 거의 생기지 않는다. 가령 브릿지가 발생했다 하더라도, 제2 덮개체(72)를 폐쇄한 후의 기판 위치 판정에 의해 브릿지의 발생을 파악하여, 필요에 따른 대처를 할 수 있다.
상기 대신에, 기판(8)을 처리액 중에 침지시키고 나서, 예컨대 5초 경과후, 6초 경과후, 7초 경과후에 취득한 화상에 기초하여 기판 위치 판정을 행하여, 기판(8)의 기준 위치에 대한 기판(8)의 실제 위치의 어긋남(위치 편차)이 안정적으로 소정 범위 내에 수습된 것이 확인되면, 제2 덮개체(72)를 폐쇄하도록 해도 좋다. 이 경우, 보다 확실하게 브릿지의 발생을 방지할 수 있다.
상기 실시형태에 의하면, 기판 지지 부재(36B) 및 기판 누름부(74)에 의해 기판(8)을 적절한 위치(기준 위치)에서 단단히 구속한 상태로 배치 처리를 행할 수 있다. 브릿지가 발생하면, 기판(8)의 처리 결과(예컨대 에칭량)의 면내 균일성 및 면간 균일성이 저하될 우려가 있지만, 본 실시형태에 의하면 그와 같은 경우는 없다.
상기 실시형태에서는, 기판 위치 판정에 있어서 브릿지의 유무만을 고려했지만, 이것에 한정되지는 않는다. 기판 위치 판정에 있어서, 각 기판(8)의 기준 X 좌표와 실제 X 좌표의 편차를 개별로 판정해도 좋다. 각 기판(8)의 기준 X 좌표는, 그 기판(8)이 결합해야 할 기판 지지 부재(36B)의 기판 유지홈(36BG)의 X 좌표[혹은 기판 누름부(74)의 기판 유지홈(74G)의 X 좌표]와 같다. 각 기판(8)에 관해 각각, 기준 X 좌표와 실제 X 좌표의 편차를 구하여, 하나 이상의 기판(8)에 있어서 편차가 미리 정해진 임계값을 초과한 경우에, 부적절한 기판 유지 상태가 생긴 것으로 판정해도 좋다.
상기 실시형태에서는, 모든 기판(8)을 촬상하여 모든 기판(8)에 대하여 위치 판정을 행했지만, 일부의 기판만을 촬상하여 일부의 기판(8)에 대해서만 위치 판정을 행해도 좋다. 내조(34A) 및 노즐류의 배치에 따라, 특정한 장소에 있는 기판(8)에만 위치 어긋남이 발생하는 경우도 있지만, 그와 같은 경우에는, 일부의 기판만을 대상으로 한 촬상 및 기판 위치 판정을 행해도 좋다. 이 때문에, 과거의 기판 위치 판정에 기초하여 카메라(90)의 촬상 범위를 자동 조정하는 기능을 설정해도 좋다. 이와 같이 하는 것에 의해, 연산 처리의 부담을 경감할 수 있고, 기판 위치 판정의 정밀도를 향상시킬 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서는, 카메라가 내조(34A)의 상부 개구의 상방에 배치되고, 제1 덮개체(71)를 개방 위치에 위치시킨 상태로 기판(8)의 촬영이 행해지고 있다. 즉, 물체로부터 출사된 물체광[조명(92)으로부터의 조명광이 기판(8)에서 반사된 후에 카메라(90)로 향하는 광]은, 처리조(34)의 구성 부재 또는 덮개체(71, 72)를 통과하지 않고 카메라(90)에 입사한다. 즉, 물체광은, 실질적으로 처리액 중을 통과할 때와, 처리액의 액면(기액 계면)을 통과할 때에 산란될 뿐이다. 상기 실시형태의 도시된 구성에서 분명한 바와 같이, 기판(8)의 기판 위치 판정에 관여하는 부분(상부 둘레 가장자리부)으로부터 처리액의 액면까지의 거리는 비교적 작다. 이 때문에, 기판 위치 판정을 지장없이 실행할 수 있을 정도의 선명도를 갖는 화상을 카메라(90)에 의해 촬상할 수 있다.
또, 도 3에 도시하는 바와 같이 제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치에 위치하고 있을 때에 제1 덮개체(71)가 처리액의 액면에 밀접하고, 또한 제1 덮개체(71)가 석영 등의 투명 재료로 형성되어 있으면, 제1 덮개체(71)를 폐쇄 위치에 위치시키더라도 기판 위치 판정을 지장없이 실행할 수 있을 정도의 선명도를 갖는 화상을 카메라(90)에 의해 촬상할 수 있는 경우도 있다. 이러한 경우, 제1 덮개체(71)가 폐쇄 위치에 위치시킨 상태에서 얻어진 화상에 기초하여 기판 위치 판정을 행해도 좋다.
또한, 처리조(34)가 투명하면, 처리조(34)의 하방으로부터 기판(8)을 촬상해도 좋다. 이 경우, 기판 지지 부재(36B)에서의 점프 슬롯의 유무를 판정할 수 있다. 여기서 말하는 점프 슬롯이란, 예컨대 기판을 기세좋게 처리액 중에 침지시켰을 때에, 기판(8)에 위로 향하는 힘이 가해지고, 기판(8)의 하측 둘레 가장자리부가 기판 지지 부재(36B)의 기판 유지홈(36BG)으로부터 벗어나, 기판(8)이 부적절한 위치로 이동하는 것을 의미한다. 또, 통상, 처리조(34)의 하방의 공간에는, 액공급 라인, 배액 라인 및 이들 라인에 부설된 각종 기기류가 설치되지만, 이들 라인 및 기기류는 촬상이 방해되지 않도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 처리조(34)가 투명하면(예컨대 처리조가 석영제인 경우), 카메라(90)가 내조(34A)의 측방으로부터 기판(8)을 촬상해도 좋다. 이 경우, 보다 선명한 화상을 얻는다고 하는 관점에서, 도 16에 나타내는 바와 같이, 외조(34B)가 내조(34A)의 상부만을 둘러싸는 타입의 처리조를 이용할 수 있다. 이 경우, 카메라(90)를, 카메라 렌즈가 내조(34A)의 측면에 밀착하도록 설치해도 좋다. 또, 기판 위치 판정을 지장없이 실행할 수 있을 정도의 선명도를 갖는 화상을 얻을 수 있다면, 외조(34B) 및 내조(34A)를 통해 기판(8)의 화상을 촬상해도 좋다.
기판(8)의 유지를 위한 기판 누름부(74)를 이용하지 않고 기판 지지 부재(36B)에 의해 기판을 하방으로부터 지지만 한 상태로 기판의 처리가 행해지는 타입의 기판 액 처리 장치도 존재한다. 이 경우, 처리액을 기세좋게 비등시킨 경우, 혹은 버블링을 위해 기세좋게 가스를 토출시킨 경우에, 기판이 기판 지지 부재로부터 부상하여, 점프 슬롯이 생기는 경우가 있다. 이러한 점프 슬롯의 발생도, 처리조(34)의 측방 또는 하방에 설치한 카메라에 의해 촬상한 영상에 기초하여 상기와 동일한 기판 위치 판정을 행하는 것에 의해 검출할 수 있다.
또한, 액 중에서 끌어올린 기판 지지 부재(36B)에 유지된 기판(8)의 위치를 확인하기 위한 카메라를 추가로 설치해도 좋다. 이것에 의해, 기판의 처리중에 생긴 기판의 위치 어긋남, 혹은 기판을 처리액으로부터 끌어올릴 때에 생긴 기판의 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
상기 실시형태에서는 처리액이 인산 수용액이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 SC1이나 인산 수용액에 아세트산 등의 첨가물을 혼합한 처리액을 이용해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 에칭되는 막을 실리콘질화막으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 그 밖의 에칭 대상이 되는 막이어도 좋다. 또한, 처리조 내에서 기판에 실시되는 처리는, 에칭 공정을 포함하고 있지 않아도 좋고, 세정 공정만을 포함하는 것이어도 좋다. 즉, 처리조에 있어서, 처리액의 액면으로부터 비말이 생기는 조건으로 처리를 행하는 경우에 본 발명은 적용된다. 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 유리, 세라믹 등의 다른 재료로 이루어진 기판이어도 좋다.
또, 명세서 중에서 부재의 앞에 붙여진 「제1(의)」, 「제2(의)」와 같은 서수와, 특허 청구범위에 기재된 구성요소의 앞에 붙여진 서수가 반드시 일치하는 것은 아니라는 것에 주의하기 바란다(예컨대 「덮개체」에 관해).

Claims (19)

  1. 기판 액 처리 장치로서,
    기판 반입 반출용의 상부 개구를 가지며, 처리액을 저류하는 처리조와,
    복수의 기판을, 연직 자세로, 수평 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 나란히 지지하는 기판 지지 부재와,
    상기 기판 지지 부재를, 상기 상부 개구를 통해서, 상기 처리조 내의 처리 위치와 상기 처리조의 상방의 후퇴 위치의 사이에서 승강시키는 승강 기구와,
    상기 처리조에 저류된 처리액 내에서 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 복수의 기판을 촬상할 수 있는 위치에 설치된 촬상부와,
    상기 촬상부가 촬상한 화상 데이터에 기초하여, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 복수의 기판의 실제 위치와 상기 기판의 존재해야 할 기준 위치의 편차가 허용 범위에 있는지 아닌지를 판정하는 기판 위치 판정을 행하는 기판 위치 판정부와,
    상기 기판 액 처리 장치의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 기판 액 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 부재는, 각 기판이 상방향으로 변위 가능하도록, 상기 각 기판의 하반부의 둘레 가장자리부를 하방으로부터 지지하도록 구성되어 있고,
    상기 기판 액 처리 장치는,
    상기 상부 개구의 적어도 일부를 폐쇄할 수 있는 제1 덮개체와,
    상기 제1 덮개체를 개폐시키는 제1 덮개체 개폐 기구와,
    상기 제1 덮개체에 설치된 기판 누름 부재로서, 상기 복수의 기판을 지지한 기판 지지 부재를 상기 처리 위치에 위치시키고, 또한 상기 제1 덮개체를 폐쇄 위치에 위치시켰을 때에, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 각 기판의 상반부의 둘레 가장자리부와 결합하여, 상기 각 기판의 상방향의 변위를 방지하고 상기 수평 방향의 변위도 방지하는 상기 기판 누름 부재
    를 더 포함하는 것인 기판 액 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 기판을 지지한 기판 지지 부재를 상기 처리조에 저류된 처리액에 침지시킨 후이자 상기 제1 덮개체를 폐쇄하기 전의 제1 타이밍, 및
    상기 복수의 기판을 지지한 기판 지지 부재를 상기 처리조에 저류된 처리액에 침지시킨 후이자 상기 제1 덮개체를 폐쇄한 후의 제2 타이밍
    중의 적어도 한쪽의 타이밍에 촬상된 기판의 화상 데이터에 기초하여 상기 기판 위치 판정부에 상기 기판 위치 판정을 행하게 하는 것인 기판 액 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판 위치 판정부는 상기 제1 타이밍에 촬상된 기판의 화상 데이터에 기초하여 상기 기판 위치 판정을 행하여, 상기 편차가 상기 허용 범위 내에 있다고 상기 기판 위치 판정부가 판정한 경우에, 상기 제어부는 상기 제1 덮개체 개폐 기구에 의해 상기 제1 덮개체를 폐쇄 위치로 이동시키는 것인 기판 액 처리 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 기판 위치 판정부는 상기 제2 타이밍에 촬상된 기판의 화상 데이터에 기초하여 상기 기판 위치 판정을 행하여, 상기 편차가 상기 허용 범위 내에 없다고 상기 기판 위치 판정부가 판정한 경우에, 상기 제어부는, 상기 제1 덮개체를 개방하고 그 후 다시 상기 제1 덮개체를 폐쇄 위치로 이동시키는 개폐 조작을 상기 제1 덮개체 개폐 기구에 실행시키는 것인 기판 액 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판 위치 판정의 결과에 따라서, 상기 제1 덮개체 개폐 기구에, 상기 개폐 조작을, 상기 제1 덮개체를 마지막에 폐쇄 위치로 이동시킨 후의 상기 편차가 상기 허용 범위 내에 들어가게 될 때까지 미리 정해진 횟수를 상한으로 하여 반복 실행시키는 것인 기판 액 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 덮개체가 개방되고 그 후 다시 상기 제1 덮개체가 폐쇄 위치로 이동되기까지의 사이에, 상기 승강 기구에 의해 상기 기판 지지 부재를 승강시켜 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 기판을 흔드는 것인 기판 액 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 처리 위치에 있는 상기 기판 지지 부재의 하방에 있어서 상기 처리조 내에 설치되고, 버블링용 가스를 토출하는 가스 노즐과,
    상기 가스 노즐에 가스를 공급하는 가스 공급 기구
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 가스 공급 기구를 제어하여, 상기 제1 덮개체가 개방되고 그 후 다시 상기 제1 덮개체가 폐쇄 위치로 이동되기까지의 사이에, 상기 가스 노즐로부터의 버블링용 가스의 토출을 정지시키는 것인 기판 액 처리 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 상부 개구는 제1 영역 및 제2 영역으로 이루어지고, 상기 제1 덮개체는 상기 제1 영역을 폐쇄할 수 있도록 설치되고,
    상기 기판 액 처리 장치는,
    상기 제2 영역을 폐쇄할 수 있도록 설치된 제2 덮개체와,
    상기 제2 덮개체를 개폐시키는 제2 덮개체 개폐 기구
    를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 타이밍에 기판의 촬상을 행할 때에, 상기 제2 덮개체 개폐 기구에 의해 상기 제2 덮개체를 개방한 상태로 하고, 상기 상부 개구의 상기 제2 영역을 통해 상기 기판의 촬상이 행해지도록 하는 것인 기판 액 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 처리 위치에 있는 상기 기판 지지 부재의 하방에 있어서 상기 처리조 내에 설치되고, 버블링용 가스를 토출하는 가스 노즐과,
    상기 가스 노즐에 가스를 공급하는 가스 공급 기구
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 가스 공급 기구를 제어하여, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 복수의 기판이 상기 처리조에 저류된 처리액 중에 침지된 후, 상기 제1 덮개체가 폐쇄 위치로 이동되기까지는 상기 가스 노즐로부터의 버블링용 가스의 토출을 정지시키고, 상기 제1 덮개체가 폐쇄 위치로 이동한 후에 상기 가스 노즐로부터 버블링용 가스를 토출시키는 것인 기판 액 처리 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 기판 위치 판정부는, 상기 기판 위치 판정에 있어서, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 복수의 기판 중의 적어도 인접하는 2개의 기판 사이의 거리가 미리 정해진 임계값보다 작을 때에, 상기 편차가 허용 범위에 없다고 판정하는 것인 기판 액 처리 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 기판 위치 판정부는, 상기 기판 위치 판정에 있어서, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 각 기판에서의 상기 기준 위치와 상기 실제 위치의 편차를 개별로 구하고, 각 기판에 대하여 개별로 상기 편차가 허용 범위에 있는지 아닌지를 판정하는 것인 기판 액 처리 장치.
  13. 제1항 내지 제4항 또는 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상부는, 상기 처리 위치에 있는 상기 기판 지지 부재에 의해 유지된 상기 복수의 기판의 실질적으로 APEX만이 화상 위에 나타나는 방향으로부터 상기 복수의 기판을 촬영하는 위치에 설치되어 있는 것인 기판 액 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 촬상부가 상기 기판을 촬상하기 위해 필요한 조명광을 조사하는 조명 유닛을 더 포함하고, 상기 조명 유닛은 상기 APEX가 가장 밝게 찍히도록 상기 조명광을 조사할 수 있는 위치에 배치되어 있는 것인 기판 액 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 기판 위치 판정부는, 상기 촬상부에 의해 취득된 화상 중에 있어서 휘도의 피크를 나타내는 위치에 각 기판의 APEX가 존재한다고 간주하고, 각 피크의 위치를 각 기판의 상기 실제 위치로 간주하여 상기 기판 위치 판정을 행하도록 구성되어 있는 것인 기판 액 처리 장치.
  16. 제1항 내지 제4항 또는 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상부는 하나 이상의 카메라를 포함하고, 상기 하나 이상의 카메라는, 상기 처리조의 상방의 위치, 상기 처리조의 측방의 위치 및 상기 처리조의 하방의 위치 중의 하나 이상의 위치에 설치되어 있는 것인 기판 액 처리 장치.
  17. 제1항 내지 제4항 또는 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상부는, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 복수의 기판의 배열 방향을 따라 배치된 촬상 소자를 갖는 리니어 이미지 센서를 포함하는 것인 기판 액 처리 장치.
  18. 제1항 내지 제4항 또는 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 위치 판정부에 의해, 인접하는 2개의 기판이 접촉했다고 판단된 경우에는, 상기 제어부는, 그 2개의 기판의 각각을, 다른 기판과 접촉력(接觸歷)이 있는 기판으로서 기억하는 것인 기판 액 처리 장치.
  19. 기판 반입 반출용의 상부 개구를 가지며, 처리액을 저류하는 처리조와, 복수의 기판을, 연직 자세로, 수평 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 나란히 지지하는 기판 지지 부재와, 상기 기판 지지 부재를, 상기 상부 개구를 통해서, 상기 처리조 내의 처리 위치와 상기 처리조의 상방의 후퇴 위치의 사이에서 승강시키는 승강 기구를 구비한 기판 액 처리 장치를 이용하여 행해지는 기판 액 처리 방법으로서,
    촬상부에 의해, 상기 처리조에 저류된 처리액 내에서 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 복수의 기판을 촬상하는 것과,
    상기 촬상부가 촬상한 화상 데이터에 기초하여, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 복수의 기판의 실제 위치와 상기 기판의 존재해야 할 기준 위치의 편차가 허용 범위에 있는지 아닌지를 판정하는 기판 위치 판정을, 기판 위치 판정부에 의해 행하는 것과,
    상기 기판 위치 판정의 결과에 따라서, 제어부에 의해 상기 기판 액 처리 장치의 동작을 제어하는 것
    을 포함하는 기판 액 처리 방법.
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