KR20220162632A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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히로노부 햐쿠타케
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

처리액에 포함되는 증발 성분의 농도 유지를 용이화할 수 있는 기술을 제공한다. 본 개시에 따른 기판 처리 방법은, 증발 성분을 함유하는 처리액에 기판을 침지시킴으로써 상기 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 정기 보충 공정과, 측정 공정과, 피드백 보충 공정을 포함한다. 정기 보충 공정은, 처리액에 있어서의 증발 성분의 농도가 허용 범위에 들어가도록, 제 1 보충량 또한 제 1 시간 간격으로 증발 성분을 보충한다. 측정 공정은, 농도를 측정한다. 피드백 보충 공정은, 측정 공정에 의해 측정된 농도가 임계치를 하회했는지 여부의 판정을 제 2 시간 간격으로 실행하고, 농도가 임계치를 하회했다고 판정한 경우에, 증발 성분을 제 2 보충량으로 보충한다. 또한, 본 개시에 따른 기판 처리 방법은, 정기 보충 공정과 피드백 보충 공정을 병행하여 행한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 {SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 처리조에 저류된 처리액에 기판을 침지시킴으로써, 기판을 처리하는 기술이 알려져 있다.
일본특허공개공보 2012-074552호
본 개시는, 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도 유지를 용이화할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 방법은, 증발 성분을 함유하는 처리액에 기판을 침지시킴으로써 상기 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 정기 보충 공정과, 측정 공정과, 피드백 보충 공정을 포함한다. 정기 보충 공정은, 처리액에 있어서의 증발 성분의 농도가 허용 범위에 들어가도록, 제 1 보충량 또한 제 1 시간 간격으로 증발 성분을 보충한다. 측정 공정은, 농도를 측정한다. 피드백 보충 공정은, 측정 공정에 의해 측정된 농도가 임계치를 하회했는지 여부의 판정을 제 2 시간 간격으로 실행하고, 농도가 임계치를 하회했다고 판정한 경우에, 증발 성분을 제 2 보충량으로 보충한다. 또한, 본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 방법은, 정기 보충 공정과 피드백 보충 공정을 병행하여 행한다.
본 개시에 따르면, 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도 유지를 용이화할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 액 처리 유닛의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 처리액 공급 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 기억부에 기억되는 농도 관리 정보의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 기억부에 기억되는 보충 모드 정보의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은 실시 형태에 따른 제 1 보충 모드, 제 2 보충 모드 및 제 3 보충 모드 간에 있어서의 보충 간격, 판정 간격 및 보충량의 대소 관계를 정리한 도이다.
도 7은 실시 형태에 따른 정기 보충 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 8은 실시 형태에 따른 피드백 보충 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 9는 실시 형태에 따른 모드 변경 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 10은 변형예에 따른 처리액 공급 시스템의 구성을 나타내는 도이다.
이하에, 본 개시에 따른 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 실시하기 위한 형태(이하, '실시 형태'라 기재함)에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태는, 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시 형태에 있어서 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하여, 중복되는 설명은 생략된다.
또한, 이하에 나타내는 실시 형태에서는, '일정', '직교', '수직' 혹은 '평행'과 같은 표현이 이용되는 경우가 있는데, 이들 표현은, 엄밀하게 '일정', '직교', '수직' 혹은 '평행'인 것을 요하지 않는다. 즉, 상기한 각 표현은, 예를 들면 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 오차를 허용하는 것으로 한다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 하는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다. 또한, 연직축을 회전 중심으로 하는 회전 방향을 θ 방향이라 부르는 경우가 있다.
종래, 처리조에 저류된 처리액에 복수의 기판을 침지시킴으로써, 복수의 기판을 일괄하여 처리하는 기술이 알려져 있다.
최근, 예를 들면 스루풋의 향상 등을 목적으로 하여, 보다 많은 기판을 일괄하여 처리할 수 있도록, 처리조는 대형화의 경향에 있다.
처리조가 대형화되면, 처리조의 개구부가 커지고, 이에 수반하여, 증발 면적이 커지는 점에서, 처리액에 포함되는 증발 성분의 증발 속도는 빨라진다. 즉, 처리조가 대형화되면, 처리액에 있어서의 증발 성분의 농도 저하가 빨라진다.
또한, 처리조가 대형화되면, 처리조에 저류되는 처리액의 양이 많아진다. 이 때문에, 증발 성분을 보충하고 나서 처리액에 있어서의 증발 성분의 농도가 안정화되기까지 장시간을 요하게 된다. 즉, 증발 성분의 농도 응답성이 저하된다.
이러한 상황에 있어서는, 증발 성분의 농도의 헌팅이 커지기(변동 폭이 커지기) 때문에 증발 성분의 농도 유지가 곤란화될 우려가 있다.
또한, 증발 성분의 농도 유지를 곤란화시키는 요인은, 상술한 처리조의 대형화에 한정되지 않는다. 예를 들면, 처리액을 샘플링하여 농도 모니터까지 송액하고 있을 때까지의 동안에 처리조 내의 증발 성분이 증발해 감으로써, 농도 모니터에 의해 측정된 농도와 처리조 내의 농도에 차이가 생긴다. 또한, 고온의 처리액을 샘플링하는 경우에는, 농도 모니터로 농도를 측정하기 전에, 샘플링한 처리액을 일단 냉각할 필요가 있다. 이 경우, 농도 모니터에 의해 측정된 농도와 처리조 내의 농도와의 차이가 커진다. 이러한 점도, 증발 성분의 농도 유지를 곤란화시키는 요인이 될 수 있다.
따라서, 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도 유지를 용이화할 수 있는 기술이 기대되고 있다.
<기판 처리 장치의 구성>
먼저, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 액 처리 유닛(2)과, 처리액 공급 시스템(3)과, 제어 장치(4)를 구비한다.
액 처리 유닛(2)은, 반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, '웨이퍼'라 기재함)을 처리액을 이용하여 처리한다.
처리액은, 증발 성분을 포함한다. 일례로서, 실시 형태에 따른 처리액은, SC1(암모니아 / 과산화수소 수용액)이다. SC1은, 증발 성분으로서 암모니아를 포함한다. 일례로서, 액 처리 유닛(2)은, 웨이퍼에 대하여 SC1을 공급함으로써, 웨이퍼에 형성된 실리콘계막(예를 들면, 폴리 실리콘막, 실리콘 산화막 및 SiN막 등)을 에칭 제거한다. 액 처리 유닛(2)의 구성예에 대해서는 후술한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 처리액이 SC1인 경우를 예로 들어 설명하지만, 처리액은, 적어도 증발 성분을 포함하는 것이면 되며, SC1에 한정되지 않는다. 예를 들면, 처리액은, 정해진 농도로 희석된 수산화 암모늄(희암모니아수), BHF(버퍼드 불산 : 불산과 불화 암모늄 용액과의 혼합액) 등이어도 된다. 이들도 증발 성분으로서 암모니아를 포함하고 있다.
또한, 처리액은, 암모니아 이외의 증발 성분을 함유하는 것이어도 된다. 예를 들면, 처리액은, 증발 성분으로서 과산화수소를 포함하는 SC1, SC2(염산과 과산화수소와 물과의 혼합액) 및 SPM(황산과 과산화수소와 물과의 혼합액) 등이어도 된다. 또한, 처리액은, 증발 성분으로서 질산을 포함하는 불질산(불산과 질산과의 혼합액), PAN(인산과 초산과 질산과의 혼합계) 등이어도 된다. 또한, 처리액은, 증발 성분으로서 물을 포함하는 인산 수용액 등이어도 된다. 인산 수용액은, 예를 들면, 100도 이상의 온도로 사용되는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 인산 수용액에 포함되는 물은, 증발 성분이 된다.
처리액 공급 시스템(3)은, 액 처리 유닛(2)에 대하여 상기 처리액을 공급 또는 보충한다. 처리액 공급 시스템(3)의 구성예에 대해서는 후술한다.
제어 장치(4)는, 액 처리 유닛(2) 및 처리액 공급 시스템(3)을 제어한다. 제어 장치(4)는 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(41)와 기억부(42)를 구비한다. 기억부(42)에는, 기판 처리 장치(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(41)는, 기억부(42)에 기억된 프로그램을 읽어내 실행함으로써 액 처리 유닛(2) 및 처리액 공급 시스템(3)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(42)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.
기판 처리 장치(1)가 구비하는 액 처리 유닛(2)의 수는, 1 개에 한정되지 않는다. 즉, 기판 처리 장치(1)는, 복수의 액 처리 유닛(2)을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 기판 처리 장치(1)는, 복수의 액 처리 유닛(2)에 대응하는 복수의 처리액 공급 시스템(3)을 구비하고 있어도 되고, 복수의 액 처리 유닛(2)에 대응하는 1 개의 처리액 공급 시스템(3)을 구비하고 있어도 된다.
<액 처리 유닛의 구성>
이어서, 액 처리 유닛(2)의 구성예에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 실시 형태에 따른 액 처리 유닛(2)의 구성을 나타내는 도이다.
도 2에 나타내는 액 처리 유닛(2)은, 복수의 웨이퍼(W)(도 2에서는 1 매만 도시)를 일괄하여 처리하는 배치식의 처리 유닛이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 액 처리 유닛(2)은 처리조(21)와, 유지부(22)와, 복수의 토출부(23)를 구비한다. 또한, 액 처리 유닛(2)이 구비하는 토출부(23)의 개수는 3 개에 한정되지 않는다.
처리조(21)는 내조(211)와, 외조(212)를 구비한다. 내조(211)는, 상부에 개구부를 가지는 상자 형상의 수조이며, 내부에 처리액을 저류한다. 내조(211)는, 내부에 복수의 웨이퍼(W)를 수용 가능하다. 복수의 웨이퍼(W)에 의해 형성되는 로트는, 이러한 내조(211)에 침지된다. 외조(212)는, 내조(211)의 외측에 있어서 내조(211)를 둘러싸도록 배치된다. 외조(212)는, 상부에 개구부를 가지고 있다. 그리고, 외조(212)에는, 내조(211)로부터 오버플로우된 처리액이 유입된다.
유지부(22)는, 로트를 형성하는 복수의 웨이퍼(W)를 수직 자세로 유지한다. 유지부(22)는, 유지한 로트를 승강시키는 승강 기구(도시하지 않음)를 가지고 있고, 처리조(21)에 있어서의 내조(211)의 상방으로부터 로트를 하강시켜 내조(211)에 침지시키거나, 내조(211)에 침지시킨 로트를 상승시켜 처리조(21)로부터 취출한다.
복수의 토출부(23)는 내조(211)의 내부, 구체적으로, 내조(211)의 저부 근방에 배치된다. 복수의 토출부(23)는 처리액 공급 시스템(3)에 접속되어 있고, 처리액 공급 시스템(3)으로부터 공급되는 처리액을 내조(211)의 내부로 토출한다.
액 처리 유닛(2)은, 유지부(22)를 이용하여 로트를 유지하고, 유지한 로트를 내조(211)에 저류된 처리액에 침지시킨다. 이에 의해, 복수의 웨이퍼(W)는, 처리액에 의해 처리된다. 예를 들면, 실시 형태에 있어서, 복수의 웨이퍼(W)는, 처리액인 SC1에 의해 실리콘계막이 에칭 제거된다.
<처리액 공급 시스템의 구성>
이어서, 처리액 공급 시스템(3)의 구성예에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 실시 형태에 따른 처리액 공급 시스템(3)의 구성을 나타내는 도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 시스템(3)은 순환부(30)와, 정기 보충부(31)와, 피드백 보충부(32)를 구비한다.
순환부(30)는 순환 라인(301)과, 펌프(302)와, 히터(303)와, 필터(304)와, 암모니아 농도계(306)와, 과산화수소 농도계(308)를 구비한다.
순환 라인(301)은, 처리조(21)로부터 처리액을 유출시켜 처리조(21)로 되돌리는 유로이다. 예를 들면, 순환 라인(301)의 일단은, 처리조(21)에 있어서의 외조(212)의 저부에 접속되고, 타단은, 내조(211)의 내부에 배치된 복수의 토출부(23)에 접속된다. 이와 같이, 순환 라인(301)은, 내조(211)와 외조(212)와의 사이에서 처리액을 순환시킨다.
펌프(302), 히터(303), 필터(304), 암모니아 농도계(306) 및 과산화수소 농도계(308)는 순환 라인(301)의 중도부에 마련된다.
펌프(302)는, 외조(212) 내의 처리액을 순환 라인(301)으로 보낸다. 히터(303)는, 순환 라인(301)을 흐르는 처리액을 가열한다. 또한, 처리조(21)에는 처리조(21) 내의 처리액의 온도를 측정하는 온도 측정부가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 제어부(41)(도 1 참조)는, 처리조(21) 내의 처리액의 온도를 원하는 온도로 유지하도록, 온도 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여, 히터(303)를 제어하여 순환 라인(301)을 흐르는 처리액을 가열한다. 이에 의해, 처리액 공급 시스템(3)은, 처리액의 온도를 규정값으로 유지할 수 있다. 필터(304)는, 순환 라인(301)을 흐르는 처리액으로부터 불순물을 제거한다.
암모니아 농도계(306)는, 처리액 중의 암모니아 농도를 측정한다. 암모니아 농도계(306)는, 샘플링 라인(306a)에 마련된다. 샘플링 라인(306a)은, 순환 라인(301)으로부터 분기하여 순환 라인(301)으로 돌아오는 라인이다. 암모니아 농도계(306)에 의한 측정 결과는, 제어부(41)에 입력된다.
과산화수소 농도계(308)는, 처리액 중의 과산화수소 농도를 측정한다. 과산화수소 농도계(308)는, 샘플링 라인(308a)에 마련된다. 샘플링 라인(308a)은, 순환 라인(301)으로부터 분기하여 순환 라인(301)으로 돌아오는 라인이다. 과산화수소 농도계(308)에 의한 측정 결과는, 제어부(41)에 입력된다.
순환부(30)는, 펌프(302)를 이용하여 외조(212)로부터 순환 라인(301)으로 처리액을 보낸다. 순환 라인(301)으로 보내진 처리액은, 순환 라인(301)을 지나 토출부(23)로부터 내조(211) 내로 공급된다. 내조(211)로 공급된 처리액은, 내조(211)로부터 오버플로우되어 외조(212)로 유출된다. 이와 같이 하여, 처리액은, 내조(211)와 외조(212)와의 사이를 순환한다.
외조(212)를 최상류, 내조(211)를 최하류라 규정한 경우, 펌프(302), 히터(303), 필터(304), 암모니아 농도계(306) 및 과산화수소 농도계(308)는 상류측으로부터 이 순서로 마련된다.
정기 보충부(31)는, 처리조(21)에 대하여 암모니아수를 보충한다. 구체적으로, 정기 보충부(31)는 암모니아수 공급원(311)과, 보충 라인(312)과, 유량 조정기(313)를 구비한다. 암모니아수 공급원(311)은, 증발 성분인 암모니아를 포함하는 용액(여기서는, 암모니아수)을 공급한다. 보충 라인(312)은, 암모니아수 공급원(311)과 외조(212)를 접속하고, 암모니아수 공급원(311)으로부터 외조(212)로 암모니아수를 공급한다. 유량 조정기(313)는, 보충 라인(312)에 마련되어, 외조(212)로 공급되는 암모니아수의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(313)는, 예를 들면 개폐 밸브 및 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성된다.
또한, 정기 보충부(31)는, 처리조(21)에 대하여 과산화수소수를 보충한다. 구체적으로, 정기 보충부(31)는 과산화수소수 공급원(351)과, 보충 라인(352)과, 유량 조정기(353)를 구비한다. 과산화수소수 공급원(351)은, 분해 성분인 O2를 포함하는 용액(여기서는, 과산화수소수)을 공급한다. 보충 라인(352)은, 과산화수소수 공급원(351)과 외조(212)를 접속하고, 과산화수소수 공급원(351)으로부터 외조(212)로 과산화수소수를 공급한다. 유량 조정기(353)는, 보충 라인(352)에 마련되어, 외조(212)로 공급되는 과산화수소수의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(353)는, 예를 들면 개폐 밸브 및 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성된다.
피드백 보충부(32)는, 처리조(21)에 대하여 암모니아수를 보충한다. 구체적으로, 피드백 보충부(32)는 암모니아수 공급원(321)과, 보충 라인(322)과, 유량 조정기(323)를 구비한다. 암모니아수 공급원(321)은, 증발 성분인 암모니아를 포함하는 용액(여기서는, 암모니아수)을 공급한다. 보충 라인(322)은, 암모니아수 공급원(321)과 외조(212)를 접속하여, 암모니아수 공급원(321)으로부터 외조(212)로 암모니아수를 공급한다. 유량 조정기(323)는, 보충 라인(322)에 마련되어, 외조(212)로 공급되는 암모니아수의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(323)는, 예를 들면 개폐 밸브 및 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성된다.
또한, 피드백 보충부(32)는, 처리조(21)에 대하여 과산화수소수를 보충한다. 구체적으로, 피드백 보충부(32)는 과산화수소수 공급원(341)과, 보충 라인(342)과, 유량 조정기(343)를 구비한다. 과산화수소수 공급원(341)은, 분해 성분인 O2를 포함하는 용액(여기서는, 과산화수소수)을 공급한다. 보충 라인(342)은, 과산화수소수 공급원(341)과 외조(212)를 접속하여, 과산화수소수 공급원(341)으로부터 외조(212)로 과산화수소수를 공급한다. 유량 조정기(343)는, 보충 라인(342)에 마련되어, 외조(212)로 공급되는 과산화수소수의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(343)는, 예를 들면 개폐 밸브 및 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성된다.
정기 보충부(31) 및 피드백 보충부(32)는, 처리조(21) 중 외조(212)에 대하여 보충액(암모니아수 또는 과산화수소수)을 공급한다. 이러한 구성으로 함으로써, 순환부(30)에 의한 처리액의 유동을 이용하여 보충액을 처리액과 효율적으로 혼합할 수 있는 점에서, 처리액 중의 암모니아 농도(또는 과산화수소 농도)를 조기에 안정화시킬 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 정기 보충부(31) 및 피드백 보충부(32)는, 예를 들면, 순환 라인(301)에 대하여 보충액을 공급해도 되고, 내조(211)에 대하여 보충액을 공급해도 된다.
제어부(41)(도 1 참조)는, 정기 보충부(31) 및 피드백 보충부(32)를 제어하여, 암모니아수 또는 과산화수소수의 보충을 행한다.
구체적으로, 제어부(41)는, 정기 보충부(31)를 제어하여 정기 보충 처리를 행한다. 정기 보충 처리는, 처리액 중의 성분 농도(여기서는, 암모니아 농도)가 허용 범위에 들어가도록, 미리 지정된 보충량의 보충액을 미리 지정된 보충 간격으로 보충하는 처리이다.
또한, 제어부(41)는, 피드백 보충부(32)를 제어하여 피드백 보충 처리를 행한다. 피드백 보충 처리는, 암모니아 농도계(306) 또는 과산화수소 농도계(308)에 의해 측정된 농도가 임계치(FB 임계치)를 하회했는지 여부의 판정을 미리 지정된 판정 간격으로 행한다. 그리고, 측정한 농도가 FB 임계치를 하회했다고 판정한 경우에, 미리 지정된 보충량의 보충액을 보충한다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 있어서, 제어부(41)는, 증발 성분인 암모니아의 보충 처리로서, 정기 보충 처리와 피드백 보충 처리를 병행하여 행한다. 이하, 이 점에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 실시 형태에 따른 기억부(42)에 기억되는 농도 관리 정보의 일례를 나타내는 도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 농도 관리 정보는, 처리액 중의 대상 성분(여기서는, 암모니아 및 과산화수소)마다, '목표 농도', '허용 농도 범위' 및 'FB 임계치'를 대응시킨 정보이다.
'목표 농도' 항목에는, 농도의 목표값을 나타내는 정보가 저장된다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 예에 있어서, 암모니아의 목표 농도는 '1 wt%'이며, 과산화수소의 목표 농도는 '5 wt%'이다.
'허용 범위' 항목에는, 농도의 허용 범위를 나타내는 정보가 저장된다. '허용 범위’ 항목은, '상한 농도’ 항목 및 '하한 농도’ 항목을 포함하고 있다. '상한 농도’ 항목에는, 농도의 허용 범위의 상한값을 나타내는 정보가 저장되고, '하한 농도’ 항목에는, 농도의 허용 범위의 하한값을 나타내는 정보가 저장된다. 또한, '상한 농도’ 항목에 저장되는 농도값은, '목표 농도’ 항목에 저장되는 농도값보다 높고, '하한 농도’ 항목에 저장되는 농도값은, '목표 농도’ 항목에 저장되는 농도값보다 낮다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 예에 있어서, 암모니아 농도의 허용 범위는 '0.9 wt% 이상 1.1 wt% 이하'이며, 과산화수소 농도의 허용 범위는 '4.5 wt% 이상 5.5 wt% 이하'이다.
'FB 임계치’ 항목에는, 피드백 보충 처리에 이용되는 임계치가 저장된다. 'FB 임계치’ 항목에 저장되는 농도값은, '목표 농도’ 항목에 저장되는 농도값보다 낮고, '하한 농도’ 항목에 저장되는 농도값보다 높다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 예에 있어서, 암모니아에 대한 피드백 보충 처리의 FB 임계치는 '0.95 wt%'이며, 과산화수소에 대한 피드백 보충 처리의 FB 임계치는 '4.95 wt%'이다.
도 5는 실시 형태에 따른 기억부(42)에 기억되는 보충 모드 정보의 일례를 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 보충 모드 정보는, 처리액 중의 대상 성분(여기서는, 암모니아 및 과산화수소)마다, ‘제 1 보충 모드', ‘제 2 보충 모드' 및 ‘제 3 보충 모드'를 대응시킨 정보이다.
'제 1 보충 모드’ 항목, ‘제 2 보충 모드’ 항목 및 ‘제 3 보충 모드’ 항목에는, 각각 '정기 보충 처리’ 항목 및 '피드백 보충 처리’ 항목이 포함되어 있다. 또한, 각 '정기 보충 처리’ 항목에는, '보충 간격’ 항목 및 '보충량’ 항목이 포함되어 있고, 각 '피드백 보충 처리’ 항목에는, '판정 간격’ 항목 및 '보충량’ 항목이 포함되어 있다.
'정기 보충 처리’ 항목의 '보충 간격’ 항목에는, 보충액(여기서는, 암모니아수)의 보충을 행하는 시간 간격을 나타내는 정보가 저장된다. 또한, '정기 보충 처리’ 항목의 '보충량’ 항목에는, 보충액의 보충량을 나타내는 정보가 저장된다.
예를 들면, 제 1 보충 모드에 있어서, 암모니아에 대한 정기 보충 처리는, 100 sec의 보충 간격(제 1 시간 간격) 또한 50 ml의 보충량(제 1 보충량)으로 실행된다. 또한, 제 2 보충 모드에 있어서, 암모니아에 대한 정기 보충 처리는, 50 sec의 보충 간격(제 3 시간 간격) 또한 100 ml의 보충량(제 3 보충량)으로 실행된다. 또한, 제 3 보충 모드에 있어서, 암모니아에 대한 정기 보충 처리는, 150 sec의 보충 간격(제 5 시간 간격) 또한 20 ml의 보충량(제 5 보충량)으로 실행된다.
또한, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 과산화수소에 대한 정기 보충 처리는 행해지지 않는다. 이 때문에, 과산화수소에 대응하는 '정기 보충 처리’ 항목에는, 정보가 저장되어 있지 않다(혹은, 'null'이 저장되어도 된다). 또한, 기판 처리 장치(1)는, 과산화수소에 대한 정기 보충 처리를 행해도 된다. 이 경우, 과산화수소에 대응하는 '정기 보충 처리’ 항목에는, 수치가 저장되게 된다. 과산화수소에 대응하는 정기 보충 처리는, 과산화수소수 공급원(351), 보충 라인(352) 및 유량 조정기(353)를 이용하여 행해진다.
'피드백 보충 처리’ 항목의 '판정 간격’ 항목에는, 암모니아 농도계(306) 또는 과산화수소 농도계(308)에 의해 측정된 농도가 FB 임계치를 하회했는지 여부를 판정하는 판정 처리의 실행 간격을 나타내는 정보가 저장된다. 또한, '피드백 보충 처리’ 항목의 '보충량’ 항목에는, 보충액의 보충량을 나타내는 정보가 저장된다. 또한, '피드백 보충 처리’ 항목의 '보충량’ 항목에 저장되는 보충량은, '정기 보충 처리’ 항목의 '보충량’ 항목에 저장되는 보충량보다 적다.
예를 들면, 제 1 보충 모드에 있어서, 암모니아에 대한 피드백 보충 처리는, 30 sec의 판정 간격(제 2 시간 간격) 또한 30 ml의 보충량(제 2 보충량)으로 실행된다. 또한, 제 2 보충 모드에 있어서, 암모니아에 대한 피드백 보충 처리는, 15 sec의 판정 간격(제 4 시간 간격) 또한 60 ml의 보충량(제 4 보충량)으로 실행된다. 또한, 제 3 보충 모드에 있어서, 암모니아에 대한 피드백 보충 처리는, 120 sec의 보충 간격(제 6 시간 간격) 또한 5 ml의 보충량(제 6 보충량)으로 실행된다.
또한, 도 5에 나타내는 예에 있어서, 과산화수소에 대한 피드백 보충 처리의 각 수치는, 암모니아에 대한 피드백 보충 처리의 각 수치와 동일하다. 또한, 이에 한정되지 않고, 과산화수소에 대한 피드백 보충 처리의 각 수치는, 암모니아에 대한 피드백 보충 처리의 각 수치와 상이해도 된다.
도 6은 실시 형태에 따른 제 1 보충 모드, 제 2 보충 모드 및 제 3 보충 모드 간에 있어서의 보충 간격, 판정 간격 및 보충량의 대소 관계를 정리한 도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 2 보충 모드에 있어서의 보충 간격(제 3 시간 간격) 및 판정 간격(제 4 시간 간격)은, 제 1 보충 모드에 있어서의 보충 간격(제 1 시간 간격) 및 판정 간격(제 2 시간 간격)보다 짧게 설정된다. 또한, 제 2 보충 모드에 있어서의 보충량(제 3 보충량 및 제 4 보충량)은, 제 1 보충 모드에 있어서의 보충량(제 1 보충량 및 제 2 보충량)보다 많게 설정된다.
또한, 제 3 보충 모드에 있어서의 보충 간격(제 5 시간 간격) 및 판정 간격(제 6 시간 간격)은, 제 1 보충 모드에 있어서의 보충 간격(제 1 시간 간격) 및 판정 간격(제 2 시간 간격)보다 길게 설정된다. 또한, 제 3 보충 모드에 있어서의 보충량(제 5 보충량 및 제 6 보충량)은, 제 1 보충 모드에 있어서의 보충량(제 1 보충량 및 제 2 보충량)보다 적게 설정된다.
<보충 처리의 순서>
이어서, 보충 처리의 순서에 대하여 설명한다. 먼저, 정기 보충 처리 및 피드백 보충 처리의 순서에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7은 실시 형태에 따른 정기 보충 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 또한, 도 8은 실시 형태에 따른 피드백 보충 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 도 7 및 도 8에 나타내는 각 순서도는, 제어부(41)에 의한 제어에 따라 실행된다.
먼저, 정기 보충 처리의 순서에 대하여 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어부(41)는, 정기 보충부(31)를 제어하여, 지정량의 암모니아수를 처리조(21)의 외조(212)에 보충한다(단계(S101)). 구체적으로, 제어부(41)는, 현재의 보충 모드에 따른 보충량으로 보충액(여기서는, 암모니아수)의 보충을 행한다. 예를 들면, 현재의 보충 모드가 제 1 보충 모드인 경우, 제어부(41)는, 정기 보충부(31)를 제어하여, 지정량으로서 50 ml의 암모니아수를 외조(212)에 보충한다(도 5 참조). 또한, 현재의 보충 모드가 제 2 보충 모드인 경우, 제어부(41)는, 정기 보충부(31)를 제어하여, 지정량으로서 100 ml의 암모니아수를 외조(212)에 보충한다.
이어서, 제어부(41)는, 단계(S101)에 있어서 암모니아수의 보충을 행하고 나서 지정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다(단계(S102)). 구체적으로, 제어부(41)는, 현재의 보충 모드에 따른 보충 간격이 경과했는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 현재의 보충 모드가 제 1 보충 모드인 경우, 제어부(41)는, 단계(S101)의 보충을 행하고 나서 100 sec가 경과했는지 여부를 판정한다.
단계(S102)에 있어서, 지정 시간이 경과하고 있지 않은 경우(단계(S102), No), 제어부(41)는, 지정 시간이 경과할 때까지 단계(S102)의 판정 처리를 반복한다. 한편, 단계(S102)에 있어서, 지정 시간이 경과했다고 판정한 경우(단계(S102), Yes), 제어부(41)는, 처리를 단계(S101)로 되돌려, 지정량의 암모니아수를 재차 보충한다.
이어서, 피드백 보충 처리의 순서에 대하여 설명한다. 여기서는, 암모니아수에 대한 피드백 보충 처리를 예로 들어 설명하고, 과산화수소수에 대한 피드백 보충 처리에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 과산화수소수에 대한 피드백 보충 처리도 도 8에 나타내는 순서도와 동일한 순서로 행해진다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 제어부(41)는, 먼저, 농도값을 취득한다(단계(S201)). 구체적으로, 제어부(41)는, 암모니아 농도계(306)에 의해 측정된 암모니아 농도의 값을 취득한다.
이어서, 제어부(41)는, 취득한 농도값이 FB 임계치를 하회했는지 여부를 판정한다(단계(S202)). 예를 들면, 암모니아에 대응하는 FB 임계치가 '0.95 wt%'인 경우(도 4 참조), 제어부(41)는, 단계(S201)에 있어서 취득한 농도값이 0.95 wt%를 하회했는지 여부를 판정한다.
단계(S202)에 있어서, 농도값이 FB 임계치를 하회했다고 판정한 경우(단계(S202), Yes), 제어부(41)는, 피드백 보충부(32)를 제어하여, 지정량의 암모니아수를 보충한다(단계(S203)). 구체적으로, 제어부(41)는, 현재의 보충 모드에 따른 보충량으로 암모니아수의 보충을 행한다. 예를 들면, 현재의 보충 모드가 제 1 보충 모드인 경우, 제어부(41)는, 피드백 보충부(32)를 제어하여, 지정량으로서 30 ml의 암모니아수를 외조(212)에 보충한다(도 5 참조). 또한, 현재의 보충 모드가 제 2 보충 모드인 경우, 제어부(41)는, 피드백 보충부(32)를 제어하여, 지정량으로서 60 ml의 암모니아수를 외조(212)에 보충한다.
단계(S203)의 처리를 끝낸 경우 또는 단계(S202)에 있어서 농도값이 FB 임계치를 하회하고 있지 않은 경우(단계(S202), No), 제어부(41)는, 단계(S202)의 판정 처리를 행하고 나서 지정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다(단계(S204)). 구체적으로, 제어부(41)는, 현재의 보충 모드에 따른 판정 간격이 경과했는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 현재의 보충 모드가 제 1 보충 모드인 경우, 제어부(41)는, 단계(S202)의 판정 처리를 행하고 나서 30 sec가 경과했는지 여부를 판정한다.
단계(S204)에 있어서, 지정 시간이 경과하고 있지 않은 경우(단계(S204), No), 제어부(41)는, 지정 시간이 경과할 때까지 단계(S204)의 판정 처리를 반복한다. 한편, 단계(S204)에 있어서, 지정 시간이 경과했다고 판정한 경우(단계(S204), Yes), 제어부(41)는, 처리를 단계(S201)로 되돌려, 암모니아 농도계(306)에 의해 측정된 암모니아 농도의 값을 재차 취득한다.
또한, 여기서는, 단계(S204)에 있어서 판정되는 지정 시간이, 단계(S202)의 판정 처리를 행하고 나서의 경과 시간인 것으로 했지만, 이는, 단계(S201)에 있어서 농도값을 취득하고 나서의 경과 시간과 동의이다. 즉, 제어부(41)는, 단계(S204)에 있어서, 단계(S201)에서 농도값을 취득하고 나서 지정 시간이 경과했는지 여부를 판정해도 된다.
이어서, 모드 변경 처리의 순서에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 실시 형태에 따른 모드 변경 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 도 9에 나타내는 각 순서도는, 제어부(41)에 의한 제어에 따라 실행된다. 여기서는, 암모니아수에 대한 모드 변경 처리를 예로 들어 설명하고, 과산화수소수에 대한 모드 변경 처리에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 과산화수소수에 대한 모드 변경 처리는, 도 9에 나타내는 순서도와 동일한 순서로, 암모니아수에 대한 모드 변경 처리와 독립하여 행해진다. 즉, 예를 들면, 보충 모드는 암모니아수 및 과산화수소수의 각각에 대하여 독립하여 설정된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 제어부(41)는, 농도값을 취득한다(단계(S301)). 구체적으로, 제어부(41)는, 암모니아 농도계(306)에 의해 측정된 암모니아 농도의 값을 취득한다. 이어서, 제어부(41)는, 취득한 농도값이 허용 범위인지 여부를 판정한다(단계(S302)). 예를 들면, 암모니아에 대응하는 허용 범위가, 0.9wt% 이상 1.1wt% 이하인 경우(도 4 참조), 제어부(41)는, 단계(S301)에 있어서 취득한 농도값이 0.9wt% 이상 1.1wt% 이하인지 여부를 판정한다.
단계(S302)에 있어서, 농도값이 허용 범위라고 판정한 경우(단계(S302), Yes), 제어부(41)는, 현재의 보충 모드를 제 1 보충 모드로 설정한다(단계(S303)).
한편, 단계(S302)에 있어서, 농도값이 허용 범위가 아닌 경우(단계(S302), No), 제어부(41)는, 농도값이 허용 범위의 하한을 하회했는지 여부를 판정한다(단계(S304)). 예를 들면, 허용 범위의 하한이 0.9 wt%인 경우(도 4 참조), 제어부(41)는, 농도값이 0.9 wt%를 하회했는지 여부를 판정한다.
단계(S304)에 있어서, 농도값이 허용 범위의 하한을 하회했다고 판정한 경우(단계(S304), Yes), 제어부(41)는, 현재의 보충 모드를 제 2 보충 모드로 설정한다(단계(S305)).
한편, 단계(S304)에 있어서, 농도값이 허용 범위의 하한을 하회하고 있지 않은 경우(단계(S304), No), 즉, 농도값이 허용 범위의 상한을 상회하고 있는 경우, 제어부(41)는, 현재의 보충 모드를 제 3 보충 모드로 설정한다(단계(S306)).
단계(S303, S305, S306)의 처리를 끝내면, 제어부(41)는, 처리를 단계(S301)로 되돌려, 단계(S301) 이후의 처리를 반복한다.
이와 같이, 제어부(41)는, 암모니아 농도가 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어나 있는 경우에, 보충 모드를 제 1 보충 모드로부터 제 2 보충 모드로 변경한다. 이에 의해, 정기 보충 처리에 있어서의 암모니아수의 보충량이 제 1 보충량(예를 들면, 50 ml)으로부터 제 1 보충량보다 많은 제 3 보충량(예를 들면, 100 ml)으로 변경된다. 또한, 정기 보충 처리에 있어서의 암모니아수의 보충 간격이, 제 1 시간 간격(예를 들면, 100 sec)으로부터 제 1 시간 간격보다 짧은 제 3 시간 간격(예를 들면, 50 sec)으로 변경된다.
또한, 암모니아 농도가 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어나 있는 경우, 피드백 처리에 있어서의 판정 간격이, 제 2 시간 간격(예를 들면, 30 sec)으로부터 제 2 시간 간격보다 짧은 제 4 시간 간격(예를 들면, 15 sec)으로 변경된다. 또한, 피드백 처리에 있어서의 암모니아수의 보충량이, 제 2 보충량(예를 들면, 30 ml)으로부터 제 2 보충량보다 많은 제 4 보충량(예를 들면, 60 ml)으로 변경된다.
따라서, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 의하면, 증발 성분의 농도가 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어난 경우에, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
또한, 제어부(41)는, 암모니아 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 보충 모드를 제 1 보충 모드로부터 제 3 보충 모드로 변경한다. 이에 의해, 정기 보충 처리에 있어서의 암모니아수의 보충량이, 제 1 보충량으로부터 제 1 보충량보다 적은 제 5 보충량(예를 들면, 20 ml)으로 변경된다. 또한, 정기 보충 처리에 있어서의 암모니아수의 보충 간격이, 제 1 시간 간격으로부터 제 1 시간 간격보다 긴 제 5 시간 간격(예를 들면, 150 sec)으로 변경된다.
또한, 암모니아 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우, 피드백 처리에 있어서의 판정 간격이, 제 2 시간 간격으로부터 제 2 시간 간격보다 긴 제 6 시간 간격(예를 들면, 120 sec)으로 변경된다. 또한, 피드백 처리에 있어서의 암모니아수의 보충량이, 제 2 보충량으로부터 제 2 보충량보다 적은 제 6 보충량(예를 들면, 5 ml)으로 변경된다.
따라서, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 의하면, 증발 성분의 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어난 경우에, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
또한, 여기서는, 보충 모드가 변경된 경우에, 보충량 및 시간 간격의 양방을 변경하는 경우의 예에 대하여 설명했지만, 제어부(41)는, 보충량 및 시간 간격 중 적어도 일방을 변경하면 된다.
또한, 정기 보충 처리 및 피드백 보충 처리에 있어서, 제어부(41)는, 암모니아 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 암모니아수의 보충을 정지해도 된다. 이에 의해, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 더 빨리 되돌릴 수 있다.
<순환 라인에 있어서의 농도계의 위치에 대하여>
그런데, 필터(304)(도 3 참조)는, 순환 라인(301)에 있어서의 압손부 중 하나에 상당한다. 즉, 처리액은, 필터(304)를 통과할 시에, 여과막과의 마찰에 의해 압력 손실을 받는다. 이에 의해, 필터(304)의 이차측에 있어서의 압력은, 필터(304)의 일차측에 있어서의 압력보다 낮아진다. 처리액 중의 증발 성분은, 압력이 낮아질수록 휘발하기 쉬워진다. 따라서, 처리액이 필터(304)를 통과함으로써, 처리액 중의 증발 성분 농도가 저하될 우려가 있다.
이 점에 대하여, 종래의 처리액 공급 시스템과 비교하여 설명한다. 예를 들면, 종래의 처리액 공급 시스템에서는, 펌프, 히터, 농도계 및 필터가, 상류측으로부터 이 순서로 순환 라인에 마련되어 있었다. 즉, 종래의 처리액 공급 시스템에서는, 필터보다 상류에 농도계가 마련되어 있었다. 이 경우, 처리액은, 농도계를 통과한 후에 필터를 통과하게 된다.
상술한 바와 같이, 처리액 중에 있어서의 증발 성분의 농도는, 필터의 이차측에 있어서 저하될 우려가 있다. 예를 들면, 내조에 복수의 웨이퍼가 침지되고 나서 내조 내의 처리액이 펌프, 히터 및 농도계를 통과할 때까지, 처리액 중에 있어서의 증발 성분의 농도가 규정값으로 유지된다고 가정한다. 이 가정에 있어서, 처리액이 필터를 통과하면, 처리액 중의 증발 성분이 증발함으로써, 처리액 중에 있어서의 증발 성분의 농도는 규정값보다 낮아지고, 이 후, 증발 성분의 농도가 낮아진 처리액이 내조로 공급된다.
이와 같이, 종래의 처리액 공급 시스템에서는, 농도계에 의해 측정되는 증발 성분 농도(규정값)와, 내조로 공급되는 처리액의 증발 성분 농도(낮음)에 차이가 생길 우려가 있다.
이에 대하여, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 암모니아 농도계(306)가 필터(304)보다 하류에 마련되어 있다. 이 경우, 필터(304)의 이차측에서 처리액의 증발 성분 농도가 저하되었다 하더라도, 증발 성분 농도가 저하된 후의 처리액의 증발 성분 농도를 암모니아 농도계(306)에 있어서 측정하게 된다. 이 때문에, 암모니아 농도계(306)로 측정된 증발 성분 농도와, 내조(211)로 공급되는 처리액의 증발 성분 농도에 차이가 생기기 어렵다. 따라서, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 의하면, 처리액 중의 증발 성분의 농도 유지를 보다 용이화할 수 있다.
<변형예>
도 10은 변형예에 따른 처리액 공급 시스템(3)의 구성을 나타내는 도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 시스템(3)은 희석부(33)를 구비하고 있어도 된다.
희석부(33)는 희석액 공급원(331)과, 희석 라인(332)과, 유량 조정기(333)를 구비한다. 희석액 공급원(331)은, 희석액을 공급한다. 희석액으로서는, 예를 들면, DIW(탈이온수)가 이용된다. 희석 라인(332)은, 희석액 공급원(331)과 외조(212)를 접속하여, 희석액 공급원(331)으로부터 외조(212)로 희석액을 공급한다. 유량 조정기(333)는 희석 라인(332)에 마련되어, 외조(212)로 공급되는 희석액의 공급량을 조정한다. 유량 조정기(333)는, 예를 들면 개폐 밸브 및 유량 제어 밸브, 유량계 등으로 구성된다.
변형예에 따른 기판 처리 장치(1)에 있어서, 제어부(41)는, 암모니아 농도값이 허용 범위의 상한을 상회한 경우에, 보충 처리(제 3 보충 모드) 대신에, 또는, 보충 처리와 함께, 희석 처리를 행해도 된다. 구체적으로, 제어부(41)는, 희석부(33)를 제어하여, 희석액 공급원(331)으로부터 액 처리 유닛(2)의 외조(212)로 희석액(여기서는, DIW)을 공급한다. 이에 의해, 암모니아 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서, 기판 처리 장치(1))는, 증발 성분(일례로서, 암모니아)을 함유하는 처리액(일례로서, SC1)에 기판(일례로서, 웨이퍼(W))을 침지시킴으로써 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 처리조(일례로서, 처리조(21))와, 정기 보충부(일례로서, 정기 보충부(31)) 및 피드백 보충부(일례로서, 피드백 보충부(32))와, 측정부(일례로서, 암모니아 농도계(306))와, 제어부(일례로서, 제어부(41))를 구비한다. 처리조는, 처리액을 저류한다. 정기 보충부 및 피드백 보충부는, 증발 성분을 보충한다. 측정부는, 농도를 측정한다. 제어부는, 정기 보충부 및 피드백 보충부를 제어한다. 또한, 제어부는, 정기 보충 처리와 피드백 보충 처리를 행한다. 정기 보충 처리는, 정기 보충부를 제어하여, 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도가 허용 범위에 들어가도록, 제 1 보충량 또한 제 1 시간 간격으로 증발 성분을 보충하는 처리이다. 피드백 보충 처리는, 피드백 보충부를 제어하여, 측정부에 의해 측정된 농도가 임계치를 하회했는지 여부의 판정을 제 2 시간 간격으로 실행하고, 농도가 상기 임계치를 하회했다고 판정한 경우에, 증발 성분을 제 2 보충량으로 보충하는 처리이다. 그리고, 제어부는, 정기 보충 처리와 피드백 보충 처리를 병행하여 행한다.
정기 보충 처리를 행함으로써, 정기 보충 처리를 행하지 않는 경우와 비교하여 증발 성분의 감소 속도가 억제되기 때문에, 피드백 보충 처리에 있어서의 제 2 보충량을 줄일 수 있다. 이에 의해, 증발 성분의 농도의 헌팅을 억제할 수 있기 때문에, 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도 유지를 용이화할 수 있다.
정기 보충 처리는, 측정 처리에 의해 측정된 농도가 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어나 있는 경우에, 증발 성분의 보충량을 제 1 보충량보다 많은 제 3 보충량으로 변경하고, 또는, 증발 성분의 보충 간격을 제 1 시간 간격보다 짧은 제 3 시간 간격으로 변경하여, 증발 성분의 보충을 행한다. 이에 의해, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
피드백 보충 처리는, 측정 처리에 의해 측정된 농도가 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어나 있는 경우에, 판정의 실행 간격을 제 2 시간 간격보다 짧은 제 4 시간 간격으로 변경하고, 또는, 증발 성분의 보충량을 제 2 보충량보다 많은 제 4 보충량으로 변경하여, 증발 성분의 보충을 행한다. 이에 의해, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
정기 보충 처리는, 측정 처리에 의해 측정된 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 증발 성분의 보충량을 제 1 보충량보다 적은 제 5 보충량으로 변경하고, 혹은, 증발 성분의 보충 간격을 제 1 시간 간격보다 긴 제 5 시간 간격으로 변경하여 증발 성분의 보충을 행하거나, 또는, 증발 성분의 보충을 정지한다. 이에 의해, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
피드백 보충 처리는, 측정 처리에 의해 측정된 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 판정의 실행 간격을 제 2 시간 간격보다 긴 제 6 시간 간격으로 변경하고, 혹은, 증발 성분의 보충량을 제 2 보충량보다 적은 제 6 보충량으로 변경하여 증발 성분의 보충을 행하거나, 또는, 증발 성분의 보충을 정지한다. 이에 의해, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 희석부(33)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 제어부(41)는, 희석 처리를 행해도 된다. 희석 처리는, 측정 처리에 의해 측정된 농도가 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 증발 성분을 포함하지 않는 액체를 보충한다. 이에 의해, 증발 성분의 농도를 허용 범위로 재빨리 되돌릴 수 있다.
희석 처리는, 증발 성분을 포함하지 않는 액체로서 물을 보충해도 된다. 이에 의해, 비교적 저비용으로 희석 처리를 실현할 수 있다.
처리조는, 상부에 개구부를 가지고, 기판을 수용 가능한 내조(일례로서, 내조(211))와, 내조의 외측에 배치되어, 개구부로부터 유출되는 처리액을 받는 외조(일례로서, 외조(212))를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 외조에 저류된 처리액은, 외조와 내조를 접속하는 순환 라인(일례로서, 순환 라인(301))에 의해 내조로 되돌려져도 된다. 또한, 정기 보충 처리 및 피드백 보충 처리는, 외조 또는 순환 라인에 대하여 증발 성분을 보충해도 된다.
외조 또는 순환 라인에 대하여 증발 성분을 보충함으로써, 순환 라인에 의한 처리액의 유동을 이용하여 증발 성분을 효율적으로 처리액에 혼합할 수 있는 점에서, 증발 성분의 농도를 조기에 안정화시킬 수 있다.
처리액은, 증발 성분으로서 암모니아를 포함하는 SC1, 희암모니아수 그리고 BHF, 증발 성분으로서 과산화수소를 포함하는 SC2 그리고 SPM, 증발 성분으로서 질산을 포함하는 불질산 그리고 PAN 및 인산 수용액 중 어느 하나여도 된다. 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 이들 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도 유지를 용이화하는 것이 가능하다.
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 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (11)

  1. 증발 성분을 함유하는 처리액에 기판을 침지시킴으로써 상기 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 처리액에 있어서의 상기 증발 성분의 농도가 허용 범위에 들어가도록, 제 1 보충량 또한 제 1 시간 간격으로 상기 증발 성분을 보충하는 정기 보충 공정과,
    상기 농도를 측정하는 측정 공정과,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 임계치를 하회했는지 여부의 판정을 제 2 시간 간격으로 실행하고, 상기 농도가 상기 임계치를 하회했다고 판정한 경우에, 상기 증발 성분을 제 2 보충량으로 보충하는 피드백 보충 공정
    을 포함하고,
    상기 정기 보충 공정과 상기 피드백 보충 공정을 병행하여 행하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정기 보충 공정은,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어나 있는 경우에, 상기 증발 성분의 보충량을 상기 제 1 보충량보다 많은 제 3 보충량으로 변경하고, 또는, 상기 증발 성분의 보충 간격을 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 3 시간 간격으로 변경하여, 상기 증발 성분의 보충을 행하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피드백 보충 공정은,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위로부터 저농도측으로 벗어나 있는 경우에, 상기 판정의 실행 간격을 상기 제 2 시간 간격보다 짧은 제 4 시간 간격으로 변경하고, 또는, 상기 증발 성분의 보충량을 상기 제 2 보충량보다 많은 제 4 보충량으로 변경하여, 상기 증발 성분의 보충을 행하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정기 보충 공정은,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 상기 증발 성분의 보충량을 상기 제 1 보충량보다 적은 제 5 보충량으로 변경하고, 혹은, 상기 증발 성분의 보충 간격을 상기 제 1 시간 간격보다 긴 제 5 시간 간격으로 변경하여 상기 증발 성분의 보충을 행하는, 또는, 상기 증발 성분의 보충을 정지하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피드백 보충 공정은,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 상기 판정의 실행 간격을 상기 제 2 시간 간격보다 긴 제 6 시간 간격으로 변경하고, 혹은, 상기 증발 성분의 보충량을 상기 제 2 보충량보다 적은 제 6 보충량으로 변경하여 상기 증발 성분의 보충을 행하는, 또는, 상기 증발 성분의 보충을 정지하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위로부터 고농도측으로 벗어나 있는 경우에, 상기 증발 성분을 포함하지 않는 액체를 보충하는 희석 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 희석 공정은,
    상기 증발 성분을 포함하지 않는 액체로서 물을 보충하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정기 보충 공정은,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위에 있는 경우, 상기 제 1 보충량 또한 상기 제 1 시간 간격으로 상기 증발 성분을 보충하고,
    상기 피드백 보충 공정은,
    상기 측정 공정에 의해 측정된 상기 농도가 상기 허용 범위에 있는 경우, 상기 판정을 상기 제 2 시간 간격으로 실행하고, 상기 증발 성분의 보충을 상기 제 2 보충량으로 행하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은, 처리조에 저류된 상기 처리액에 침지되고,
    상기 처리조는,
    상부에 개구부를 가지고, 상기 기판을 수용 가능한 내조와,
    상기 내조의 외측에 배치되어, 상기 개구부로부터 유출하는 상기 처리액을 수취하는 외조
    를 구비하고,
    상기 외조에 저류된 상기 처리액은, 상기 외조와 상기 내조를 접속하는 순환 라인에 의해 상기 내조로 되돌려지고,
    상기 정기 보충 공정 및 상기 피드백 보충 공정은,
    상기 외조 또는 상기 순환 라인에 대하여 상기 증발 성분을 보충하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액은, 상기 증발 성분으로서 암모니아를 포함하는 SC1, 희암모니아수 그리고 BHF, 상기 증발 성분으로서 과산화수소를 포함하는 SC2 그리고 SPM, 상기 증발 성분으로서 질산을 포함하는 불질산 그리고 PAN 및 인산 수용액 중 어느 하나인, 기판 처리 방법.
  11. 증발 성분을 함유하는 처리액에 기판을 침지시킴으로써 상기 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 처리액을 저류하는 처리조와,
    상기 증발 성분을 보충하는 정기 보충부 및 피드백 보충부와,
    상기 증발 성분의 농도를 측정하는 측정부와,
    상기 정기 보충부 및 상기 피드백 보충부를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 정기 보충부를 제어하여, 상기 처리액에 포함되는 증발 성분의 농도가 허용 범위에 들어가도록, 제 1 보충량 또한 제 1 시간 간격으로 상기 증발 성분을 보충하는 정기 보충 처리와,
    상기 피드백 보충부를 제어하여, 상기 측정부에 의해 측정된 상기 농도가 임계치를 하회했는지 여부의 판정을 제 2 시간 간격으로 실행하고, 상기 농도가 상기 임계치를 하회했다고 판정한 경우에, 상기 증발 성분을 제 2 보충량으로 보충하는 피드백 보충 처리
    를 병행하여 행하는, 기판 처리 장치.
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