KR20230090241A - 노즐, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

노즐, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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히로키 사쿠라이
노부히로 오가타
다이스케 고토
간타 모리
겐지 야다
유스케 하시모토
쇼키 미즈구치
옌루이 수
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 유체와 처리액의 혼합 유체를 사용하는 액 처리에 있어서 유체와 처리액을 효율적으로 혼합하는 것이다. 노즐은, 가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체와 적어도 황산을 포함하는 처리액을 혼합해서 토출하는 노즐이다. 노즐은, 제1 토출구와, 제2 토출구와, 도출로를 구비한다. 제1 토출구는, 유체를 토출한다. 제2 토출구는, 처리액을 토출한다. 도출로는, 제1 토출구 및 제2 토출구에 연통하여, 제1 토출구로부터 토출된 유체와 제2 토출구로부터 토출된 처리액의 혼합 유체를 도출한다. 또한, 제1 토출구 또는 제2 토출구는, 평면으로 보아 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다.

Description

노즐, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{NOZZLE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는, 노즐, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 처리액을 공급함으로써, 예를 들어 레지스트막 등의 제거 대상물을 기판으로부터 제거하는 기술이 알려져 있다.
일본 특허 공개 제2014-027245호 공보
본 개시는, 유체와 처리액의 혼합 유체를 사용하는 액 처리에 있어서 유체와 처리액을 효율적으로 혼합할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 노즐은, 가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체와 적어도 황산을 포함하는 처리액을 혼합해서 토출하는 노즐이다. 노즐은, 제1 토출구와, 제2 토출구와, 도출로를 구비한다. 제1 토출구는, 유체를 토출한다. 제2 토출구는, 처리액을 토출한다. 도출로는, 제1 토출구 및 제2 토출구에 연통하여, 제1 토출구로부터 토출된 유체와 제2 토출구로부터 토출된 처리액의 혼합 유체를 도출한다. 또한, 제1 토출구 또는 제2 토출구는, 평면으로 보아 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다.
본 개시에 의하면, 유체와 처리액의 혼합 유체를 사용하는 액 처리에 있어서, 유체와 처리액을 효율적으로 혼합할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 측면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 IV-IV선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시하는 V-V선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 노즐을 하방에서 본 모식적인 평면도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치가 실행하는 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시하는 IX-IX선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시하는 X-X선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 노즐을 하방에서 본 모식적인 평면도이다.
도 12는 제1 실시 형태의 변형예 1에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다.
도 13은 제1 실시 형태의 변형예 2에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다.
도 14는 제1 실시 형태의 변형예 2에 관한 SPM 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 제2 실시 형태의 변형예 1에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다.
이하에, 본 개시에 의한 노즐, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 실시하기 위한 형태(이하, 「실시 형태」라고 기재함)에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태는, 처리 내용을 모순되지 않게 하는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시 형태에서 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략된다.
또한, 이하에 기재하는 실시 형태에서는, 「일정」, 「직교」, 「수직」 혹은 「평행」과 같은 표현이 사용되는 경우가 있는데, 이러한 표현은, 엄밀하게 「일정」, 「직교」, 「수직」 혹은 「평행」일 것을 요하지 않는다. 즉, 상기한 각 표현은, 예를 들어 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 어긋남을 허용하는 것으로 한다.
또한, 이하 참조하는 각 도면에서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 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 방향이라고 칭하는 경우가 있다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 형성된 처리 대상막 상에 소정의 패턴으로 레지스트막이 형성되고, 이 레지스트막을 마스크로 해서 처리 대상막에 대한 에칭이나 이온 주입 등의 처리가 실시된다. 처리 후, 불필요하게 된 레지스트막은, 웨이퍼 상으로부터 제거된다.
레지스트막의 제거 방법으로서, SPM 처리가 사용된다. SPM 처리는, 황산과 과산화수소수를 혼합하여 얻은 고온의 SPM(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture)액을 레지스트막에 공급함으로써 행하여진다. 또한, 이 SPM 처리에서는, 가압된 순수(탈이온수)의 증기(이하, 「베이퍼」라고 기재함)와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 것이 검토되어 있다.
이하에 기재하는 실시 형태에서는, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있는 기판 처리 장치에 대해서 설명한다.
또한, 본 개시에 의한 기판 처리 장치는, SPM 처리 이외의 액 처리에도 적용할 수 있다. 구체적으로는, 본 개시에 의한 기판 처리 장치는, 적어도 황산을 포함하는 처리액을 사용한 액 처리에 적용할 수 있다.
SPM액 이외의 「적어도 황산을 포함하는 처리액」으로서는, 예를 들어 황산과 혼합하면 반응(승온 혹은 에천트가 증가)하는 처리액, 구체적으로는, 희황산(황산과 물의 혼합액), 황산과 오존수의 혼합액 등을 들 수 있다. 또한, 「적어도 황산을 포함하는 처리액」은 황산이어도 된다.
(제1 실시 형태)
<기판 처리 장치의 구성>
먼저, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 구성에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 평면도이다. 또한, 도 2는, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 측면도이다. 또한, 도 2에서는, 제2 공급 기구(105) 및 노즐 세정 기구(106)를 생략해서 도시하고 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 챔버(101)와, 기판 보유 지지부(102)와, 컵부(103)와, 제1 공급 기구(104)와, 제2 공급 기구(105)와, 노즐 세정 기구(106)를 구비한다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 베이퍼 공급부(201)와, SPM 공급부(202)와, 린스액 공급부(203)와, 치환액 공급부(204)를 구비한다. 이러한 기판 처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, 「웨이퍼(W)」라고 기재함)의 표면에 형성된 레지스트막을 제거한다.
종래, 레지스트막의 제거 방법으로서, SPM 처리가 알려져 있다. SPM 처리는, 황산과 과산화수소수를 혼합하여 얻은 고온의 SPM(Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture)액을 레지스트막에 공급함으로써 행하여진다.
레지스트막의 제거 효율은, SPM액의 온도를 높임으로써 향상시킬 수 있다. SPM액의 온도를 높이기 위한 방법으로서, 예를 들어 황산의 온도를 높이는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 황산의 온도를 높이기 위해서는, 황산을 유통시키는 배관의 내열성이나 내압성을 향상시킬 필요가 있어, 하드면에서의 부하가 크다. 또한, 황산과 과산화수소수의 혼합 비율을 변경하여, 과산화수소수의 비율을 많게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 과산화수소수의 비율을 많게 하면, 흄이나 돌비가 발생하기 쉬워진다. 또한, 적외선 히터 등으로 웨이퍼(W) 상의 SPM액을 가열하는 것도 생각할 수 있지만, 예를 들어 온도 안정성의 면에서 과제가 있다.
그래서, 기판 처리 장치(1)에서는, 가압된 순수(탈이온수)의 증기(이하, 「베이퍼」라고 기재함)를 SPM액과 혼합시키는 것으로 했다. 이에 의해, SPM액의 온도를 적합하게 상승시킬 수 있다.
챔버(101)는, 기판 보유 지지부(102), 컵부(103), 제1 공급 기구(104) 및 제2 공급 기구(105)를 수용한다. 챔버(101)의 천장부에는, 챔버(101) 내에 다운 플로를 형성하는 FFU(Fun Filter Unit)(111)가 마련된다(도 2 참조).
기판 보유 지지부(102)는, 웨이퍼(W)보다도 대경인 본체부(121)와, 본체부(121)의 상면에 마련된 복수의 파지부(122)와, 본체부(121)를 지지하는 지주 부재(123)와, 지주 부재(123)를 회전시키는 구동부(124)를 구비한다. 또한, 파지부(122)의 수는, 도시한 것에 한정되지 않는다.
이러한 기판 보유 지지부(102)는, 복수의 파지부(122)를 사용해서 웨이퍼(W)의 주연부를 파지함으로써 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는, 본체부(121)의 상면으로부터 약간 이격된 상태에서 수평하게 보유 지지된다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(상면)에는, 레지스트막이 형성되어 있다.
또한, 여기에서는, 복수의 파지부(122)를 사용해서 웨이퍼(W)의 주연부를 파지하는 기판 보유 지지부(102)를 예로 들었지만, 기판 처리 장치(1)는, 기판 보유 지지부(102) 대신에, 웨이퍼(W)의 이면을 흡착 보유 지지하는 배큠 척을 구비하는 구성이어도 된다.
컵부(103)는, 기판 보유 지지부(102)를 둘러싸도록 배치된다. 컵부(103)의 저부에는, 웨이퍼(W)에 공급된 처리액을 챔버(101)의 외부로 배출하기 위한 배액구(131)와, 챔버(101) 내의 분위기를 배기하기 위한 배기구(132)가 형성된다.
제1 공급 기구(104)는, 노즐(141)과, 수평 방향으로 연장되고, 노즐(141)을 상방으로부터 지지하는 제1 암(142)과, 제1 암(142)을 선회 및 승강시키는 제1 선회 승강 기구(143)를 구비한다. 제1 선회 승강 기구(143)에 의해, 제1 암(142)은, 웨이퍼(W)의 상방에서의 처리 위치와 웨이퍼(W)의 외측에서의 대기 위치의 사이에서 노즐(141)을 이동시킬 수 있다.
노즐(141)은, 수평 방향을 따라 직선상으로 연장되는 바 노즐이다. 노즐(141)은, 웨이퍼(W)의 반경과 동일 정도의 길이를 갖는다. 처리 위치에 배치된 상태에서, 노즐(141)의 길이 방향 선단부는, 웨이퍼(W)의 중앙부에서의 상방에 배치되고, 노즐(141)의 길이 방향 기단부는, 웨이퍼(W)의 주연부에서의 상방에 배치된다.
노즐(141)은, 베이퍼 공급로(211)를 통해서 베이퍼 공급부(201)에 접속된다. 또한, 노즐(141)은, SPM 공급로(221)를 통해서 SPM 공급부(202)에 접속된다. 베이퍼 공급부(201)는, 가압된 순수(탈이온수)의 증기인 베이퍼를 베이퍼 공급로(211)를 통해서 노즐(141)에 공급한다. SPM 공급부(202)는, 황산 및 과산화수소수의 혼합액인 SPM액을 SPM 공급로(221)를 통해서 노즐(141)에 공급한다. 베이퍼 공급부(201) 및 SPM 공급부(202)의 구성으로서는, 어떠한 공지 기술을 사용해도 상관없다. 예를 들어, SPM 공급부(202)는, 황산을 공급하는 황산 공급원, 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급원 및 황산과 과산화수소수를 혼합하는 혼합부를 구비한다.
노즐(141)은, 베이퍼 공급부(201)로부터 공급되는 베이퍼와 SPM 공급부(202)로부터 공급되는 SPM액을 혼합해서 웨이퍼(W)에 토출한다. 노즐(141)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
제2 공급 기구(105)는, 보조 노즐(151)과, 수평 방향으로 연장되고, 보조 노즐(151)을 상방으로부터 지지하는 제2 암(152)과, 제2 암(152)을 선회 및 승강시키는 제2 선회 승강 기구(153)를 구비한다. 제2 선회 승강 기구(153)에 의해, 제2 암(152)은, 웨이퍼(W)의 상방에서의 처리 위치와 웨이퍼(W)의 외측에서의 대기 위치의 사이에서 보조 노즐(151)을 이동시킬 수 있다.
보조 노즐(151)은, 베이퍼 공급로(212)를 통해서 베이퍼 공급부(201)에 접속된다. 베이퍼 공급부(201)는, 베이퍼 공급로(212)를 통해서 보조 노즐(151)에 베이퍼를 공급한다. 또한, 보조 노즐(151)은, 린스액 공급로(231)를 통해서 린스액 공급부(203)에 접속되고, 치환액 공급로(241)를 통해서 치환액 공급부(204)에 접속된다. 린스액 공급부(203)는, 린스액, 여기에서는 일례로서 순수(탈이온수)를 린스액 공급로(231)를 통해서 보조 노즐(151)에 공급한다. 치환액 공급부(204)는, 치환액, 여기에서는 일례로서 IPA(이소프로필알코올)를 치환액 공급로(241)를 통해서 보조 노즐(151)에 공급한다. 린스액 공급부(203) 및 치환액 공급부(204)의 구성으로서는, 어떠한 공지 기술을 사용해도 상관없다.
보조 노즐(151)은, 베이퍼 공급부(201)로부터 베이퍼 공급로(212)를 통해서 공급되는 베이퍼를 웨이퍼(W)에 토출한다. 또한, 보조 노즐(151)은, 린스액 공급부(203)로부터 린스액 공급로(231)를 통해서 공급되는 린스액을 웨이퍼(W)에 토출한다. 또한, 보조 노즐(151)은, 치환액 공급부(204)로부터 치환액 공급로(241)를 통해서 공급되는 치환액을 웨이퍼(W)에 토출한다.
노즐 세정 기구(106)는, 노즐(141)의 대기 위치에 배치된다. 노즐 세정 기구(106)는, 노즐(141)을 세정한다.
또한, 기판 처리 장치(1)는, 제어 장치(300)를 구비한다. 제어 장치(300)는, 예를 들어 컴퓨터이며, 제어부(301)와 기억부(302)를 구비한다. 기억부(302)에는, 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(301)는, 기억부(302)에 기억된 프로그램을 판독해서 실행함으로써　기판 처리 장치(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(300)의 기억부(302)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들어 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
<노즐의 구성>
이어서, 노즐(141)의 구성에 대해서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 3은, 제1 실시 형태에 관한 노즐(141)을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다. 또한, 도 4는, 도 3에 도시하는 IV-IV선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다. 또한, 도 5는, 도 3에 도시하는 V-V선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다. 또한, 도 6은, 제1 실시 형태에 관한 노즐(141)을 하방에서 본 모식적인 평면도이다. 또한, 도 6에서는, 베이퍼가 흐르는 영역을 도트에 의해 나타내고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 노즐(141)은, 노즐 본체(41)와, 2개의 제1 분배로(42)와, 1개의 제2 분배로(43)와, 복수의 도출로(44)(도 4 및 도 5 참조)를 구비한다. 또한, 노즐(141)은, 복수의 제1 토출구(45) 및 복수의 제1 토출로(46)(도 4 참조)와, 복수의 제2 토출구(47) 및 복수의 제2 토출로(48)(도 5 참조)를 구비한다.
제1 분배로(42) 및 제2 분배로(43)는, 노즐 본체(41)의 내부에 형성된다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 분배로(42) 및 제2 분배로(43)는, 노즐 본체(41)의 길이 방향을 따라 연장된다. 제1 분배로(42)는, 베이퍼 공급로(211)를 통해서 베이퍼 공급부(201)에 접속된다. 또한, 제2 분배로(43)는, SPM 공급로(221)를 통해서 SPM 공급부(202)에 접속된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제2 분배로(43)는, 노즐 본체(41)의 단면으로 보았을 때의 정중선(노즐 본체(41)를 좌우로 이등분하는 선) 상에 배치된다. 또한, 2개의 제1 분배로(42)는, 노즐 본체(41)의 단면으로 보았을 때의 정중선의 좌우 측방에 1개씩 배치된다.
복수의 도출로(44)는, 제2 분배로(43)보다도 하방에 위치한다. 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 도출로(44)는, 노즐 본체(41)의 하부에 마련된 유로이며, 연직 하방으로 연장된다. 복수의 도출로(44)는, 노즐 본체(41)의 길이 방향을 따라 배치된다. 인접하는 도출로(44)는, 격벽에 의해 이격된다. 도출로(44)의 단면 형상은, 예를 들어 직사각 형상이다. 또한, 도출로(44)의 단면 형상은, 원형 또는 타원형 등이어도 된다.
제1 토출구(45)는, 도출로(44)의 내측면에 개구된다. 또한, 제2 토출구(47)는, 제1 토출구(45)보다도 상방에 배치되고, 도출로(44)의 상단부면에 개구된다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 토출구(45) 및 복수의 제2 토출구(47)는, 노즐 본체(41)의 길이 방향을 따라 배열된다.
도 3 내지 도 6에 도시하는 바와 같이, 노즐(141)은, 복수의 제1 토출구(45) 및 복수의 제2 토출구(47)를 구비함과 함께, 2개의 제1 토출구(45) 및 1개의 제2 토출구(47)에 연통하는 도출로(44)를 복수 구비한다. 또한, 1개의 도출로(44)에 연통하는 제1 토출구(45) 및 제2 토출구(47)의 수는, 도 3 내지 도 6에 도시하는 수에 한정되지 않는다. 즉, 노즐(141)은, 적어도 하나의 제1 토출구(45) 및 적어도 하나의 제2 토출구(47)에 연통하는 도출로(44)를 복수 구비해도 된다.
복수의 제1 토출구(45)는, 복수의 제1 토출로(46)를 통해서 제1 분배로(42)에 접속된다. 또한, 복수의 제2 토출구(47)는, 복수의 제2 토출로(48)를 통해서 제2 분배로(43)에 접속된다.
베이퍼 공급부(201)로부터 제1 분배로(42)에 공급된 베이퍼는, 제1 분배로(42)로부터 복수의 제1 토출로(46)에 분배되어, 복수의 제1 토출구(45)로부터 대응하는 복수의 도출로(44)에 각각 토출된다. 또한, SPM 공급부(202)로부터 제2 분배로(43)에 공급된 SPM액은, 제2 분배로(43)로부터 복수의 제2 토출로(48)에 분배되어, 복수의 제2 토출구(47)로부터 대응하는 복수의 도출로(44)에 각각 토출된다.
제1 토출구(45)로부터 토출된 베이퍼와, 제2 토출구(47)로부터 토출된 SPM액은, 도출로(44)의 입구인 상단 부근에서 혼합되어, 도출로(44)의 출구인 하단으로부터 웨이퍼(W)를 향해서 토출된다.
가령 노즐(141)이 도출로(44)를 갖지 않을 경우, 노즐(141)로부터 토출된 SPM액의 액적이 확산해버려, SPM액과 베이퍼가 적절하게 혼합되지 않을 우려가 있다. 또한, 확산한 SPM액이 챔버(101)의 내벽에 부착됨으로써, 챔버(101)나 챔버(101) 내의 웨이퍼(W)를 오염시켜버릴 우려가 있다.
이에 대해, 제1 실시 형태에 관한 노즐(141)은, 도출로(44)를 구비함으로써, 제1 토출구(45)로부터 토출된 베이퍼와 제2 토출구(47)로부터 토출된 SPM액이 서로 접촉하지 않고 확산해버리는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 노즐(141)은, 도출로(44)에 있어서 베이퍼와 SPM액을 적절하게 혼합할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 관한 노즐(141)에 의하면, 예를 들어 도출로(44)를 구비하지 않는 노즐에 비하여, SPM액을 보다 높은 온도로까지 상승시킬 수 있다. 또한, SPM액의 확산에 의한 챔버(101) 내의 오염을 억제할 수 있다.
또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 토출구(47)는, 평면으로 보아 도출로(44)와 동축 상에 배치된다. 제2 토출구(47)는, 도출로(44)의 중심축을 따른 방향(즉, Z축 방향)으로 SPM액을 토출한다. 또한, 제1 토출구(45)는, 평면으로 보아 도출로(44)의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다. 제1 토출구(45)는, 평면으로 보아 도출로(44)의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 베이퍼를 토출한다. 이에 의해, 도출로(44)의 내측면에 충돌한 베이퍼는, 도출로(44) 내에 베이퍼의 선회류를 형성하면서, 제2 토출구(47)로부터 토출된 SPM액과 혼합된다. 도출로(44) 내에 베이퍼의 선회류를 형성하기 위해서는, 제1 토출구(45)로부터 토출된 베이퍼가 도출로(44)의 내측면을 따라 흐르면 된다.
제1 토출구(45)가 평면으로 보아 도출로(44)의 중심축 위치를 향해서 배치될 경우, 제1 토출구(45)로부터 토출된 베이퍼는, 도출로(44)의 내측면에 충돌해서 분산하기 때문에, 도출로(44) 내에 베이퍼의 선회류는 형성되기 어렵다.
이에 반해, 제1 실시 형태에 관한 노즐(141)은, 제1 토출구(45)를 평면으로 보아 도출로(44)의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치함으로써, 제1 토출구(45)로부터 토출된 베이퍼를 도출로(44)의 내측면을 따라 흘릴 수 있다. 이 때문에, 노즐(141)은, 도출로(44) 내에 베이퍼의 선회류를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 관한 노즐(141)에 의하면, 제1 토출구(45)를 도출로(44)의 중심축의 위치를 향해서 배치하는 경우에 비하여, 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다. 또한, 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합함으로써, SPM액의 온도를 효율적으로 높일 수 있다.
또한, 제1 토출구(45)의 중심축은, 평면으로 보아 도출로(44)의 내측면의 법선(N)의 방향에 대하여 경사져 있다. 제1 토출구(45)의 중심축을 법선(N)의 방향에 대하여 경사지게 함으로써, 제1 토출구(45)의 중심축을 도출로(44)의 내측면에 대하여 수직으로 한 경우에 비하여, 도출로(44) 내에 베이퍼의 선회류를 형성하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 선회류에 의해 도출로(44) 내에 베이퍼가 체류하는 시간을 연장시킬 수 있기 때문에, 베이퍼와 SPM액을 혼합하기 위해서 사용되는 베이퍼의 양을 억제할 수 있다.
<기판 처리 장치의 구체적 동작>
이어서, 기판 처리 장치(1)의 구체적 동작에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(1)가 실행하는 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 7에 도시하는 일련의 처리는, 제어부(301)에 의한 제어에 따라서 실행된다.
먼저, 기판 처리 장치(1)에서는, 웨이퍼(W)의 반입 처리가 행하여진다(스텝 S101). 구체적으로는, 기판 처리 장치(1)의 외부에 배치된 기판 반송 장치에 의해 기판 처리 장치(1)의 챔버(101)(도 1 참조) 내에 웨이퍼(W)가 반입되어 기판 보유 지지부(102)에 보유 지지된다. 그 후, 기판 처리 장치(1)는, 기판 보유 지지부(102)를 소정의 회전 속도로 회전시킨다.
계속해서, 기판 처리 장치(1)에서는, SPM 처리가 행하여진다(스텝 S102). 먼저, 제1 선회 승강 기구(143)가 노즐(141)을 대기 위치로부터 웨이퍼(W) 상의 처리 위치까지 이동시킨다. 그 후, 노즐(141)로부터 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체가 웨이퍼(W)의 표면에 토출된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 레지스트막이 제거된다.
또한, 기판 처리 장치(1)에서는, SPM 처리에 있어서 보조 노즐(151)을 사용해도 된다. 보조 노즐(151)을 사용하는 경우, 제2 선회 승강 기구(153)가 보조 노즐(151)을 웨이퍼(W)의 상방에 위치시킨다. 구체적으로는, 보조 노즐(151)은, 노즐(141)만으로는 베이퍼의 공급이 부족할 우려가 있는 장소, 예를 들어 웨이퍼(W)의 외주부에 배치된다. 그 후, 보조 노즐(151)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 베이퍼가 토출된다.
이와 같이, 보조 노즐(151)을 사용함으로써 웨이퍼(W)의 전체면에 보다 균등하게 베이퍼를 공급할 수 있다. 따라서, SPM액의 온도를 웨이퍼(W)의 전체면에 걸쳐서 보다 균등하게 상승시킬 수 있다.
스텝 S102의 SPM 처리를 종료하면, 기판 처리 장치(1)에서는, 린스 처리가 행하여진다(스텝 S103). 이러한 린스 처리에서는, 보조 노즐(151)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 린스액(순수)이 공급된다. 웨이퍼(W)에 공급된 린스액은, 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 널리 도포된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 잔존하는 SPM액이 린스액에 의해 씻겨진다.
계속해서, 기판 처리 장치(1)에서는, 치환 처리가 행하여진다(스텝 S104). 치환 처리에서는, 보조 노즐(151)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 치환액(IPA)이 공급된다. 웨이퍼(W)에 공급된 치환액은, 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 널리 도포된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 잔존하는 린스액이 치환액으로 치환된다.
계속해서, 기판 처리 장치(1)에서는, 건조 처리가 행하여진다(스텝 S105). 이러한 건조 처리에서는, 웨이퍼(W)의 회전수를 증가시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 잔존하는 치환액이 원심 탈수되어, 웨이퍼(W)가 건조된다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지한다.
계속해서, 기판 처리 장치(1)에서는, 반출 처리가 행하여진다(스텝 S106). 반출 처리에서는, 기판 보유 지지부(102)에 보유 지지된 웨이퍼(W)가 외부의 기판 반송 장치에 전달된다. 이러한 반출 처리가 완료되면, 1매의 웨이퍼(W)에 관한 기판 처리가 완료된다.
(제2 실시 형태)
이어서, 제2 실시 형태에 관한 노즐의 구성에 대해서 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 도 8은, 제2 실시 형태에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다. 또한, 도 9는, 도 8에 도시하는 IX-IX선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다. 또한, 도 10은, 도 8에 도시하는 X-X선 화살표 방향으로 보았을 때의 단면도이다. 또한, 도 11은, 제2 실시 형태에 관한 노즐을 하방에서 본 모식적인 평면도이다. 또한, 도 11에서는, 베이퍼가 흐르는 영역을 도트에 의해 나타내고 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)은, 소위 내부 혼합형의 2유체 노즐이다. 노즐(141A)은, 긴 형상의 노즐 본체(41A)와, 제1 분배로(42A)(도 9 참조)와, 제2 분배로(43A)(도 10 참조)와, 복수의 도출로(44A)(도 10 참조)를 구비한다. 또한, 노즐(141A)은, 복수의 제1 토출구(45A) 및 복수의 제1 공급로(46A)(도 9 참조)와, 복수의 제2 토출구(47A) 및 복수의 제2 공급로(48A)(도 10 참조)를 구비한다.
제1 분배로(42A) 및 제2 분배로(43A)는, 노즐 본체(41A)의 내부에 형성된다. 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 분배로(42A) 및 제2 분배로(43A)는, 노즐 본체(41)의 길이 방향을 따라 연장된다. 제1 분배로(42A)는, 베이퍼 공급로(211)를 통해서 베이퍼 공급부(201)에 접속된다. 제1 분배로(42A)는, 베이퍼 공급부(201)로부터 공급되는 베이퍼를 복수의 제1 공급로(46A)에 분배한다. 또한, 제2 분배로(43A)는, SPM 공급로(221)를 통해서 SPM 공급부(202)에 접속된다. 제2 분배로(43A)는, SPM 공급부(202)로부터 공급되는 SPM액을 복수의 제2 공급로(48A)에 분배한다.
제2 공급로(48A)는, 제2 분배로(43A)로부터 분배되는 SPM액을 출구인 제2 토출구(47A)에 대하여 공급한다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 제2 공급로(48A) 및 도출로(44A)는, 연직 방향으로 연장되어 있고 동축 상에 배치된다.
제2 공급로(48A)의 출구인 제2 토출구(47A)는, 도출로(44A)의 입구에 근접시켜서 배치되어 있다. 또한, 제2 공급로(48A)의 단면적은 입구부터 출구까지 일정한 것이 바람직하고, 제2 공급로(48A)의 단면 형상은 예를 들어 원형 또는 타원형 등인 것이 바람직하다. 도시한 바와 같이, 제2 공급로(48A)의 단면적이 입구부터 출구까지 일정한 경우는, 제2 공급로(48A)의 출구인 제2 토출구(47A)의 단면적(직경)은, 제2 공급로(48A)의 단면적(직경)과 동등하다.
제2 공급로(48A)의 주위에는, 제2 공급로(48A)를 둘러싸도록　환상으로 형성된 도입 공간(49)이 형성되어 있다.
제1 공급로(46A)는, 제1 분배로(42A)로부터 분배되는 베이퍼를 출구인 제1 토출구(45A)에 대하여 공급한다. 구체적으로는, 제1 공급로(46A)의 출구인 제1 토출구(45A)는, 도입 공간(49)에 접속되어 있어, 도입 공간(49)에 대하여 베이퍼를 공급하도록 되어 있다.
제2 공급로(48A)는, 도입 공간(49)의 내측을 통과하도록 배치되어 있다. 이 도입 공간(49)은, 환상의 단면 형상을 갖는 통 형상으로 형성되어 있다. 도입 공간(49)에는, 환상부(491)와, 하방을 향함에 따라서 축경되는 테이퍼부(492)가 형성되어 있다. 테이퍼부(492)는, 환상부(491)의 하류측에 형성되어 있고, 테이퍼부(492)의 출구는, 제2 공급로(48A)의 출구와 도출로(44A)의 입구의 사이에, 환상으로 개구되어 있다. 따라서, 도입 공간(49)에 도입된 베이퍼는, 도출로(44A)의 입구 부근에서, 제2 공급로(48A)의 출구인 제2 토출구(47A)로부터 토출된 SPM액과 혼합되고, 이에 의해 SPM액의 혼합 유체(SPM액의 액적)가 형성된다.
제1 공급로(46A)의 출구인 제1 토출구(45A)는, 제2 공급로(48A)의 출구인 제2 토출구(47A)보다도 상방에 배치되고, 도입 공간(49)에서의 환상부(491)의 내벽면에 개구된다. 제1 공급로(46A)의 단면적은 입구부터 출구까지 일정한 것이 바람직하고, 제1 공급로(46A)의 단면 형상은 예를 들어 원형 또는 타원형 등인 것이 바람직하다. 도시한 바와 같이, 제1 공급로(46A)의 단면적이 입구부터 출구까지 일정한 경우는, 제1 공급로(46A)의 출구인 제1 토출구(45A)의 단면적(직경)은, 제1 공급로(46A)의 단면적(직경)과 동등하다.
도출로(44A)는, 상술한 바와 같이 제2 공급로(48A)와 동축 상에 배치되고, 제2 공급로(48A)와 도입 공간(49)에 연통하고 있다. 도출로(44A)는 직선상으로 형성되고, 또한, 도출로(44A)의 단면적(직경)은 입구부터 출구까지 일정한 것이 바람직하며, 도출로(44A)의 단면 형상은 예를 들어 원형 또는 타원형 등인 것이 바람직하다.
제1 공급로(46A)로부터 도입 공간(49)을 통해서 도입된 베이퍼와, 제2 공급로(48A)로부터 도입된 SPM액은, 도출로(44A)의 입구 부근에서 혼합된다. 이에 의해, SPM액의 액적이 무수하게 형성되고, 형성된 액적이 베이퍼와 함께 도출로(44A)를 거쳐서 외부로 도출되도록 되어 있다.
도출로(44A)의 선단에는 복수의 분사구(442)가 마련되어 있다. 분사구(442)는, 도출로(44A)보다도 단면적이 작은 오리피스 형상으로 형성되어 있다. 이렇게 도출로(44A)보다도 단면적이 작은 오리피스 형상의 분사구(442)가 없을 경우는, 도출로(44A) 내벽을 따라 성장한 액적이 그대로 토출되어버린다. 분사구(442)의 단면적은 입구부터 출구까지 일정한 것이 바람직하고, 분사구(442)의 단면 형상은 예를 들어 원형 또는 타원형 등인 것이 바람직하다. 도출로(44A) 내를 통과한 액적은, 분사구(442) 내를 통과하는 동안에 다시 미립화되어서 분사된다. 따라서, 액적이 도출로(44A)의 내벽을 따라 이동하는 동안에 크게 성장해버린 경우에도, 분사구(442)를 통과시킴으로써　액적을 충분히 작은 입경으로 미립화해서 분사할 수 있도록 되어 있다.
도 8 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)은, 복수의 제1 토출구(45A) 및 복수의 제2 토출구(47A)를 구비함과 함께, 1개의 제1 토출구(45A) 및 1개의 제2 토출구(47A)에 연통하는 도출로(44A)를 복수 구비한다. 또한, 1개의 도출로(44A)에 연통하는 제1 토출구(45A) 및 제2 토출구(47A)의 수는, 도 8 내지 도 11에 도시하는 수에 한정되지 않는다. 즉, 노즐(141A)은, 적어도 하나의 제1 토출구(45A) 및 적어도 하나의 제2 토출구(47A)에 연통하는 도출로(44)를 복수 구비해도 된다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 토출구(47A)는, 평면으로 보아 도출로(44) 및 분사구(442)와 동축 상에 배치된다. 제2 토출구(47A)는, 도출로(44A)의 중심축을 따른 방향(즉, Z축 방향)으로 SPM액을 토출한다. 또한, 제1 토출구(45A)는, 평면으로 보아 도출로(44A)의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다. 제1 토출구(45A)는, 평면으로 보아 도출로(44A)의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 베이퍼를 토출한다. 이에 의해, 제1 토출구(45A)로부터 토출되어 도입 공간(49)의 내벽면에 충돌한 베이퍼는, 도출로(44A)를 흘러서 분사구(442)에 도달하는 과정에서, 도출로(44A) 내에 베이퍼의 선회류를 형성하면서, 제2 토출구(47A)로부터 토출된 SPM액과 혼합된다. 도출로(44A) 내에 베이퍼의 선회류를 형성하기 위해서는, 제1 토출구(45A)로부터 토출된 베이퍼가 도입 공간(49)의 내벽면을 따라 흐르면 된다.
제1 토출구(45A)가 평면으로 보아 도출로(44A)의 중심축의 위치를 향해서 배치될 경우, 제1 토출구(45A)로부터 토출된 베이퍼는, 도입 공간(49)의 내벽면에 충돌해서 분산하기 때문에, 도출로(44A) 내에 베이퍼의 선회류는 형성되기 어렵다.
이에 반해, 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)은, 제1 토출구(45A)를 평면으로 보아 도출로(44A)의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치함으로써, 제1 토출구(45A)로부터 토출된 베이퍼를 도입 공간(49)의 내벽면을 따라 흘릴 수 있다. 이 때문에, 노즐(141)은, 도입 공간(49)에 연통하고 있는 도출로(44A) 내에 베이퍼의 선회류를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)에 의하면, 제1 토출구(45A)를 도출로(44A)의 중심축의 위치를 향해서 배치하는 경우에 비하여, 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다. 또한, 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합함으로써, SPM액의 온도를 효율적으로 높일 수 있다.
또한, 제1 토출구(45A)의 중심축은, 평면으로 보아 도출로(44A)의 내측면의 법선(NA) 방향에 대하여 경사져 있다. 제1 토출구(45A)의 중심축을 법선(NA) 방향에 대하여 경사지게 함으로써, 제1 토출구(45A)의 중심축을 도출로(44A)의 내측면에 대하여 수직으로 한 경우에 비하여, 도출로(44A) 내에 베이퍼의 선회류를 형성하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 선회류에 의해 도출로(44A) 내에 베이퍼가 체류하는 시간을 연장시킬 수 있기 때문에, 베이퍼와 SPM액을 혼합하기 위해서 사용되는 베이퍼의 양을 억제할 수 있다.
<변형예>
도 12는, 제1 실시 형태의 변형예 1에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다. 도 12에서는, 제1 실시 형태의 변형예 1에 관한 노즐(141B)이 웨이퍼(W)의 상방에서의 처리 위치에 위치하고 있는 상태를 도시하고 있다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 노즐(141B)의 노즐 본체(41B)는, 도출로(44B)를 구비한다. 도출로(44B)는, 기판 보유 지지부(102)에 의해 회전되는 웨이퍼(W)의 회전 방향(R)에 대하여 비스듬히 배치된다. 즉, 노즐(141B)을 연직축(Z축)에 대하여 경사지게 한 상태에서 노즐(141B)이 제1 암(142B)에 의해 상방으로부터 지지됨으로써, 도출로(44B)는, 웨이퍼(W)의 회전 방향(R)에 대하여 비스듬히 배치된다. 이와 같이, 도출로(44B)를 비스듬히 배치함으로써, 도출로(44B)로부터 토출된 베이퍼를 웨이퍼(W)의 표면을 따라 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 내보낼 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 표면 근방에서의 흄의 체류를 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)에서의 도출로(44A)도 마찬가지로 웨이퍼(W)의 회전 방향(R)에 대하여 비스듬히 배치되어도 된다.
도 13은, 제1 실시 형태의 변형예 2에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다. 도 13에서는, 제1 실시 형태의 변형예 2에 관한 노즐(141C)은, 연직축(Z축)에 대하여 경사 가능하게 제1 암(142C)에 의해 상방으로부터 지지된다. 즉, 제1 암(142C)은, 노즐(141C)의 기울기를 조절하는 기울기 조절 기구(52)를 가지며, 이러한 기울기 조절 기구(52)에 의해, 노즐(141C)은, 연직축(Z축)에 대하여 경사질 수 있다.
계속해서, 이러한 노즐(141C)을 사용한 SPM 처리에 대해서 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는, 제1 실시 형태의 변형예 2에 관한 SPM 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 14에 도시하는 SPM 처리는, 제어부(301)(도 1 참조)에 의한 제어에 따라서 실행된다. 또한, 도 14에 도시하는 SPM 처리는, 기판 보유 지지부(102)에 보유 지지된 웨이퍼(W)가 회전된 상태에서 실행된다.
먼저, 제1 선회 승강 기구(143)가 노즐(141C)을 대기 위치로부터 웨이퍼(W)상의 처리 위치까지 이동시킨다. 계속해서, 제어부(301)는, 제1 암(142C)의 기울기 조절 기구(52)에 의해 노즐(141C)을 연직축(Z축)에 대하여 경사지게 하고, 도출로(44)를 웨이퍼(W)의 회전 방향(R)(도 13 참조)에 대하여 비스듬히 배치한다(스텝 S121).
그 후, 노즐(141C)로부터 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체가 웨이퍼(W)의 표면에 토출된다(스텝 S122). 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 레지스트막이 제거된다. 이때, 도출로(44)가 웨이퍼(W)의 회전 방향(R)에 대하여 비스듬히 배치되어 있다. 이에 의해, 도출로(44)로부터 토출된 베이퍼를 웨이퍼(W)의 표면을 따라 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 내보낼 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 표면 근방에서의 흄의 체류를 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)이, 연직축(Z축)에 대하여 경사 가능하게 제1 암(142C)에 의해 상방으로부터 지지되어도 된다. 이 경우, 도 14에 도시하는 SPM 처리와 마찬가지의 SPM 처리가, 제어부(301)에 의한 제어에 따라서 실행되어도 된다.
도 15는, 제2 실시 형태의 변형예 1에 관한 노즐을 길이 방향과 직교하는 면으로 절단한 단면도이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태의 변형예 1에 관한 노즐(141D)의 노즐 본체(41D)는, 제1 분배로(42D)와, 제2 분배로(43D)를 구비한다. 또한, 노즐 본체(41D)는, 복수의 제1 토출구(45D) 및 복수의 제1 공급로(46D)와, 복수의 제2 토출구(47D) 및 복수의 제2 공급로(48D)를 구비한다.
상술한 제2 실시 형태에 관한 노즐(141A)의 제2 공급로(48A)의 주위에는 도입 공간(49)이 형성되어 있지만, 제2 실시 형태의 변형예 1에서의 제2 공급로(48D)의 주위에는 도입 공간(49)이 형성되어 있지 않다. 제2 공급로(48D)의 출구인 제2 토출구(47D)는, 도출로(44A)의 입구에 직접적으로 연통하고 있다.
또한, 제1 공급로(46D)의 출구인 제1 토출구(45D)는, 도출로(44A)의 내측면에 개구되어 있어, 도출로(44D)에 대하여 베이퍼를 공급하도록 되어 있다.
제1 공급로(46D)로부터 도입된 베이퍼와, 제2 공급로(48D)로부터 도입된 SPM액은, 도출로(44A)의 입구인 상단 부근에서 혼합된다. 이에 의해, SPM액의 액적이 무수하게 형성되고, 형성된 액적이 베이퍼와 함께 도출로(44A)를 거쳐서 외부에 도출되도록 되어 있다.
이와 같이, 제2 공급로(48D) 및 제2 토출구(47D)는, 도입 공간(49)을 통하지 않고 도출로(44A)에 직접적으로 연통해도 된다. 또한, 제1 토출구(45D)는, 도출로(44A)의 내측면에 개구되도 된다. 이에 의해, 도입 공간(49)이 생략된 간이한 구성에서도, 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다.
<기타 변형예>
상술한 각 실시 형태 및 변형예에서는, 베이퍼와 SPM액을 혼합하는 경우의 예에 대해서 설명했지만, 베이퍼 대신에 미스트가 사용되어도 된다. 즉, 베이퍼 공급부(201) 대신에, 가압된 순수의 미스트를 공급하는 미스트 공급부가 마련되어도 된다.
상술한 각 실시 형태 및 변형예에서는, 기판의 표면에 형성된 레지스트막을 제거하는 기판 처리 장치를 예로 들어 설명했다. 즉, SPM 처리에서의 제거 대상물이 레지스트막일 경우의 예에 대해서 설명했다. 그러나, SPM 처리에서의 제거 대상물은, 레지스트막에 한정되지 않는다. 예를 들어, SPM 처리에서의 제거 대상물은, 애싱 후의 잔사(유기물)이어도 된다. 또한, SPM 처리에서의 제거 대상물은, CMP(화학 기계 연마) 후의 연마제에 포함되는 불필요한 물질이어도 된다.
상술한 제1 실시 형태에서, 제1 토출구(45)의 위치와, 제2 토출구(47)의 위치는, 반대이어도 된다. 즉, 도 3에 도시하는 제2 토출구(47)의 위치로부터 베이퍼 또는 미스트를 토출시키고, 제1 토출구(45)의 위치로부터 SPM액을 토출시켜도 된다. 또한, 제2 실시 형태도 마찬가지로, 제1 토출구(45A)의 위치와, 제2 토출구(47A)의 위치는, 반대이어도 된다. 즉, 도 8에 도시하는 제2 토출구(47A)의 위치로부터 베이퍼 또는 미스트를 토출시키고, 제1 토출구(45A)의 위치로부터 SPM액을 토출시켜도 된다.
상술해 온 바와 같이, 실시 형태에 관한 노즐(일례로서, 노즐(141, 141A 내지 141D))은, 가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체(일례로서, 베이퍼, 또는 미스트)와 적어도 황산을 포함하는 처리액(일례로서, SPM액)을 혼합해서 토출하는 노즐이다. 노즐은, 제1 토출구(일례로서, 제1 토출구(45, 45A, 45D))와, 제2 토출구(일례로서, 제2 토출구(47, 47A, 47D))와, 도출로(일례로서, 도출로(44, 44A, 44B))를 구비한다. 제1 토출구는, 유체를 토출한다. 제2 토출구는, 처리액을 토출한다. 도출로는, 제1 토출구 및 제2 토출구에 연통하여, 제1 토출구로부터 토출된 유체와 제2 토출구로부터 토출된 처리액의 혼합 유체를 도출한다. 또한, 제1 토출구 또는 제2 토출구는, 평면으로 보아 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다.
실시 형태에 관한 노즐에 의하면, 제1 토출구로부터 토출된 베이퍼를 도출로의 내측면을 따라 흘릴 수 있다. 이에 의해, 도출로 내에 베이퍼의 선회류를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 관한 노즐에 의하면, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다. 그 결과, 실시 형태에 관한 노즐에 의하면, SPM액의 온도를 효율적으로 높일 수 있으므로, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 제거 대상물의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 토출구 또는 제2 토출구의 중심축은, 평면으로 보아 도출로의 내측면의 법선(예를 들어, 법선(N, NA))의 방향에 대하여 경사져 있어도 된다. 이에 의해, 도출로 내에 베이퍼의 선회류를 형성하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 선회류에 의해 도출로 내에 베이퍼가 체류하는 시간을 연장시킬 수 있기 때문에, 베이퍼와 SPM액을 혼합하기 위해서 사용되는 베이퍼의 양을 억제할 수 있다.
실시 형태에 관한 노즐은, 복수의 제1 토출구 및 복수의 제2 토출구를 구비함과 함께, 적어도 하나의 제1 토출구 및 적어도 하나의 제2 토출구에 연통하는 도출로를 복수 구비하고 있어도 된다.
제1 토출구(일례로서, 제1 토출구(45))는, 도출로(일례로서, 도출로(44, 44B))의 내측면에 개구되도 된다. 또한, 제2 토출구(일례로서, 제2 토출구(47))는, 도출로의 상단부면에 개구되도 된다. 이에 의해, 도출로의 입구인 상단 부근에서 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다.
실시 형태에 관한 노즐(일례로서, 노즐(141A))은, 제2 공급로(일례로서, 제2 공급로(48A))와, 도입 공간(일례로서, 도입 공간(49))을 더 구비하고 있어도 된다. 제2 공급로는, 제2 토출구에 대하여 처리액을 공급해도 된다. 도입 공간은, 제2 공급로를 둘러싸는 환상으로 형성된다. 또한, 제2 토출구 및 제2 공급로는, 도출로(일례로서, 도출로(44A))와 동축 상에 배치되어, 도출로 및 도입 공간에 연통해도 된다. 또한, 제1 토출구(일례로서, 제1 토출구(45A))는, 도입 공간의 내벽면에 개구되도 된다.
실시 형태에 관한 노즐에 의하면, 제1 토출구로부터 토출된 베이퍼를 도입 공간의 내벽면을 따라 흘릴 수 있다. 이에 의해, 도입 공간에 연통하고 있는 도출로 내에 베이퍼의 선회류를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 관한 노즐에 의하면, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다. 그 결과, 실시 형태에 관한 노즐에 의하면, SPM액의 온도를 효율적으로 높일 수 있으므로, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 제거 대상물의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 토출구(일례로서, 제1 토출구(45A))는, 제2 토출구(일례로서, 제2 토출구(47A))보다도 상방에 배치되고, 평면으로 보아 도출로(일례로서, 도출로(44A))의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 유체를 토출함으로써, 도출로 내를 선회하는 선회류를 형성해도 된다. 이에 의해, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다.
제1 토출구는, 도출로의 상단부면에 개구되도 된다. 또한, 제2 토출구는, 도출로의 내측면에 개구되도 된다.
실시 형태에 관한 노즐은, 제1 공급로와, 도입 공간을 더 구비하고 있어도 된다. 제1 공급로는, 제1 토출구에 대하여 유체를 공급해도 된다. 도입 공간은, 제1 공급로를 둘러싸는 환상으로 형성되어도 된다. 또한, 제1 토출구 및 제1 공급로는, 도출로와 동축 상에 배치되어, 도출로 및 도입 공간에 연통해도 된다. 제2 토출구는, 도입 공간의 내벽면에 개구되도 된다.
제2 토출구는, 제1 토출구보다도 상방에 배치되고, 평면으로 보아 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 처리액을 토출함으로써, 도출로 내를 선회하는 선회류를 형성해도 된다.
실시 형태에 관한 기판 처리 장치(일례로서, 기판 처리 장치(1))는, 기판 보유 지지부(일례로서, 기판 보유 지지부(102))와, 유체 공급부(일례로서, 베이퍼 공급부(201))와, 처리액 공급부(일례로서, SPM 공급부(202))와, 노즐(일례로서, 노즐(141, 141A 내지 141D))을 구비한다. 기판 보유 지지부는, 기판(일례로서, 웨이퍼(W))을 회전 가능하게 보유 지지한다. 유체 공급부는, 가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체(일례로서, 베이퍼, 또는 미스트)를 공급한다. 처리액 공급부는, 적어도 황산을 포함하는 처리액(일례로서, SPM액)을 공급한다. 노즐은, 유체 공급부 및 처리액 공급부에 접속되어, 유체와 처리액을 혼합해서 기판에 토출한다. 또한, 노즐은, 제1 토출구(일례로서, 제1 토출구(45, 45A, 45D))와, 제2 토출구(일례로서, 제2 토출구(47, 47A, 47D))와, 도출로(일례로서, 도출로(44, 44A, 44B))를 구비한다. 제1 토출구는, 유체를 토출한다. 제2 토출구는, 처리액을 토출한다. 도출로는, 제1 토출구 및 제2 토출구에 연통하여, 제1 토출구로부터 토출된 유체와 제2 토출구로부터 토출된 처리액의 혼합 유체를 도출한다. 또한, 제1 토출구 또는 제2 토출구는, 평면으로 보아 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다.
실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 의하면, 제1 토출구로부터 토출된 베이퍼를 도출로의 내측면을 따라 흘릴 수 있다. 이에 의해, 도출로 내에 베이퍼의 선회류를 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 의하면, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 베이퍼와 SPM액을 효율적으로 혼합할 수 있다. 그 결과, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 의하면, SPM액의 온도를 효율적으로 높일 수 있으므로, 베이퍼와 SPM액의 혼합 유체를 사용하는 SPM 처리에 있어서 제거 대상물의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
도출로는, 기판 보유 지지부에 의해 회전되는 기판의 회전 방향(일례로서, 회전 방향(R))에 대하여 비스듬히 배치되어도 된다. 이에 의해, 도출로로부터 토출된 베이퍼를 기판의 표면을 따라 기판의 회전 방향으로 내보낼 수 있으므로, 기판의 표면 근방에서의 흄의 체류를 억제할 수 있다.
실시 형태에 관한 기판 처리 장치(일례로서, 기판 처리 장치(1))는, 기판 보유 지지부(일례로서, 기판 보유 지지부(102))와, 유체 공급부(일례로서, 베이퍼 공급부(201))와, 처리액 공급부(일례로서, SPM 공급부(202))와, 노즐(일례로서, 노즐(141, 141A 내지 141D))과, 제어부(일례로서, 제어부(301))를 구비한다. 기판 보유 지지부는, 기판(일례로서, 웨이퍼(W))을 회전 가능하게 보유 지지한다. 유체 공급부는, 가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체(일례로서, 베이퍼, 또는 미스트)를 공급한다. 처리액 공급부는, 적어도 황산을 포함하는 처리액(일례로서, SPM액)을 공급한다. 노즐은, 유체 공급부 및 처리액 공급부에 접속되어, 유체와 처리액을 혼합해서 기판에 토출한다. 또한, 노즐은, 제1 토출구(일례로서, 제1 토출구(45, 45A, 45D))와, 제2 토출구(일례로서, 제2 토출구(47, 47A, 47D))와, 도출로(일례로서, 도출로(44, 44A, 44B))를 구비한다. 제1 토출구는, 유체를 토출한다. 제2 토출구는, 처리액을 토출한다. 도출로는, 제1 토출구 및 제2 토출구에 연통하여, 제1 토출구로부터 토출된 유체와 제2 토출구로부터 토출된 처리액의 혼합 유체를 도출한다. 또한, 제1 토출구 또는 제2 토출구는, 평면으로 보아 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치된다. 또한, 제어부는, 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판이 회전된 상태에서 노즐을 경사지게 하고, 도출로를 기판의 회전 방향(일례로서, 회전 방향(R))에 대하여 비스듬히 배치하여, 노즐로부터 기판을 향해서 혼합 유체를 토출한다. 이에 의해, 도출로로부터 토출된 베이퍼를 기판의 표면을 따라 기판의 회전 방향으로 내보낼 수 있으므로, 기판의 표면 근방에서의 흄의 체류를 억제할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (13)

  1. 가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체와 적어도 황산을 포함하는 처리액을 혼합해서 토출하는 노즐이며,
    상기 유체를 토출하는 제1 토출구와,
    상기 처리액을 토출하는 제2 토출구와,
    상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구에 연통하여, 상기 제1 토출구로부터 토출된 상기 유체와 상기 제2 토출구로부터 토출된 상기 처리액의 혼합 유체를 도출하는 도출로
    를 포함하고,
    상기 제1 토출구 또는 상기 제2 토출구는, 평면으로 보아 상기 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치되는, 노즐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 토출구 또는 상기 제2 토출구의 중심축은, 평면으로 보아 상기 도출로의 내측면의 법선 방향에 대하여 경사져 있는, 노즐.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 상기 제1 토출구 및 복수의 상기 제2 토출구를 포함함과 함께, 적어도 하나의 상기 제1 토출구 및 적어도 하나의 상기 제2 토출구에 연통하는 상기 도출로를 복수 포함하는, 노즐.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 토출구는, 상기 도출로의 내측면에 개구되고,
    상기 제2 토출구는, 상기 도출로의 상단부면에 개구되는, 노즐.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 토출구에 대하여 상기 처리액을 공급하는 제2 공급로와,
    상기 제2 공급로를 둘러싸는 환상으로 형성된 도입 공간
    을 더 포함하고,
    상기 제2 토출구 및 상기 제2 공급로는, 상기 도출로와 동축 상에 배치되어, 상기 도출로 및 상기 도입 공간에 연통하고,
    상기 제1 토출구는, 상기 도입 공간의 내벽면에 개구되는, 노즐.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 토출구는, 상기 제2 토출구보다도 상방에 배치되고, 평면으로 보아 상기 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 상기 유체를 토출함으로써, 상기 도출로 내를 선회하는 선회류를 형성하는, 노즐.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 토출구는, 상기 도출로의 상단부면에 개구되고,
    상기 제2 토출구는, 상기 도출로의 내측면에 개구되는, 노즐.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 토출구에 대하여 상기 유체를 공급하는 제1 공급로와,
    상기 제1 공급로를 둘러싸는 환상으로 형성된 도입 공간
    을 더 포함하고,
    상기 제1 토출구 및 상기 제1 공급로는, 상기 도출로와 동축 상에 배치되어, 상기 도출로 및 상기 도입 공간에 연통하고,
    상기 제2 토출구는, 상기 도입 공간의 내벽면에 개구되는, 노즐.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 토출구는, 상기 제1 토출구보다도 상방에 배치되고, 평면으로 보아 상기 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 상기 처리액을 토출함으로써, 상기 도출로 내를 선회하는 선회류를 형성하는, 노즐.
  10. 기판을 회전 가능하게 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체를 공급하는 유체 공급부와,
    적어도 황산을 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 유체 공급부 및 상기 처리액 공급부에 접속되어, 상기 유체와 상기 처리액을 혼합해서 상기 기판에 토출하는 노즐
    을 포함하고,
    상기 노즐은,
    상기 유체를 토출하는 제1 토출구와,
    상기 처리액을 토출하는 제2 토출구와,
    상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구에 연통하여, 상기 제1 토출구로부터 토출된 상기 유체와 상기 제2 토출구로부터 토출된 상기 처리액의 혼합 유체를 도출하는 도출로
    를 포함하고,
    상기 제1 토출구 또는 상기 제2 토출구는, 평면으로 보아 상기 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치되는, 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 도출로는, 상기 기판 보유 지지부에 의해 회전되는 상기 기판의 회전 방향에 대하여 비스듬히 배치되는, 기판 처리 장치.
  12. 기판을 회전 가능하게 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체를 공급하는 유체 공급부와,
    적어도 황산을 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 유체 공급부 및 상기 처리액 공급부에 접속되어, 상기 유체와 상기 처리액을 혼합해서 상기 기판에 토출하는 노즐과,
    각 부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 노즐은,
    상기 유체를 토출하는 제1 토출구와,
    상기 처리액을 토출하는 제2 토출구와,
    상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구에 연통하여, 상기 제1 토출구로부터 토출된 상기 유체와 상기 제2 토출구로부터 토출된 상기 처리액의 혼합 유체를 도출하는 도출로
    를 포함하고,
    상기 제1 토출구 또는 상기 제2 토출구는, 평면으로 보아 상기 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치되고,
    상기 제어부는,
    상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판이 회전된 상태에서 상기 노즐을 경사지게 하고, 상기 도출로를 상기 기판의 회전 방향에 대하여 비스듬히 배치하고,
    상기 노즐로부터 상기 기판을 향해서 상기 혼합 유체를 토출하는, 기판 처리 장치.
  13. 기판을 회전 가능하게 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    가압된 순수의 증기 또는 미스트를 포함하는 유체를 공급하는 유체 공급부와,
    적어도 황산을 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 유체 공급부 및 상기 처리액 공급부에 접속되어, 상기 유체와 상기 처리액을 혼합해서 상기 기판에 토출하는 노즐
    을 포함하고,
    상기 노즐은,
    상기 유체를 토출하는 제1 토출구와,
    상기 처리액을 토출하는 제2 토출구와,
    상기 제1 토출구 및 상기 제2 토출구에 연통하여, 상기 제1 토출구로부터 토출된 상기 유체와 상기 제2 토출구로부터 토출된 상기 처리액의 혼합 유체를 도출하는 도출로
    를 포함하고,
    상기 제1 토출구 또는 상기 제2 토출구는, 평면으로 보아 상기 도출로의 중심축으로부터 어긋난 위치를 향해서 배치되는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 기판이 회전된 상태에서 상기 노즐을 경사지게 하고, 상기 도출로를 상기 기판의 회전 방향에 대하여 비스듬히 배치하고,
    상기 노즐로부터 상기 기판을 향해서 상기 혼합 유체를 토출하는, 기판 처리 방법.
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