KR20240005163A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20240005163A
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piping
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phosphoric acid
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KR1020237044355A
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신지 스기오카
다쿠야 기시다
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

내조 (341) 와, 내조 (341) 의 외주부에 형성되는 외조 (343) 와, 내조 (341) 와 외조 (343) 를 접속하는 제 1 배관 (50) 과, 제 1 배관 (50) 을 통과하는 인산 수용액을 가열하는 히터 (52) 와, 제 1 배관 (50) 에 있어서의 히터 (52) 와 내조 (341) 의 사이에 형성되는 개폐 밸브 (513) 와, 제 1 배관 (50) 에 있어서의 히터 (52) 와 내조 (341) 사이의 배관부와, 외조 (343) 를 접속하는 제 2 배관 (60) 과, 제 2 배관 (60) 에 형성되는 개폐 밸브 (61) 를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
이 발명은, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 특히, 조 (槽) 에 저류된 처리액에 기판을 침지시켜 처리하는 기술에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 기판, 액정 표시 장치 및 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판, 프린트 기판 등이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에는, 처리조에 저류된 인산 수용액에 반도체 웨이퍼를 침지하고, 기판의 표면에 형성된 실리콘 질화막을 에칭하는, 이른바 웨트 에칭이 실시되는 경우가 있다. 이와 같은 웨트 에칭을 실시하는 기판 처리 장치는, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재되어 있다.
특허문헌 1 의 기판 처리 장치는, 기판이 침지되는 인산 수용액을 저류한 내조 (內槽) 와, 내조의 상부로부터 오버플로한 인산 수용액을 회수하는 외조 (外槽) 와, 외조와 내조를 접속하는 순환 배관을 구비하고 있다. 순환 배관에는, 순환 펌프, 히터, 및 필터가 형성되어 있다. 순환 배관은, 외조로부터 퍼내어진 인산 수용액을 가열 및 여과하여 내조로 되돌린다. 순환 배관이 형성되어 있음으로써, 기판이 침지되는 내조의 인산 수용액의 온도가 소망하는 온도로 유지됨과 함께, 에칭에 의해 석출된 이물질이 여과된다.
일본 공개특허공보 2013-021066호
그러나, 종래 기술의 경우, 인산 수용액이 내조로 되돌려짐으로써, 내조에 있어서 인산 수용액의 유동이 불균일하게 발생할 가능성이 있었다. 이와 같이, 내조에 있어서 불균일한 유동이 발생하면, 인산 수용액 중에 있어서, 인산 농도 또는 기판으로부터 용출한 실리콘의 농도에 편차가 발생할 우려가 있고, 이에 따라, 기판의 에칭량이 면내에서 흩어질 우려가 있었다.
그래서, 본 발명은, 처리조 내에 있어서의 기판 처리의 면내 편차를 저감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 양태는, 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상부에 제 1 개구를 갖는 바닥이 있는 통상 (筒狀) 의 내조와, 상기 내조의 외주부에 형성되고, 상부에 제 2 개구를 갖는 바닥이 있는 통상의 외조와, 상기 내조의 내부와 상기 외조의 내부를 접속하는 제 1 배관과, 상기 제 1 배관에 형성되고, 상기 외조로부터 상기 내조를 향해서 처리액을 보내는 펌프와, 상기 제 1 배관에 형성되고, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액을 가열하는 히터와, 상기 제 1 배관에 있어서의 상기 히터와 상기 내조 사이의 배관부와 상기 외조를 접속하는 제 2 배관과, 상기 제 2 배관에 형성되고, 상기 제 2 배관을 통과하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 제 2 배관용 밸브를 구비한다.
제 2 양태는, 제 1 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 배관의 일단이 상기 내조의 저부 (底部) 에 접속되어 있다.
제 3 양태는, 제 1 양태 또는 제 2 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 배관에 있어서의 상기 히터와 상기 내조의 사이에 형성되고, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 제 1 배관용 밸브를 추가로 구비하고, 상기 제 1 배관용 밸브가, 상기 제 1 배관에 있어서의 상기 제 2 배관에 연결되는 부분과 상기 내조의 사이에 형성되어 있다.
제 4 양태는, 제 3 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 배관용 밸브 및 상기 제 2 배관용 밸브에 접속되고, 상기 제 1 배관용 밸브 및 상기 제 2 배관용 밸브를 제어하는 제어부를 추가로 구비한다.
제 5 양태는, 제 4 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제어부는, 상기 제 1 배관용 밸브를 개방하고, 또한 상기 제 2 배관용 밸브를 폐쇄하는 제 1 순환 제어 처리와, 상기 제 1 배관용 밸브, 및 상기 제 2 배관용 밸브를 개방하는 제 2 순환 제어 처리를 실행한다.
제 6 양태는, 제 3 양태 내지 제 5 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 배관은, 상기 제 1 배관에 있어서의 상기 히터와 상기 제 1 배관용 밸브의 사이의 분기부로부터 분기하여 상기 내조에 연결되는 바이패스 배관, 을 포함하고, 상기 바이패스 배관에 형성되고, 상기 바이패스 배관을 통과하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 바이패스 배관용 밸브를 추가로 구비하고, 상기 제 2 배관이, 상기 바이패스 배관에 있어서의 상기 분기부와 상기 바이패스 배관용 밸브의 사이에 접속되어 있다.
제 7 양태는, 제 1 양태 내지 제 6 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 제 2 배관이 상기 제 2 개구를 지나 상기 외조의 내부에 접속되어 있다.
제 8 양태는, 제 1 양태 내지 제 7 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, a) 기판을 상기 내조에 저류된 상기 처리액에 침지하는 것, b) 상기 공정 a) 에 있어서, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액을 상기 내조로 되돌림과 함께, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액을 상기 제 2 배관을 통해서 상기 외조로 되돌리는 것, c) 상기 공정 b) 에 있어서, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액을 가열하는 것을 포함한다.
제 1 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 내조로부터 넘쳐 외조로 이동한 처리액을 제 1 배관에 의해 내조로 되돌리는 순환류를 형성할 수 있다. 또, 제 2 배관용 밸브를 개방함으로써, 제 1 배관으로부터 제 2 배관으로 처리액을 이동시켜, 외조로 되돌릴 수 있다. 이에 따라, 내조로 돌아오는 처리액의 양을 줄일 수 있기 때문에, 내조에 있어서의 처리액의 유동을 저감할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 있어서의 면내 편차를 저감할 수 있다.
제 2 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 내조의 저부에 처리액을 되돌릴 수 있다. 이에 따라, 처리액 순환에 의한 내조에 있어서의 처리액의 유동을 저감할 수 있다.
제 3 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 배관용 밸브에 의해, 제 1 배관으로부터 내조로의 처리액의 유통, 및 제 1 배관으로부터 제 2 배관으로의 처리액의 유통을 제어할 수 있다.
제 4 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 배관용 밸브 및 제 2 배관용 밸브의 동작을 제어부에 의해 제어할 수 있다.
제 5 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제어부가 제 1 순환 제어 처리를 실행함으로써, 제 1 배관을 통해서 외조로부터 내조로 처리액을 이동시킬 수 있다. 또, 제어부가 제 2 순환 제어 처리를 실행함으로써, 제 1 배관을 통해서 외층으로부터 내조로 처리액을 이동시킬 수 있음과 함께, 제 1 배관 및 제 1 배관으로부터 분기하여 연장되는 제 2 배관을 통해서 외조로부터 외조로 처리액을 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 외층으로부터 내조로 이동하는 처리액의 양을 작게 할 수 있다.
제 6 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 배관용 밸브를 폐쇄하고, 제 2 배관용 밸브 및 바이패스 배관용 밸브를 개방함으로써, 내조로 되돌아오는 처리액의 일부를 제 2 배관으로 이동시켜, 외조로 유도할 수 있다. 이에 따라, 내조에 유입하는 처리액의 양을 저감할 수 있다.
제 7 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 2 배관에 의해, 외조의 상측으로부터 처리액을 되돌릴 수 있다.
제 8 양태의 기판 처리 방법에 의하면, 내조로부터 넘쳐 외조로 이동한 처리액을 제 1 배관에 의해 내조로 되돌리는 순환류를 형성할 수 있다. 또, 제 2 배관용 밸브를 개방함으로써, 제 1 배관으로부터 제 2 배관으로 처리액을 이동시켜, 외조로 되돌릴 수 있다. 이에 따라, 내조로 되돌려지는 처리액의 양을 줄일 수 있기 때문에, 내조에 있어서의 처리액의 유동을 저감할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 있어서의 면내 편차를 저감할 수 있다.
도 1 은, 실시형태의 기판액 처리 장치 (100) 를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 에칭 처리 장치 (1) 의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은, 에칭 처리 장치 (1) 에 있어서의 에칭 처리 시의 각 요소의 동작 상황을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 요소는 어디까지나 예시이며, 본 발명의 범위를 그것들에만 한정하는 취지의 것은 아니다. 도면에 있어서는, 이해 용이를 위해서, 필요에 따라 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화하여 도시되어 있는 경우가 있다.
본원에 있어서, 상대적 또는 절대적인 위치 관계를 나타내는 표현 (예를 들어 「일방향으로」 「일방향을 따라」 「평행」 「직교」 「중심」 「동심」 「동축」 등) 은, 특별히 언급하지 않는 한, 그 위치 관계를 엄밀하게 나타낼 뿐만 아니라, 공차 혹은 동일한 정도의 기능이 얻어지는 범위에서 상대적으로 각도 또는 거리에 관해서 변위된 상태도 나타내는 것으로 한다. 동등한 상태인 것을 나타내는 표현 (예를 들어 「동일」 「동등한」 「균질」 등) 은, 특별히 언급하지 않는 한, 정량적으로 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차 혹은 동일한 정도의 기능이 얻어지는 차이가 존재하는 상태도 나타내는 것으로 한다. 형상을 나타내는 표현 (예를 들어, 「사각 형상」 또는 「원통 형상」 등) 은, 특별히 언급하지 않는 한, 기하학적으로 엄밀하게 그 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 정도의 효과가 얻어지는 범위에서, 예를 들어 요철이나 모따기 등을 갖는 형상도 나타내는 것으로 한다. 하나의 구성 요소를 「비치하다」 「갖추다」 「구비하다」 「포함하다」 또는 「갖는다」 라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적 표현은 아니다. 「∼ 의 상」 이란, 특별히 언급하지 않는 한, 2 개의 요소가 접하고 있는 경우 외에, 2 개의 요소가 떨어져 있는 경우도 포함한다.
＜실시형태＞
도 1 은, 실시형태의 기판액 처리 장치 (100) (기판 처리 장치) 를 나타내는 도면이다. 도 1 에서는, 각 요소의 위치 관계를 설명하기 위해서, XYZ 직교 좌표계를 정의하고 있다. X 축 및 Y 축은 수평면에 평행이며, Z 축은 연직 방향으로 평행이다. 또, 도 1 에 있어서, 화살표 선단이 향하는 쪽을 ＋ (플러스) 방향으로 하고, 그 반대 방향을 - (마이너스) 방향으로 한다.
기판액 처리 장치 (100) 는, 캐리어 반입출부 (2) 와, 로트 형성부 (3) 와, 로트 재치부 (載置部) (4) 와, 로트 반송부 (5) 와, 로트 처리부 (6) 와, 제어부 (7) 를 구비하고 있다. 캐리어 반입출부 (2) 는, 복수 매 (예를 들어 25 매) 의 실리콘 웨이퍼인 기판 (W) 을 수평 자세 (기판 (W) 의 양 주면 (主面) 이 수평면에 평행이 되는 자세) 로 상하 (Z 축 방향) 로 나란히 수용한 캐리어 (9) 의 반입 및 반출을 실시한다.
캐리어 반입출부 (2) 에는, 캐리어 스테이지 (10), 캐리어 반송 기구 (11), 캐리어 스톡 (12, 13), 및 캐리어 재치대 (14) 가 형성되어 있다. 캐리어 스테이지 (10) 에는, Y 축 방향을 따라 복수의 캐리어 (9) 가 재치된다. 캐리어 반송 기구 (11) 는, 캐리어 (9) 의 반송을 실시한다. 캐리어 스톡 (12, 13) 은, 1 개의 캐리어 (9) 를 일시적으로 수용한다. 캐리어 재치대 (14) 에는, 캐리어 (9) 가 재치된다. 캐리어 스톡 (12) 은, 제품이 되는 기판 (W) 을 로트 처리부 (6) 에서 처리하기 전에 일시적으로 수용한다. 캐리어 스톡 (13) 은, 제품이 되는 기판 (W) 을 로트 처리부 (6) 에서 처리한 후에 일시적으로 보관한다.
캐리어 반입출부 (2) 는, 외부로부터 캐리어 스테이지 (10) 에 반입된 캐리어 (9) 를, 캐리어 반송 기구 (11) 로 캐리어 스톡 (12) 또는 캐리어 재치대 (14) 로 반송한다. 캐리어 반입출부 (2) 는, 캐리어 재치대 (14) 에 재치된 캐리어 (9) 를, 캐리어 반송 기구 (11) 로 캐리어 스톡 (13) 이나 캐리어 스테이지 (10) 로 반송한다. 캐리어 스테이지 (10) 에 반송된 캐리어 (9) 는, 외부로 반출된다.
로트 형성부 (3) 는, 1 개 또는 복수의 캐리어 (9) 에 수용된 복수의 기판 (W) 을 조합하여 동시에 처리되는 매수 (예를 들어, 50 매) 의 기판 (W) 으로 이루어지는 로트를 형성한다. 로트 형성부 (3) 는, 로트를 형성할 때에, 각 기판 (W) 의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면끼리를 서로 대향시켜도 된다. 또, 로트 형성부 (3) 는, 로트를 형성할 때에, 각 기판 (W) 의 패턴 형성면이 모두 일방을 향하도록 해도 된다.
로트 형성부 (3) 에는, 동시에 복수 매의 기판 (W) 을 반송하는 기판 반송 기구 (15) 가 형성되어 있다. 기판 반송 기구 (15) 는, 기판 (W) 의 반송 도중에 기판 (W) 의 자세를 수평 자세에서 수직 자세 (기판 (W) 의 양 주면이 연직면에 평행이 되는 자세) 및 수직 자세에서 수평 자세로 변경하는 기구를 구비하고 있다.
로트 형성부 (3) 는, 캐리어 재치대 (14) 에 재치된 캐리어 (9) 로부터 기판 반송 기구 (15) 를 사용하여 기판 (W) 을 로트 재치부 (4) 에 반송하고, 로트를 형성하는 기판 (W) 을 로트 재치부 (4) 에 재치한다. 로트 형성부 (3) 는, 로트 재치부 (4) 에 재치된 로트를 기판 반송 기구 (15) 로 캐리어 재치대 (14) 에 재치된 캐리어 (9) 로 반송한다. 기판 반송 기구 (15) 는, 복수 매의 기판 (W) 을 지지하기 위한 기판 지지부로서, 처리 전 (로트 반송부 (5) 로 반송되기 전) 의 기판 (W) 을 지지하는 제 1 기판 지지부, 및 처리 후 (로트 반송부 (5) 로 반송된 후) 의 기판 (W) 을 지지하는 제 2 기판 지지부를 가지고 있다. 제 1 및 제 2 기판 지지부를 구비함으로써, 처리 전의 기판 (W) 으로부터 떨어진 파티클 등이 처리 후의 기판 (W) 에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
로트 재치부 (4) 는, 로트 반송부 (5) 가 로트 형성부 (3) 와 로트 처리부 (6) 의 사이에서 반송하는 로트를 일시적으로 재치하기 위한 로트 재치대 (16) 를 구비하고 있다. 또, 로트 재치부 (4) 에는, 처리 전 (로트 반송부 (5) 로 반송되기 전) 의 로트를 재치하는 반입측 로트 재치대 (17), 및 처리 후 (로트 반송부 (5) 로 반송된 후) 의 로트를 재치하는 반출측 로트 재치대 (18) 가 형성되어 있다. 재치대 (17, 18) 의 각각에는, 1 로트분의 복수 매의 기판 (W) 이 수직 자세로 Y 축 방향으로 나란히 재치된다.
로트 재치부 (4) 에서는, 로트 형성부 (3) 에서 형성된 로트가 반입측 로트 재치대 (17) 에 재치되고, 그 로트가 로트 반송부 (5) 에 의해 로트 처리부 (6) 에 반입된다. 로트 재치부 (4) 에서는, 로트 처리부 (6) 로부터 로트 반송부 (5) 에 의해 반출된 로트가 반출측 로트 재치대 (18) 에 재치되고, 그 로트가 로트 형성부 (3) 로 반송된다.
로트 반송부 (5) 는, 로트 재치부 (4) 및 로트 처리부 (6) 의 사이에서, 혹은 로트 처리부 (6) 의 내부에서 로트의 반송을 실시한다. 로트 반송부 (5) 에는, 로트의 반송을 실시하는 로트 반송 기구 (19) 가 형성되어 있다. 로트 반송 기구 (19) 는, 로트 재치부 (4) 와 로트 처리부 (6) 를 따르게 하여 배치한 레일 (20), 복수 매의 기판 (W) 을 유지하면서 레일 (20) 을 따라 이동하는 이동체 (21), 및 이동체 (21) 를 이동시키는 모터를 포함한다. 이동체 (21) 에는, 수직 자세로 전후로 늘어선 복수 매의 기판 (W) 을 유지하는 기판 유지체 (22) 가 형성되어 있다. 이동체 (21) 는, 기판 유지체 (22) 를 Y 축 방향으로 진퇴시키는 모터 등을 포함하는 기구를 갖는다.
로트 처리부 (6) 는, 수직 자세로 Y 축 방향으로 늘어서는 복수 매의 기판 (W) 을 1 로트로 하여 에칭, 세정 및 건조 등의 처리를 실시한다. 로트 처리부 (6) 에는, ＋X 방향을 향하여 순서로, 건조 처리 장치 (23), 기판 유지체 세정 처리 장치 (24), 세정 처리 장치 (25), 및 복수 (본 예에서는 2 개) 의 에칭 처리 장치 (1) 가 배치되어 있다.
건조 처리 장치 (23) 는, 처리조 (27) 와, 처리조 (27) 에 자유롭게 승강할 수 있도록 형성된 기판 승강 기구 (28) 를 갖는다. 처리조 (27) 에는, 건조용 처리 가스 (이소프로필알코올 (IPA) 등) 가 공급된다. 기판 승강 기구 (28) 에는, 1 로트분의 복수 매의 기판 (W) 이 수직 자세로 전후로 나란히 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) 로 그 로트를 승강시킴으로써, 처리조 (27) 에 공급한 건조용 처리 가스로 기판 (W) 의 건조 처리를 실시한다. 또, 건조 처리 장치 (23) 는, 기판 승강 기구 (28) 로부터 로트 반송 기구 (19) 의 기판 유지체 (22) 에 로트를 수수한다.
기판 유지체 세정 처리 장치 (24) 는, 처리조 (29), 및 당해 처리조 (29) 에 세정용 처리액 및 건조 가스를 공급하는 공급 기구를 갖는다. 기판 유지체 세정 처리 장치 (24) 는, 로트 반송 기구 (19) 의 기판 유지체 (22) 에 세정용 처리액을 공급한 후, 건조 가스를 공급함으로써 기판 유지체 (22) 의 세정 처리를 실시한다.
세정 처리 장치 (25) 는, 기판 (W) 의 세정 처리를 실시한다. 세정 처리 장치 (25) 는, 세정용 처리조 (30) 와 린스용 처리조 (31) 를 갖고, 각 처리조 (30, 31) 에 기판 승강 기구 (32, 33) 를 자유롭게 승강할 수 있도록 형성하고 있다. 세정용 처리조 (30) 에는, 세정용 처리액 (SC-1 (암모니아과산화수소수 혼합액) 등) 이 저류된다. 린스용 처리조 (31) 에는, 린스용 처리액 (순수 등) 이 저류된다.
각 에칭 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 의 에칭 처리를 실시한다. 에칭 처리 장치 (1) 는, 에칭용 처리조 (34) 와 린스용 처리조 (35) 를 갖는다. 각 처리조 (34, 35) 에는, 기판 승강 기구 (36, 37) 가 형성되어 있다. 에칭용 처리조 (34) 는, 에칭용 처리액 (인산 수용액) 을 내부에 저류할 수 있다. 린스용 처리조 (35) 는, 린스용 처리액 (순수 등) 을 내부에 저류할 수 있다.
세정 처리 장치 (25) 와 에칭 처리 장치 (1) 는, 예를 들어 동일한 구성을 갖는다. 에칭 처리 장치 (1) 에 대해서 설명하면, 기판 승강 기구 (36) 는, 1 개의 로트분의 복수 매의 기판 (W) 을 수직 자세로 전후로 나란히 유지한다. 에칭 처리 장치 (1) 에서는, 기판 승강 기구 (36) 가 로트 반송 기구 (19) 의 기판 유지체 (22) 로부터 로트를 수취한다. 그리고, 기판 승강 기구 (36) 가 그 로트를 하강시킴으로써, 로트를 처리조 (34) 의 에칭용 처리액에 침지시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 의 에칭 처리가 실시된다. 에칭 처리 후, 기판 승강 기구 (36) 가 로트를 상승시킴과 함께, 그 로트를 기판 유지체 (22) 에 건네준다. 그 후, 기판 승강 기구 (37) 가, 기판 유지체 (22) 로부터 로트를 수취한다. 그리고, 기판 승강 기구 (37) 가 그 로트를 하강시킴으로써, 그 로트를 처리조 (35) 의 린스용 처리액에 침지시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 의 린스 처리가 실시된다. 린스 처리 후, 기판 승강 기구 (37) 는 로트를 상승시킴과 함께, 그 로트를 기판 유지체 (22) 에 건네준다.
제어부 (7) 는, 기판액 처리 장치 (100) 의 각 부 (캐리어 반입출부 (2), 로트 형성부 (3), 로트 재치부 (4), 로트 반송부 (5), 로트 처리부 (6), 에칭 처리 장치 (1)) 에 접속되어 있고, 이들의 동작을 제어한다. 제어부 (7) 의 하드웨어 구성은, 예를 들어 일반적인 컴퓨터와 동일하다. 즉, 제어부 (7) 는, CPU (프로세서), ROM, RAM (메모리), 및 고정 디스크를 구비하고 있다. CPU 는, 각종 연산 처리를 실시하는 연산 회로를 포함한다. ROM 은, 기본 프로그램을 기억하고 있다. RAM 은, 각종 정보를 기억하는 휘발성의 주기억장치이다. 고정 디스크는, CPU 가 실행하는 것이 가능한 프로그램 또는 데이터 등을 기억하는 보조 기억장치이다. CPU, ROM, RAM, 및 고정 디스크는, 버스 라인으로 접속되어 있다.
제어부에는, 화상을 표시하는 표시부, 및 키보드 또는 마우스 등을 포함하는 조작부가 접속된다. 표시부는, 터치 패널로 구성되어 있어도 되고, 이 경우, 표시부는 조작부로서도 기능한다. 제어부의 버스 라인에는, 판독 장치 및 통신부가 접속되어도 된다. 판독 장치는, 광 디스크, 자기 디스크, 광 자기 디스크 등의 컴퓨터 판독 가능한 비일과성의 기록 매체로부터 정보의 판독을 실시한다. 통신부는, 제어부 (7) 와 다른 컴퓨터 (서버 등) 의 사이에서 정보 통신을 가능하게 한다. 프로그램이 기록된 기록 매체를 판독 장치로 판독함으로써, 당해 프로그램이 제어부 (7) 에 제공된다. 또한, 프로그램은, 통신부를 통해서 제어부 (7) 에 제공되어도 된다.
도 2 는, 에칭 처리 장치 (1) 의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 에칭 처리 장치 (1) 는, 처리액으로서 소정 농도의 인산 수용액을 저류하는 전술한 처리조 (34) 를 가지고 있다. 처리조 (34) 는, 내조 (341) 및 외조 (343) 를 가지고 있다. 내조 (341) 는, 상부의 가장자리로 구성되는 제 1 개구 (341P) 를 갖는 바닥이 있는 통상으로 형성되어 있다. 외조 (343) 는, 내조 (341) 의 외주부에 형성되고, 상부의 가장자리로 구성되는 제 2 개구 (343P) 를 갖는 바닥이 있는 통상으로 형성되어 있다. 또, 외조 (343) 는, 내조 (341) 의 외주부 전체를 둘러싸는 루프 형상으로 형성되어 있다. 내조 (341) 가 인산 수용액으로 가득 채워지면, 잉여의 인산 수용액이 제 1 개구 (341P) 로부터 넘친다. 그리고, 넘친 인산 수용액이, 제 2 개구 (343P) 를 통해서 외조 (343) 의 내부에 유입한다.
외조 (343) 의 내부에는, 제 1 배관 (50) 의 일단이 접속되어 있다. 본 예에서는, 제 1 배관 (50) 의 일단은, 외조 (343) 의 상방으로부터, 제 2 개구 (343P) 를 지나 하방으로 연장되어, 외조 (343) 의 내부에 연장되어 있다. 즉, 제 1 배관 (50) 의 일단의 개구는, 제 2 개구 (343P) 보다 하방에 형성되어 있다. 제 1 배관 (50) 의 타단은, 내조 (341) 의 내부에 접속되어 있다. 본 예에서는, 제 1 배관 (50) 의 타단은, 내조 (341) 의 저부 (341B) (내조 (341) 의 깊이 방향의 저면 (底面)) 에 접속되어 있다. 제 1 배관 (50) 에는, 상류측 (외조 (343) 측) 부터 순서로, 농도 검출기 (501), 펌프 (51), 개폐 밸브 (511), 히터 (52), 필터 (53), 및 개폐 밸브 (513) 가 형성되어 있다.
농도 검출기 (501) 는, 제 1 배관 (50) 을 통과하는 인산 수용액 중에 있어서의 인산 농도를 검출한다. 농도 검출기 (501) 는, 예를 들어 인산 수용액의 특정 파장의 광의 흡광도를 측정함으로써, 인산 수용액 중의 인산 농도를 검출한다. 농도 검출기 (501) 는, 외조 (343) 로부터 배출된 인산 수용액 중에 있어서의 인산 농도를 검출한다. 농도 검출기 (501) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 검출된 인산 농도에 따른 검출 신호를 제어부 (7) 에 송신한다.
펌프 (51) 는, 제 1 배관 (50) 을 통해서, 외조 (343) 의 내부로부터 인산 수용액을 배출하고, 당해 인산 수용액을 내조 (341) 의 내부로 보낸다. 히터 (52) 는, 제 1 배관 (50) 을 통과하는 인산 수용액을 가열한다. 필터 (53) 는, 제 1 배관 (50) 을 통과하는 인산 수용액을 여과한다. 펌프 (51) 의 구동에 의해, 외조 (343) 로부터 배출된 인산 수용액이, 내조 (341) 로 이동한다. 그리고, 내조 (341) 에서 오버플로한 인산 수용액이, 다시 외조 (343) 로 유출된다. 이와 같이 하여, 에칭 처리 장치 (1) 에 있어서, 인산 수용액의 순환류가 형성된다.
개폐 밸브 (511, 513) 는, 예를 들어 전동식 또는 전자식의 밸브로서, 제 1 배관 (50) 에 있어서의 처리액의 유통을 온 오프 제어한다. 「유통을 온 오프 제어한다」 라는 것은, 배관 내에 있어서의 처리액의 유통을, 유통 가능한 상태와 유통 불가능한 상태인 두 상태 사이에서 제어하는 것을 말한다. 개폐 밸브 (511, 513) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 제어부 (7) 에 의해 개폐 동작이 제어된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 승강 기구 (36) 는, 복수의 기판 (W) 을 수직으로 기립한 자세로 수평 방향으로 간격을 두고 배열시킨 상태로 유지하는 유지구 (도시하지 않음) 를 구비하고 있다. 또, 기판 승강 기구 (36) 는, 당해 유지 도구로 각 기판 (W) 을 유지한 상태로, 상위치 (Pos1) 와 하위치 (Pos2) 의 사이에서 승강하는 승강 모터 (도시 생략) 를 구비하고 있다.
제 1 배관 (50) 은, 바이패스 배관 (55) 을 가지고 있다. 본 예에서는, 바이패스 배관 (55) 의 일단은, 제 1 배관 (50) 에 있어서의 필터 (53) 와 개폐 밸브 (513) (제 1 배관용 밸브) 의 사이의 배관부의 분기부 (531) 에 접속되어 있다. 또, 바이패스 배관 (55) 의 타단은, 제 1 배관 (50) 에 있어서의 개폐 밸브 (513) 와 내조 (341) 사이의 접속부 (533) 에 접속되어 있다. 즉, 바이패스 배관 (55) 은, 제 1 배관 (50) 에 있어서의 히터 (52) 와 개폐 밸브 (513) 사이의 분기부 (531) 로부터 분기하여, 내조 (341) 에 연결되어 있다. 또한, 바이패스 배관 (55) 의 타단은, 직접 내조 (341) (예를 들어, 저부 (341B)) 에 접속되어 있어도 된다.
제 1 배관 (50) 의 바이패스 배관 (55) 에는, 상류측 (분기부 (531) 측) 부터 순서로, 개폐 밸브 (57), 유량 제어 밸브 (58), 및 유량 검출기 (59) 가 형성되어 있다. 개폐 밸브 (57) 및 유량 제어 밸브 (58) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 제어부 (7) 로부터의 제어 신호에 따라 동작한다. 개폐 밸브 (57) 는, 바이패스 배관 (55) 을 유통하는 인산 수용액의 유통을 온 오프 제어하고, 유량 제어 밸브 (58) 는, 바이패스 배관 (55) 을 유통하는 인산 수용액의 유량을 조정한다. 「유량을 조정한다」 라는 것은, 적어도 처리액을 유통시키는 상태에 있어서, 그 유량을 변경하는 것을 말한다. 유량 제어 밸브 (58) 로서, 예를 들어 전동식의 니들 밸브를 채용해도 된다. 유량 검출기 (59) 는, 바이패스 배관 (55) 을 유통하는 인산 수용액의 유량을 검출한다. 유량 검출기 (59) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 검출된 유량에 따른 검출 신호를 제어부 (7) 에 송신한다. 유량 검출기 (59) 로서, 예를 들어 배관의 외측으로부터 초음파를 사용하여 배관 내의 유량을 검출하는 초음파 유량계를 채용해도 된다.
에칭 처리 장치 (1) 는, 제 2 배관 (60) 을 구비하고 있다. 제 2 배관 (60) 은, 제 1 배관 (50) 과 외조 (343) 를 접속하는 배관 경로를 구성하고 있다. 본 예에서는, 제 2 배관 (60) 의 일단은, 제 1 배관 (50) 의 일부인 바이패스 배관 (55) 의 경로 도중에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 제 2 배관 (60) 의 일단은, 제 1 배관 (50) 의 바이패스 배관 (55) 에 있어서의 개폐 밸브 (57) 와 분기부 (531) 사이의 배관부에 접속부 (601) 를 통해서 접속되어 있다. 제 2 배관 (60) 의 타단은, 외조 (343) 의 내부에 접속되어 있다. 본 예에서는, 제 2 배관 (60) 의 타단은, 외조 (343) 의 상방으로부터 제 2 개구 (343P) 를 지나 하방으로 연장되어 외조 (343) 의 내부에 연장되어 있다.
제 2 배관 (60) 의 경로 도중에는, 개폐 밸브 (61) 가 형성되어 있다. 개폐 밸브 (61) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 제어부 (7) 로부터의 제어 신호에 따라, 제 2 배관 (60) 에 있어서의 인산 수용액의 유통을 온 오프 제어한다.
본 예에서는, 제어부 (7) 는, 개폐 밸브 (511, 513) 를 개방하고, 개폐 밸브 (57, 61) 를 폐쇄하는 제 1 순환 제어 처리를 실시한다. 이 제 1 순환 제어 처리에서는, 외조 (343) 로부터 배출되는 인산 수용액과 등량의 인산 수용액이 내조 (341) 로 되돌려진다.
또, 본 예에서는, 제어부 (7) 는, 개폐 밸브 (511, 57, 61) 를 개방하고, 개폐 밸브 (513) 를 폐쇄하는 제 2 순환 제어 처리를 실시한다. 이 제 2 순환 제어 처리에서는, 외조 (343) 로부터 배출되는 인산 수용액 중, 일부가 제 1 배관 (50) 의 바이패스 배관 (55) 을 통해서 내조 (341) 로 되돌려짐과 함께, 나머지가 제 2 배관 (60) 을 통해서 외조 (343) 로 되돌려진다. 보다 상세하게는, 제 1 배관 (50) 을 통해서 외조 (343) 로부터 배출된 인산 처리액은, 개폐 밸브 (513) 가 폐쇄되어 있음으로써, 분기부 (531) 를 통해서 바이패스 배관 (55) 으로 유도된다. 바이패스 배관 (55) 으로 유도된 인산 수용액 중, 일부는 바이패스 배관 (55) 으로부터 접속부 (601) 를 통해서 제 2 배관 (60) 에 유입하고, 외조 (343) 로 유도된다. 또, 나머지 인산 수용액은, 바이패스 배관 (55) 및 접속부 (533) 를 통해서, 내조 (341) 로 유도된다.
이와 같이, 제어부 (7) 에 의한 제 1 또는 제 2 순환 제어 처리에 있어서, 개폐 밸브 (513) 는, 제 1 배관 (50) 을 통과하는 처리액의 유량을 변경하는 제 1 배관용 밸브로서 기능한다. 또, 개폐 밸브 (61) 는, 제 2 배관 (60) 을 통과하는 처리액의 유량을 변경하는 제 2 배관용 밸브로서 기능한다. 또한, 개폐 밸브 (57) 또는 유량 제어 밸브 (58) 는, 바이패스 배관 (55) 을 유통하는 처리액의 유량을 변경하는 바이패스 배관용 밸브로서 기능한다. 또한, 「유량을 변경한다」 라는 것은, 개폐 밸브에 의해 액체의 유통을 온 오프 제어하는 경우 외에, 유량 조정 밸브에 의해 유량을 조정하는 경우도 포함하는 개념이다.
제어부 (7) 가, 제 2 순환 제어 처리를 실시할 때에, 유량 검출기 (59) 의 검출 결과에 따라 유량 제어 밸브 (58) 를 제어함으로써, 내조 (341) 로 되돌려지는 인산 수용액의 유량을 조정할 수 있다. 즉, 유량 제어 밸브 (58) 의 개구를 크게 함으로써 내조 (341) 로 되돌려지는 인산 수용액의 유량을 증가시킬 수 있고, 유량 제어 밸브 (58) 의 개구를 작게 함으로써 내조 (341) 로 되돌려지는 인산 수용액의 유량을 저하시킬 수 있다.
또한, 유량 제어 밸브 (58) 에 의해, 바이패스 배관 (55) 에 있어서의 인산 수용액의 유통이 온 오프 제어되어도 된다. 이 경우, 개폐 밸브 (57) 는 생략해도 된다. 또, 유량 제어 밸브 (58) 를 형성하는 것은 필수는 아니다. 유량 제어 밸브 (58) 를 생략하는 경우, 바이패스 배관 (55) 을 흐르는 인산 수용액의 유량을 조정하지 않고, 개폐 밸브 (57) 에 의해 인산 수용액의 유통이 온 오프 제어된다. 또한, 바이패스 배관 (55) 을 형성하는 것은 필수가 아니고, 생략해도 된다. 바이패스 배관 (55) 을 생략하는 경우, 제 2 배관 (60) 의 일단 (접속부 (601)) 을, 예를 들어 제 1 배관 (50) 에 있어서의 히터 (52) 와 내조 (341) 의 사이 (예를 들어, 분기부 (531) 의 위치) 에 직접 접속해도 된다. 이 경우, 제 1 배관 (50) 에 있어서 순환류가 형성되어 있을 때에, 개폐 밸브 (61) 가 개방됨으로써, 제 1 배관 (50) 의 인산 수용액의 일부가, 제 2 배관 (60) 에 흘러들고, 외조 (343) 로 보내진다. 이에 따라, 제 1 배관 (50) 을 지나 내조 (341) 로 되돌려지는 인산 수용액의 양을 저감할 수 있다.
에칭 처리 장치 (1) 는, 인산 수용액 공급부 (40) 를 구비하고 있다. 인산 수용액 공급부 (40) 는, 외조 (343) 에 소정 농도의 인산 수용액을 공급한다. 또한, 인산 수용액 공급부 (40) 는, 내조 (341) 또는 제 1 배관 (50) 의 소정 부위에 인산 수용액을 공급해도 된다. 인산 수용액 공급부 (40) 는, 인산 수용액을 저류하는 탱크 등을 포함하는 공급원, 및 당해 공급원과 외조 (343) 를 접속하는 공급 배관 (401) 을 포함한다. 공급 배관 (401) 에는, 상류측 (공급원측) 부터 순서로, 유량 검출기 (403), 유량 제어 밸브 (405), 및 개폐 밸브 (407) 가 형성되어 있다. 유량 검출기 (403) 는, 공급 배관 (401) 을 흐르는 인산 수용액의 유량을 검출한다. 유량 제어 밸브 (405) 는, 공급 배관 (401) 을 흐르는 인산 수용액의 유량을 조정한다. 개폐 밸브 (417) 는, 공급 배관 (401) 에 있어서의 인산 수용액의 유통을 온 오프 제어한다.
유량 검출기 (403), 유량 제어 밸브 (405) 및 개폐 밸브 (407) 는 제어부 (7) 에 접속되어 있다. 제어부 (7) 는, 유량 검출기 (403) 로부터 송신된 유량을 나타내는 신호에 기초하여, 유량 제어 밸브 (405) 를 제어한다. 이에 따라, 인산 수용액 공급부 (40) 는, 인산 수용액을 제어된 유량으로 외조 (343) 에 공급한다.
기판액 처리 장치 (100) 는, 순수 공급부 (41) 를 구비하고 있다. 순수 공급부 (41) 는, 순수를 외조 (343) 에 공급한다. 또한, 순수 공급부 (41) 는, 내조 (341) 또는 제 1 배관 (50) 의 소정 부위에 순수를 공급해도 된다. 순수는, 예를 들어 인산 수용액을 가열함으로써 증발한 수분을 보급하기 위해서 공급된다. 순수 공급부 (41) 는, 소정 온도의 순수를 공급하는 공급원, 및 당해 공급원과 외조 (343) 를 접속하는 공급 배관 (411) 을 포함한다. 공급 배관 (411) 에는, 상류측 (공급원측) 부터 순서로, 유량 검출기 (413), 유량 제어 밸브 (415), 및 개폐 밸브 (417) 가 형성되어 있다. 유량 검출기 (413) 는, 공급 배관 (411) 을 흐르는 순수의 유량을 검출한다. 유량 제어 밸브 (415) 는, 공급 배관 (411) 을 흐르는 순수의 유량을 조정한다. 개폐 밸브 (417) 는, 공급 배관 (411) 에 있어서의 순수의 유통을 온 오프 제어한다.
유량 검출기 (413), 유량 제어 밸브 (415) 및 개폐 밸브 (417) 는 제어부 (7) 에 접속되어 있다. 제어부 (7) 는, 유량 검출기 (413) 로부터 송신된 유량을 나타내는 신호에 기초하여, 유량 제어 밸브 (415) 를 제어한다. 이에 따라, 순수 공급부 (41) 는, 순수를 제어된 유량으로 외조 (343) 에 공급한다.
에칭 처리 장치 (1) 는, 실리콘 공급부 (42) 를 구비하고 있다. 실리콘 공급부 (42) 는, 실리콘 수용액 (예를 들어, 헥사플루오로규산 수용액 (H2SiF6＋H2O)) 을 외조 (343) 에 공급한다. 또한, 실리콘 공급부 (42) 는, 내조 (341) 또는 제 1 배관 (50) 의 소정 부위에 실리콘 수용액을 공급해도 된다. 실리콘 공급부 (42) 는, 실리콘 수용액을 공급하는 공급원, 및 당해 공급원과 외조 (343) 를 접속하는 공급 배관 (421) 을 포함한다. 공급 배관 (421) 에는, 상류측 (공급측) 부터 순서로, 유량 검출기 (423), 유량 제어 밸브 (425), 및 개폐 밸브 (427) 가 형성되어 있다. 유량 검출기 (423) 는, 공급 배관 (421) 을 흐르는 실리콘 수용액의 유량을 검출한다. 유량 제어 밸브 (425) 는, 공급 배관 (421) 을 흐르는 실리콘 수용액의 유량을 조정한다. 개폐 밸브 (427) 는 공급 배관 (421) 에 있어서의 실리콘 수용액의 유통을 온 오프 제어한다.
유량 검출기 (423), 유량 제어 밸브 (425) 및 개폐 밸브 (427) 는 제어부 (7) 에 접속되어 있다. 제어부 (7) 는, 유량 검출기 (423) 로부터 송신된 유량을 나타내는 신호에 기초하여, 유량 제어 밸브 (425) 를 제어한다. 이에 따라, 실리콘 공급부 (42) 는, 실리콘이 제어된 유량으로 외조 (343) 에 공급한다.
제 1 배관 (50) 에 있어서의, 히터 (52) 와 필터 (53) 를 접속하는 배관부에는, 폐기 배관 (90) 이 접속되어 있다. 폐기 배관 (90) 은, 처리조 (34) 의 인산 수용액을 기판액 처리 장치 (100) 의 외부에 폐기할 때에 사용되는 배관 경로이다. 폐기 배관 (90) 에는, 상류측 (제 1 배관 (50) 측) 부터 순서로, 농도 검출기 (901), 폐기 밸브 (91), 냉각 탱크 (93), 및 폐기 밸브 (95) 가 형성되어 있다.
농도 검출기 (901) 는, 폐기 배관 (90) 을 통과하는 인산 수용액 중에 있어서의 실리콘 농도를 검출한다. 농도 검출기 (901) 는, 예를 들어 인산 수용액에 있어서의 특정 파장의 광의 흡광도를 측정함으로써, 실리콘 농도를 검출한다. 농도 검출기 (901) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 검출된 실리콘 농도에 따른 검출 신호를 제어부 (7) 에 송신한다.
냉각 탱크 (93) 는, 처리조 (34) 로부터 배출된 비교적 고온의 인산 수용액을 일시적으로 저류하여 외부에 폐기 가능한 온도로까지 냉각시킨다. 냉각 탱크 (93) 보다 상류측에 형성된 폐기 밸브 (91) 는, 제 1 배관 (50) 으로부터 냉각 탱크 (93) 에 인산 수용액을 유입시킬 때에 개방된다. 또, 냉각 탱크 (93) 보다 하류측에 형성된 폐기 밸브 (95) 는, 인산 수용액을 냉각 탱크 (93) 로부터 배출할 때에 개방된다. 폐기 밸브 (91, 95) 는, 제어부 (7) 에 접속되어 있고, 제어부 (7) 에 의해 개폐 제어된다.
제 1 배관 (50) 을 통과하는 인산 수용액은, 적절한 타이밍에 폐기 배관 (90) 에 보내진다. 이에 따라, 그 인산 수용액 중의 실리콘 농도가 농도 검출기 (901) 에 의해 검출된다. 실리콘 농도가 기정 (旣定) 보다 높은 경우에는, 순수 공급부 (41) 로부터의 순수, 또는 인산 수용액 공급부 (40) 로부터의 인산 수용액이 적절히 공급됨으로써, 순환계의 인산 수용액에 있어서의 실리콘 농도의 저하가 도모된다.
＜인산 수용액의 순환류의 형성에 대해서＞
처리조 (34) 에 있어서 기판 (W) 을 처리하는 경우, 처리조 (34) 및 제 1 배관 (50) 에 있어서의 인산 수용액의 순환류가 형성된다. 이 순환류의 형성을 위해서, 먼저, 처리조 (34) 에 인산 수용액이 저류된다. 구체적으로는, 인산 수용액 공급부 (40) 가 액 처리부 (39) 의 외조 (343) 에 인산 수용액을 공급함과 함께, 제 1 배관 (50) 의 펌프 (51) 가 외조 (343) 로부터 내조 (341) 를 향하여 인산 수용액을 보낸다. 내조 (341) 의 내부가 인산 수용액으로 채워지면, 내조 (341) 의 제 1 개구 (341P) 로부터 넘친 인산 수용액이 외조 (343) 로 이동하기 시작한다. 제 1 배관 (50) 의 일단이, 외조 (343) 에 저류된 인산 수용액에 도달하면, 제 1 배관 (50) 을 통해서 외조 (343) 의 인산 수용액이 배출되기 시작한다. 이와 같이 하여, 처리조 (34) 및 제 1 배관 (50) 의 순환계에 있어서, 인산 수용액이 순환하는 순환류가 형성된다.
순환류가 형성되기 전, 혹은 형성된 후의 적절한 타이밍에, 내조 (341) 의 인산 수용액이 소정 온도 (예를 들어 80 ℃) 가 되도록, 히터 (52) 가 제 1 배관 (50) 을 유통하는 인산 수용액을 가열한다. 인산 수용액이 고온 상태인 경우, 수분이 증발하기 때문에, 시간 경과와 함께 인산 수용액 중의 인산 농도가 증가할 가능성이 있다. 제어부 (7) 는, 농도 검출기 (501) 에 의해 검출된 인산 농도가 미리 정해진 관리 상한값을 초과한 경우, 순수 공급부 (41) 로부터 순수를 공급한다. 인산 농도의 조절을 위한 순수 공급은, 기판 (W) 이 인산 수용액 중에 침지되어 있을 때 (요컨대 기판 (W) 의 액 처리 중) 의 임의의 타이밍에 실시되어도 되고, 기판 (W) 이 처리액 중에 침지되어 있지 않을 때에 실시되어도 된다.
도 3 은, 에칭 처리 장치 (1) 에 있어서의 에칭 처리 시의 각 요소의 동작 상황을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 도 3 에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고 있고, 세로 방향에 있어서 위부터 순서로 기판 승강 기구 (36), 개폐 밸브 (513), 개폐 밸브 (57), 및 개폐 밸브 (61) 의 각 동작을 나타내고 있다. 또한, 기판 승강 기구 (36) 에 대해서는, 처리조 (34) 보다 상방의 상위치 (Pos1) 에 있는 상태를 나타내는 「상」 과, 처리조 (34) 의 내부인 하위치 (Pos2) 에 있는 상태를 나타내는 「하」 의 사이의 상태 변화를 나타내고 있다 (도 2 참조). 기판 승강 기구 (36) 가 로트 (기판 (W)) 를 유지한 상태로 하위치 (Pos2) 로 이동함으로써, 로트가 에칭 처리된다. 또, 개폐 밸브 (513, 57, 61) 에 대해서는, 열린 상태를 나타내는 「개」 와 닫힌 상태를 나타내는 「폐」 의 사이의 상태 변화를 나타내고 있다. 또, 도 3 에 나타내는 「내조로 되돌아오는 양」 은, 펌프 (51) 의 작동에 의해, 제 1 배관 (50) 을 통해서 내조 (341) 에 유입하는 인산 수용액의 양을 나타내고 있다.
도 3 에서는, 에칭 처리 장치 (1) 의 처리조 (34) 에 있어서, 복수의 기판 (W) 을 포함하는 1 개의 로트를 에칭 처리하는 1 사이클의 타이밍 차트를 나타내고 있다. 이 에칭 처리는, 반입 공정 (S11) 과, 침지 공정 (S12) 과, 반출 공정 (S13) 을 포함한다.
반입 공정 (S11) 은, 상위치 (Pos1) 에 있는 기판 승강 기구 (36) 가, 로트 반송 기구 (19) 로부터 로트를 수취하는 처리를 포함한다. 침지 공정 (S12) 은, 기판 승강 기구 (36) 가 상위치 (Pos1) 로부터 하위치 (Pos2) 로 하강함으로써, 로트를 내조 (341) 에 저류된 인산 수용액에 침지시키는 처리를 포함한다. 이 침지 공정 (S12) 이 실시됨으로써, 기판 (W) 이 에칭 처리된다. 반출 공정 (S13) 은, 기판 승강 기구 (36) 가 하위치 (Pos2) 로부터 상위치 (Pos1) 로 상승함으로써, 로트를 내조 (341) 에 저류된 인산 수용액으로부터 끌어올리는 처리, 및 로트 반송 기구 (19) 가 상위치 (Pos1) 의 기판 승강 기구 (36) 로부터 로트를 수취하는 처리를 포함한다. 로트 반송 기구 (19) 로 건네진 로트는, 처리조 (35) 에 있어서 린스액으로 처리된다.
또, 처리조 (34) 에 있어서의 에칭 처리의 1 사이클에는, 차례로, 통상 순환 기간 (T1), 바이패스 순환 기간 (T2), 및 통상 순환 기간 (T3) 이 포함된다. 통상 순환 기간 (T1, T3) 은, 펌프 (51) 의 작동에 의해, 외조 (343) 로부터 배출된 인산 수용액과 등량의 인산 수용액이 제 1 배관 (50) 을 통해서 내조 (341) 로 되돌려지는 순환이 실시되는 기간이다. 이하, 통상 순환 기간 (T1, T3) 에서 실시되는 순환을 「통상 순환」 이라고 칭하는 경우가 있다. 바이패스 순환 기간 (T2) 은, 펌프 (51) 의 작동에 의해, 외조 (343) 로부터 배출된 인산 수용액 중, 일부가 바이패스 배관 (55) 을 통해서 내조 (341) 로 되돌려지고, 나머지가 제 2 배관 (60) 을 통해서 외조 (343) 로 되돌려지는 순환이 실시되는 기간이다. 이하, 바이패스 순환 기간 (T2) 에서 실시되는 순환을 「바이패스 순환」 이라고 칭하는 경우가 있다.
통상 순환 기간 (T1, T3) 의 통상 순환에서는, 제어부 (7) 가 상기 서술한 제 1 순환 제어 처리를 실시한다. 즉, 통상 순환 기간 (T1, T3) 에서는, 제 1 배관 (50) 의 개폐 밸브 (511, 513) 가 개방되고, 제 1 배관 (50) 의 바이패스 배관 (55) 의 개폐 밸브 (57) 및 제 2 배관 (60) 의 개폐 밸브 (61) 가 닫힌 상태가 된다. 이 통상 순환에서는, 제 1 배관 (50) 을 통해서 외조 (343) 로부터 배출된 인산 수용액은, 그대로 제 1 배관 (50) 을 지나 내조 (341) 로 유도된다. 이 때문에, 통상 순환 기간 (T1, T3) 에서는, 외조 (343) 로부터의 인산 수용액 전부가, 내조 (341) 로 되돌려진다. 즉, 외조 (343) 로부터 배출되는 인산 수용액과 등량의 인산 수용액이 내조 (341) 로 되돌려진다.
이에 비해, 바이패스 순환 기간 (T2) 의 바이패스 순환에서는, 제어부 (7) 가 상기 서술한 제 2 순환 제어 처리를 실시한다. 즉, 제 1 배관 (50) 의 개폐 밸브 (513) 가 닫힌 상태가 되고, 바이패스 배관 (55) 의 개폐 밸브 (57) 및 제 2 배관 (60) 의 개폐 밸브 (61) 가 열린 상태가 된다. 바이패스 순환에서는, 외조 (343) 로부터 제 1 배관 (50) 을 통해서 배출된 인산 수용액은, 분기부 (531) 에 있어서, 바이패스 배관 (55) 의 측으로 이동한다. 또한, 접속부 (601) 에 있어서, 인산 수용액 중, 일부는 제 2 배관 (60) 을 통과하여 외조 (343) 로 유도되고, 나머지는 바이패스 배관 (55) 을 통과하여 접속부 (533) 를 통해서 제 1 배관 (50) 으로 이동한 후, 내조 (341) 로 유도된다. 바이패스 순환에 있어서도, 히터 (52) 에 의해 가열된 인산 수용액을 내조 (341) 로 되돌릴 수 있다. 이 때문에, 내조 (341) 의 인산 수용액의 온도의 저하를 억제할 수 있다.
여기서, 펌프 (51) 의 작동에 의해 외조 (343) 로부터 배출되는 인산 수용액의 총량을 V 로 한다. 그렇게 하면, 인산 수용액 내조 (341) 에 대한 유량은, 통상 순환 기간 (T1, T3) 일 때의 유량 (V1) 은 총량 (V) 과 대략 동일해지지만, 바이패스 순환 기간 (T2) 에서는 유량 (V1) 보다 작은 유량 (V2) 이 된다. 이것은, 바이패스 순환 기간 (T2) 에서는 제 2 배관 (60) 이 통과 가능해지기 때문에 일부의 인산 수용액이 제 2 배관 (60) 을 통해서 외조 (343) 로 유도되기 때문이다. 즉, 외조 (343) 로 유도되는 인산 수용액의 양은, V-V2 로 나타내어진다.
바이패스 순환 기간 (T2) 에서는, 유량 검출기 (59) 가, 바이패스 배관 (55) 을 통해서 내조 (341) 로 유도되는 유량이 검출된다. 유량 검출기 (59) 에 의해 검출되는 유량은, 내조 (341) 에 대한 유량과 같다. 그래서, 바이패스 순환 기간 (T2) 에서는, 제어부 (7) 는, 유량 검출기 (59) 의 검출 신호가 미리 정해진 유량 (V2) 에 가까워지도록 유량 제어 밸브 (58) 를 제어한다. 이에 따라, 바이패스 순환 기간 (T2) 에 있어서의 내조 (341) 에 대한 유량을 적정하게 조정할 수 있다. 또한, 제어부 (7) 는, V2 의 크기 변경을, 조작부를 통해서 접수해도 된다.
도 3 의 예에서는, 침지 공정 (S12) 전의 반입 공정 (S11) 은 통상 순환 기간 (T1) 에 포함되어 있다. 이 때문에, 반입 공정 (S11) 에 있어서는 통상 순환이 실시된다. 이 경우, 침지 공정 (S12) 의 개시 전에, 히터 (52) 에 의해 가열된 인산 수용액의 전체량이 내조 (341) 의 내부에 공급되기 때문에, 내조 (341) 의 인산 수용액의 온도를 신속히 소망 온도에 도달시킬 수 있다. 또, 앞선 로트의 에칭 처리 후, 인산 또는 실리콘 농도의 조정을 위해서 각 공급부 (41 ∼ 43) 로부터 액체가 처리조 (34) 에 공급된 경우, 반입 공정 (S11) 에 있어서 통상 순환을 실시함으로써, 침지 공정 (S12) 의 전에 내조 (341) 의 인산 수용액에 있어서의 인산 농도 및 실리콘 농도의 조정을 신속히 실시할 수 있다.
도 3 의 예에서는, 침지 공정 (S12) 이 실시되는 기간 중, 일부가 바이패스 순환 기간 (T2) 으로 되어 있다. 구체적으로는, 침지 공정 (S12) 의 도중에, 일시적으로 바이패스 순환이 실시된다. 바이패스 순환을 실시함으로써, 통상 순환 때보다도, 내조 (341) 에 있어서의 인산 수용액의 흐름의 발생을 경감할 수 있다. 즉, 내조 (341) 에 있어서의 인산 수용액의 유동의 편차를 경감할 수 있기 때문에, 기판 (W) 에 있어서의 에칭량의 면내 편차를 저감할 수 있다.
도 3 의 예에서는, 침지 공정 (S12) 의 초기는, 통상 순환 기간 (T1) 에 포함되어 있다. 즉, 침지 공정 (S12) 에 있어서는, 맨처음에 통상 순환이 일정 시간 실시된다. 침지 공정 (S12) 의 개시 직후에는, 내조 (341) 의 인산 처리액에 로트가 침지되기 때문에, 인산 수용액의 온도가 비교적 저하되기 쉽다. 그래서, 침지 공정 (S12) 의 개시 직후에, 통상 순환이 실시됨으로써, 히터 (52) 로 가열된 인산 수용액 전부를 내조 (341) 로 되돌릴 수 있다. 이에 따라, 내조 (341) 의 인산 수용액의 온도 저하를 경감할 수 있다.
도 3 의 예에서는, 침지 공정 (S12) 의 후기는, 통상 순환 기간 (T3) 에 포함되어 있다. 즉, 침지 공정 (S12) 의 후기에 바이패스 순환으로부터 통상 순환으로 이행하여, 반출 공정 (S13) 이 실시된다. 일반적으로, 침지 공정 (S12) 에서는, 각 기판 (W) 으로부터 실리콘이 인산 수용액에 용출하기 때문에, 내조 (341) 의 인산 수용액 중의 실리콘 농도가 높아지기 쉽다. 그래서, 침지 공정 (S12) 이 완결 전에 통상 순환을 실시함으로써, 내조 (341) 의 인산 수용액을 신속히 외조 (343) 로 이동시키는 것이 바람직하다. 인산 수용액의 실리콘 농도가 기준값보다 큰 경우에는, 순수 공급부 (41) 또는 인산 수용액 공급부 (43) 로부터의 순수 또는 인산 수용액의 공급에 의해, 적절히 순환계의 인산 수용액 중의 실리콘 농도가 저하된다. 따라서, 통상 순환에 의해, 내조 (341) 의 내부에 있어서의 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 신속히 적정화할 수 있다.
도 3 의 예에서는, 침지 공정 (S12) 후의 반출 공정 (S13) 에 있어서도, 통상 순환이 실시된다. 이 경우, 침지 공정 (S12) 의 도중 또는 완결 후에 각 공급부 (41 ∼ 43) 로부터 각 처리액이 공급됨으로써, 다음의 에칭 처리 사이클이 개시될 때까지의 사이에, 내조 (341) 에 있어서의 인산 수용액 중의 인산 농도 및 실리콘 농도를 신속히 적정화할 수 있다. 또, 침지 공정 (S12) 에 있어서, 바이패스 순환이 실시된 경우, 내조 (341) 의 인산 수용액의 온도 저하가 일어날 가능성이 있다. 이에 대해, 침지 공정 (S12) 후의 반출 공정 (S13) 에 있어서, 통상 순환이 실시됨으로써, 내조 (341) 의 인산 수용액의 온도를 신속히 높일 수 있다.
또한, 도 3 의 예에서는, 침지 공정 (S12) 의 일부에서만 바이패스 순환이 실시되도록 설정되어 있다. 그러나, 침지 공정 (S12) 전부에서 바이패스 순환이 실시되어도 된다. 또, 반입 공정 (S11) 또는 반출 공정 (S13) 의 일부 또는 전부에서, 바이패스 순환이 실시되어도 된다.
또, 바이패스 순환은, 모든 에칭 처리의 사이클로 실시되는 것은 필수는 아니다. 예를 들어, 제어부 (7) 는, 에칭 처리의 사이클마다, 바이패스 순환을 실시할지 여부의 변경을, 조작부를 통해서 접수해도 된다. 또, 각 사이클에 있어서, 바이패스 순환을 실행하는 타이밍의 설정 또는 변경을, 조작부를 통해서 접수해도 된다. 또, 제어부 (7) 는, 소정 요건의 성립 또는 불성립에 따라, 자동으로 바이패스 순환을 실행하도록 해도 된다. 이 경우, 제어부 (7) 는, 소정 요건을 만족하는지 여부를 임계값에 기초하여 판정하는 판정부를 구비하고 있어도 된다. 또, 소정 요건으로서, 예를 들어, 기판 (W) 의 에칭량, 및 순환계의 인산 수용액의 온도, 인산 농도 또는 실리콘 농도 등이 설정되어도 된다.
또, 에칭 처리 장치 (1) 에 구비된 각 개폐 밸브 및 각각의 스타일량 제어 밸브는, 제어부 (7) 에 의해 제어되는 것으로서 설명했지만, 오퍼레이터가 수동으로 조작할 수 있도록 해도 된다. 그리고, 오퍼레이터가 수동으로 조작함으로써, 통상 순환과 바이패스 순환의 전환이 실시되도록 해도 된다.
이 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기의 설명은 모든 국면에 있어서 예시로서, 이 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 이 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이 상정될 수 있는 것으로 해석된다. 상기 각 실시형태 및 각 변형예에서 설명한 각 구성은, 상호 모순되지 않는 한 적절히 조합하거나, 생략하거나 할 수 있다.
1 : 에칭 처리 장치
100 : 기판액 처리 장치
34 : 처리조
341 : 내조
341B : 저부
341P : 제 1 개구
343 : 외조
343P : 제 2 개구
36 : 기판 승강 기구
50 : 제 1 배관
501 : 농도 검출기
51 : 펌프
511, 513, 57, 61 : 개폐 밸브
52 : 히터
531 : 분기부
55 : 바이패스 배관
58 : 유량 제어 밸브
59 : 유량 검출기
60 : 제 2 배관
61 : 개폐 밸브
7 : 제어부
S11 : 반입 공정
S12 : 침지 공정
S13 : 반출 공정
T1, T3 : 통상 순환 기간
T2 : 바이패스 순환 기간
W : 기판

Claims (7)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상부에 제 1 개구를 갖는 내조 (內槽) 와,
    상기 내조의 외주부에 형성되고, 상부에 제 2 개구를 갖는 외조 (外槽) 와,
    상기 내조의 내부와 상기 외조의 내부를 접속하는 제 1 배관과,
    상기 제 1 배관에 형성되고, 상기 외조로부터 상기 내조를 향해서 처리액을 보내는 펌프와,
    상기 제 1 배관에 형성되고, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액을 가열하는 히터와,
    상기 제 1 배관에 있어서의 상기 히터와 상기 내조의 사이에 형성되고, 상기 제 1 배관을 통과하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 제 1 배관용 밸브와,
    상기 히터와 상기 제 1 배관용 밸브의 사이의 분기부로부터 분기하여 상기 내조에 연결되는 바이패스 배관과,
    상기 바이패스 배관에 형성되고, 상기 바이패스 배관을 통과하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 바이패스 배관용 밸브와,
    상기 바이패스 배관용 밸브와 상기 분기부 사이의 상기 바이패스 배관의 배관부에 있어서의 접속부와, 상기 외조를 접속하는 제 2 배관과,
    상기 제 2 배관에 형성되고, 상기 제 2 배관을 통과하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 제 2 배관용 밸브와,
    상기 제 1 배관용 밸브, 상기 제 2 배관용 밸브 및 상기 바이패스 배관용 밸브에 접속되고, 상기 제 1 배관용 밸브, 상기 제 2 배관용 밸브 및 상기 바이패스 배관용 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 배관용 밸브를 개방하고, 또한 상기 제 2 배관용 밸브 및 상기 바이패스 배관용 밸브를 폐쇄하는 제 1 순환 제어 처리와,
    상기 제 1 배관용 밸브를 폐쇄하고, 또한 상기 제 2 배관용 밸브 및 상기 바이패스 배관용 밸브를 개방하는 제 2 순환 제어 처리를 실행하고,
    상기 제 2 순환 제어 처리는, 상기 내조의 상기 처리액에 상기 기판이 침지되는 침지 공정 중에 실시되고, 상기 히터에 의해 온도를 조정한 상기 처리액을 상기 내조와 상기 외조에 공급하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 배관용 밸브가, 상기 바이패스 배관을 유통하는 상기 처리액의 유통을 온 오프 제어하는 개폐 밸브인, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 바이패스 배관용 밸브가, 상기 바이패스 배관을 유통하는 상기 처리액의 유량을 변경하는 유량 제어 밸브인, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부에 접속되고, 상기 바이패스 배관을 유통하는 상기 처리액의 유량을 검출하는 유량 검출기를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 유량 검출기의 검출 결과에 따라 상기 유량 제어 밸브를 제어하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 펌프가, 상기 제 1 배관에 있어서의, 상기 외조와 상기 분기부 사이에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 배관의 일단이 상기 내조의 저부 (底部) 에 접속되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 배관이 상기 제 2 개구를 지나 상기 외조의 내부에 접속되어 있는, 기판 처리 장치.
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