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KR102456820B1 - 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판 - Google Patents

기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판 Download PDF

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KR102456820B1
KR102456820B1 KR1020170171327A KR20170171327A KR102456820B1 KR 102456820 B1 KR102456820 B1 KR 102456820B1 KR 1020170171327 A KR1020170171327 A KR 1020170171327A KR 20170171327 A KR20170171327 A KR 20170171327A KR 102456820 B1 KR102456820 B1 KR 102456820B1
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KR
South Korea
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substrate
unit
film
nitric acid
wafer
Prior art date
Application number
KR1020170171327A
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English (en)
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KR20180075388A (ko
Inventor
고지 가가와
슈헤이 요네자와
가즈야 도바시
도시히데 다카시마
마사루 아마이
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from JP2017152499A external-priority patent/JP6914143B2/ja
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180075388A publication Critical patent/KR20180075388A/ko
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Abstract

본 발명은 붕소 단막(單膜)을 기판으로부터 적절히 제거할 수 있는 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 실리콘계 막을 포함하는 막 상에 붕소 단막이 성막된 기판에, 질산, 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 기판으로부터 붕소 단막을 제거한다.

Description

기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, CONTROL DEVICE FOR SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, SEMICONDUCTOR SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD, AND SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
개시하는 실시형태는, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판에 관한 것이다.
종래, 반도체 기판의 에칭 처리에 사용되는 하드 마스크로서, 카본막 등이 이용되고 있다(특허문헌 1 참조).
최근, 새로운 하드 마스크 재료로서, 붕소계 막이 주목받고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-133710호 공보
붕소계 막 중에서도, 붕소 단막(單膜)은, 종래의 하드 마스크보다 높은 선택비를 갖는다. 그러나, 성막된 붕소 단막을 기판으로부터 제거하는 기술에 대한 유용한 지견은 얻어지고 있지 않다.
실시형태의 일 양태는, 붕소 단막을 기판으로부터 적절히 제거할 수 있는 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일 양태에 따른 기판 처리 방법은, 실리콘계 막을 포함하는 막 상에 붕소 단막이 성막된 기판에, 질산, 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 기판으로부터 붕소 단막을 제거한다.
실시형태의 일 양태에 의하면, 붕소 단막을 기판으로부터 적절히 제거할 수 있다.
도 1a는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 1b는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 1c는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 1d는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 일례를 도시한 블록도이다.
도 3은 성막 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 에칭 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 제3 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 11a는 제4 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 11b는 제4 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 제5 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 베벨 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 이면 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 15a는 제6 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 15b는 제6 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 16a는 제7 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 16b는 제7 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 17a는 제8 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 17b는 제8 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 18은 제거액의 희석 배율과 붕소 단막의 에칭률의 관계를 도시한 그래프이다.
도 19는 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 20은 제거 처리가 행해지는 처리조 및 그 주변의 구성예를 도시한 도면이다.
도 21은 순환 유로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 22는 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조 및 그 주변의 구성예를 도시한 도면이다.
도 23은 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치가 실행하는 기판 처리의 순서의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 24는 제9 실시형태에 있어서의 변형예에 따른 기판 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 25는 변형예에 따른 처리 유닛에 있어서 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조 및 그 주변의 구성예를 도시한 도면이다.
도 26은 로트 처리부의 배기 경로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 27은 로트 처리부의 배기 경로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 28은 스크러버 장치의 구성예를 도시한 도면이다.
도 29는 기판 처리 장치의 외관 구성예를 도시한 도면이다.
도 30은 이상 대응 처리의 처리 순서의 일례를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판의 실시형태를 상세히 설명한다. 한편, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(제1 실시형태)
<기판 처리 방법>
먼저, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 일례에 대해 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명한다. 도 1a 내지 도 1d는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법의 일례를 도시한 도면이다.
본 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 실리콘계 막을 포함하는 막을 갖는 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 기재함)을 대상으로 한다.
여기서는, 이해를 용이하게 하기 위해서, 실리콘계 막으로서 실리콘 산화막만을 갖는 웨이퍼를 대상으로 하는 경우에 대해 설명하지만, 웨이퍼는 실리콘 산화막 이외의 막을 갖고 있어도 좋다. 또한, 실리콘계 막은, SiN막이나 폴리실리콘막 등이어도 좋다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에서는, 먼저, 웨이퍼(W)의 실리콘 산화막(111) 상에 붕소 단막(112)을 성막한다(성막 공정).
붕소 단막(112)은, 붕소(B) 단체(單體)로 이루어지는 막이다. 단, 붕소 단막(112)은, 성막 공정에 있어서 불가피적으로 혼입되는 불가피 불순물을 불가피적으로 혼입하는 한도에 있어서 포함하고 있어도 좋다. 불가피 불순물로서는, 예컨대, 수소(H), 산소(O), 탄소(C) 등이 포함된다.
계속해서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에서는, 성막 공정 후의 웨이퍼(W)를 에칭한다(에칭 공정).
구체적으로는, 에칭 공정에서는, 성막 공정에 있어서 성막한 붕소 단막(112)을 하드 마스크로 하여, 실리콘 산화막(111)의 깊이 방향으로, 예컨대 500 ㎚ 이상의 오목부(트렌치)(113)를 형성한다.
붕소 단막(112)은, 실리콘 산화막(111)의 에칭 조건에서는 에칭되기 어려워, 실리콘 산화막(111)을 붕소 단막(112)에 대해 높은 선택비로 에칭할 수 있다. 따라서, 오목부(113)의 깊이가 500 ㎚ 이상이어도, 오목부(113)의 개구폭(b)이 붕소 단막(112)의 개구폭(a)에 대해 지나치게 넓어지는 것을 억제할 수 있다.
계속해서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에서는, 에칭 공정 후의 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거한다.
구체적으로는, 에칭 공정 후의 웨이퍼(W)를 유지한 후(유지 공정), 유지한 웨이퍼(W)에 제거액을 접촉시킴으로써, 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거한다(제거 공정).
여기서, 제거액은, 질산(HNO3), 질산보다 강한 강산 및 물(H2O)의 혼합액이다. 본 실시형태에서는, 강산으로서 황산(H2SO4)을 이용한 예를 설명한다. 강산으로서는, 그 외에 예컨대, 카르보란산, 트리플루오로메탄술폰산 등을 사용할 수 있다. 즉, 브뢴스테드의 정의에 있어서, 질산에 프로톤(H+)을 부여할 수 있는 산이면 된다. 물은, 예컨대 DIW(순수)이다. 한편, 물을 대신하여 또는 혼합시켜, 유기산(카르복실산인 포름산(HCOOH), 옥살산((COOH)2), 아세트산(CH3COOH), 프로피온산(CH3CH2COOH), 부티르산(CH3(CH2)2COOH), 발레르산(CH3(CH2)3COOH) 등)을 사용할 수도 있다.
이러한 제거액은, 질산이 염기로서 작용하고, 강산에 의해 탈수되어 니트로늄 이온이 생성되고, 붕소 단막(112)과 반응함으로써 웨이퍼(W)로부터 박리시킨다. 이에 의해, 도 1d에 도시된 바와 같이, 붕소 단막(112)을 웨이퍼(W)로부터 제거할 수 있다.
이와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 실리콘 산화막(111) 상에 성막된 붕소 단막(112)을 웨이퍼(W)로부터 적절히 제거할 수 있다.
한편, 제거액에 있어서의 황산의 농도가 64 wt% 이하이고, 질산의 농도가 3 wt% 이상 69 wt% 이하이면, 상기 효과를 발휘할 수 있다. 보다 바람직하게는, 황산의 농도가 50 wt% 이하 또한 질산의 농도가 3 wt% 이상 69 wt% 이하이다.
붕소 단막(112)의 제거 성능을 높이기 위해서는, 에천트를 보다 많이 발생시키는 것이 중요하고, 그를 위해서는, 붕소의 에천트가 되는 물질(이온)의 발생에 불가결한 물의 비율을 적절히 조정하는 것이 바람직하다.
여기서, 제거액에 있어서의 물의 유용성에 대해 도 18을 참조하여 설명한다. 도 18은 제거액의 희석 배율과 붕소 단막(112)의 에칭률의 관계를 도시한 그래프이다. 한편, 도 18에 도시된 그래프는, 황산이 46 wt%, 질산이 3 wt%인 제거액을 물로 희석했을 때의 희석 배율을 횡축에 취하고 있다. 따라서, 예컨대 도 18의 횡축에 있어서 「1배」는, 황산이 46 wt%, 질산이 3 wt%인 제거액 그 자체를 나타내고, 「5배」는, 황산이 46 wt%, 질산이 3 wt%인 제거액을 물로 5배로 희석한 것을 나타낸다. 또한, 「0배」는, 황산 및 질산의 혼합액으로서 물을 포함하지 않는 것을 나타낸다. 또한, 도 18의 종축에는, 측정된 에칭률 중 가장 큰 값을 1로 한 경우에 있어서의, 에칭률의 상대값을 나타내고 있다.
본 발명자들은 제거액을 특정한 희석 배율로 희석함으로써, 바꿔 말하면, 황산 및 질산의 혼합액을 특정한 농도로 희석함으로써, 예컨대 희석 배율을 0배로 한 경우(물을 포함하지 않는 황산 및 질산의 혼합액)를 사용한 경우나 상기 특정한 희석 배율 이외의 배율로 희석한 경우(황산 및 질산의 혼합액을 특정한 농도 이외의 농도로 희석한 경우)와 비교하여, 붕소 단막(112)을 매우 높은 에칭률로 제거할 수 있는 것을 발견하였다. 구체적으로는, 도 18에 도시된 바와 같이, 황산을 46 wt%, 질산을 3 wt% 함유하는 황산 및 질산의 혼합액을 물로 0.45 이상 1.8배 이하로 희석함으로써, 다른 배율로 희석한 경우 혹은 희석 배율을 0배로 한 경우와 비교하여 매우 큰 에칭률이 얻어지는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 혼합액을 물로 0.9배로 희석했을 때의 붕소 단막(112)의 에칭률이 가장 높았다.
<기판 처리 시스템의 구성>
다음으로, 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 일례에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 일례를 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판 처리 시스템(100)은, 성막 장치(200)와, 에칭 장치(300)와, 기판 처리 장치(1)를 구비한다.
성막 장치(200)는, 전술한 성막 공정을 행하는 장치이다. 성막 장치(200)는, 성막 처리 유닛(201)을 구비한다. 성막 처리 유닛(201)의 구성에 대해서는, 도 3을 이용하여 후술한다.
한편, 여기서는 도시를 생략하지만, 성막 장치(200)는, 성막 처리 유닛(201) 외에, 예컨대, 웨이퍼(W)가 배치되는 배치부나 배치부에 배치된 웨이퍼(W)를 성막 처리 유닛(201)에 반송하는 반송 장치 등을 구비한다.
에칭 장치(300)는, 전술한 에칭 공정을 행하는 장치이다. 에칭 장치(300)는, 에칭 처리 유닛(301)을 구비한다. 에칭 처리 유닛(301)의 구성에 대해서는, 도 4를 이용하여 후술한다.
한편, 여기서는 도시를 생략하지만, 에칭 장치(300)는, 에칭 처리 유닛(301) 외에, 예컨대, 웨이퍼(W)가 배치되는 배치부나 배치부에 배치된 웨이퍼(W)를 에칭 처리 유닛(301)에 반송하는 반송 장치 등을 구비한다.
기판 처리 장치(1)는, 전술한 유지 공정 및 제거 공정을 행하는 장치이다. 기판 처리 장치(1)의 구성에 대해서는, 도 5 및 도 6 등을 이용하여 후술한다.
기판 처리 장치(1), 성막 장치(200) 및 에칭 장치(300)에는, 각각 제어 장치(4, 400, 500)가 접속된다. 제어 장치(4, 400, 500)는, 각각 제어부(18, 401, 501)와 기억부(19, 402, 502)를 구비한다.
제어부(18, 401, 501)는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 갖는 마이크로 컴퓨터나 각종의 회로를 포함한다. 제어부(18, 401, 501)는, CPU가 ROM에 기억된 프로그램을, RAM을 작업 영역으로서 사용하여 실행함으로써, 기판 처리 장치(1), 성막 장치(200) 및 에칭 장치(300)의 동작을 제어한다.
한편, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것이며, 그 기록 매체로부터 제어 장치의 기억부에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
기억부(19, 402, 502)는, 예컨대, RAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는, 하드 디스크, 광디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.
<성막 처리 유닛의 구성>
다음으로, 성막 장치(200)가 구비하는 성막 처리 유닛(201)의 구성의 일례에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 성막 처리 유닛(201)의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 성막 처리 유닛(201)은, 한번에 복수 장, 예컨대 50장∼150장의 웨이퍼(W)를 처리할 수 있는 배치(batch)식의 처리 장치로서 구성되고, 천장부를 구비한 통형의 단열체(211)와, 단열체(211)의 내주면에 설치된 히터(212)를 갖는 가열로(210)를 구비하고 있다.
가열로(210) 내에는, 예컨대 석영으로 이루어지는 처리 용기(220)가 삽입되어 있다. 그리고, 상기 히터(212)는 처리 용기(220)의 외측을 둘러싸도록 설치되어 있다.
처리 용기(220)의 내부에는, 웨이퍼 보트(230)가 배치된다. 웨이퍼 보트(230)는, 석영으로 형성되고, 예컨대 50장∼150장의 웨이퍼(W)를 미리 정해진 간격의 피치로 겹쳐 쌓아 수용한다. 웨이퍼 보트(230)는, 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강함으로써, 처리 용기(220)에의 반입 반출이 가능하게 되어 있다.
또한, 성막 처리 유닛(201)은, 성막 원료 가스인 붕소 함유 가스로서, 예컨대 B2H6 가스를 처리 용기(220) 내에 도입하는 붕소 함유 가스 공급 기구(240)와, 처리 용기(220) 내에 퍼지 가스 등으로서 이용되는 불활성 가스를 도입하는 불활성 가스 공급 기구(250)를 갖고 있다.
붕소 함유 가스 공급 기구(240)는, 성막 원료 가스로서, 붕소 함유 가스, 예컨대 B2H6 가스를 공급하는 붕소 함유 가스 공급원(241)과, 붕소 함유 가스 공급원(241)으로부터 성막 가스를 처리 용기(220) 내로 유도하는 성막 가스 배관(242)을 구비한다. 성막 가스 배관(242)에는, 유량 제어기(243) 및 개폐 밸브(244)가 설치된다.
불활성 가스 공급 기구(250)는, 불활성 가스 공급원(251)과, 불활성 가스 공급원(251)으로부터 불활성 가스를 처리 용기(220)로 유도하는 불활성 가스 배관(252)을 구비한다. 불활성 가스 배관(252)에는, 매스 플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(253) 및 개폐 밸브(254)가 설치되어 있다. 불활성 가스로서는, N2 가스나, Ar 가스와 같은 희가스를 이용할 수 있다.
또한, 처리 용기(220)에는, 배기관(261)이 접속되어 있고, 배기관(261)에는, 압력 조정 밸브 등을 포함하는 압력 조정 기구(262)를 통해 진공 펌프(263)가 접속된다. 이에 의해, 진공 펌프(263)로 처리 용기(220) 내를 배기하면서 압력 조정 기구(262)로 처리 용기(220) 내를 미리 정해진 압력으로 조정하는 것이 가능하다.
<에칭 처리 유닛의 구성>
다음으로, 에칭 장치(300)가 구비하는 에칭 처리 유닛(301)의 구성에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 에칭 처리 유닛(301)의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 에칭 처리 유닛(301)은, 웨이퍼(W)를 수용하는 밀폐 구조의 챔버(310)를 구비하고 있고, 챔버(310) 내에는, 웨이퍼(W)를 수평 상태로 배치하는 배치대(320)가 설치된다. 배치대(320)는, 웨이퍼(W)를 냉각하거나, 가열하거나 하여 미리 정해진 온도로 조절하는 온도 조절 기구(330)를 구비한다. 챔버(310)의 측벽에는 웨이퍼(W)를 반입 및 반출하기 위한 도시하지 않은 반입 반출구가 설치된다.
챔버(310)의 천장부에는, 샤워 헤드(340)가 설치된다. 샤워 헤드(340)에는, 가스 공급관(350)이 접속된다. 이 가스 공급관(350)에는, 밸브(360)를 통해 에칭 가스 공급원(370)이 접속되어 있고, 에칭 가스 공급원(370)으로부터 샤워 헤드(340)에 대해 미리 정해진 에칭 가스가 공급된다. 샤워 헤드(340)는, 에칭 가스 공급원(370)으로부터 공급되는 에칭 가스를 챔버(310) 내에 공급한다.
한편, 에칭 가스 공급원(370)으로부터 공급되는 에칭 가스는, 예컨대 CH3F 가스, CH2F2 가스, CF4 가스, O2 가스, Ar 가스원 등이다.
챔버(310)의 바닥부에는 배기 라인(380)을 통해 배기 장치(390)가 접속된다. 챔버(310)의 내부의 압력은, 이러한 배기 장치(390)에 의해 감압 상태로 유지된다.
<기판 처리 장치의 구성>
다음으로, 기판 처리 장치(1)의 구성의 일례에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 개략 구성을 도시한 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 반입 반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입 반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 설치된다.
반입 반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수 장의 기판, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼[이하 웨이퍼(W)]를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 설치되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 설치된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 나란히 설치된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대해 미리 정해진 기판 처리를 행한다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 장치(1)에서는, 먼저, 반입 반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되고, 처리 유닛(16)에 반입된다.
처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되고, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)로 복귀된다.
<처리 유닛의 구성>
다음으로, 처리 유닛(16)의 구성에 대해 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.
챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 설치된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운플로우를 형성한다.
기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이고, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 주위로 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 의해, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
처리 유체 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대해 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)에 접속된다.
회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는, 배액구(排液口; 51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부로 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부로 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
다음으로, 처리 유닛(16)에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례에 대해 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 처리 유체 공급부(40)로서, 제거액 공급 노즐(41)과, DIW 공급 노즐(42)을 구비한다. 제거액 공급 노즐(41)은, 웨이퍼(W)에 대해 제거액을 공급하는 노즐이고, DIW 공급 노즐(42)은, 웨이퍼(W)에 대해 린스액으로서의 DIW를 공급하는 노즐이다.
처리 유체 공급원(70)은, 제거액의 공급계로서, 제거액 공급원(711)과, 제거액 공급로(721)와, 온도 조정부(731)와, 밸브(741)를 구비한다.
제거액 공급원(711)은, 제거액 즉 황산, 질산 및 물의 혼합액을 저류하는 탱크이다. 제거액 공급로(721)는, 제거액 공급원(711)과 제거액 공급 노즐(41)을 접속하는 배관이다. 온도 조정부(731)는, 제거액 공급로(721)에 설치되고, 제거액 공급로(721)를 유통하는 제거액을 가열한다. 온도 조정부(731)는, 예컨대 히터이다. 밸브(741)는, 제거액 공급로(721)에 설치되고, 제거액 공급로(721)를 개폐한다.
밸브(741)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 구동함으로써, 제거액 공급원(711)에 미리 저류된 제거액이 제거액 공급로(721)를 유통하고, 온도 조정부(731)에 의해 가열되며, 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 공급된다.
또한, 처리 유체 공급원(70)은, DIW의 공급계로서, DIW 공급원(712)과, DIW 공급로(722)와, 밸브(742)를 구비한다. 그리고, 밸브(742)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 구동함으로써, DIW 공급원(712)으로부터 DIW 공급로(722)를 통해 DIW 공급 노즐(42)에 DIW가 공급되고, DIW 공급 노즐(42)로부터 웨이퍼(W)에 DIW가 공급된다.
<기판 처리 시스템의 구체적 동작>
다음으로, 기판 처리 시스템(100)의 구체적 동작의 일례에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)이 실행하는 기판 처리의 순서의 일례를 도시한 흐름도이다. 도 8에 도시된 각 처리 순서는, 제어부(18, 401, 501)의 제어에 따라 실행된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기판 처리 시스템(100)에서는, 먼저, 실리콘 산화막(111)을 갖는 웨이퍼(W)를 성막 장치(200)의 성막 처리 유닛(201)에 반입한다. 그리고, 성막 처리 유닛(201)에 있어서, 실리콘 산화막(111) 상에 붕소 단막(112)을 성막하는 성막 처리가 행해진다(단계 S101).
구체적으로는, 먼저, 처리 용기(220) 내를 미리 정해진 온도, 예컨대 200℃∼500℃로 제어하고, 대기압의 상태에서, 복수의 웨이퍼(W)를 탑재한 웨이퍼 보트(230)를 처리 용기(220) 내에 삽입한다. 그 상태로부터 진공화를 행하여 처리 용기(220) 내를 진공 상태로 한다. 계속해서, 처리 용기(220) 내를 미리 정해진 저압 상태, 예컨대 133.3 ㎩(1.0 Torr)로 압력 조절하고, 웨이퍼(W)의 온도를 안정화시킨다. 이 상태에서, 붕소 함유 가스 공급 기구(240)에 의해 B2H6 가스 등의 붕소 함유 가스를 처리 용기(220) 내에 도입하고, 웨이퍼(W) 표면에서 붕소 함유 가스를 열분해시키는 CVD에 의해, 웨이퍼(W) 표면에 붕소 단막(112)을 성막한다. 그 후, 처리 용기(220) 내에 불활성 가스 공급 기구(250)로부터 불활성 가스를 공급하여, 처리 용기(220) 내를 퍼지하고, 계속해서 처리 용기(220) 내를 진공 펌프(263)에 의해 진공화하며, 그 후, 처리 용기(220) 내를 대기압으로 복귀시켜 처리를 종료한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 실리콘 산화막(111) 상에 붕소 단막(112)이 성막된다(도 1a 참조).
성막 처리 후의 웨이퍼(W)는, 성막 장치(200)로부터 반출된 후, 에칭 장치(300)의 에칭 처리 유닛(301)에 반입된다. 그리고, 에칭 처리 유닛(301)에 있어서, 붕소 단막(112)을 하드 마스크로 하여 웨이퍼(W)의 실리콘 산화막(111)을 에칭하는 에칭 처리가 행해진다(단계 S102).
구체적으로는, 배기 장치(390)를 이용하여 챔버(310)의 내부를 감압한 후, 샤워 헤드(340)로부터 챔버(310) 내에 에칭 가스를 공급함으로써 배치대(320)에 배치된 웨이퍼(W)를 드라이 에칭한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 오목부(113)가 형성된다(도 1b 참조).
에칭 처리 후의 웨이퍼(W)는, 에칭 장치(300)로부터 반출된 후, 기판 처리 장치(1)의 처리 유닛(16)에 반입된다. 처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 실리콘 산화막(111) 상에 붕소 단막(112)이 성막된 면을 상방으로 향하게 한 상태에서 유지부(31)에 의해 수평으로 유지된다. 그 후, 처리 유닛(16)에 있어서, 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거하는 제거 처리가 행해진다(단계 S103).
구체적으로는, 제거 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)의 제거액 공급 노즐(41)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 위치한다. 그 후, 밸브(741)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 대해 제거액이 공급된다(도 1c 참조). 웨이퍼(W)에 공급된 제거액은, 구동부(33)(도 6 참조)에 의한 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 퍼진다. 이에 의해, 붕소 단막(112)이 웨이퍼(W)로부터 제거된다(도 1d 참조).
계속해서, 처리 유닛(16)에서는, 웨이퍼(W)의 표면을 DIW로 씻는 린스 처리가 행해진다(단계 S104). 이러한 린스 처리에서는, DIW 공급 노즐(42)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 위치한다. 그 후, 밸브(742)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, DIW 공급 노즐(42)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 DIW가 공급되고, 웨이퍼(W)로부터 제거(박리)된 붕소 단막(112) 및 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 제거액이 DIW에 의해 씻겨진다.
계속해서, 처리 유닛(16)에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 미리 정해진 시간 증가시킴으로써 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 DIW를 뿌리쳐 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리가 행해진다(단계 S105). 그 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다.
건조 처리 후의 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 취출되고, 전달부(14) 및 기판 반송 장치(13)를 경유하여, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)에 수용된다. 이에 의해, 1장의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 기판 처리가 완료된다.
전술해 온 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)은, 성막 장치(200)와, 에칭 장치(300)와, 기판 처리 장치(1)를 구비한다. 성막 장치(200)는, 실리콘 산화막(111)을 포함하는 막을 갖는 웨이퍼(W)(기판의 일례)에 붕소 단막(112)을 성막한다. 에칭 장치(300)는, 성막 장치(200)에 의해 붕소 단막(112)이 성막된 웨이퍼(W)를 에칭한다. 기판 처리 장치(1)는, 에칭 장치(300)에 의해 에칭된 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거한다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 유지부(31)와, 처리 유체 공급부(40) 및 처리 유체 공급원(70)을 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 유지한다. 처리 유체 공급부(40) 및 처리 유체 공급원(70)은, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)에, 황산, 질산 및 물의 제거액을 접촉시킴으로써, 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거한다.
따라서, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100)에 의하면, 붕소 단막(112)을 웨이퍼(W)로부터 적절히 제거할 수 있다.
(제2 실시형태)
다음으로, 제2 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 이하의 설명에서는, 이미 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는, 이미 설명한 부분과 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 처리 유체 공급원(70A)은, 황산의 공급계로서, 황산 공급원(713)과, 황산 공급로(723)와, 온도 조정부(733)와, 밸브(743)를 구비한다.
황산 공급원(713)은, 물(순수)에 의해 미리 정해진 농도로 희석된 황산을 저류하는 탱크이다. 예컨대, 황산 공급원(713)에는, 50%의 농도로 희석된 황산이 저류된다.
황산 공급로(723)는, 황산 공급원(713)과 후술하는 혼합부(750)를 접속하는 배관이다. 온도 조정부(733)는, 황산 공급로(723)에 설치되고, 황산 공급로(723)를 유통하는 황산을 가열한다. 온도 조정부(733)는, 예컨대 히터이다. 밸브(743)는, 황산 공급로(723)에 설치되고, 황산 공급로(723)를 개폐한다.
또한, 처리 유체 공급원(70A)은, 질산의 공급계로서, 질산 공급원(714)과, 질산 공급로(724)와, 밸브(744)를 구비한다.
질산 공급원(714)은, 물(순수)에 의해 미리 정해진 농도로 희석된 질산을 저류하는 탱크이다. 예컨대, 질산 공급원(714)에는, 69%의 농도로 희석된 질산이 저류된다.
질산 공급로(724)는, 질산 공급원(714)과 후술하는 혼합부(750)를 접속하는 배관이다. 밸브(744)는, 질산 공급로(724)를 개폐한다.
또한, 처리 유체 공급원(70A)은, DIW의 공급계로서, DIW 공급원(712)과, DIW 공급로(722)와, 밸브(742)를 구비한다.
처리 유닛(16A)은, 혼합부(750)와 제거액 공급로(760)를 구비한다. 혼합부(750)는, 황산 공급로(723)로부터 미리 정해진 유속으로 공급되는 황산과, 질산 공급로(724)로부터 미리 정해진 유속으로 공급되는 질산을 유속을 갖는 상태에서 미리 설정된 혼합비로 혼합하여 혼합액인 제거액을 생성한다. 예컨대, 혼합부(750)는, 50% 농도의 황산:69% 농도의 질산=10:1의 비율로 혼합한다.
혼합부(750)는, 처리 유닛(16A)의 챔버(20)(도 6 참조) 내에 배치된다. 예컨대, 혼합부(750)는, 제거액 공급 노즐(41)을 유지하는 아암에 설치할 수 있다.
제거액 공급로(760)는, 혼합부(750)와 제거액 공급 노즐(41)을 접속하여, 혼합부(750)에 있어서 생성된 제거액을 제거액 공급 노즐(41)에 공급한다.
다음으로, 제2 실시형태에 따른 제거 처리에 대해 설명한다. 제2 실시형태에 따른 제거 처리에서는, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)를 유지부(31)에 의해 유지한 후, 처리 유체 공급부(40)의 제거액 공급 노즐(41)을 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 위치시킨다.
그 후, 밸브(743) 및 밸브(744)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 물로 희석된 황산으로서 온도 조정부(733)에 의해 가열된 것과, 물로 희석된 질산이 혼합부(750)로 유입되어 제거액이 생성된다.
그 후, 혼합부(750)에 있어서 생성된 제거액이 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 공급된다. 웨이퍼(W)에 공급된 제거액은, 구동부(33)에 의한 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 퍼진다. 이에 의해, 붕소 단막(112)이 웨이퍼(W)로부터 제거된다.
이와 같이, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(16A)은, 처리 유체 공급부(40) 및 처리 유체 공급원(70A)을 구비한다. 구체적으로는, 처리 유닛(16A)은, 황산 공급로(723)와, 질산 공급로(724)와, 혼합부(750)와, 제거액 공급 노즐(41)을 구비한다. 황산 공급로(723)는, 물에 의해 희석된 황산을 공급하는 황산 공급원(713)으로부터 공급되는 물에 의해 희석된 황산이 유통된다. 질산 공급로(724)는, 물에 의해 희석된 질산을 공급하는 질산 공급원(714)으로부터 공급되는 물에 의해 희석된 질산이 유통된다. 혼합부(750)는, 웨이퍼(W)에 제거액을 공급하기에 앞서, 황산 공급로(723)를 유통하는 물에 의해 희석된 황산과, 질산 공급로(724)를 유통하는 물에 의해 희석된 질산을 유속을 갖는 상태에서 혼합한다. 제거액 공급 노즐(41)은, 혼합부(750)에 의해 생성되는 제거액을 웨이퍼(W)에 공급한다.
이러한 처리 유닛(16A)에 의하면, 생성된 제거액도 유속을 갖기 때문에 즉시 웨이퍼(W)에 도달하므로, 예컨대 제거액을 미리 생성하여 탱크에 저류해 두는 경우와 비교하여, 보다 신선한, 바꿔 말하면, 붕소 단막(112)의 제거 성능이 저하되기 전의 제거액을 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다. 따라서, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(16A)에 의하면, 붕소 단막(112)을 보다 적절히 제거할 수 있다.
한편, 처리 유닛(16A)은, 반드시 온도 조정부(733)를 구비하는 것을 요하지 않고, 황산과 질산의 반응열에 의해 가열된 제거액을 웨이퍼(W)에 공급하도록 해도 좋다. 이 경우, 예컨대, 황산과 질산을 혼합한 후의 반응열에 따르는 제거액의 온도 변화를 실험 등에 의해 미리 계측해 두고, 제거액의 온도가 최대값을 포함하는 미리 정해진 범위 내일 때에, 제거액이 웨이퍼(W)에 접촉하도록, 제거액 공급로(760)의 길이를 최적화해 두는 것이 바람직하다.
또한, 처리 유닛(16A)은, 원하는 농도보다 고농도의 제거액을 혼합부(750)에 있어서 생성하여 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 공급하고, DIW 공급 노즐(42)로부터 웨이퍼(W)에 DIW를 공급하여, 고농도의 제거액을 웨이퍼(W) 상에서 DIW에 의해 희석함으로써 원하는 농도의 제거액을 생성하도록 해도 좋다.
(제3 실시형태)
도 10은 제3 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 처리액 공급계의 구성의 일례를 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 처리 유닛(16B)은, 처리 유체 공급부(40B)로서, DIW 공급 노즐(42)과, 황산 공급 노즐(43)(강산 공급 노즐의 일례)과, 질산 공급 노즐(44)을 구비한다.
황산 공급 노즐(43)은, 웨이퍼(W)에 대해 황산을 공급하는 노즐이고, 질산 공급 노즐(44)은, 웨이퍼(W)에 대해 질산을 공급하는 노즐이다.
처리 유체 공급원(70B)은, 황산의 공급계로서, 황산 공급원(713)과, 황산 공급로(723)와, 온도 조정부(733)와, 밸브(743)를 구비하고, 황산 공급로(723)는, 황산 공급 노즐(43)에 접속된다.
또한, 처리 유체 공급원(70B)은, 질산의 공급계로서, 질산 공급원(714)과, 질산 공급로(724)와, 밸브(744)를 구비하고, 질산 공급로(724)는, 질산 공급 노즐(44)에 접속된다.
또한, 처리 유체 공급원(70B)은, DIW의 공급계로서, DIW 공급원(712)과, DIW 공급로(722)와, 밸브(742)를 구비하고, DIW 공급로(722)는, DIW 공급 노즐(42)에 접속된다.
다음으로, 제3 실시형태에 따른 제거 처리에 대해 설명한다. 제3 실시형태에 따른 제거 처리에서는, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)가 유지부(31)에 의해 유지된 후, 처리 유체 공급부(40B)의 황산 공급 노즐(43) 및 질산 공급 노즐(44)이 웨이퍼(W)의 상방에 위치한다. 그 후, 밸브(743) 및 밸브(744)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 물로 희석된 황산으로서 온도 조정부(733)에 의해 가열된 것과, 물로 희석된 질산이 각각 황산 공급 노즐(43) 및 질산 공급 노즐(44)로부터 웨이퍼(W)에 공급된다. 황산 및 질산의 유량은, 미리 정해진 유량비가 되도록 밸브(743) 및 밸브(744)에 의해 조정된다. 예컨대, 황산 및 질산의 유량비는 10:1로 조정된다.
웨이퍼(W)에 공급된 황산 및 질산이 웨이퍼(W) 상에서 혼합됨으로써, 웨이퍼(W) 상에서 제거액이 생성된다. 생성된 제거액은, 구동부(33)에 의한 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 퍼진다. 이에 의해, 붕소 단막(112)이 웨이퍼(W)로부터 제거된다.
이와 같이, 제3 실시형태에 따른 처리 유닛(16B)은, 처리 유체 공급부(40B) 및 처리 유체 공급원(70B)을 구비한다. 구체적으로는, 처리 유닛(16B)은, 황산 공급로(723)와, 질산 공급로(724)와, 황산 공급 노즐(43)과, 질산 공급 노즐(44)을 구비한다. 황산 공급로(723)는, 물에 의해 희석된 황산을 공급하는 황산 공급원(713)으로부터 공급되는 물에 의해 희석된 황산이 유통된다. 질산 공급로(724)는, 물에 의해 희석된 질산을 공급하는 질산 공급원(714)으로부터 공급되는 물에 의해 희석된 질산이 유통된다. 황산 공급 노즐(43)은, 황산 공급로(723)를 유통하는 물에 의해 희석된 황산을 웨이퍼(W)에 공급한다. 질산 공급 노즐(44)은, 질산 공급로(724)를 유통하는 물에 의해 희석된 질산을 웨이퍼(W)에 공급한다. 그리고, 제3 실시형태에 따른 제거 처리에 있어서는, 유지부(31)에 의해 유지한 웨이퍼(W)에 대해, 물로 희석된 황산과 물로 희석된 질산을 공급함으로써 웨이퍼(W) 상에서 제거액을 생성함으로써, 붕소 단막(112)을 제거한다.
이러한 처리 유닛(16B)에 의하면, 혼합부(750)를 구비하는 구성과 비교하여, 생성된 지 얼마 되지 않은 비교적 신선한 제거액을 보다 간이한 구성으로 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다.
(제4 실시형태)
다음으로, 제4 실시형태에 대해 설명한다. 도 11a 및 도 11b는 제4 실시형태에 따른 처리 유닛(16C)의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 제4 실시형태에 따른 처리 유닛(16C)은, 가열부(60)를 구비한다. 가열부(60)는, 예컨대 저항 가열 히터나 램프 히터 등이고, 유지부(31)의 상방에 있어서 유지부(31)와는 별체(別體)로 배치된다. 한편, 가열부(60)는, 유지부(31)에 일체적으로 설치되어도 좋다. 예컨대, 가열부(60)는, 유지부(31)에 내장되어도 좋다.
다음으로, 제4 실시형태에 따른 제거 처리에 대해 설명한다. 제4 실시형태에 따른 제거 처리에서는, 유지부(31)에 의해 유지된 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)의 상면에 제거액의 액막을 형성한다(액막 형성 처리).
예컨대, 도 11a에 도시된 바와 같이, 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 제거액을 공급하고, 구동부(33)(도 6 참조)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막이 형성된다.
한편, 상기한 예에 한하지 않고, 황산 공급 노즐(43) 및 질산 공급 노즐(44)로부터 황산 및 질산을 회전하는 웨이퍼(W)에 공급하여, 웨이퍼(W) 상에서 제거액을 생성함으로써, 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막을 형성해도 좋다.
계속해서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 액막 형성 처리 후, 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막이 형성된 상태를 미리 정해진 시간 유지한다(유지 처리). 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 회전을 정지하고, 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에의 제거액의 공급을 정지함으로써, 동일한 제거액을 웨이퍼(W) 상에 미리 정해진 시간 체류시킨다.
이에 의해, 예컨대 웨이퍼(W)의 회전 및 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에의 제거액의 공급을 계속해서 계속한 경우(즉 제거액을 계속해서 치환한 경우)와 비교하여 붕소 단막(112)의 제거 효율을 높일 수 있다. 이것은, 붕소와 제거액의 반응물이 에천트가 되어 붕소 단막(112)의 제거를 촉진시키기 때문이라고 생각된다.
또한, 유지 처리에 있어서, 처리 유닛(16C)은, 가열부(60)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 제거액을 가열함으로써, 웨이퍼(W) 상의 제거액을 일정한 온도로 유지한다. 이에 의해, 온도의 저하에 의한 제거 성능의 저하를 억제할 수 있다.
이와 같이, 제4 실시형태에 따른 처리 유닛(16C)은, 제거 처리에 있어서, 유지부(31)에 의해 유지한 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막을 형성하는 액막 형성 처리와, 액막 형성 처리 후, 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막이 형성된 상태를 미리 정해진 시간 유지하는 유지 처리를 행한다. 구체적으로는, 처리 유닛(16C)은, 유지 처리에 있어서, 동일한 제거액을 웨이퍼(W) 상에 미리 정해진 시간 체류시킨다.
이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 제거액을 계속해서 치환하는 경우와 비교하여, 붕소 단막(112)의 제거 효율을 높일 수 있다. 또한, 제거액의 사용량을 삭감할 수 있다.
(제5 실시형태)
다음으로, 제5 실시형태에 대해 설명한다. 도 12는 제5 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제5 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100D)은, 성막 장치(200)와, 에칭 장치(300)와, 기판 처리 장치(1D)를 구비한다.
기판 처리 시스템(100D)에서는, 성막 처리 후이며 또한 에칭 처리 전에, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부에 제거액을 접촉시킴으로써, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부로부터 붕소 단막(112)을 제거하는 사전 제거 처리를 행한다.
기판 처리 장치(1D)는, 베벨 처리 유닛(16D1)과, 이면 처리 유닛(16D2)과, 표면 처리 유닛(16D3)을 구비한다. 또한, 기판 처리 장치(1D)는, 제어 장치(4D)에 접속되고, 베벨 처리 유닛(16D1), 이면 처리 유닛(16D2) 및 표면 처리 유닛(16D3)은, 제어 장치(4D)에 의해 동작이 제어된다.
베벨 처리 유닛(16D1)은, 웨이퍼(W)의 베벨부에 성막된 붕소 단막(112)을 제거액에 의해 제거한다. 여기서, 베벨 처리 유닛(16D1)의 구성의 일례에 대해 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13은 베벨 처리 유닛(16D1)의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 베벨 처리 유닛(16D1)은, 기판 유지 기구(30D1)와, 베벨 공급부(80)를 구비한다.
기판 유지 기구(30D1)는, 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 유지부(31D1)와, 유지부(31D1)를 지지하는 지주 부재(32D1)와, 지주 부재(32D1)를 회전시키는 구동부(33D1)를 구비한다. 유지부(31D1)는, 진공 펌프 등의 흡기 장치에 접속되고, 이러한 흡기 장치의 흡기에 의해 발생하는 부압을 이용하여 웨이퍼(W)의 이면을 흡착함으로써 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 유지부(31D1)로서는, 예컨대 다공성 척을 이용할 수 있다.
베벨 공급부(80)는, 예컨대 도시하지 않은 회수컵의 바닥부에 설치되고, 웨이퍼(W)의 이면측의 주연부에 대해 제거액을 공급한다. 제거액의 공급계의 구성으로서는, 예컨대, 도 7에 도시된 처리 유체 공급원(70) 또는 도 9에 도시된 처리 유체 공급원(70A)을 채용할 수 있다.
베벨 처리 유닛(16D1)은, 상기한 바와 같이 구성되어 있고, 유지부(31D1)를 이용하여 웨이퍼(W)를 유지하고, 구동부(33D1)를 이용하여 웨이퍼(W)를 회전시킨 후, 베벨 공급부(80)로부터 웨이퍼(W)의 이면측의 주연부에 대해 제거액을 공급한다. 웨이퍼(W)의 이면측의 주연부에 공급된 제거액은, 웨이퍼(W)의 베벨부로 돌아 들어가, 베벨부에 성막된 붕소 단막(112)을 제거한다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다.
한편, 베벨 공급부(80)는, 도시하지 않은 DIW 공급원에 접속되어 있고, 웨이퍼(W)의 베벨부로부터 붕소 단막(112)을 제거한 후, 웨이퍼(W)의 이면측의 주연부에 대해 DIW를 공급하여 베벨부에 잔존하는 붕소 단막(112) 및 제거액을 씻어 버리는 린스 처리도 행한다.
이면 처리 유닛(16D2)은, 웨이퍼(W)의 이면에 성막된 붕소 단막(112)을 제거액에 의해 제거한다. 여기서, 이면 처리 유닛(16D2)의 구성의 일례에 대해 도 14를 참조하여 설명한다. 도 14는 이면 처리 유닛(16D2)의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 이면 처리 유닛(16D2)은, 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 유지하는 기판 유지 기구(30D2)와, 기판 유지 기구(30D2)의 중공부에 삽입 관통되고, 웨이퍼(W)의 이면에 제거액을 공급하는 이면 공급부(90)를 구비한다.
기판 유지 기구(30D2)의 상면에는, 웨이퍼(W)의 주연부를 파지(把持)하는 복수의 파지부(311)가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)는, 이러한 복수의 파지부(311)에 의해 기판 유지 기구(30D2)의 상면으로부터 약간 이격된 상태로 수평으로 유지된다.
또한, 기판 유지 기구(30D2)는, 구동부(33D2)를 구비하고, 이러한 구동부(33D2)에 의해 연직축 주위로 회전한다. 그리고, 기판 유지 기구(30D2)가 회전함으로써, 기판 유지 기구(30D2)에 유지된 웨이퍼(W)가 기판 유지 기구(30D2)와 일체로 회전한다.
이면 공급부(90)는, 기판 유지 기구(30D2)의 중공부에 삽입 관통되고, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부에 대해 제거액을 공급한다. 제거액의 공급계의 구성으로서는, 예컨대, 도 7에 도시된 처리 유체 공급원(70) 또는 도 9에 도시된 처리 유체 공급원(70A)을 채용할 수 있다.
이면 처리 유닛(16D2)은, 상기한 바와 같이 구성되어 있고, 기판 유지 기구(30D2)의 복수의 파지부(311)를 이용하여 웨이퍼(W)를 유지하고, 구동부(33D2)를 이용하여 웨이퍼(W)를 회전시킨 후, 이면 공급부(90)로부터 웨이퍼(W)의 이면 중앙부에 대해 제거액을 공급한다. 웨이퍼(W)의 이면 중앙부에 공급된 제거액은, 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 이면에 퍼지고, 이면에 성막된 붕소 단막(112)을 제거한다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지된다.
한편, 이면 공급부(90)는, 도시하지 않은 DIW 공급원에 접속되어 있고, 웨이퍼(W)의 이면으로부터 붕소 단막(112)을 제거한 후, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부에 대해 DIW를 공급하여 이면에 잔존하는 붕소 단막(112) 및 제거액을 씻어 버리는 린스 처리도 행한다.
표면 처리 유닛(16D3)은, 웨이퍼(W)의 표면에 성막된 붕소 단막(112)을 제거한다. 표면 처리 유닛(16D3)으로서는, 처리 유닛(16, 16A∼16C) 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
다음으로, 제5 실시형태에 따른 기판 처리의 순서에 대해 설명한다. 제5 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100D)에서는, 성막 장치(200)에 의한 성막 처리를 끝낸 후, 성막 처리 후의 웨이퍼(W)를 기판 처리 장치(1D)의 베벨 처리 유닛(16D1)에 반입한다. 그리고, 베벨 처리 유닛(16D1)에 있어서, 웨이퍼(W)의 베벨부에 성막된 붕소 단막(112)을 제거하는 베벨 제거 처리를 행한다.
계속해서, 베벨 제거 처리 후의 웨이퍼(W)는, 베벨 처리 유닛(16D1)에 있어서 린스 처리 및 건조 처리가 행해진 후, 이면 처리 유닛(16D2)에 반입되고, 이면 처리 유닛(16D2)에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면에 성막된 붕소 단막(112)을 제거하는 이면 제거 처리가 행해진다.
계속해서, 이면 제거 처리 후의 웨이퍼(W)는, 이면 처리 유닛(16D2)에 있어서 린스 처리 및 건조 처리가 행해진 후, 기판 처리 장치(1D)로부터 반출되고, 에칭 장치(300)에 반입된다. 그리고, 에칭 장치(300)에 있어서 에칭 처리가 행해진다.
계속해서, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)는, 기판 처리 장치(1D)의 표면 처리 유닛(16D3)에 반입되고, 표면 처리 유닛(16D3)에 있어서 전술한 제거 처리, 린스 처리 및 건조 처리가 행해진다.
전술한 바와 같이, 제5 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(100D)에서는, 성막 처리 후이며 또한 에칭 처리 전에, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부에 제거액을 접촉시킴으로써, 웨이퍼(W)의 이면 및 베벨부로부터 붕소 단막(112)을 제거하는 사전 제거 처리를 행하는 것으로 하였다. 이에 의해, 에칭 처리에 불필요한 이면 및 베벨부의 붕소 단막(112)을 에칭 처리 전에 제거할 수 있다.
한편, 여기서는, 베벨 제거 처리 후, 이면 제거 처리를 행하는 것으로 하였으나, 이면 제거 처리 후, 베벨 제거 처리를 행해도 좋다. 또한, 하나의 처리 유닛에 베벨 공급부(80) 및 이면 공급부(90)를 설치하여, 베벨 제거 처리 및 이면 제거 처리를 동시에 행해도 좋다.
또한, 여기서는, 하나의 기판 처리 장치(1D)가, 베벨 공급부(80), 이면 공급부(90) 및 처리 유체 공급부(40) 모두를 구비하는 경우의 예를 나타내었으나, 기판 처리 시스템(100D)은, 베벨 공급부(80) 및 이면 공급부(90)를 구비하는 제1 기판 처리 장치와, 처리 유체 공급부(40)를 구비하는 제2 기판 처리 장치를 구비하는 구성이어도 좋다.
(제6 실시형태)
다음으로, 제6 실시형태에 대해 설명한다. 도 15a 및 도 15b는 제6 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 제6 실시형태에 따른 처리 유닛(16E)은, 덮개(1010)를 구비한다. 덮개(1010)는, 유지부(31)의 상방에 배치된다. 덮개(1010)는, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)와 대향하고, 그 대향면은, 웨이퍼(W)와 동일 직경 혹은 웨이퍼(W)보다 대직경의 평면으로 되어 있다.
덮개(1010)에는, 히터 등의 가열부(1011)가 내장된다. 한편, 가열부(1011)는, 유지부(31)에 내장되어도 좋고, 덮개(1010) 및 유지부(31)의 양방에 내장되어도 좋다. 또한, 처리 유닛(16E)은, 덮개(1010)를 승강시키는 승강부(1012)를 구비한다.
다음으로, 제6 실시형태에 따른 제거 처리에 대해 설명한다. 제6 실시형태에 따른 제거 처리에서는, 유지부(31)에 의해 유지된 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)의 상면에 제거액의 액막을 형성한다(액막 형성 처리).
예컨대, 제거액 공급 노즐(41)(도 7 등 참조)로부터 웨이퍼(W)에 제거액을 공급하고, 구동부(33)(도 6 참조)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막이 형성된다. 혹은, 황산 공급 노즐(43) 및 질산 공급 노즐(44)(도 10 참조)로부터 황산 및 질산을 회전하는 웨이퍼(W)에 공급하고, 웨이퍼(W) 상에서 제거액을 생성함으로써, 웨이퍼(W) 상에 제거액의 액막을 형성해도 좋다.
계속해서, 액막 형성 처리 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지하고, 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에의 제거액 혹은 황산 및 질산의 공급을 정지한 후, 도 15b에 도시된 바와 같이, 승강부(1012)를 이용하여 덮개(1010)를 강하시킴으로써 덮개(1010)를 제거액의 액막에 접촉시킨다. 그리고, 덮개(1010)가 제거액의 액막에 접촉한 상태에서, 가열부(1011)를 이용하여 제거액을 가열하면서, 웨이퍼(W) 상에 동일한 제거액을 미리 정해진 시간 체류시킨다(유지 처리).
본 발명자들은, 제거액을 가열함으로써 제거액으로부터 가스가 발생하는 것을 밝혀내었다. 또한, 본 발명자들은, 제거액으로부터 가스가 빠져나옴으로써, 제거액의 붕소 단막(112)과의 반응성이 저하되는 것을 밝혀내었다. 그래서, 제6 실시형태에서는, 제거액의 액막에 덮개(1010)를 접촉시켜 액막의 노출 면적을 작게 함으로써, 제거액으로부터 가스가 최대한 빠져나오지 않도록 하였다. 이에 의해, 가스의 발생에 기인하는 제거액의 반응성의 저하를 억제할 수 있다.
그 후, 가열부(1011)에 의한 가열을 정지하고, 승강부(1012)를 이용하여 덮개(1010)를 상승시킨 후, 구동부(33)(도 6 참조)를 이용하여 유지부(31)를 회전시켜, 웨이퍼(W)로부터 제거액을 제거한다. 계속해서, 웨이퍼(W)에 대해 DIW 공급 노즐(42)(도 7 등 참조)로부터 린스액인 DIW를 공급함으로써 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 제거액을 제거한다(린스 처리).
계속해서, 웨이퍼(W)의 회전수를 증가시킴으로써, 웨이퍼(W)로부터 DIW를 제거하여, 웨이퍼(W)를 건조시킨다(건조 처리). 그 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시키고, 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16E)으로부터 반출함으로써, 기판 처리가 완료된다.
한편, 전술한 각 실시형태에서는, 웨이퍼(W)를 하방으로부터 흡착 유지하는 유지부(31)를 예로 들어 설명하였으나, 예컨대, 도 14에 도시된 기판 유지 기구(30D2)와 같이, 복수의 파지부(311)를 이용하여 웨이퍼(W)의 주연부를 파지하는 타입의 유지부를 이용하여 제거 처리를 행해도 좋다.
전술한 각 실시형태에서는, 웨이퍼(W)에 대해 제거액을 공급한 후, 린스 처리 및 건조 처리를 행하는 것으로 하였다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 웨이퍼(W)에 대해 제거액을 공급한 후, 린스 처리를 행하기 전에, 웨이퍼(W)에 대해 질산을 공급하는 처리를 행해도 좋다. 예컨대, 도 9에 도시된 처리 유닛(16A) 또는 도 10에 도시된 처리 유닛(16B)에 있어서, 밸브(743) 및 밸브(744)를 미리 정해진 시간 개방한 후, 밸브(743)만을 폐쇄하고, 밸브(744)만을 더욱 미리 정해진 시간 개방함으로써, 린스 처리 전에, 웨이퍼(W)에 질산을 공급할 수 있다.
또한, 전술해 온 각 실시형태에서는, 제거액 공급 노즐(41)로부터 웨이퍼(W)에 대해 제거액을 공급하거나, 황산 공급 노즐(43) 및 질산 공급 노즐(44)로부터 황산 및 질산을 개별적으로 공급하거나 함으로써, 웨이퍼(W)에 제거액을 접촉시키는 것으로 하였다. 그러나, 웨이퍼(W)에 제거액을 접촉시키는 방법은, 이것에 한정되지 않는다.
예컨대, 복수 장의 웨이퍼(W)를 유지 가능한 배치(유지부의 일례)에 웨이퍼(W)를 유지시킨 후(유지 공정), 처리조에 저류한 제거액에 배치를 침지시킴으로써, 웨이퍼(W)에 제거액을 접촉시켜 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거한다(제거 공정). 이에 의해, 배치에 유지된 복수 장의 웨이퍼(W)를 한번에 처리하는 것이 가능하다.
(제7 실시형태)
다음으로, 제7 실시형태에 대해 설명한다. 도 16a 및 도 16b는 제7 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 16a에 도시된 바와 같이, 제7 실시형태에 따른 처리 유닛(16F)은, 접시형의 배치부(1020)를 구비한다. 배치부(1020)는, 예컨대, 지주부(32)에 접속되는 원판형의 바닥부(1021)와, 바닥부(1021)의 상면에 설치되는 원환형의 둘레벽부(1022)를 구비한다. 둘레벽부(1022)는, 하방을 향해 점차 직경이 축소되는 내주면(1023)을 갖고, 내주면(1023)에 있어서 웨이퍼(W)의 베벨부와 접촉한다. 웨이퍼(W)는, 베벨부에 있어서 내주면(1023)과 접촉함으로써, 바닥부(1021)로부터 이격된 상태로 배치부(1020)에 배치된다. 한편, 여기서는, 바닥부(1021)와 둘레벽부(1022)가 별체인 것으로 하지만, 바닥부(1021)와 둘레벽부(1022)는 일체로 형성되어도 좋다.
또한, 처리 유닛(16F)은, 유지부(1024)와 승강부(1025)를 구비한다. 유지부(1024)는, 웨이퍼(W)를 붕소 단막(112)의 성막면을 하방으로 향하게 한 상태에서 상방으로부터 유지한다. 유지부(1024)로서는, 예컨대 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 버큠 척이나 베르누이 척 등을 이용할 수 있다. 승강부(1025)는, 유지부(1024)를 승강시킨다.
배치부(1020)의 바닥부(1021)에는, 히터 등의 가열부(1026)가 내장된다. 한편, 가열부(1026)는, 바닥부(1021), 둘레벽부(1022) 및 유지부(1024) 중 적어도 하나에 내장되어 있으면 된다.
다음으로, 제7 실시형태에 따른 제거 처리에 대해 설명한다. 제7 실시형태에 따른 제거 처리에서는, 먼저, 제거액 공급 노즐(41)(도 7 등 참조) 또는 황산 공급 노즐(43) 및 질산 공급 노즐(44)(도 10 참조)을 이용하여, 접시형의 배치부(1020)에 제거액을 모은다.
계속해서, 승강부(1025)를 이용하여 유지부(1024)를 강하시킴으로써 유지부(1024)에 유지된 웨이퍼(W)를 배치부(1020)에 모아진 제거액에 접촉시킨다(도 16b 참조). 그리고, 웨이퍼(W)가 제거액에 접촉한 상태에서, 가열부(1026)를 이용하여 제거액을 가열한다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 붕소 단막(112)이 제거액에 의해 제거된다. 한편, 가스의 발생을 억제하기 위해서, 제거액의 가열은, 웨이퍼(W)가 제거액에 접촉한 후에 개시하는 것이 바람직하다.
그 후, 가열부(1026)에 의한 제거액의 가열을 정지하고, 승강부(1025)를 이용하여 유지부(1024)를 상승시킨다.
제거 처리 후의 웨이퍼(W)는, 예컨대 도 6에 도시된 구성을 갖는 다른 처리 유닛(도시하지 않음)에 반송된 후, 회전하는 유지부(31)에 유지된 상태에서, 처리 유체 공급부(40)[DIW 공급 노즐(42)]로부터 린스액인 DIW가 공급됨으로써, 웨이퍼(W)로부터 제거액이 제거된다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전수를 증가시켜 웨이퍼(W)를 건조시킨 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시키고, 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16F)으로부터 반출함으로써, 기판 처리가 완료된다.
한편, 처리 유닛(16F)에 있어서는, 구동부(33)를 이용하여 배치부(1020)를 회전시킴으로써, 배치부(1020)에 모아진 제거액을 배치부(1020) 내로부터 제거하는 처리가 행해지는 것으로 하지만, 배치부(1020)로부터 제거액을 제거하는 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 둘레벽부(1022)를 승강시키는 승강부를 배치부(1020)에 설치하고, 이러한 승강부에 의해 둘레벽부(1022)를 상승시킴으로써 배치부(1020)로부터 제거액을 제거하는 것으로 해도 좋다. 또한, 바닥부(1021)에 배출구를 형성하고, 이러한 배출구로부터 제거액을 배출하도록 해도 좋다.
제7 실시형태에 따른 처리 유닛(16F)에 의하면, 도 16b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 베벨부가 배치부(1020)에 있어서의 둘레벽부(1022)의 내주면(1023)에 접촉함으로써, 제거액이 밀폐된 상태가 만들어진다. 이 때문에, 제6 실시형태에 따른 처리 유닛(16E)과 비교하여, 가열에 의해 발생한 가스가 제거액으로부터 빠져나가는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 따라서, 가스의 발생에 기인하는 제거액의 반응성의 저하를 보다 확실하게 억제할 수 있다.
(제8 실시형태)
다음으로, 제8 실시형태에 대해 설명한다. 도 17a 및 도 17b는 제8 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 17a에 도시된 바와 같이, 제8 실시형태에 따른 처리 유닛(16G)은, 노즐(1030)을 구비한다. 노즐(1030)은, 예컨대 이중관 구조를 갖고 있고, 외측의 관에는 밸브(1031)를 통해 제거액 공급원(1032)이 접속되고, 내측의 관에는 펌프(1033)가 접속된다. 이러한 노즐(1030)에 의하면, 밸브(1031)를 통해 제거액 공급원(1032)으로부터 공급되는 제거액의 유량과, 펌프(1033)에 의해 흡인되는 제거액의 유량의 밸런스를 취함으로써, 노즐(1030)과 웨이퍼(W) 사이에 제거액의 액적이 형성된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 노즐(1030)은, 히터 등의 가열부(도시하지 않음)를 내장하고 있고, 제거액 공급원(1032)으로부터 공급되는 제거액을 가열할 수 있다.
또한, 처리 유닛(16G)은, 노즐(1030)을 이동시키는 이동부(1034)를 구비한다. 이동부(1034)는, 노즐(1030)을 연직 방향 및 수평 방향으로 이동시킨다.
다음으로, 제8 실시형태에 따른 제거 처리에 대해 설명한다. 제8 실시형태에 따른 제거 처리에서는, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)를 유지부(31)를 이용하여 유지한 후, 이동부(1034)를 이용하여 노즐(1030)을 강하시켜 웨이퍼(W)에 근접한 상태로 한다. 그 후, 밸브(1031)를 개방하고, 펌프(1033)를 작동시킴으로써, 노즐(1030)과 웨이퍼(W) 사이에 제거액의 액적이 형성된 상태로 한다.
계속해서, 도 17b에 도시된 바와 같이, 구동부(33)를 이용하여 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그 후, 노즐(1030)의 높이 위치를 유지한 채로, 이동부(1034)를 이용하여 노즐(1030)을 웨이퍼(W)의 일단측의 외주부로부터 타단측의 외주부를 향해 수평 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 전면(全面)에 제거액을 공급한다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 붕소 단막(112)이 제거된다.
그 후, 밸브(1031)를 폐쇄하고, 펌프(1033)를 정지시키며, 노즐(1030)을 상승시킨다. 계속해서, 웨이퍼(W)에 대해 DIW 공급 노즐(42)로부터 DIW를 공급함으로써 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 제거액을 제거하고, 웨이퍼(W)의 회전수를 증가시킴으로써 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시키고, 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16G)으로부터 반출함으로써, 기판 처리가 완료된다.
이와 같이, 웨이퍼(W)와의 사이에 제거액의 액적을 형성한 상태를 유지할 수 있는 노즐(1030)을 사용하여 붕소 단막(112)의 제거 처리를 행하도록 함으로써, 제거액의 사용량을 삭감할 수 있다.
(제9 실시형태)
다음으로, 제9 실시형태에 대해 설명한다. 도 19는 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1H)는, 캐리어 반입 반출부(2002)와, 로트 형성부(2003)와, 로트 배치부(2004)와, 로트 반송부(2005)와, 로트 처리부(2006)와, 제어부(2007)를 구비한다.
캐리어 반입 반출부(2002)는, 복수 장(예컨대, 25장)의 웨이퍼(W)를 수평 자세로 상하로 나란히 수용한 캐리어(2009)의 반입 및 반출을 행한다.
캐리어 반입 반출부(2002)에는, 복수 개의 캐리어(2009)를 배치하는 캐리어 스테이지(2010)와, 캐리어(2009)의 반송을 행하는 캐리어 반송 기구(2011)와, 캐리어(2009)를 일시적으로 보관하는 캐리어 스톡(2012, 2013)과, 캐리어(2009)를 배치하는 캐리어 배치대(2014)가 설치되어 있다. 여기서, 캐리어 스톡(2012)은, 제품이 되는 웨이퍼(W)를 로트 처리부(2006)에서 처리하기 전에 일시적으로 보관한다. 또한, 캐리어 스톡(2013)은, 제품이 되는 웨이퍼(W)를 로트 처리부(2006)에서 처리한 후에 일시적으로 보관한다.
그리고, 캐리어 반입 반출부(2002)는, 외부로부터 캐리어 스테이지(2010)에 반입된 캐리어(2009)를 캐리어 반송 기구(2011)를 이용하여 캐리어 스톡(2012)이나 캐리어 배치대(2014)에 반송한다. 또한, 캐리어 반입 반출부(2002)는, 캐리어 배치대(2014)에 배치된 캐리어(2009)를 캐리어 반송 기구(2011)를 이용하여 캐리어 스톡(2013)이나 캐리어 스테이지(2010)에 반송한다. 캐리어 스테이지(2010)에 반송된 캐리어(2009)는, 외부로 반출된다.
로트 형성부(2003)는, 1 또는 복수의 캐리어(2009)에 수용된 웨이퍼(W)를 조합하여 동시에 처리되는 복수 장(예컨대, 50장)의 웨이퍼(W)로 이루어지는 로트를 형성한다. 한편, 로트를 형성할 때에는, 웨이퍼(W)의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면을 서로 대향하도록 로트를 형성해도 좋고, 또한, 웨이퍼(W)의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면이 전부 한쪽을 향하도록 로트를 형성해도 좋다.
이 로트 형성부(2003)에는, 복수 장의 웨이퍼(W)를 반송하는 기판 반송 기구(2015)가 설치되어 있다. 한편, 기판 반송 기구(2015)는, 웨이퍼(W)의 반송 도중에 웨이퍼(W)의 자세를 수평 자세로부터 수직 자세 및 수직 자세로부터 수평 자세로 변경시킬 수 있다.
그리고, 로트 형성부(2003)는, 캐리어 배치대(2014)에 배치된 캐리어(2009)로부터 기판 반송 기구(2015)를 이용하여 웨이퍼(W)를 로트 배치부(2004)에 반송하고, 로트를 형성하는 웨이퍼(W)를 로트 배치부(2004)에 배치한다. 또한, 로트 형성부(2003)는, 로트 배치부(2004)에 배치된 로트를 기판 반송 기구(2015)에 의해 캐리어 배치대(2014)에 배치된 캐리어(2009)에 반송한다. 한편, 기판 반송 기구(2015)는, 복수 장의 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 기판 지지부로서, 처리 전[로트 반송부(2005)에 의해 반송되기 전]의 웨이퍼(W)를 지지하는 처리 전 기판 지지부와, 처리 후[로트 반송부(2005)에 의해 반송된 후]의 웨이퍼(W)를 지지하는 처리 후 기판 지지부의 2종류를 갖고 있다. 이에 의해, 처리 전의 웨이퍼(W) 등에 부착된 파티클 등이 처리 후의 웨이퍼(W) 등에 전착(轉着)되는 것을 방지한다.
로트 배치부(2004)는, 로트 반송부(2005)에 의해 로트 형성부(2003)와 로트 처리부(2006) 사이에서 반송되는 로트를 로트 배치대(2016)에서 일시적으로 배치(대기)한다.
이 로트 배치부(2004)에는, 처리 전[로트 반송부(2005)에 의해 반송되기 전]의 로트를 배치하는 반입측 로트 배치대(2017)와, 처리 후[로트 반송부(2005)에 의해 반송된 후]의 로트를 배치하는 반출측 로트 배치대(2018)가 설치되어 있다. 반입측 로트 배치대(2017) 및 반출측 로트 배치대(2018)에는, 1로트분의 복수 장의 웨이퍼(W)가 수직 자세로 앞뒤로 나란히 배치된다.
그리고, 로트 배치부(2004)에서는, 로트 형성부(2003)에서 형성한 로트가 반입측 로트 배치대(2017)에 배치되고, 그 로트가 로트 반송부(2005)를 통해 로트 처리부(2006)에 반입된다. 또한, 로트 배치부(2004)에서는, 로트 처리부(2006)로부터 로트 반송부(2005)를 통해 반출된 로트가 반출측 로트 배치대(2018)에 배치되고, 그 로트가 로트 형성부(2003)에 반송된다.
로트 반송부(2005)는, 로트 배치부(2004)와 로트 처리부(2006) 사이나 로트 처리부(2006)의 내부 사이에서 로트의 반송을 행한다.
이 로트 반송부(2005)에는, 로트의 반송을 행하는 로트 반송 기구(2019)가 설치되어 있다. 로트 반송 기구(2019)는, 로트 배치부(2004)와 로트 처리부(2006)에 걸쳐 X축 방향을 따르게 하여 배치한 레일(2020)과, 복수 장의 웨이퍼(W)를 유지하면서 레일(2020)을 따라 이동하는 이동체(2021)로 구성된다. 이동체(2021)에는, 수직 자세로 앞뒤로 늘어선 복수 장의 웨이퍼(W)를 유지하는 기판 유지체(2022)가 진퇴 가능하게 설치되어 있다.
그리고, 로트 반송부(2005)는, 반입측 로트 배치대(2017)에 배치된 로트를 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로 수취하고, 그 로트를 로트 처리부(2006)에 건네준다. 또한, 로트 반송부(2005)는, 로트 처리부(2006)에서 처리된 로트를 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로 수취하고, 그 로트를 반출측 로트 배치대(2018)에 건네준다. 또한, 로트 반송부(2005)는, 로트 반송 기구(2019)를 이용하여 로트 처리부(2006)의 내부에 있어서 로트의 반송을 행한다.
로트 처리부(2006)는, 수직 자세로 앞뒤로 늘어선 복수 장의 웨이퍼(W)를 1로트로 하여 에칭이나 세정이나 건조 등의 처리를 행한다.
이 로트 처리부(2006)에는, 웨이퍼(W)의 건조 처리를 행하는 처리 유닛(2023)과, 기판 유지체(2022)의 세정 처리를 행하는 기판 유지체 세정 유닛(2024)이 배치된다. 또한, 로트 처리부(2006)에는, 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)(도 1a 참조)을 제거하는 제거 처리 및 제거 처리 후의 웨이퍼(W)에 부착된 파티클을 제거하기 위한 파티클 제거 처리를 행하는 처리 유닛(2025)이 2개 배치된다. 처리 유닛(2023), 기판 유지체 세정 유닛(2024) 및 2개의 처리 유닛(2025)은, 로트 반송부(2005)의 레일(2020)을 따라 나란히 배치된다.
처리 유닛(2023)은, 처리조(2027)에 기판 승강 기구(2028)를 승강 가능하게 설치하고 있다. 처리조(2027)에는, 예컨대 건조용의 처리액으로서, 예컨대 IPA가 공급된다. 기판 승강 기구(2028)에는, 1로트분의 복수 장의 웨이퍼(W)가 수직 자세로 앞뒤로 나란히 유지된다. 처리 유닛(2023)은, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로부터 로트를 기판 승강 기구(2028)로 수취하고, 기판 승강 기구(2028)로 그 로트를 승강시킴으로써, 처리조(2027)에 공급한 IPA로 웨이퍼(W)의 건조 처리를 행한다. 또한, 처리 유닛(2023)은, 기판 승강 기구(2028)로부터 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 로트를 건네준다.
기판 유지체 세정 유닛(2024)은, 처리조(2029)에 세정용의 처리액 및 건조 가스를 공급할 수 있도록 되어 있고, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 세정용의 처리액을 공급한 후, 건조 가스를 공급함으로써 기판 유지체(2022)의 세정 처리를 행한다.
처리 유닛(2025)은, 제거 처리가 행해지는 처리조(2030)와 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조(2031)를 갖는다. 처리조(2030)에는, 제거액이 저류된다. 또한, 처리조(2031)에는, 예컨대 SC1 또는 미리 정해진 농도로 희석된 수산화암모늄(이하, 「희(希)암모니아수」라고 기재함) 외에, DIW 등의 린스액이 순차 저류된다. 각 처리조(2030, 2031)에는, 기판 승강 기구(2032, 2033)가 승강 가능하게 설치되어 있다.
기판 승강 기구(2032, 2033)에는, 1로트분의 복수 장의 웨이퍼(W)가 수직 자세로 앞뒤로 나란히 유지된다. 처리 유닛(2025)은, 먼저, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로부터 로트를 기판 승강 기구(2032)로 수취하고, 기판 승강 기구(2032)로 그 로트를 강하시킴으로써 로트를 처리조(2030)에 저류된 제거액에 침지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)이 제거된다.
그 후, 처리 유닛(2025)은, 기판 승강 기구(2032)로부터 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 로트를 건네준다. 또한, 처리 유닛(2025)은, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로부터 로트를 기판 승강 기구(2033)로 수취하고, 기판 승강 기구(2033)로 그 로트를 강하시킴으로써 로트를 처리조(2031)에 저류된 DIW에 침지시켜 웨이퍼(W)의 린스 처리를 행한다. 계속해서, 처리 유닛(2025)은, 처리조(2031)로부터 DIW를 배출하고, 처리조(2031)에 SC1 또는 희암모니아수를 저류함으로써, 로트를 SC1 또는 희암모니아수에 침지시킨다. 계속해서, 처리 유닛(2025)은, 처리조(2031)로부터 SC1 또는 희암모니아수를 배출하고, 처리조(2031)에 재차 DIW를 저류함으로써, 로트를 DIW에 침지시켜 웨이퍼(W)의 린스 처리를 행한다. 그 후, 처리 유닛(2025)은, 기판 승강 기구(2033)로부터 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 로트를 건네준다.
제어부(2007)는, 기판 처리 장치(1H)의 각부[캐리어 반입 반출부(2002), 로트 형성부(2003), 로트 배치부(2004), 로트 반송부(2005), 로트 처리부(2006) 등]의 동작을 제어한다.
이 제어부(2007)는, 예컨대 컴퓨터이며, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(2038)를 구비한다. 기억 매체(2038)에는, 기판 처리 장치(1H)에 있어서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(2007)는, 기억 매체(2038)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 장치(1H)의 동작을 제어한다. 한편, 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(2038)에 기억되어 있던 것이며, 다른 기억 매체로부터 제어부(2007)의 기억 매체(2038)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(2038)로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
다음으로, 처리 유닛(2025)의 구성예에 대해 설명한다. 먼저, 제거 처리가 행해지는 처리조(2030) 및 그 주변의 구성예에 대해 도 20을 참조하여 설명한다. 도 20은 제거 처리가 행해지는 처리조(2030) 및 그 주변의 구성예를 도시한 도면이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(2025)이 구비하는 처리조(2030)는, 내부조(2034)와, 내부조(2034)의 상부 주위에 내부조(2034)에 인접하여 설치된 외부조(2035)를 구비한다. 내부조(2034) 및 외부조(2035)는, 모두 상부가 개방되어 있고, 내부조(2034)의 상부로부터 외부조(2035)에 제거액이 오버플로우하도록 구성되어 있다.
처리 유닛(2025)은, 처리조(2030)에 DIW를 공급하기 위한 DIW 공급부(2040)와, 처리조(2030)에 질산을 공급하기 위한 질산 공급부(2041)와, 처리조(2030)에 황산을 공급하기 위한 황산 공급부(2042)를 구비한다.
DIW 공급부(2040)는, DIW 공급원(2043)과, DIW 공급로(2044)와, 밸브(2045)를 구비한다. 그리고, 밸브(2045)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 구동함으로써, DIW 공급원(2043)으로부터 DIW 공급로(2044)를 통해 처리조(2030)의 외부조(2035)에 DIW가 공급된다. 한편, DIW 공급부(2040)에 의해 공급되는 DIW는, NOx의 누설이 검출된 경우에 실행되는 후술하는 이상 대응 처리에서 사용된다. 이러한 점에 대해서는 후술한다.
질산 공급부(2041)는, 질산 공급원(2046)과, 질산 공급로(2047)와, 밸브(2048)를 구비한다. 질산 공급원(2046)은, 물(순수)에 의해 미리 정해진 농도로 희석된 질산을 저류하는 탱크이다. 예컨대, 질산 공급원(2046)에는, 69%의 농도로 희석된 질산이 저류된다. 그리고, 밸브(2048)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 구동함으로써, 질산 공급원(2046)으로부터 질산 공급로(2047)를 통해 처리조(2030)의 외부조(2035)에 희석된 질산이 공급된다.
황산 공급부(2042)는, 황산 공급원(2049)과, 황산 공급로(2050)와, 밸브(2051)를 구비한다. 황산 공급원(2049)은, 물(순수)에 의해 미리 정해진 농도로 희석된 황산을 저류하는 탱크이다. 예컨대, 황산 공급원(2049)에는, 96%∼98%의 농도로 희석된 황산이 저류된다. 그리고, 밸브(2051)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 구동함으로써, 황산 공급원(2049)으로부터 황산 공급로(2050)를 통해 처리조(2030)의 외부조(2035)에 희석된 황산이 공급된다.
미리 정해진 농도로 희석된 질산 및 황산이 외부조(2035)에 공급됨으로써, 이들 질산 및 황산이 외부조(2035) 내에서 혼합되어 원하는 농도의 제거액이 생성된다. 이와 같이, 외부조(2035)는, 황산 공급로(2050)(강산 공급로의 일례)를 유통하는 물에 의해 희석된 황산과, 질산 공급로(2047)를 유통하는 물에 의해 희석된 질산을 혼합하는 혼합부의 일례에 상당한다.
또한, 처리 유닛(2025)은, 처리조(2030)에 저류된 제거액을 처리조(2030)로부터 취출하여 처리조(2030)로 복귀시키는 순환부(2052)를 구비한다.
구체적으로는, 순환부(2052)는, 노즐(2054)과, 순환 유로(2055)와, 펌프(2056)와, 가열부(2057)와, 필터(2058)와, 질산 농도 검출부(2059)를 구비한다.
노즐(2054)은, 내부조(2034)의 내부에 있어서 기판 승강 기구(2032)(도 19 참조)에 의해 유지된 웨이퍼(W)보다 하방에 배치된다. 노즐(2054)은, 복수 장의 웨이퍼(W)의 배열 방향으로 연장되는 통 형상을 갖고 있다. 그리고, 그 둘레면에 형성된 복수의 토출구로부터, 기판 승강 기구(2032)에 유지된 웨이퍼(W)를 향해 제거액을 토출하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 노즐(2054)은, 외부조(2035)(혼합부의 일례)에 의해 생성되는 제거액을 웨이퍼(W)에 공급하는 제거액 공급 노즐의 일례에 상당한다.
순환 유로(2055)는, 양단부가 각각 외부조(2035)의 바닥부와 노즐(2054)에 접속된다. 펌프(2056), 가열부(2057) 및 필터(2058)는, 순환 유로(2055)에 대해 이 순서로 설치된다. 순환부(2052)는, 펌프(2056)를 구동시킴으로써 외부조(2035)로부터 내부조(2034)에 제거액을 순환시킨다. 그때, 제거액은, 가열부(2057)에 의해 미리 정해진 온도로 가열되고, 필터(2058)에 의해 불순물이 제거된다.
외부조(2035)에 있어서 생성된 제거액은, 순환 유로(2055)를 유통하고, 노즐(2054)로부터 내부조(2034)에 토출된다. 이에 의해, 내부조(2034)에 제거액이 저류된다. 또한, 내부조(2034)에 토출된 제거액은, 내부조(2034)로부터 외부조(2035)에 오버플로우하고, 외부조(2035)로부터 다시 순환 유로(2055)로 흐른다. 이에 의해, 제거액의 순환류(循環流)가 형성된다.
질산 농도 검출부(2059)는, 순환 유로(2055)에 설치되고, 순환 유로(2055)를 흐르는 제거액의 질산 농도를 검출하며, 검출 결과를 제어부(2007)에 출력한다.
또한, 처리 유닛(2025)은, 농도 조정액 공급부(2060)를 구비한다. 농도 조정액 공급부(2060)는, 제거액의 농도를 조정하는 농도 조정액으로서의 질산을 공급한다. 이러한 농도 조정액 공급부(2060)는, 질산 공급원(2061)과, 질산 공급로(2062)와, 밸브(2063)를 구비한다. 그리고, 밸브(2063)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 구동함으로써, 질산 공급원(2061)으로부터 질산 공급로(2062)를 통해 순환 유로(2055)에 질산이 공급된다. 이와 같이, 순환 유로(2055)에 대해 농도 조정액을 공급함으로써, 제거액의 농도를 보다 조기에 안정화시킬 수 있다.
또한, 처리 유닛(2025)은, 내부조(2034)로부터 제거액을 배출하는 제1 처리액 배출부(2064)와, 외부조(2035)로부터 제거액을 배출하는 제2 처리액 배출부(2065)를 구비한다.
제1 처리액 배출부(2064)는, 내부조(2034)의 바닥부와 외부의 배액관을 접속하는 배액 유로(2066)와, 배액 유로(2066)를 개폐하는 밸브(2067)를 구비한다. 제2 처리액 배출부(2065)는, 외부조(2035)의 바닥부와 외부의 배액관을 접속하는 배액 유로(2068)와, 배액 유로(2068)를 개폐하는 밸브(2069)를 구비한다.
처리 유닛(2025)이 구비하는 밸브(2045, 2048, 2051, 2063, 2067, 2069), 펌프(2056), 가열부(2057)는, 제어부(2007)에 의해 제어된다.
이와 같이, 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1H)는, 처리조(2030)에 저류된 제거액에 웨이퍼(W)를 침지시킴으로써 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)을 제거하는 것으로 하였다.
제4 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W)에 대해 제거액의 공급을 계속해서 계속한 경우(즉 제거액을 계속해서 치환한 경우)와 비교하여, 동일한 제거액을 웨이퍼(W)에 계속해서 접촉시키는 쪽이, 붕소 단막(112)의 제거 효율을 높일 수 있다. 따라서, 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1H)와 같이, 순환부(2052)를 이용하여 제거액을 순환시키면서, 처리조(2030)에 저류된 제거액에 웨이퍼(W)를 침지시킴으로써, 웨이퍼(W) 상의 제거액을 계속해서 치환하는 경우와 비교하여, 붕소 단막(112)의 제거 효율을 높일 수 있다. 또한, 제거액의 사용량을 삭감할 수 있다.
또한, 가열부(2057)를 이용하여 순환 유로(2055)를 흐르는 제거액을 가열함으로써, 웨이퍼(W)에 공급되는 제거액을 일정한 온도로 유지할 수 있다. 이에 의해, 제거액의 온도 저하에 따르는 제거 성능의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(1H)의 제어부(2007)는, 질산 농도 검출부(2059)에 의해 검출되는 제거액의 농도가 역치를 하회한 경우에, 농도 조정액 공급부(2060)의 밸브(2063)를 개방하여 순환 유로(2055)에 질산을 공급하는 것으로 하였다. 이에 의해, 제거액으로부터 질산이 휘발하는 것에 의한 질산 농도의 저하를 억제할 수 있다.
그런데, 순환 유로(2055)는, 예컨대 불소 수지 등의 내부식성이 높은 배관으로 형성되는데, 제거액으로부터 발생하는 질산 가스는, 이러한 배관을 투과하여 외부에 설치된 부재를 부식시킬 우려가 있다.
그래서, 기판 처리 장치(1H)에서는, 순환 유로(2055)를 이중 배관 구조로 하고, 배관 내를 퍼지함으로써, 순환 유로(2055)의 외부로의 질산 가스의 누설을 억제하는 것으로 하였다.
이 점에 대해 도 21을 참조하여 설명한다. 도 21은 순환 유로(2055)의 구성예를 도시한 도면이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 순환 유로(2055)는, 내측에 배치되는 내측 배관(2070)과, 내측 배관(2070)의 외측에 배치되는 외측 배관(2071)을 구비하는 이중 배관 구조를 갖는다. 내측 배관(2070) 및 외측 배관(2071)은, 예컨대 불소 수지 등의 내부식성이 높은 부재로 형성된다.
내측 배관(2070)은, 양단부에 있어서 외부조(2035)의 바닥부와 노즐(2054)에 각각 접속되어 제거액을 유통시킨다.
외측 배관(2071)에는, 퍼지부(2072)가 접속된다. 퍼지부(2072)는, 외측 배관(2071)의 상류측에 접속되는 상류측 배관(2073)과, 외측 배관(2071)의 하류측에 접속되는 하류측 배관(2074)을 구비하고, 상류측 배관(2073)에는, 상류측 배관(2073)에 대해 퍼지용 유체를 공급하는 유체 공급원(2075)과, 상류측 배관(2073)을 개폐하는 밸브(2076)가 설치되며, 하류측 배관(2074)에는 펌프(2077)가 설치된다. 퍼지용 유체는, 공기 등의 기체여도 좋고, 물 등의 액체여도 좋다.
이러한 퍼지부(2072)는, 유체 공급원(2075)으로부터 공급되는 퍼지용 유체를 상류측 배관(2073) 경유로 외측 배관(2071)에 공급한다. 또한, 퍼지부(2072)는, 외측 배관(2071)에 공급된 퍼지용 유체를 펌프(2077)에 의해 하류측 배관(2074) 경유로 외부의 배관으로 배출한다. 이에 의해, 내측 배관(2070)을 투과한 질산 가스는, 퍼지용 유체와 함께 외부의 배관으로 배출되게 된다. 따라서, 제거액으로부터 발생한 질산 가스의 순환 유로(2055) 밖으로의 누설을 억제할 수 있다.
다음으로, 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조(2031) 및 그 주변의 구성예에 대해 도 22를 참조하여 설명한다. 도 22는 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조(2031) 및 그 주변의 구성예를 도시한 도면이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(2025)이 구비하는 처리조(2031)는, 처리조(2030)와 마찬가지로, 내부조(2034)와 외부조(2035)를 구비하고, 내부조(2034)의 내부에는, 노즐(2054)이 설치된다. 또한, 처리조(2030)와 마찬가지로, 처리조(2031)에는, 제1 처리액 배출부(2064)와, 제2 처리액 배출부(2065)가 설치된다.
처리조(2031)에는, DIW 공급부(2200)와, NH4OH 공급부(2210)와, H2O2 공급부(2220)가 설치된다. DIW 공급부(2200)는, DIW 공급원(2201)과, DIW 공급원(2201)으로부터 공급되는 DIW를 유통시키는 DIW 공급로(2202)와, DIW 공급로(2202)를 개폐하는 밸브(2203)를 구비하고, DIW 공급원(2201)으로부터 공급되는 DIW를 DIW 공급로(2202)를 통해 노즐(2054)에 공급한다.
NH4OH 공급부(2210)는, NH4OH 공급원(2211)과, NH4OH 공급원(2211)으로부터 공급되는 NH4OH를 유통시키는 NH4OH 공급로(2212)와, NH4OH 공급로(2212)를 개폐하는 밸브(2213)를 구비하고, NH4OH 공급원(2211)으로부터 공급되는 NH4OH를 NH4OH 공급로(2212)를 통해 노즐(2054)에 공급한다.
H2O2 공급부(2220)는, H2O2 공급원(2221)과, H2O2 공급원(2221)으로부터 공급되는 H2O2를 유통시키는 H2O2 공급로(2222)와, H2O2 공급로(2222)를 개폐하는 밸브(2223)를 구비하고, H2O2 공급원(2221)으로부터 공급되는 H2O2를 H2O2 공급로(2222)를 통해 노즐(2054)에 공급한다.
린스액으로서의 DIW를 공급하는 경우에는, 밸브(2213, 2223)를 폐쇄한 상태에서, 밸브(2203)를 개방한다. 이에 의해, 노즐(2054)로부터 내부조(2034)에 DIW가 공급된다.
한편, 파티클 제거액으로서의 희암모니아수를 공급하는 경우에는, 밸브(2223)를 폐쇄한 상태에서, 밸브(2203, 2213)를 개방한다. 이에 의해, DIW 공급원(2201)으로부터 공급되는 DIW와 NH4OH 공급원(2211)으로부터 공급되는 NH4OH가 혼합되고, 노즐(2054)로부터 내부조(2034)에 희암모니아수가 공급된다. DIW 공급로(2202) 및 NH4OH 공급로(2212)에는, 도시하지 않은 유량 조정 기구가 설치되어 있고, 이러한 유량 조정 기구에 의해 DIW 및 NH4OH의 유량이 조정됨으로써, DIW와 NH4OH는 원하는 비율로 혼합된다.
또한, 파티클 제거액으로서의 SC1을 공급하는 경우에는, 밸브(2203, 2213, 2223)를 개방한다. 이에 의해, DIW 공급원(2201)으로부터 공급되는 DIW와, NH4OH 공급원(2211)으로부터 공급되는 NH4OH와, H2O2 공급원(2221)으로부터 공급되는 H2O2가 혼합되고, 노즐(2054)로부터 내부조(2034)에 SC1이 공급된다. DIW 공급로(2202), NH4OH 공급로(2212) 및 H2O2 공급로(2222)에는, 도시하지 않은 유량 조정 기구가 설치되어 있고, 이러한 유량 조정 기구에 의해 DIW, NH4OH 및 H2O2의 유량이 조정됨으로써, DIW와 NH4OH와 H2O2는 원하는 비율로 혼합된다.
밸브(2067, 2069, 2203, 2213, 2223) 및 도시하지 않은 유량 조정 기구는, 제어부(2007)에 의해 개폐 제어된다.
이러한 처리조(2031)에서는, 린스액으로서의 DIW 및 파티클 제거액으로서의 희암모니아수 또는 SC1을 순차 공급, 배액하여, 웨이퍼(W)에 대한 복수의 처리를 단일의 조(槽)에서 행하는, 이른바 POU(포인트·오브·유스) 방식의 처리가 행해진다. 이러한 점에 대해서는 후술한다.
다음으로, 기판 처리 장치(1H)의 구체적 동작의 일례에 대해 도 23을 참조하여 설명한다. 도 23은 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1H)가 실행하는 기판 처리의 순서의 일례를 도시한 흐름도이다. 도 23에 도시된 각 처리 순서는, 제어부(2007)의 제어에 따라 실행된다. 또한, 도 23에 도시된 처리는, 도 8에 도시된 단계 S101의 성막 처리 및 단계 S102의 에칭 처리를 행한 후에 실행된다.
도 23에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1H)에서는, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)에 대해 제거 처리가 행해진다(단계 S201).
제거 처리에 있어서, 처리 유닛(2025)은, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로부터 로트를 기판 승강 기구(2032)로 수취하고, 기판 승강 기구(2032)로 그 로트를 강하시킴으로써 로트를 처리조(2030)에 저류된 제거액에 침지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 붕소 단막(112)이 제거된다.
그 후, 처리 유닛(2025)은, 기판 승강 기구(2032)를 이용하여 처리조(2030)로부터 로트를 취출한 후, 취출한 로트를 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 건네준다.
계속해서, 기판 처리 장치(1H)에서는, 린스 처리가 행해진다(단계 S202). 린스 처리에 있어서, 처리 유닛(2025)은, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로부터 로트를 기판 승강 기구(2033)로 수취하고, 기판 승강 기구(2033)로 그 로트를 강하시킴으로써 로트를 처리조(2031)에 저류된 DIW에 침지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 제거액이 제거된다.
내부조(2034)로부터 외부조(2035)에 오버플로우한 DIW는, 제2 처리액 배출부(2065)로부터 외부의 배액관에 배출된다. 따라서, 복수의 웨이퍼(W)에는, 항상 신선한 DIW가 공급된다.
그 후, 처리 유닛(2025)은, DIW 공급부(2200)의 밸브(2203)를 폐쇄하고, 제1 처리액 배출부(2064)의 밸브(2067)를 미리 정해진 시간 개방하여, 처리조(2031)로부터 DIW를 배출한다.
계속해서, 기판 처리 장치(1H)에서는, 파티클 제거 처리가 행해진다(단계 S203). 파티클 제거 처리에 있어서, 처리 유닛(2025)은, 예컨대, DIW 공급부(2200)의 밸브(2203), NH4OH 공급부(2210)의 밸브(2213) 및 H2O2 공급부(2220)의 밸브(2223)를 개방하고, 처리조(2031)의 내부조(2034)에 SC1을 저류하여, 내부조(2034) 내에 배치된 로트를 SC1에 침지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 파티클이 제거된다. 내부조(2034)로부터 외부조(2035)에 오버플로우한 SC1은, 제2 처리액 배출부(2065)로부터 외부의 배액관에 배출된다. 따라서, 복수의 웨이퍼(W)에는, 항상 신선한 SC1이 공급된다.
한편, 처리 유닛(2025)은, 내부조(2034)에 대해 초음파 진동을 인가하는 초음파 진동부를 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 처리 유닛(2025)은, 파티클 제거 처리에 있어서, 초음파 진동부를 이용하여 내부조(2034)에 초음파 진동을 인가한다. 이에 의해, SC1이 갖는 화학적 작용(에칭 작용)에 더하여, 초음파 진동에 의한 물리력을 웨이퍼(W)에 부여할 수 있어, 파티클의 제거 효율을 높일 수 있다.
그 후, 처리 유닛(2025)은, 밸브(2203, 2213, 2223)를 폐쇄하고, 제1 처리액 배출부(2064)의 밸브(2067)를 미리 정해진 시간 개방하여, 처리조(2031)로부터 SC1를 배출한다.
한편, 파티클 제거 처리에서는, DIW 공급부(2200)의 밸브(2203) 및 NH4OH 공급부(2210)의 밸브(2213)를 개방함으로써, 희암모니아수를 내부조(2034)에 저류해도 좋다.
계속해서, 기판 처리 장치(1H)에서는, 린스 처리가 행해진다(단계 S204). 린스 처리에 있어서, 처리 유닛(2025)은, DIW 공급부(2200)의 밸브(2203)를 개방하고, 처리조(2031)의 내부조(2034)에 DIW를 저류하여, 내부조(2034) 내에 배치된 로트를 DIW에 침지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 SC1이 제거된다.
그 후, 처리 유닛(2025)은, 기판 승강 기구(2033)로부터 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 로트를 건네준다.
계속해서, 기판 처리 장치(1H)에서는, 건조 처리가 행해진다(단계 S205). 건조 처리에 있어서, 처리 유닛(2023)은, 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)로부터 로트를 기판 승강 기구(2028)로 수취하고, 기판 승강 기구(2028)로 그 로트를 강하시킴으로써 로트를 처리조(2027)에 저류된 IPA에 침지시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 DIW가 제거된다. 그 후, 처리 유닛(2023)은, 기판 승강 기구(2028)를 이용하여 로트를 상승시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 잔존하는 IPA가 휘발되어, 웨이퍼(W)가 건조한다.
그 후, 처리 유닛(2023)은, 기판 승강 기구(2028)로부터 로트 반송 기구(2019)의 기판 유지체(2022)에 로트를 건네주고, 로트 반송 기구(2019)는, 로트를 로트 배치부(2004)에 배치한다. 그 후, 로트 형성부(2003)는, 로트 배치부(2004)에 배치된 로트를 기판 반송 기구(2015)에 의해 캐리어 배치대(2014)에 배치된 캐리어(2009)에 반송한다. 그리고, 캐리어 반입 반출부(2002)는, 캐리어 배치대(2014)에 배치된 캐리어(2009)를 캐리어 반송 기구(2011)를 이용하여 캐리어 스테이지(2010)에 반송한다. 이에 의해, 기판 처리 장치(1H)에 있어서 실행되는 일련의 기판 처리가 종료된다. 한편, 캐리어 스테이지(2010)에 반송된 캐리어(2009)는, 외부로 반출된다.
다음으로, 전술한 기판 처리 장치(1H)의 변형예에 대해 도 24를 참조하여 설명한다. 도 24는 제9 실시형태에 있어서의 변형예에 따른 기판 처리 장치의 구성의 일례를 도시한 도면이다. 또한, 도 25는 변형예에 따른 처리 유닛(2091)에 있어서 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조 및 그 주변의 구성예를 도시한 도면이다. 한편, 도 24에는, 주로 로트 처리부의 구성을 일부 생략하여 도시하고 있다. 로트 처리부 이외의 구성에 대해서는, 기판 처리 장치(1H)와 동일하다.
도 24에 도시된 바와 같이, 변형예에 따른 기판 처리 장치(1H-1)는, 로트 처리부(2006-1)를 구비한다.
로트 처리부(2006-1)에는, 제거 처리 및 그 후의 린스 처리를 행하는 처리 유닛(2090)과, 파티클 제거 처리 및 그 후의 린스 처리를 행하는 처리 유닛(2091)을 구비한다.
처리 유닛(2090)은, 제거 처리가 행해지는 처리조(2030)와, 린스 처리가 행해지는 처리조(2092)를 갖는다. 처리조(2092)는, 처리조(2030, 2031)와 마찬가지로, 내부조(2034) 및 외부조(2035)를 구비한다. 처리조(2092)의 주변 구성은, 도 22에 도시된 구성으로부터, NH4OH 공급부(2210) 및 H2O2 공급부(2220)를 제거한 구성과 동일하다. 처리조(2092)에는, 기판 승강 기구(2093)가 승강 가능하게 설치되어 있다.
처리 유닛(2091)은, 파티클 제거 처리가 행해지는 처리조(2094)와, 린스 처리가 행해지는 처리조(2095)를 갖는다.
도 25에 도시된 바와 같이, 처리조(2094)는, 내부조(2034) 및 외부조(2035)를 구비하고, 내부조(2034)에는, 노즐(2054) 및 제1 처리액 배출부(2064)가 설치되며, 외부조(2035)에는, 제2 처리액 배출부(2065)가 설치된다.
처리 유닛(2091)은, DIW 공급부(2200), NH4OH 공급부(2210) 및 H2O2 공급부(2220)를 구비한다. DIW 공급부(2200), NH4OH 공급부(2210) 및 H2O2 공급부(2220)는, 각각 DIW, NH4OH 및 H2O2를 외부조(2035)에 공급한다. 외부조(2035)에 DIW와 NH4OH를 공급함으로써, 외부조(2035) 내에 있어서 DIW와 NH4OH가 혼합되어 희암모니아수가 생성된다. 또한, 외부조(2035)에 DIW와 NH4OH와 H2O2를 공급함으로써, 외부조(2035) 내에 있어서 DIW와 NH4OH와 H2O2가 혼합되어 SC1이 생성된다.
또한, 처리 유닛(2091)은, 순환부(2052)를 구비한다. 순환부(2052)의 순환 유로(2055)에는, 펌프(2056), 가열부(2057) 및 필터(2058)가 설치된다. 순환부(2052)는, 펌프(2056)를 구동시킴으로써 외부조(2035)로부터 처리조(2094)에 SC1 또는 희암모니아수를 순환시킨다. 그때, SC1 또는 희암모니아수는, 가열부(2057)에 의해 미리 정해진 온도로 가열되고, 필터(2058)에 의해 불순물이 제거된다.
처리조(2095) 및 그 주변 구성은, 전술한 처리조(2092) 및 그 주변 구성과 동일하다. 처리조(2094, 2095)에는, 기판 승강 기구(2096, 2097)가 승강 가능하게 설치된다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 장치(1H-1)에서는, 전술한 제거 처리(단계 S201), 린스 처리(단계 S202), 파티클 제거 처리(단계 S203), 린스 처리(단계 S204)가, 각각 처리조(2030, 2092, 2094, 2095)에 있어서 행해진다. 이에 의해, 기판 처리 장치(1)와 같이 DIW를 배출하고 SC1 또는 희암모니아수를 저류하는 처리나 SC1 또는 희암모니아수를 배출하고 DIW를 저류하는 처리가 불필요해지기 때문에, 이들 처리에 요하는 시간을 삭감할 수 있다.
또한, 변형예에 따른 기판 처리 장치(1H-1)에서는, 파티클 제거 처리(단계 S203)에 있어서 사용하는 SC1 또는 희암모니아수를 순환시켜 재이용하는 것으로 했기 때문에, SC1 또는 희암모니아수의 사용량을 억제할 수 있다.
다음으로, 로트 처리부(2006)에 있어서의 배기 경로의 구성에 대해 도 26 및 도 27을 참조하여 설명한다. 도 26 및 도 27은 로트 처리부(2006)의 배기 경로의 구성예를 도시한 도면이다. 한편, 여기서는, 로트 처리부(2006)의 배기 경로의 구성예에 대해 설명하지만, 변형예에 따른 로트 처리부(2006-1)에 대해서도 마찬가지이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(2025)은, 챔버(2110)를 구비한다. 챔버(2110)는, 기판 승강 기구(2032)를 수용하는 제1 수용 부분(2111)과, 처리조(2030)를 수용하는 제2 수용 부분(2112)을 구비한다. 제1 수용 부분(2111)과 제2 수용 부분(2112)은, 개구부(2113)를 통해 연통된다.
제1 수용 부분(2111)의 천장부에는, FFU(2114)이 설치된다. FFU(2114)는, 챔버(2110) 내에 다운플로우를 형성한다.
제2 수용 부분(2112)에는, 개구부(2113)와 처리조(2030) 사이에 개폐부(2115)가 설치된다. 개폐부(2115)는, 챔버(2110) 내에 있어서 처리조(2030)보다 상방에 배치되고, 챔버(2110) 내를 상하로 구획하는 개폐 가능한 덮개(2116)와, 덮개(2116)를 구동하는 구동부(2117)를 구비한다. 구동부(2117)에 의해 덮개(2116)가 폐쇄됨으로써, 제2 수용 부분(2112)에는, 덮개(2116)보다 하방에 있어서 처리조(2030)를 대략 밀폐하는 공간이 형성된다.
처리 유닛(2025)은, 챔버(2110) 내의 공간 중 덮개(2116)보다 하방의 공간을 배기하는 배기관(2101)(제1 배기관의 일례)과, 챔버(2110) 내의 공간 중 덮개(2116)보다 상방의 공간을 배기하는 배기관(2102)(제2 배기관의 일례)을 구비한다. 배기관(2101)은, 일단부가, 덮개(2116)보다 하방에 있어서 제2 수용 부분(2112)에 접속되고, 타단부가, 도 27에 도시된 집합 배관(2103)에 접속된다. 또한, 배기관(2102)은, 일단부가, 덮개(2116)보다 상방에 있어서 제2 수용 부분에 접속되고, 타단부가, 배기관(2101)에 접속된다.
이와 같이, 처리 유닛(2025)에는, 제2 수용 부분(2112) 내의 공간 중, 덮개(2116)보다 하방의 공간, 즉, 제거액이 저류되는 처리조(2030)가 배치되는 공간을 배기하기 위한 배기관(2101)에 더하여, 덮개(2116)보다 상방의 공간을 배기하기 위한 배기관(2102)을 구비한다. 이에 의해, 만일, 제거액으로부터 발생하는 NOx가 덮개(2116)보다 상방의 공간으로 누설된 경우라도, 이러한 NOx를 배기관(2102)으로 배기할 수 있다. 따라서, 배기관(2102)을 구비하지 않는 경우와 비교하여, 제거액으로부터 발생하는 NOx를 보다 확실하게 집합 배관(2103)에 모을 수 있다. 한편, NOx(질소 산화물)는, 질소의 산화물의 총칭이며, 예컨대 일산화질소, 이산화질소, 아산화질소, 삼산화이질소 등이다.
배기관(2102)은, 덮개(2116) 근방에 배치되는 것이 바람직하다. 덮개(2116) 근방에 배기관(2102)을 배치함으로써, 덮개(2116)로부터 누설된 NOx를 효율적으로 배기할 수 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 로트 처리부(2006)는, 2개의 처리 유닛(2025)의 각 처리조(2030, 2031)에 대응하는 복수(여기서는, 4개)의 배기관(2101)을 구비한다. 한편, 처리조(2031)에는 제거액이 저류되지 않기 때문에, 처리조(2031)에 대응하는 배기관(2101)에는, 반드시 배기관(2102)이 설치되는 것을 요하지 않는다.
각 배기관(2101)은, 집합 배관(2103)에 접속된다. 집합 배관(2103)에는, 집합 배관(2103)을 흐르는 배기 가스로부터 NOx를 제거하기 위한 스크러버 장치(2104)가 설치된다. 여기서, 스크러버 장치(2104)의 구성예에 대해 도 28을 참조하여 설명한다. 도 28은 스크러버 장치(2104)의 구성예를 도시한 도면이다.
도 28에 도시된 바와 같이, 스크러버 장치(2104)는, 케이스(2121)를 구비한다. 케이스(2121)의 상부에는 유로(2122)가 형성되고, 하부에는 액체의 저류부(2123)가 형성된다.
유로(2122)에는, 분무 노즐(2124)과 데미스터(2125)가 설치된다. 분무 노즐(2124)은, DIW 공급로(2126)에 접속된다. DIW 공급로(2126)에는, DIW 공급원(2127)과, DIW 공급로(2126)를 개폐하는 밸브(2128)가 설치된다.
DIW 공급원(2127)으로부터 공급되는 DIW는, DIW 공급로(2126)를 통해 분무 노즐(2124)로부터 유로(2122)에 분무된다. 데미스터(2125)는, 분무 노즐(2124)의 하방에 설치되고, 배기 가스로부터 미스트를 제거한다. 배기 가스로부터 제거된 미스트는, 하방으로 낙하하여 저류부(2123)에 저류된다. 저류부(2123)에는, 드레인관(2129)이 접속되고, 저류부(2123)에 저류된 액체는, 드레인관(2129)으로부터 외부로 배출된다.
스크러버 장치(2104)는 상기한 바와 같이 구성되어 있고, 상류측의 집합 배관(2103)으로부터 유로(2122)로 유입된 배기 가스는, 분무 노즐(2124)로부터 분무되는 DIW와 접촉함으로써 NOx가 제거되며, 데미스터(2125)를 통과함으로써 수분이 제거된다. 그리고, NOx 및 수분이 제거된 배기 가스가 유로(2122)로부터 하류측의 집합 배관(2103)으로 유출된다.
이와 같이, 집합 배관(2103)에 스크러버 장치(2104)를 설치함으로써, 집합 배관(2103)을 유통하는 배기 가스로부터 NOx를 제거할 수 있다.
다음으로, 만일 NOx가 기판 처리 장치(1H)의 외부로 유출된 경우의 대응에 대해 도 29 및 도 30을 참조하여 설명한다. 도 29는 기판 처리 장치(1H)의 외관 구성예를 도시한 도면이다. 또한, 도 30은 이상 대응 처리의 처리 순서의 일례를 도시한 흐름도이다. 한편, 여기서는, 기판 처리 장치(1H)를 예로 들어 설명하지만, 변형예에 따른 기판 처리 장치(1H-1)에 대해서도 마찬가지이다.
도 29에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1H)는, 전술한 캐리어 반입 반출부(2002)의 캐리어 반송 기구(2011)나 로트 형성부(2003)의 기판 반송 기구(2015), 로트 처리부(2006)의 처리 유닛(2025) 등을 수용하는 케이스(2130)를 구비한다. 케이스(2130)의 외측면에는, 복수(여기서는, 2개)의 NOx 검출부(2131)와, 표시등(2132)이 설치된다. NOx 검출부(2131)는, 케이스(2130)의 외부에 있어서의 NOx 농도를 검출하고, 검출 결과를 제어부(2007)에 출력한다. 표시등(2132)은, 예컨대 LED(Light Emitting Diode) 램프이다.
도 30에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1H)의 제어부(2007)는, NOx 검출부(2131)에 의해 검출된 NOx 농도가 역치를 초과했는지의 여부를 판정한다(단계 S301). NOx 검출부(2131)에 의해 검출된 NOx 농도가 역치를 초과하고 있지 않은 경우(단계 S301, No), 제어부(2007)는, NOx 농도가 역치를 초과할 때까지, 단계 S301의 처리를 반복한다.
한편, 단계 S301에 있어서, NOx 검출부(2131)에 의해 검출된 NOx 농도가 역치를 초과했다고 판정한 경우(단계 S301, Yes), 제어부(2007)는, 통지 처리를 행한다(단계 S302). 통지 처리에 있어서, 제어부(2007)는, 예컨대 표시등(2132)을 점등시킨다. 혹은, 제어부(2007)는, 기판 처리 장치(1H)가 구비하는 도시하지 않은 스피커로부터 경고음을 출력해도 좋다. 이에 의해, 작업자들에게 NOx의 누설을 통지할 수 있다.
계속해서, 제어부(2007)는, 배액 처리를 행한다(단계 S303). 배액 처리에 있어서, 제어부(2007)는, 제1 처리액 배출부(2064)의 밸브(2067)를 미리 정해진 시간 개방함으로써, 처리조(2030)에 저류된 제거액을 배출한다. 또한, 제어부(2007)는, DIW 공급 처리를 행한다(단계 S304). DIW 공급 처리에 있어서, 제어부(2007)는, 질산 공급부(2041)의 밸브(2048) 및 황산 공급부(2042)의 밸브(2051)를 폐쇄하고, DIW 공급부(2040)의 밸브(2045)를 미리 정해진 시간 개방함으로써, 처리조(2030)에 DIW를 저류한다. 이와 같이, 처리조(2030)로부터 제거액을 배출하고 DIW로 치환함으로써, NOx의 한층 더한 발생을 억제할 수 있다.
전술해 온 바와 같이, 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1H, 1H-1)의 처리 유닛(2025, 2090)은, 제거액을 저류하는 처리조(2030)와, 처리조(2030)의 상방에 배치되고, 웨이퍼(W)를 유지하여 승강시키는 기판 승강 기구(2032)를 구비한다. 그리고, 기판 처리 장치(1H, 1H-1)의 제어부(2007)는, 처리조(2030)에 제거액을 저류한 후, 기판 승강 기구(2032)를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리조(2030)에 저류된 제거액에 침지시키는 것으로 하였다.
따라서, 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1H, 1H-1)에 의하면, 제거액을 계속해서 치환하는 경우와 비교하여, 붕소 단막(112)의 제거 효율을 높일 수 있다. 또한, 제거액의 사용량을 삭감할 수 있다.
한층 더한 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 양태는, 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 첨부의 특허청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위에서 일탈하지 않고, 여러 가지 변경이 가능하다.
W: 웨이퍼 1: 기판 처리 장치
30: 기판 유지 기구 40: 처리 유체 공급부
41: 제거액 공급 노즐 42: DIW 공급 노즐
43: 황산 공급 노즐 44: 질산 공급 노즐
70: 처리 유체 공급원 100: 기판 처리 시스템
111: 실리콘 산화막 112: 붕소 단막
113: 오목부 201: 성막 처리 유닛
301: 에칭 처리 유닛 711: 제거액 공급원
712: DIW 공급원 713: 황산 공급원
714: 질산 공급원 721: 제거액 공급로
722: DIW 공급로 723: 황산 공급로
724: 질산 공급로 731: 온도 조정부
741∼744: 밸브 750: 혼합부
760: 제거액 공급로

Claims (24)

  1. 실리콘계 막을 포함하는 막 상에 붕소 단막(單膜)이 성막된 기판에,
    질산, 상기 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 상기 기판으로부터 상기 붕소 단막을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 붕소 단막을 제거하는 것은,
    상기 기판 상에 상기 제거액을 공급하기에 앞서, 상기 물에 의해 희석된 강산과, 상기 물에 의해 희석된 질산을 서로 상기 기판에 공급하기 위한 유속을 갖는 상태에서 혼합함으로써 상기 제거액을 생성하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 붕소 단막을 제거하는 것은,
    상기 물에 의해 희석된 강산과 상기 물에 의해 희석된 질산을 상기 기판 상에서 혼합함으로써 상기 제거액을 생성하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 단막을 제거하는 것은,
    상기 기판 상에 상기 제거액의 액막을 형성하고,
    상기 액막을 형성한 후, 상기 기판 상에 상기 제거액의 액막이 형성된 상태를 미리 정해진 시간 유지하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기판 상에 상기 제거액의 액막이 형성된 상태를 미리 정해진 시간 유지하는 것은,
    상기 액막을 형성한 후, 상기 제거액을 상기 기판 상에 미리 정해진 시간 체류시키는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 단막을 제거하는 것은,
    상기 기판 상에 상기 제거액의 액막을 형성하고,
    상기 액막을 형성한 후, 상기 기판과 대향하는 측에 평면을 갖는 덮개를 상기 액막에 접촉시킨 상태에서, 상기 제거액을 가열하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 붕소 단막을 제거하는 것은,
    하방을 향해 점차 직경이 축소되는 내주면을 갖고, 상기 내주면에 있어서 상기 기판의 베벨부와 접촉하는 접시형의 배치부에 상기 제거액을 모으며,
    상기 기판을 상기 배치부에 배치함으로써 상기 배치부에 모아진 상기 제거액에 상기 기판을 접촉시킨 상태에서, 상기 제거액을 가열하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 붕소 단막을 제거하는 것은,
    상기 제거액을 처리조에 저류하고,
    상기 처리조에 저류된 상기 제거액에 상기 기판을 침지시키는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘계 막을 포함하는 막을 갖는 기판에 상기 붕소 단막을 성막하고,
    상기 성막 후의 기판의 이면 및 베벨부에 상기 제거액을 접촉시킴으로써, 상기 기판의 이면 및 베벨부로부터 상기 붕소 단막을 제거하며,
    상기 제거 후의 기판의 표면을 에칭하고,
    상기 붕소 단막을 제거하는 것은, 상기 에칭 후의 기판에 대해 행해지는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제거액에 있어서의 상기 강산은 황산이고, 상기 황산의 농도는, 64 wt% 이하이며, 상기 제거액에 있어서의 상기 질산의 농도는, 3 wt% 이상 69 wt% 이하인 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제거액에 있어서의 상기 강산은 황산이고, 상기 황산의 농도는, 50 wt% 이하이며, 상기 제거액에 있어서의 상기 질산의 농도는, 3 wt% 이상 69 wt% 이하인 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 실리콘 산화막을 포함하는 막 상에 붕소 단막이 성막된 기판을 유지하고,
    유지된 상기 기판에, 질산, 상기 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 상기 기판으로부터 상기 붕소 단막을 제거하는 처리 유닛
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    물에 의해 희석된 강산을 공급하는 강산 공급원으로부터 공급되는 상기 물에 의해 희석된 강산이 유통되는 강산 공급로와, 물에 의해 희석된 질산을 공급하는 질산 공급원으로부터 공급되는 상기 물에 의해 희석된 질산이 유통되는 질산 공급로에 접속되고, 상기 강산 공급로를 유통하는 상기 물에 의해 희석된 강산과, 상기 질산 공급로를 유통하는 상기 물에 의해 희석된 질산을 혼합하는 혼합부와,
    상기 혼합부에 의해 생성되는 상기 제거액을 상기 기판에 공급하는 제거액 공급 노즐
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    물에 의해 희석된 강산을 공급하는 강산 공급원으로부터 공급되는 상기 물에 의해 희석된 강산이 유통되는 강산 공급로에 접속되는 강산 공급 노즐과,
    물에 의해 희석된 질산을 공급하는 질산 공급원으로부터 공급되는 상기 물에 의해 희석된 질산이 유통되는 질산 공급로에 접속되는 질산 공급 노즐을 더 구비하고,
    상기 강산 공급 노즐은, 상기 강산 공급로를 유통하는 상기 물에 의해 희석된 강산을 상기 기판에 공급하고,
    상기 질산 공급 노즐은, 상기 질산 공급로를 유통하는 상기 물에 의해 희석된 질산을 상기 기판에 공급하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    상기 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부에 유지된 상기 기판과 대향하는 측에 평면을 갖는 덮개와,
    상기 덮개 또는 상기 유지부에 내장된 가열부와,
    상기 덮개를 승강시키는 승강부
    를 구비하고,
    상기 기판 상에 상기 제거액의 액막을 형성한 후, 상기 승강부를 이용하여 상기 덮개를 강하시킴으로써 상기 덮개를 상기 액막에 접촉시킨 상태에서, 상기 가열부를 이용하여 상기 제거액을 가열하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    하방을 향해 점차 직경이 축소되는 내주면을 갖고, 상기 내주면에 있어서 상기 기판의 베벨부와 접촉하는 접시형의 배치부와,
    상기 기판을 상기 붕소 단막의 성막면을 하방으로 향하게 한 상태에서 상방으로부터 유지하는 유지부와,
    상기 배치부 또는 상기 유지부에 내장된 가열부와,
    상기 유지부를 승강시키는 승강부
    를 구비하고,
    상기 배치부에 상기 제거액을 모은 후, 상기 승강부를 이용하여 상기 유지부를 강하시킴으로써 상기 유지부에 유지된 상기 기판을 상기 배치부에 배치하여 상기 배치부에 모아진 상기 제거액에 상기 기판을 접촉시킨 상태에서, 상기 가열부를 이용하여 상기 제거액을 가열하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    상기 제거액을 저류하는 처리조와,
    상기 처리조의 상방에 배치되고, 상기 기판을 유지하여 승강시키는 기판 승강 기구
    를 구비하며,
    상기 처리조에 상기 제거액을 저류한 후, 상기 기판 승강 기구를 이용하여 상기 기판을 상기 처리조에 저류된 상기 제거액에 침지시키는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    상기 처리조에 저류된 상기 제거액을 취출하여 상기 처리조로 복귀시키는 순환부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
    상기 처리조 및 상기 기판 승강 기구를 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서 상기 처리조보다 상방에 배치되고, 상기 챔버 내를 상하로 구획하는 개폐 가능한 덮개와,
    상기 챔버 내의 공간 중 상기 덮개보다 하방의 공간을 배기하는 제1 배기관과,
    상기 챔버 내의 공간 중 상기 덮개보다 상방의 공간을 배기하는 제2 배기관
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 처리 유닛을 수용하는 케이스와,
    상기 케이스의 외측면에 설치되고, 상기 케이스의 외부에 있어서의 NOx 농도를 검출하는 NOx 검출부
    를 구비하며,
    상기 NOx 검출부에 의해 검출된 NOx 농도가 역치를 초과한 경우에, 상기 처리조에 저류된 상기 제거액을 배출하는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  21. 실리콘계 막을 포함하는 막을 갖는 기판에 붕소 단막을 성막하는 성막 장치와,
    상기 성막 장치에 의해 상기 붕소 단막이 성막된 기판을 에칭하는 에칭 장치와,
    상기 에칭 장치에 의해 에칭된 기판으로부터 상기 붕소 단막을 제거하는 기판 처리 장치
    를 구비하고,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 기판을 유지하며,
    상기 유지된 기판에, 질산, 상기 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 상기 기판으로부터 상기 붕소 단막을 제거하는 처리 유닛
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  22. 실리콘 산화막을 포함하는 막을 갖는 기판에 붕소 단막을 성막하는 성막 장치와, 상기 성막 장치에 의해 상기 붕소 단막이 성막된 기판을 에칭하는 에칭 장치와, 상기 에칭 장치에 의해 에칭된 기판으로부터 상기 붕소 단막을 제거하는 기판 처리 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 제어 장치로서,
    상기 기판 처리 장치에, 상기 기판을 유지시키고, 상기 유지된 기판에, 질산, 상기 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 상기 기판으로부터 상기 붕소 단막을 제거하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  23. 실리콘계 막을 포함하는 막 상에 붕소 단막이 성막된 기판에, 질산, 상기 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써, 상기 붕소 단막이 제거된 기판을 제조하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 제조 방법.
  24. 실리콘계 막을 포함하는 막 상에 붕소 단막이 성막된 기판에, 질산, 상기 질산보다 강한 강산 및 물을 혼합한 제거액을 접촉시킴으로써 제조된, 상기 붕소 단막이 제거된 반도체 기판.
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