KR-102960926-B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Abstract

보다 단시간에 기판의 전면을 적절하게 소수화시킬 수 있는 기술을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판 유지부(2)와 적어도 하나의 중앙 노즐(3)과 제1 소수관(31h)과 제1 소수 조정 밸브(32h)와 적어도 하나의 주연 노즐(4)과 제2 소수관(41h)과 제2 소수 조정 밸브(42h)와 제어부(9)를 구비한다. 중앙 노즐(3)은 기판(W)의 주면의 중앙부를 향해 유체를 토출한다. 제1 소수 조정 밸브(32h)는, 제1 소수관(31h)을 흐르는 소수화액의 제1 유량(Fh1)을 조정한다. 주연 노즐(4)은 기판(W)의 주면의 주연부를 향해 유체를 토출한다. 제2 소수 조정 밸브(42h)는, 제2 소수관(41h)을 흐르는 소수화액의 제2 유량(Fh2)을 조정한다. 제어부(9)는 제2 유량(Fh2)에 대한 제1 유량(Fh1)의 소수 유량비를 조정한다. 제어부(9)는 제1 기간에 있어서의 소수 유량비를 제1 기간 뒤의 제2 기간의 소수 유량비보다 높게 한다.

Inventors

• 가토 마사히코
• 히가시 가쓰에이
• 오스카 스토무

Assignees

• 가부시키가이샤 스크린 홀딩스

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20231106

Priority Date

20221130

Claims (13)

1. 기판을 유지하면서 회전시키는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 주면(主面)의 중앙부를 향해 유체를 토출하는 적어도 하나의 중앙 노즐과, 상기 유체로서의 소수화액을 상기 중앙 노즐에 공급하기 위한 제1 소수관과, 상기 제1 소수관을 흐르는 소수화액의 제1 소수 유량을 조정하는 제1 소수 조정 밸브와, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 상기 주면의 주연부를 향해 유체를 토출하는 적어도 하나의 주연 노즐과, 상기 유체로서의 소수화액을 상기 주연 노즐에 공급하기 위한 제2 소수관과, 상기 제2 소수관을 흐르는 소수화액의 제2 소수 유량을 조정하는 제2 소수 조정 밸브와, 상기 제1 소수 조정 밸브 및 상기 제2 소수 조정 밸브를 제어하여, 상기 제2 소수 유량에 대한 상기 제1 소수 유량의 소수 유량비를 조정하는 제어부 를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 기판의 상기 주면에 소수화액을 공급하는 소수 처리 기간 중 제1 기간에 있어서의 상기 소수 유량비를, 상기 소수 처리 기간 중 상기 제1 기간 뒤의 제2 기간에 있어서의 상기 소수 유량비보다 높게 하는, 기판 처리 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 소수 조정 밸브 및 상기 제2 소수 조정 밸브를 제어하여, 상기 제1 기간에 있어서의 상기 제1 소수 유량을, 상기 제1 기간에 있어서의 상기 제2 소수 유량보다 크게 하고, 상기 제2 기간에 있어서의 상기 제1 소수 유량을, 상기 제2 기간에 있어서의 상기 제2 소수 유량보다 작게 하는, 기판 처리 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 소수 조정 밸브 및 상기 제2 소수 조정 밸브를 제어하여, 상기 제1 기간에 있어서의 상기 제1 소수 유량을, 상기 제2 기간에 있어서의 상기 제1 소수 유량보다 크게 하고, 상기 제1 기간에 있어서의 상기 제2 소수 유량을, 상기 제2 기간에 있어서의 상기 제2 소수 유량보다 작게 하는, 기판 처리 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 소수 조정 밸브 및 상기 제2 소수 조정 밸브를 제어하여, 상기 제1 기간에 있어서의 상기 제1 소수 유량 및 상기 제2 소수 유량의 합을, 상기 제2 기간에 있어서의 상기 제1 소수 유량 및 상기 제2 소수 유량의 합과 같게 하는, 기판 처리 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제2 기간은 상기 제1 기간보다 긴, 기판 처리 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제2 기간에 있어서의 상기 기판의 회전 속도는, 상기 제1 기간에 있어서의 상기 기판의 회전 속도보다 낮은, 기판 처리 장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 주연 노즐은 고정 노즐이며, 평면에서 봤을 때, 상기 기판의 회전 방향을 따르는 방향으로 상기 소수화액을 토출하는, 기판 처리 장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 주연 노즐을, 상기 기판의 상기 주면의 상기 주연부와 대향하는 주연 처리 위치와, 상기 기판보다 경방향(徑方向) 외측의 주연 대기 위치 사이에서 이동시키는 노즐 이동 기구를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 중앙 노즐에 접속되며, 상기 적어도 하나의 중앙 노즐에 상기 유체로서의 유기 용제를 공급하기 위한 제1 용제관과, 상기 제1 용제관에 개재되어 있으며, 상기 제1 용제관을 흐르는 유기 용제의 제1 용제 유량을 조정하는 제1 용제 조정 밸브와, 상기 적어도 하나의 주연 노즐에 접속되며, 상기 적어도 하나의 주연 노즐에 상기 유체로서의 유기 용제를 공급하기 위한 제2 용제관과, 상기 제2 용제관에 개재되어 있으며, 상기 제2 용제관을 흐르는 유기 용제의 제2 용제 유량을 조정하는 제2 용제 조정 밸브 를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제1 용제 조정 밸브 및 상기 제2 용제 조정 밸브를 제어하여, 상기 제2 용제 유량에 대한 상기 제1 용제 유량의 용제 유량비를 조정하고, 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 용제 처리 기간 중 제1 용제 기간에 있어서의 상기 용제 유량비를, 상기 용제 처리 기간 중 상기 제1 용제 기간보다 뒤인 제2 용제 기간에 있어서의 상기 용제 유량비보다 높게 하는, 기판 처리 장치.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 소수 유량과 상기 제2 소수 유량의 합은, 상기 제1 용제 유량과 상기 제2 용제 유량의 합보다 작은, 기판 처리 장치.
11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 중앙 노즐에 접속되며, 상기 적어도 하나의 중앙 노즐에 상기 유체로서의 불활성 가스를 공급하기 위한 제1 가스관과, 상기 제1 가스관에 개재되어 있으며, 상기 제1 가스관을 흐르는 불활성 가스의 제1 가스 유량을 조정하는 제1 가스 조정 밸브와, 상기 적어도 하나의 주연 노즐에 접속되며, 상기 적어도 하나의 주연 노즐에 상기 유체로서의 불활성 가스를 공급하기 위한 제2 가스관과, 상기 제2 가스관에 개재되어 있으며, 상기 제2 가스관을 흐르는 불활성 가스의 제2 가스 유량을 조정하는 제2 가스 조정 밸브 를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판에 불활성 가스를 공급하는 가스 처리 기간에 있어서, 상기 제1 가스 조정 밸브 및 상기 제2 가스 조정 밸브의 개도(開度)를 일정하게 제어하는, 기판 처리 장치.
13. (a) 기판을 유지하는 공정과, (b) 상기 기판을 회전시키면서, 중앙 노즐이 상기 기판의 주면의 중앙부를 향해 소수화액을 토출하고, 주연 노즐이 상기 기판의 상기 주면의 주연부를 향해 상기 소수화액을 토출하는 공정 을 구비하며, 상기 공정 (b)에 있어서, 상기 기판의 상기 주면의 상기 주연부에 착액하는 상기 소수화액의 제2 소수 유량에 대한, 상기 기판의 상기 주면의 상기 중앙부에 착액하는 상기 소수화액의 제1 소수 유량의 소수 유량비를, 제1 기간보다, 상기 제1 기간 뒤의 제2 기간에 있어서 작게 하는, 기판 처리 방법.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 본 개시는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 종래부터, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치가 제안되고 있다. 당해 기판 처리 장치는, 기판에 처리액을 이용한 액처리를 행한 후에, 휘발성이 높은 린스액을 기판에 공급하고, 그 후, 당해 린스액을 증발시켜 기판을 건조시키는 건조 처리를 행한다. 당해 건조 처리에서는, 린스액의 표면 장력에 기인하여 기판의 패턴이 도괴할 가능성이 있다. 이 기판의 패턴의 도괴의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 장치도 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1, 2). 특허문헌 1, 2에서는, 기판 처리 장치는 소수화액을 기판의 표면에 공급하여 기판의 표면을 소수화시킨 후에, 휘발성이 높은 린스액을 기판의 표면에 공급한다. 그리고, 기판 처리 장치는 린스액을 증발시켜 기판을 건조시킨다. 이에 의하면, 기판의 표면이 소수화되므로, 패턴 간에 있어서 린스액의 액면의 접촉각이 커지고, 표면 장력에 기인한 패턴에 대한 도괴 응력을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 패턴의 도괴의 발생을 억제하면서, 기판을 건조시킬 수 있다. 도 1은, 기판 처리 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 2는, 제1 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 도 3은, 처리 유닛의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 4는, 소수화 처리 중의 처리 유닛의 모습의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5는, 제1 소수 유량 및 제2 소수 유량의 시간 변화의 제1 예를 나타내는 그래프이다. 도 6은, 제1 소수 유량 및 제2 소수 유량의 시간 변화의 제2 예를 나타내는 그래프이다. 도 7은, 제1 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 8은, 제2 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9는, 프리 용제 처리 또는 포스트 용제 처리 중의 처리 유닛의 모습의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10은, 제1 용제 유량 및 제2 용제 유량의 시간 변화의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11은, 제2 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 12는, 제3 실시 형태에 따른 처리 유닛의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 13은, 소수화 처리 중의 처리 유닛의 모습의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하, 도면을 참조하면서 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한 도면에 있어서는, 이해 용이의 목적으로, 필요에 따라 각 부의 치수나 수를 과장 또는 간략화하여 그리고 있다. 또 동일한 구성 및 기능을 갖는 부분에 대해서는 같은 부호가 달려 있으며, 하기 설명에서는 중복 설명이 생략된다. 또, 이하에 나타나는 설명에서는, 동일한 구성 요소에는 같은 부호를 달아 도시하고, 그들의 명칭과 기능에 대해서도 동일한 것으로 한다. 따라서, 그들에 대한 상세한 설명을, 중복을 피하기 위해 생략하는 경우가 있다. 또, 이하에 기재되는 설명에 있어서, 「제1」 또는 「제2」 등의 서수가 이용되는 경우가 있어도, 이들 용어는, 실시 형태의 내용을 이해하는 것을 용이하게 하기 위해 편의상 이용되는 것이며, 이들 서수에 의해 발생할 수 있는 순서로 한정되는 것은 아니다. 상대적 또는 절대적인 위치 관계를 나타내는 표현(예를 들면 「한 방향으로」 「한 방향을 따라」 「평행」 「직교」 「중심」 「동심」 「동축」 등)이 이용되는 경우, 당해 표현은, 특별히 언급하지 않는 한, 그 위치 관계를 엄밀하게 나타낼 뿐만 아니라, 공차 혹은 동일 정도의 기능이 얻어지는 범위에서 상대적으로 각도 또는 거리에 관하여 변위된 상태도 나타내는 것으로 한다. 같은 상태인 것을 나타내는 표현(예를 들면 「동일」 「같음」 「균질」 등)이 이용되는 경우, 당해 표현은, 특별히 언급되지 않는 한, 정량적으로 엄밀하게 같은 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차 혹은 동일 정도의 기능이 얻어지는 차가 존재하는 상태도 나타내는 것으로 한다. 형상을 나타내는 표현(예를 들면, 「사각 형상」또는 「원통 형상」 등)이 이용되는 경우, 당해 표현은, 특별히 언급하지 않는 한, 기하학적으로 엄밀하게 그 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일 정도의 효가 얻어지는 범위에서, 예를 들면 요철이나 모따기 등을 갖는 형상도 나타내는 것으로 한다. 하나의 구성 요소를 「비치한다」 「갖춘다」 「구비한다」 「포함한다」 또는 「갖는다」라는 표현이 이용되는 경우, 당해 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적 표현이 아니다. 「A, B 및 C 중 적어도 어느 하나」라는 표현이 이용되는 경우, 당해 표현은, A만, B만, C만, A, B 및 C 중 임의의 2개, 그리고, A, B 및 C 전부를 포함한다. ＜제1 실시 형태＞ ＜기판 처리 장치의 전체 구성＞ 도 1은, 기판 처리 장치(100)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 기판 처리 장치(100)는, 기판(W)을 1장씩 처리하는 매엽식 처리 장치이다. 기판(W)은, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 유기 EL(Electroluminescence)용 기판, FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광 디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양 전지용 기판이다. 기판(W)은, 얇은 평판 형상을 갖는다. 이하에서는, 기판(W)이 반도체 웨이퍼인 것으로 한다. 기판(W)은 예를 들면 원판 형상을 갖고 있다. 기판(W)의 직경은 예를 들면 300mm 정도이며, 기판(W)의 두께는 예를 들면 0.5mm 정도 이상 또한 3mm 정도 이하이다. 기판(W)의 주면에는 패턴이 형성되어 있다. 여기서 말하는 패턴은, 예를 들면, 배선 패턴, 전극 패턴, 반도체 패턴 및 절연 패턴 중 적어도 하나를 포함한다. 패턴에 있어서의 애스펙트비는, 예를 들면, 5 이상 또한 500 이하이다. 패턴 폭은, 예를 들면, 3nm 이상 또한 50nm 이하이다. 이러한 고(高)애스펙트비의 패턴은 도괴하기 쉽다. 도 1의 예에서는, 기판 처리 장치(100)는, 인덱서 블록(110)과, 처리 블록(120)과, 제어부(9)를 포함하고 있다. 처리 블록(120)은, 주로 기판(W)의 처리를 행하는 부분이며, 인덱서 블록(110)은, 주로, 기판 처리 장치(100)의 외부와 처리 블록(120) 사이에서의 기판(W)의 반송을 행하는 부분이다. 인덱서 블록(110)은, 로드 포트(111)와, 제1 반송부(112)를 포함하고 있다. 로드 포트(111)에는, 외부로부터 반입된 캐리어(C)가 재치(載置)된다. 즉, 로드 포트(111)는, 캐리어(C)를 재치하는 재치대를 포함한다. 캐리어(C)에는, 복수의 기판(W)이 수용되어 있다. 예를 들면 복수의 기판(W)은 연직 방향에 있어서 서로 간격을 두고 늘어선 상태로, 캐리어(C)에 수용된다. 도 1의 예에서는, 복수의 로드 포트(111)가 배열되어 있으며, 각 로드 포트(111)에 1개의 캐리어(C)가 재치된다. 제1 반송부(112)는 반송 로봇으로서, 각 로드 포트(111)에 재치된 캐리어(C)로부터 미처리 기판(W)을 취출(取出)할 수 있다. 제1 반송부(112)는 인덱서 로봇이라고도 불릴 수 있다. 제1 반송부(112)는, 캐리어(C)로부터 취출한 미처리 기판(W)을 처리 블록(120)에 반송한다. 처리 블록(120)은 당해 미처리 기판(W)에 처리를 행할 수 있다. 또, 제1 반송부(112)는, 처리 완료된 기판(W)을 처리 블록(120)으로부터 수취하고, 처리 완료된 기판(W)을 로드 포트(111)의 캐리어(C)에 반송할 수 있다. 도 1의 예에서는, 처리 블록(120)은, 복수의 처리 유닛(1)과, 제2 반송부(122)를 포함하고 있다. 제2 반송부(122)는 반송 로봇으로서, 제1 반송부(112)와 복수의 처리 유닛(1) 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다. 도 1의 예에서는, 처리 블록(120)은 재치부(123)도 포함하고 있다. 재치부(123)는 제1 반송부(112)와 제2 반송부(122) 사이에 설치되어 있다. 재치부(123)는, 예를 들면, 복수의 기판(W)을 연직 방향으로 늘어놓은 상태로 재치할 수 있는 선반이다. 제1 반송부(112)는 미처리 기판(W)을 재치부(123)에 재치한다. 제2 반송부(122)는 재치부(123)로부터 미처리 기판(W)을 취출하고, 미처리 기판(W)을 처리 유닛(1)에 반송한다. 처리 유닛(1)은 기판(W)을 처리한다. 처리 유닛(1)의 구성에 대해서는 뒤에 설명한다. 제2 반송부(122)는 처리 완료된 기판(W)을 처리 유닛(1)으로부터 취출하고, 처리 완료된 기판(W)을 재치부(123)에 반송한다. 제1 반송부(112)는 재치부(123)로부터 처리 완료된 기판(W)을 취출하고, 처리 완료된 기판(W)을 로드 포트(111)의 캐리어(C)에 반송한다. 제2 반송부(122)는 필요에 따라 복수의 처리 유닛(1) 사이에서 기판(W)을 반송해도 된다. 예를 들면, 제2 반송부(122)는, 어떤 처리 유닛(1)에서 처리된 기판(W)을 다른 처리 유닛(1)에 반송하고, 당해 다른 처리 유닛(1)에서 처리된 기판(W)을 재치부(123)에 반송해도 된다. 도 1의 예에서는, 복수의 처리 유닛(1)은 평면에서 봤을 때 제2 반송부(122)의 주위를 둘러싸도록 설치되어 있다. 이 제2 반송부(122)는 센터 로봇이라고도 불릴 수 있다. 도 1의 예에서는, 4개의 처리 유닛(1)이 제2 반송부(122)를 둘러싸고 있다. 각 처리 유닛(1)이 설치된 평면시(平面視) 상의 각 위치에 있어서, 복수의 처리 유닛(1)이 연직 방향으로 적층되어 있어도 된다. 즉, 연직 방향으로 적층된 복수의 처리 유닛(1)에 의해 구성되는 타워(TW)의 복수(도면에서는 4개)가, 평면에서 봤을 때, 제2 반송부(122)를 둘러싸도록 설치되어도 된다. 제어부(9)는 기판 처리 장치(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 제어부(9)는 전자 회로 기기로서,