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KR-102961423-B1 - SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD

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Abstract

본 발명은, 기판의 하면에 공급하는 처리액의 온도가 저하되는 것을 억제하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 유지하여 회전시키는 회전 유지부(10)와, 기판(W)의 하면을 향해 처리액(L)을 토출하는 하면 토출 노즐(32)과, 하면 토출 노즐(32)에 접속되는 하면 공급관(33)과, 하면 공급관(33)에 공급되는 처리액(L)을 가열하는 가열부(35)와, 하면 토출 노즐(32)로부터 토출되는 처리액(L)의 유량을 조정하는 유량 조정부(38)와, 유량 조정부(38)를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치(40)는, 회전 유지부(10)가 기판(W)을 유지한 상태에서, 기판(W)의 하면(b)에 도달하지 않는 높이까지 처리액(L)을 토출하도록 유량 조정부(38)를 제어하여, 하면 공급관(33)을 승온시키는 승온 제어부(41)와, 하면 공급관(33)을 승온시킨 후, 기판(W)의 하면(b)에 도달하는 높이까지 처리액(L)을 토출하도록 유량 조정부(38)를 제어하여, 기판(W)의 처리를 행하는 처리 제어부(42)를 구비한다.

Inventors

  • 츠치모치 다카아키

Assignees

  • 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250924
Priority Date
20240930

Claims (12)

  1. 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부와, 상기 기판의 하면을 향해 처리액을 토출하는 하면 토출 노즐과, 상기 하면 토출 노즐에 접속되는 하면 공급관과, 상기 하면 공급관에 공급되는 상기 처리액을 가열하는 가열부와, 상기 하면 토출 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 유량을 조정하는 유량 조정부와, 상기 유량 조정부를 제어하는 제어 장치 를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 회전 유지부가 상기 기판을 유지한 상태에서, 상기 기판의 하면에 도달하지 않는 높이까지 상기 처리액을 토출하도록 상기 유량 조정부를 제어하여, 상기 하면 공급관을 승온시키는 승온 제어부와, 상기 하면 공급관을 승온시킨 후, 상기 기판의 하면에 도달하는 높이까지 상기 처리액을 토출하도록 상기 유량 조정부를 제어하여, 상기 기판의 처리를 행하는 처리 제어부 를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부와, 상기 회전 유지부에 유지되는 상기 기판의 하면과 대향하도록 마련되는 오목부와, 상기 오목부 내에 개구되는 배액공을 갖는 노즐 헤드와, 상기 노즐 헤드에 마련되고, 상기 기판의 하면을 향해 처리액을 토출하는 하면 토출 노즐과, 상기 하면 토출 노즐에 접속되는 하면 공급관과, 상기 하면 공급관에 공급되는 상기 처리액을 가열하는 가열부와, 상기 하면 토출 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 유량을 조정하는 유량 조정부와, 상기 유량 조정부를 제어하는 제어 장치 를 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 하면 토출 노즐로부터 토출된 상기 처리액이, 상기 오목부 내에 착액하도록 상기 유량 조정부를 제어하여, 상기 하면 공급관을 승온시키는 승온 제어부와, 상기 하면 공급관을 승온시킨 후, 상기 회전 유지부가 상기 기판을 유지한 상태에서, 상기 하면 토출 노즐이 상기 기판의 하면에 도달하는 높이까지 상기 처리액을 토출하도록 상기 유량 조정부를 제어하여, 상기 기판의 처리를 행하는 처리 제어부 를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판의 하면과 대향하도록 마련되는 오목부와, 상기 오목부 내에 개구되는 배액공을 갖는 노즐 헤드 를 더 구비하고, 상기 하면 토출 노즐은, 상기 노즐 헤드에 마련되며, 상기 승온 제어부는, 상기 하면 토출 노즐로부터 토출된 상기 처리액이, 상기 오목부 내에 착액하도록 상기 유량 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하면 공급관에 마련되고, 상기 처리액의 유량을 검출하는 유량 검출부를 더 구비하며, 상기 승온 제어부는, 상기 유량 검출부가 검출한 유량에 기초하여, 상기 유량 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하면 공급관의 온도 또는 상기 하면 공급관을 흐르는 상기 처리액의 온도를 검출하는 온도 검출부를 더 구비하고, 상기 승온 제어부는, 상기 온도 검출부가 검출한 온도에 기초하여 상기 유량 조정부를 제어하여, 상기 하면 공급관의 승온을 종료시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 제어부는, 상기 승온 제어부에 의한 상기 유량 조정부의 제어 후, 상기 처리액의 토출을 멈추지 않고 상기 유량 조정부를 제어하여 상기 기판의 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액은, 에칭액인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상면을 향해 처리액을 토출하는 상면 토출 노즐을 더 구비하고, 상기 처리 제어부는, 상기 상면 토출 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 승온 제어부가 상기 유량 조정부를 제어함으로써 상기 하면 공급관에 공급되는 상기 처리액의 온도는, 상기 처리 제어부가 상기 유량 조정부를 제어함으로써 상기 하면 공급관에 공급되는 상기 처리액의 온도 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 승온 제어부는, 상기 하면 공급관의 온도 또는 상기 하면 공급관을 흐르는 상기 처리액의 온도가 미리 설정된 온도 이상이 될 때까지, 상기 유량 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 기판을 유지하는 유지 공정과, 상기 기판을 회전시키는 회전 공정과, 상기 유지 공정보다 후에, 하면 공급관과 접속하는 하면 토출 노즐로부터 상기 기판의 하면에 도달하지 않는 높이까지, 가열된 처리액을 토출하도록 상기 하면 토출 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 유량을 조정하여, 상기 하면 공급관을 승온시키는 승온 공정과, 상기 승온 공정보다 후에, 상기 하면 토출 노즐로부터 상기 기판의 하면에 도달하는 높이까지 상기 처리액을 토출하도록 상기 하면 토출 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 유량을 조정하여, 상기 기판의 처리를 행하는 처리 공정 을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 하면 공급관과 접속하는 하면 토출 노즐로부터 가열된 처리액을 토출하여, 상기 하면 공급관을 승온시키는 승온 공정과, 기판을 유지하는 유지 공정과, 상기 기판을 회전시키는 회전 공정과, 상기 하면 토출 노즐로부터 상기 기판의 하면에 도달하는 높이까지 상기 처리액을 토출하도록 상기 하면 토출 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 유량을 조정하여, 상기 기판의 처리를 행하는 처리 공정 을 포함하며, 상기 승온 공정에서는, 배액공이 개구되고, 상기 기판의 하면과 대향하는 오목부에 상기 하면 토출 노즐로부터 토출한 상기 처리액이 착액하도록 상기 하면 토출 노즐로부터 토출되는 상기 처리액의 유량을 조정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD} 본 발명은, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여, 약액이나 세정액 등의 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 장치는, 각 기판에 대한 처리의 균일성이나 재현성의 관점에서, 기판을 1장씩 처리하는 매엽 방식의 장치가 널리 채용되고 있다. 매엽 방식의 기판 처리 장치는, 기판을 유지한 회전체를 회전시킴으로써, 기판을 회전시키면서, 기판의 상면의 중심 부근을 향해 처리액을 토출함으로써, 원심력에 의해 처리액을 기판의 상면 전체에 고루 퍼지게 하여, 상면을 처리한다. 일반적으로, 처리액의 온도가 높을수록, 처리 레이트가 높아진다. 그 때문에, 처리액은, 미리 설정된 온도로 가열된다. 그리고, 기판 처리 장치는, 설정된 온도로 가열된 처리액을 기판의 상면을 향해 토출한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타낸 개략 측면도이다. 도 2는 제1 실시형태에 있어서의 처리 제어 시의 처리액의 토출 상태를 나타낸 개략 모식도이다. 도 3은 제1 실시형태에 있어서의 노즐 헤드의 평면도이다. 도 4는 제1 실시형태에 있어서의 처리액을 토출하고 있지 않은 상태를 나타낸 개략 모식도이다. 도 5는 제1 실시형태에 있어서의 승온 제어 시의 처리액의 토출 상태를 나타낸 개략 모식도이다. 도 6은 제1 실시형태에 있어서의 처리 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7은 제2 실시형태에 있어서의 처리 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 8는 제2 실시형태에 있어서의 승온 제어 시의 처리액의 토출 상태를 나타낸 개략 모식도이다. 도 9는 변형례에 있어서의 배관의 구성을 나타낸 모식도이다. [제1 실시형태] 이하, 본 발명의 제1 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니다. [개략] 기판 처리 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 유지부(10)에 의해 기판(W)을 유지하여 회전시키면서, 기판(W)에 대하여 처리액(L)을 토출하는 장치이다. 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)의 상면(t) 및 하면(b)에 처리액(L)을 토출하고, 기판(W)의 상면(t) 및 하면(b) 양쪽에 대하여 처리를 행한다. 기판(W)의 상면(t) 및 하면(b)에 토출되는 처리액(L)은, 에칭액이며, 예컨대, 인산을 포함하는 수용액이다. 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)의 하면(b)의 처리를 행하기 전에, 기판(W)의 하면(b)에 도달하지 않는 높이까지, 하면 토출 노즐(32)로부터 처리액(L)을 토출하여, 하면 토출 노즐(32)에 접속된 하면 공급관(33)을 승온시킨다. 하면 공급관(33)을 승온시킨 후, 기판(W)의 하면(b)에 도달하는 높이까지 처리액(L)을 토출시켜, 기판(W)의 하면(b)의 처리를 행한다. 기판 처리 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 유지부(10), 상면 처리액 공급부(20), 하면 처리액 공급부(30), 제어 장치(40)를 구비한다. [회전 유지부] 회전 유지부(10)는, 기판(W)을 유지하여 회전시킨다. 회전 유지부(10)는, 회전체(11), 유지 부재(12), 구동 기구(13)를 갖는다. 회전체(11)는, 원통 형상의 부재이며, 예컨대, 회전 테이블이다. 회전체(11)는, 일단이 대향면(11a)에 의해 막혀 있다. 대향면(11a)은, 기판(W)보다 큰 직경의 원 형상의 면이며, 처리 대상이 되는 기판(W)과 간격을 두고 대향한다. 회전체(11)의 중심 부분에는, 공간이 되는 통공(通孔)이 형성되어 있다. 회전체(11)의 통공에는, 유지통(131)이 삽입 관통되어 있다. 유지통(131)은, 중공의 환형 부재로, 회전체(11)의 회전축을 따라 마련되는 유로를 형성한다. 이 유로는 배액로(313)를 구성한다. 유지통(131)은, 도시하지 않은 가대에 지지되어 있다. 그 때문에, 유지통(131)은, 회전체(11)와 연동하여 회전하지 않는다. 유지 부재(12)는, 회전체(11)의 대향면(11a)과 간격을 두고 기판(W)을 유지하는 유지구이다. 유지 부재(12)는, 회전체(11)의 대향면(11a)으로부터 돌출되도록 마련된다. 유지 부재(12)는, 기판(W)의 외주 가장자리에 대응하는 위치를 따라, 등간격으로 복수 마련되어 있다. 또한, 유지 부재(12)는, 도시하지 않은 개폐 기구에 의해, 기판(W)의 외주 가장자리에 접하여 기판(W)을 유지하는 폐쇄 위치와, 기판(W)의 외주 가장자리로부터 떨어져 기판(W)을 해방하는 개방 위치에서 이동 가능하게 마련되어 있다. 구동 기구(13)는, 회전체(11)를 회전시키는 구동원(모터)이다. 구동 기구(13)는, 회전체(11)를 회전시킴으로써, 유지 부재(12)에 의해 유지된 기판(W)을, 기판(W)의 중심을 지나 상면(t)(하면(b))과 직교하는 방향으로 연장되는 축을 회전축으로 하여 회전시킨다. 구동원은 중공 모터로서, 그 내부를 유지통(131)이 비접촉이 되도록 삽입 관통되어 있다. 그 때문에, 유지통(131)은 회전하지 않는다. [상면 처리액 공급부] 상면 처리액 공급부(20)는, 기판(W)의 상면(t)에 처리액(L)을 공급한다. 상면 처리액 공급부(20)는, 상면 토출 노즐(21), 아암(22), 이동 기구(23)를 갖는다. 상면 토출 노즐(21)은, 후술하는 공급 위치에 있어서, 기판(W)의 상면(t)의 중심 부근의 상방에 위치하도록 마련되어 있다. 상면 토출 노즐(21)은, 기판(W)의 상면(t)의 중심 부근을 향해 처리액(L)을 토출한다. 상면 토출 노즐(21)은, 상면 공급관(도시하지 않음)과 접속되어 있다. 상면 공급관은 처리액 공급원(도시하지 않음)과 접속되어 있고, 상면 토출 노즐(21)은, 처리액 공급원으로부터 상면 공급관을 통해 송액된 처리액(L)을 토출한다. 또한, 처리액(L)은, 예컨대, 160℃ 등 소정 온도로 가열된 후에 토출된다. 아암(22)은, 선단에 있어서 상면 토출 노즐(21)을 유지한다. 이동 기구(23)는, 아암(22)을 기판(W)의 상면(t)과 평행한 방향으로 이동시킴으로써, 상면 토출 노즐(21)을 기판(W)의 상면(t)과 평행한 방향으로 이동시킨다. 이동 기구(23)는, 아암(22)을 이동시킴으로써, 상면 토출 노즐(21)을, 기판(W)의 중심 부근의 상방인 공급 위치와, 기판(W)의 상방으로부터 후퇴하는 후퇴 위치 사이에서 이동시킨다. 또한, 상면 처리액 공급부(20)는, 기판(W)의 상면(t)을 향해 세정액을 토출하기 위한 세정액 토출 노즐(도시하지 않음)을 갖고 있다. 세정액을 토출하는 세정액 토출 노즐은, 세정액 공급관(도시하지 않음)을 통해 세정액 공급원(도시하지 않음)과 접속되어 있다. 세정액으로서는, 탄산수나 순수를 이용할 수 있다. [하면 처리액 공급부] 하면 처리액 공급부(30)는, 기판(W)의 하면(b)에 처리액(L)을 공급한다. 하면 처리액 공급부(30)는, 노즐 헤드(31), 하면 토출 노즐(32), 하면 공급관(33), 처리액 공급원(34), 가열부(35), 배관(36), 펌프(36a), 3개의 개폐 밸브(37a, 37b, 37c), 유량 조정부(38) 및 세정액 토출 노즐(39)을 갖는다. 노즐 헤드(31)는, 회전체(11)의 내부에 마련되고, 유지통(131)의 상부에 부착되어 있다. 이 때문에, 노즐 헤드(31)는, 회전체(11)가 회전하더라도 회전하지 않는다. 노즐 헤드(31)는, 오목부(311) 및 배액공(312)을 갖는다. 오목부(311)는, 회전 유지부(10)에 유지된 기판(W)의 하면(b)과 대향하도록 마련된다. 오목부(311)는, 노즐 헤드(31)의 상면이 움푹 패인 오목부이다. 오목부(311)는, 상면이 개구된 역원추 형상이다. 즉, 오목부(311)는, 경사면을 가지며, 상방으로부터 하방으로 향함에 따라 서서히 좁아져 있다. 오목부(311)의 중심축은, 기판(W)의 회전축과 동축이 되도록 배치되어 있다. 오목부(311)는, 하면 토출 노즐(32)로부터 토출되어, 낙하한 처리액(L)을 받아낸다. 오목부(311)의 경사면의 최하단에는, 배액공(312)이 형성되어 있다. 즉, 배액공(312)은, 오목부(311) 내에 개구되고, 오목부(311)와 연통되어 있다. 또한, 배액공(312)은, 유지통(131)의 배액로(313)의 상단과 접속되어 있다. 이에 따라, 오목부(311)에 받아내어진 처리액(L)은, 배액공(312), 배액로(313)를 지나 배출된다. 하면 토출 노즐(32)은, 기판(W)의 하면(b)의 중심 부근을 향해 처리액(L)을 토출한다. 하면 토출 노즐(32)은, 회전 유지부(10)에 유지된 기판(W)의 하면(b)의 하방에 위치하도록 마련되어 있다. 하면 토출 노즐(32)은, 평면에서 보아 기판(W)의 중심으로부터 어긋난 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 하면 토출 노즐(32)은, 기판(W)의 하면(b)의 중심 부근에 처리액(L)을 토출할 수 있도록, 회전체(11)의 회전축에 대하여 비스듬하게 배치되어 있다. 하면 토출 노즐(32)은, 노즐 헤드(31)의 오목부(311)에 마련되어 있다. 하면 공급관(33)은, 처리액(L)이 흐르는 유로이며, 하면 토출 노즐(32)에 처리액(L)을 공급하기 위한 배관이다. 하면 공급관(33)의 한쪽 단부는, 하면 토출 노즐(32)의 하방과 접속한다. 하면 공급관(33)은, 유지통(131)의 두께 부분을 관통하여, 회전체(11)의 외측까지 연장되도록 마련되어 있다. 하면 공급관(33)의 다른 쪽 단부는, 개폐 밸브(37a)와 접속되어 있다. 개폐 밸브(37a)가, 개방 상태가 됨으로써 하면 공급관(33)에 처리액(L)이 공급된다. 그리고, 하면 공급관(33)으로부터 하면 토출 노즐(32)에 공급되고, 하면 토출 노즐(32)로부터 처리액(L)이 토출된다. 처리액 공급원(34)은, 처리액(L)을 저류하는 탱크 등이다. 처리액 공급원(34)에는, 배관(36)이 접속되어 있다. 처리액 공급원(34)은, 배관(36)에 처리액(L)을 유출시키는 개구인 유출구(341)와, 배관(36)으로부터 처리액(L)이 유입되는 개구인 유입구(342)가 형성되어 있다. 처리액 공급원(3