KR102012355B1 - 기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

기판의 표면에 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 기판 처리 방법에서는, 우선 기판(W)이 약액 처리된다. 이어서, 기판(W)으로 린스액이 공급되어 린스 처리 공정이 행해진다. 이 후, 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)을 건조하는 건조 처리 공정이 행해진다. 건조 처리 공정은, 기판(W)을 제 1 회전수로 회전시키면서 기판(W)으로 건조액을 공급하는 제 1 건조 처리 공정과, 제 1 건조 처리 공정 후, 기판으로 건조액을 공급하면서 기판을 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시키는 제 2 건조 처리 공정을 가진다. 제 2 건조 처리 공정에서, 기판(W) 상의 린스액 및 건조액에 대하여 브레이크를 건 상태로 하고, 린스액과 건조액을 교반하여 치환시킨다. 제 2 건조 처리 공정 후, 제 3 건조 공정에서 기판으로 건조액을 공급하면서 기판의 회전수를 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높이고, 이 후 제 4 건조 공정에서 기판을 회전시켜 기판 상의 건조액을 털어낸다.

Description

기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, STORAGE MEIDUM STORING COMPUTER PROGRAM FOR IMPLEMENTING SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서는, 웨이퍼(기판)를 스핀 척에 의해 보지(保持)하고, 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼로 약액을 공급하여 웨이퍼를 세정하는 기판 처리 장치가 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이러한 기판 처리 장치를 이용하여 웨이퍼를 세정 처리할 경우, 우선 스핀 척에 보지된 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼에 희불산(DHF액)이 토출되어 DHF액에 의한 약액 세정이 행해지고, 이 웨이퍼에 순수(린스액)가 토출되어 린스 처리가 행해진다. 이 후, 웨이퍼에 이소프로필 알코올(IPA)이 공급되어 웨이퍼가 건조 처리된다.
일본특허공개공보 2009-59895호
그런데, 웨이퍼의 건조 처리 시에는 웨이퍼 표면 상의 순수가 IPA액과 치환된 후 웨이퍼가 건조되는데, 웨이퍼 표면 상의 순수를 IPA액과 충분히 치환할 수 없는 경우, 건조 처리 공정 중에 순수가 웨이퍼 표면 상에 남아, 이 웨이퍼 표면 상에 남은 순수에 의해 파티클이 형성되는 경우가 있었다. 또한, 충분히 순수와 IPA액을 치환하기 위해서는 IPA액의 소비량이 많아지거나, 혹은 IPA액에 의한 처리 시간이 길어진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이며, 기판의 표면 상의 린스액을 건조액과 충분히 치환하여 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판으로 약액을 공급하는 약액 처리 공정과, 상기 약액 처리 공정 후, 상기 기판으로 린스액을 공급하는 린스 처리 공정과, 상기 린스 처리 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 구비하고, 상기 건조 처리 공정은, 상기 기판을 제 1 회전수로 회전시키는 제 1 건조 처리 공정과, 상기 제 1 건조 처리 공정 후, 상기 기판을 상기 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시키는 제 2 건조 처리 공정과, 상기 제 2 건조 처리 공정 후, 상기 기판의 회전수를 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높이는 제 3 건조 처리 공정을 가지고, 상기 제 1 건조 처리 공정의 개시 시점부터 상기 제 3 건조 처리 공정 내의 소정시점까지 상기 기판으로 건조액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이다.
본 발명은, 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체로서, 기판 처리 방법은, 기판으로 약액을 공급하는 약액 처리 공정과, 상기 약액 처리 공정 후, 상기 기판으로 린스액을 공급하는 린스 처리 공정과, 상기 린스 처리 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 구비하고, 상기 건조 처리 공정은, 상기 기판을 제 1 회전수로 회전시키는 제 1 건조 처리 공정과, 상기 제 1 건조 처리 공정 후, 상기 기판을 상기 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시키는 제 2 건조 처리 공정과, 상기 제 2 건조 처리 공정 후, 상기 기판의 회전수를 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높이는 제 3 건조 처리 공정을 가지고, 상기 제 1 건조 처리 공정의 개시 시점부터 상기 제 3 건조 처리 공정 내의 소정시점까지 상기 기판으로 건조액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기록 매체이다.
본 발명은, 기판을 보지하는 회전 가능한 기판 보지부와, 상기 기판 보지부를 제 1 회전수로 구동시키고, 그 후 상기 기판 보지부를 상기 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시키고, 그 후, 상기 기판 보지부의 회전수를 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높이는 회전 구동부와, 상기 기판 보지부에 보지된 기판으로 약액을 공급하는 약액 공급 기구와, 상기 기판 보지부에 보지된 기판으로 린스액을 공급하는 린스액 공급 기구와, 상기 회전 구동부에 의해 상기 기판 보지부가 상기 제 1 회전수로 회전 구동되기 시작하는 시점부터 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지의 높아지는 구간 내의 소정 시점까지 상기 기판 보지부에 보지된 기판으로 건조액을 공급하는 건조액 공급 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 기판의 표면에 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 장치의 단면 구성의 일례를 도시한 종단면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 장치의 단면 구성의 일례를 도시한 평면 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 방법의 순서도를 나타낸 도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 방법에서, 건조 처리 공정 중의 기판의 회전수와 IPA액의 공급량의 추이를 나타낸 도이다.
도 5는, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 방법에서, 건조 처리 공정 중의 순수와 IPA액의 거동을 도시한 도이다.
도 6의 (a), (b), (c), (d)는, 본 발명의 변형예에 따른 건조액 노즐과 가스 노즐의 동작을 도시한 도이다.
이하에 도 1 ~ 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에서의 기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.
우선, 도 1 및 도 2에 의해, 기판 처리 장치(1)의 전체 구성에 대하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 기판 처리 장치(1)는, 처리 용기(10)와, 이 처리 용기(10) 내에 설치되고, 세정 처리를 행하는 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼, 이하 단순히 웨이퍼(W)라고 함)을 보지하는 회전 가능한 스핀 척(기판 보지부)(20)과, 이 스핀 척(20)을 회전 구동시키는 회전 구동부(모터)(25)를 구비하고 있다.
이 중 처리 용기(10)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 반입출구(11)가 형성되어 있다. 이 반입출구(11)에는 개폐 가능한 셔터(12)가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)의 반입출 시에 열리도록 되어 있다. 또한, 셔터(12)에는 후술하는 제어부(80)가 접속되어 있고, 셔터(12)는 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 개폐하도록 되어 있다.
또한 스핀 척(20) 및 회전 구동부(25)는, 처리 용기(10) 내에 설치된 액받이 컵(10A)에 의해 둘러싸여 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 스핀 척(20)은, 회전 플레이트(21)와, 이 회전 플레이트(21)의 주연부에 설치되고, 웨이퍼(W)를 보지하는 보지 부재(22)를 가지고 있다. 이 중 보지 부재(22)는, 회전 플레이트(21)의 주연부에서 대략 등간격으로 배치되고, 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 보지하도록 되어 있다.
회전 구동부(25)는, 스핀 척(20)의 회전 플레이트(21)에 회전 구동축(26)을 개재하여 연결되어 있다. 이 회전 구동부(25)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 회전 구동부(25)가 구동됨으로써, 회전 플레이트(21)를 회전시키고, 보지 부재(22)에 보지된 웨이퍼(W)가, 그 중심을 회전 중심으로 하여 대략 수평면 내에서 회전하도록 되어 있다.
스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)의 상방에, 웨이퍼(W)로 약액 또는 순수를 공급하는 세정액 노즐(30)과, 웨이퍼(W)로 건조액을 공급하는 건조액 노즐(31)과, 웨이퍼(W)로 불활성 가스를 공급하는 가스 노즐(32)이 설치되어 있다. 이들 세정액 노즐(30), 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)은, 노즐 암(33)의 선단부에 후술하는 연결 부재(36)를 개재하여 장착되고, 노즐 암(33)은 노즐 구동부(35)에 의해 가이드 레일(34)을 따라 이동한다. 즉 가이드 레일(34)은, 처리 용기(10) 내에 대략 수평으로 배치되어 있고, 노즐 암(33)의 기단부는, 이 가이드 레일(34)을 따라 대략 수평으로 이동 가능하게 되도록 가이드 레일(34)에 장착되어 있다. 이와 같이 하여, 노즐 구동부(35)를 구동시킴으로써, 각 노즐(30, 31, 32)은, 웨이퍼(W)의 상방에서 웨이퍼(W)의 중심부에 대응하는 위치(웨이퍼(W)의 중심부의 상방 위치)와, 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 위치(웨이퍼(W)의 주연부의 상방 위치)의 사이에서 대략 수평 방향으로 일체로 이동하도록 되어 있다. 또한 각 노즐(30, 31, 32)은, 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 위치로부터, 웨이퍼(W)의 주연 외방의 상방 위치(퇴피 위치)와의 사이에서도 일체로 이동하도록 되어 있다. 또한, 노즐 구동부(35)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 노즐 구동부(35)가 구동되도록 되어 있다.
세정액 노즐(30), 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)은, 연결 부재(36)에 서로 근접하여 정렬되어 장착되어 있다. 이 연결 부재(36)와 노즐 암(33)의 선단부의 사이에, 각 노즐(30, 31, 32)을 일체로 승강시키는 승강 구동부(37)가 개재되어 있다. 또한, 연결 부재(36)와 승강 구동부(37)의 사이에 승강축(38)이 연결되어 있다.
또한, 승강 구동부(37)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 승강 구동부(37)가 구동되고, 각 노즐(30, 31, 32)이 승강하도록 되어 있다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)에 대한 각 노즐(30, 31, 32)의 높이를 조절 가능하게 구성되어 있다.
또한, 세정액 노즐(30), 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)은, 스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 직선 형상으로 배치되어 있고, 각 노즐(30, 31, 32)이 웨이퍼(W)의 중심부의 상방으로 이동 가능하게 되도록, 노즐 암(33)에 일체로 장착되어 있다.
세정액 노즐(30)에 약액 공급 기구(40)가 연결되어 있고, 스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)로, 세정액 노즐(30)을 거쳐 약액이 토출(공급)되도록 되어 있다. 본 실시예에서의 약액 공급 기구(40)는, 세정액 노즐(30)에 DHF 공급 라인(43)을 개재하여 연결되고, 웨이퍼(W)에 희불산(DHF액)을 공급하는 DHF 공급원(44)을 가지고 있다. 또한, DHF 공급 라인(43)에 DHF 개폐 밸브(46)가 설치되어 있다. 또한, DHF 개폐 밸브(46)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, DHF 개폐 밸브(46)는 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 개폐하도록 되어 있다.
또한, 세정액 노즐(30)에 린스액 공급 기구(50)가 연결되어 있고, 스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)에 세정액 노즐(30)을 거쳐 순수(린스액)가 토출(공급)되도록 되어 있다. 린스액 공급 기구(50)는, 세정액 노즐(30)에 린스액 공급 라인(51)을 개재하여 연결되고, 웨이퍼(W)로 순수를 공급하는 린스액 공급원(52)과, 린스액 공급 라인(51)에 설치된 린스액 개폐 밸브(53)를 가지고 있다. 또한 린스액 개폐 밸브(53)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, 린스액 개폐 밸브(53)는 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 개폐하도록 되어 있다.
또한 DHF 공급 라인(43), 린스액 공급 라인(51)은, 각 개폐 밸브(46, 53)와 세정액 노즐(30)의 사이에서 합류하도록 되어 있다.
또한, 건조액 노즐(31)에 건조액 공급 기구(60)가 연결되어 있고, 스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)에 건조액 노즐(31)을 거쳐 건조액이 토출(공급)되도록 되어 있다. 건조액 공급 기구(60)는, 건조액 노즐(31)에 건조액 공급 라인(61)을 개재하여 연결되고, 웨이퍼(W)로, 순수보다 휘발성이 높은 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어지는 건조액을 공급하는 건조액 공급원(62)과, 건조액 공급 라인(61)에 설치된 건조액 개폐 밸브(63)를 가지고 있다. 또한, 건조액 개폐 밸브(63)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, 건조액 개폐 밸브(63)는, 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 개폐하도록 되어 있다.
또한, 가스 노즐(32)에 불활성 가스 공급 기구(70)가 연결되어 있고, 스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)에 가스 노즐(32)을 거쳐 불활성 가스가 토출(공급)되도록 되어 있다. 불활성 가스 공급 기구(70)는, 가스 노즐(32)에 가스 공급 라인(71)을 개재하여 연결되고, 웨이퍼(W)로 불활성 가스로서 질소 가스(N2 가스)를 공급하는 가스 공급원(72)과, 가스 공급 라인(71)에 설치된 가스 개폐 밸브(73)를 가지고 있다. 또한, 가스 개폐 밸브(73)에는 제어부(80)가 접속되어 있고, 가스 개폐 밸브(73)는 제어부(80)로부터의 제어 신호에 기초하여 개폐하도록 되어 있다.
상술한 바와 같이, 회전 구동부(25), 노즐 구동부(35), 약액 공급 기구(40)의 DHF 개폐 밸브(46), 린스액 공급 기구(50)의 린스액 개폐 밸브(53), 건조액 공급 기구(60)의 건조액 개폐 밸브(63) 및 불활성 가스 공급 기구(70)의 가스 개폐 밸브(73)에, 이들을 제어하는 제어부(80)가 접속되어 있다.
그런데 도 1에 도시한 바와 같이, 제어부(80)에는, 공정 관리자 등이 기판 처리 장치(1)를 관리하기 위하여, 커멘드의 입력 조작 등을 행하는 키보드, 또는 기판 처리 장치(1)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 입출력 장치(81)가 접속되어 있다. 또한 제어부(80)는, 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 처리를 실현하기 위한 프로그램 등이 기록된 기록 매체(82)에 액세스 가능하게 되어 있다. 기록 매체(82)는, ROM 및 RAM 등의 메모리, 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 및 플렉서블 디스크 등의 디스크 형상 기록 매체 등 기존의 기록 매체로 구성될 수 있다. 이와 같이 하여, 제어부(80)가 기록 매체(82)에 미리 기록된 프로그램 등을 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)에서 웨이퍼(W)의 처리가 행해지도록 되어 있다.
이어서, 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시예의 작용, 즉 본 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 또한 이하에 설명하는 기판 처리 방법을 실행하기 위한 각 구성 요소의 동작은, 미리 기록 매체(82)에 기록된 프로그램에 기초한 제어부(80)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.
우선 도 3에 나타낸 바와 같이, 스핀 척(20)에 패턴(P)이 형성된 웨이퍼(W)가 보지된다(단계(S1)). 이 경우, 우선 셔터(12)가 열리고, 도시하지 않은 반송 암에 보지된 웨이퍼(W)가 반입출구(11)를 통하여 처리 용기(10) 내로 반입된다. 이어서, 웨이퍼(W)가 반송 암으로부터 전달되고, 스핀 척(20)의 보지 부재(22)에 보지된다.
이어서, 회전 구동부(25)에 의해 웨이퍼(W)를 보지한 스핀 척(20)이 회전 구동된다(단계(S2)).
이 후, 노즐 구동부(35)가 구동되어, 퇴피 위치에 위치하고 있던 세정액 노즐(30)이 스핀 척(20)에 보지된 웨이퍼(W)의 중심부에 대응하는 위치로 이동한다(단계(S3)).
이어서, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)가 약액 처리된다.
이 경우, 우선 웨이퍼(W)의 표면으로 DHF액이 공급되어, 웨이퍼(W)의 표면이 DHF액에 의해 약액 처리되고, 세정된다(단계(S4)). 즉, DHF 개폐 밸브(46)가 열리고, DHF 공급원(44)으로부터 DHF 공급 라인(43) 및 세정액 노즐(30)을 거쳐 DHF액이 웨이퍼(W)의 표면의 중심부에 토출된다. 이에 의해, 토출된 DHF액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산되고, 웨이퍼(W)의 표면은 DHF액에 의해 처리된다. 이 때, 웨이퍼(W)의 회전수는 예를 들면 10 ~ 500 rpm 정도로 하는 것이 바람직하다. DHF액의 액막이 형성된 후, DHF 개폐 밸브(46)를 닫아 DHF액의 공급을 정지한다.
약액 처리가 종료된 후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)가 린스 처리된다(린스 처리 공정, 단계(S5)). 즉, 린스액 개폐 밸브(53)가 열리고, 린스액 공급원(52)으로부터 린스액 공급 라인(51) 및 세정액 노즐(30)을 거쳐 순수가 웨이퍼(W)의 표면의 중심부에 토출된다. 이에 의해, 토출된 순수는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산되고, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하고 있는 약액이 세정되어, 웨이퍼(W)의 표면에 순수의 액막이 형성된다. 이 때 웨이퍼(W)의 회전수는, 예를 들면 500 ~ 1500 rpm 정도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 약액을 신속히 세정하여 순수의 액막을 형성할 수 있다. 약액을 충분히 세정한 후, 린스액 개폐 밸브(53)를 닫아 린스액의 공급을 정지시킨다.
린스 처리 공정 후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 린스액의 공급을 정지시킨 상태에서 웨이퍼(W)가 건조 처리된다(건조 처리 공정, 단계(S6)).
건조 처리 공정은 이하와 같이 행해진다. 우선 순수의 액막이 웨이퍼(W)의 표면 상에 형성된 상태에서, 웨이퍼를 제 1 회전수로 회전시키면서 건조액 개폐 밸브(63)가 열리고, 건조액 공급원(62)으로부터 건조액 공급 라인(61) 및 건조액 노즐(31)을 거쳐 IPA액이 웨이퍼(W)의 중심부로 공급된다(125 mL/min). 이 경우, 건조액 노즐(31)은 웨이퍼(W)의 중심부 상방에 정지하고 있다. 또한 웨이퍼(W)는, 린스 처리 공정의 회전수(예를 들면 1000 rpm)와 동일한 회전수(1000 rpm)로 회전한다(제 1 건조 처리 공정)(표면 치환).
이 제 1 건조 처리 공정에서, IPA액은 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부로 원심력에 의해 확산된다. 웨이퍼(W)의 회전수는 IPA액을 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부로 확신시킬 수 있는 회전수이면 되고, 린스 처리 공정의 회전수보다 높은 제 1 회전수(예를 들면 1500 rpm)여도 되고, 낮은 제 1 회전수(예를 들면 800 rpm)여도 된다. 이 때, 웨이퍼(W)를 린스 처리 공정 중의 회전수보다 높은 회전수로 회전시킬 경우, 웨이퍼(W) 상에 순수를 남긴 상태에서 웨이퍼(W) 상으로 IPA액을 중심부로부터 주연부까지 보다 신속히 확산시킬 수 있다.
제 1 건조 처리 공정 중의 순수 및 IPA액의 거동을 도 5의 (a)에 도시한다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 제 1 건조 처리 공정에서 순수의 표면에 IPA액이 확산되어, 웨이퍼(W)의 패턴(P)을 노출시키지 않고 순수의 표면 부분이 IPA액과 치환된다. 또한, 순수의 일부는 웨이퍼(W)의 패턴(P) 내에 남는다.
이어서, 웨이퍼(W)의 중심부로 IPA액을 공급하면서(125 mL/min), 웨이퍼(W)의 회전수를 예를 들면 1000 rpm(제 1 회전수)에서 300 rpm(제 2 회전수)까지 급속히 떨어뜨린다(제 2 건조 처리 공정)(교반). 이 제 2 건조 처리 공정 중의 순수 및 IPA액의 거동을 도 5의 (b)에 도시한다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 제 2 건조 처리 공정에서, 웨이퍼(W)의 회전수를 급속히 떨어뜨려 순수 및 IPA액에 가해지고 있던 원심력을 급속히 저하시키고, 또한 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부로 확산되는 순수 및 IPA액에 관성력을 작용시키면, 순수 및 IPA액에 대하여 일종의 급브레이크를 건 상태가 된다.
이에 의해, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 내에 잔존하는 순수도 교반되고, 패턴(P) 내로부터 패턴(P) 외방으로 내보낼 수 있다. 또한 웨이퍼(W)를 제 2 회전수로 소정 시간 회전시킴으로써, 패턴(P) 내에 잔존하고 있던 순수가 IPA액으로 충분히 또한 균일하게 치환되고, 패턴(P) 외방으로 나온 순수는 IPA액 중에 균일하게 분산된다.
이 후, 웨이퍼(W)의 중심부로 IPA액을 공급하면서(125 mL/min) 웨이퍼(W)의 회전수를 서서히 높여, 회전수를 예를 들면 1000 rpm(제 3 회전수)까지 높인다(제 3 건조 처리 공정)(전체 치환).
이 제 3 건조 처리 공정 중의 순수 및 IPA액의 거동을 도 5의 (c)에 도시한다. 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, IPA액을 공급하면서 웨이퍼(W)의 회전수를 서서히 높임으로써 순수를 IPA액으로 충분히 치환한 후, IPA액 및 IPA액 중에 균일하게 분산된 순수를 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부로 신속히 세정하여, IPA액 중의 순수의 양을 서서히 저하시킬 수 있다.
이 후, 건조액 개폐 밸브(63)가 닫혀 웨이퍼(W)에 대한 IPA액의 공급이 정지되는데, 웨이퍼(W)는 제 3 회전수로 계속 회전한다(제 4 건조 처리 공정)(IPA의 털어내기). IPA액의 공급은, 웨이퍼(W) 상의 순수를 IPA액으로 충분히 치환하고, IPA액 중의 순수의 양을 저하시킬 수 있는 양의 공급이 행해지면 되고, 웨이퍼(W)의 회전수가 제 3 회전수에 도달하기 전에 정지해도 된다. 또한, 제 4 건조 처리 공정에서의 웨이퍼(W)의 회전수는, 제 3 회전수보다 높은 회전수(예를 들면 1500 rpm)여도 된다.
이 제 4 건조 처리 공정에 의해, IPA액을 털어내기 건조할 수 있다.
*또한, 이 제 4 건조 처리 공정 중에 웨이퍼(W)에 대하여 질소 가스(N2 가스)를 공급하여, 웨이퍼(W) 상의 IPA액의 털어내기 건조를 촉진시킬 수 있다.
웨이퍼(W)에 대한 질소 가스(N2 가스)의 공급은 이하와 같이 하여 행해진다.
우선, 가스 노즐(32)로부터 질소 가스가 웨이퍼(W)의 표면에 토출되고, 또한 가스 노즐(32)이 웨이퍼(W)의 중심부에 대응하는 위치로부터 주연부에 대응하는 위치를 향해 이동(스캔)한다.
이와 같이 하여, 웨이퍼(W) 표면 상의 IPA액을 질소 가스에 의해 밀어낼 수 있어, IPA액을 웨이퍼(W) 표면 상으로부터 신속히 제거하고, 웨이퍼(W)를 건조시킬 수 있다.
가스 노즐(32)이 웨이퍼(W)의 주연부에 대응하는 위치에 도달한 후, 가스 개폐 밸브(73)가 닫혀 웨이퍼(W)에 대한 질소 가스의 공급을 정지시키고, 웨이퍼(W)의 회전수를 낮추어, 웨이퍼(W)의 건조 처리 공정이 종료된다.
이 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시키고, 웨이퍼(W)를 반입할 때의 순서와는 반대의 순서로, 도시하지 않은 반송 암을 웨이퍼(W)의 하방으로 삽입하여 웨이퍼(W)를 반송 암으로 전달하고, 웨이퍼(W)가 반출된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 제 1 건조 처리 공정에서, 웨이퍼(W)를 제 1 회전수로 회전시키면서 웨이퍼(W)의 중심부로 IPA액을 공급하고, 이 후 제 2 건조 처리 공정에서, 웨이퍼(W)로 IPA액을 계속 공급하면서 웨이퍼(W)의 회전수를 제 2 회전수까지 급격히 떨어뜨린다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 순수 및 IPA액에 가해지고 있던 원심력을 저하시키고, 중심부로부터 주연부로 확산되는 순수 및 IPA액이 가지는 관성력을 작용시킴으로써 순수 및 IPA액에 대하여 브레이크를 건 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상에서 순수 및 IPA액을 적절히 교반하여, 웨이퍼(W) 상의 순수를 IPA액과 충분히 또한 균일하게 치환할 수 있다. 이 후 제 3 건조 처리 공정에서, IPA액을 공급하면서 웨이퍼(W)의 회전수를 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 서서히 높임으로써, IPA액 중에 분산된 순수 및 IPA액을 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부로 신속히 세정하여 IPA액 중의 순수의 양을 저하시킬 수 있다.
이 후 제 4 건조 처리 공정에서, 순수를 포함하는 IPA액을 털어내기 건조시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 워터 마크 등의 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명했지만, 당연히 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형도 가능하다. 이하에, 대표적인 변형예에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, DHF액에 의해 웨이퍼(W)가 약액 세정되는 예에 대하여 설명했지만, 약액 세정에 사용되는 약액은 이에 한정되지 않고, 임의의 약액을 사용할 수 있다.
또한 본 실시예에서는, 린스액으로서 순수를 이용하는 예에 대하여 설명했지만, 사용하는 린스액으로서는 순수에 한정되지 않는다.
또한 본 실시예에서는, 건조액으로서 IPA액을 이용하는 예에 대하여 설명했지만, 사용하는 건조액으로서는 IPA액에 한정되지 않는다. 건조액으로서, 예를 들면 휘발성이 높은 유기 용제를 이용해도 된다. 또한, 웨이퍼(W)로 가열된 IPA액을 공급하도록 해도 된다. 이 경우, IPA액의 증발을 촉진시킬 수 있다.
또한 이상의 설명에서는, 본 발명에 따른 기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체 및 기판 처리 장치를 반도체 웨이퍼(W)의 세정 처리에 적용한 예를 나타내고 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, LCD 기판 또는 CD 기판 등 다양한 기판 등의 세정에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한 약액 처리 공정 및 린스 처리 공정에서, 웨이퍼(W)를 회전시켜 예를 나타냈지만 이에 한정되지 않고, 약액 처리 공정 및 린스 처리 공정에서, 웨이퍼(W)상이 액으로 덮여 있으면, 반드시 웨이퍼(W)를 회전시킬 필요는 없다.
이어서 본 발명의 변형예에서, 도 6의 (a), (b), (c), (d)에 의해 설명한다. 도 6의 (a), (b), (c), (d)에 나타낸 변형예는, 건조 처리 공정 중 제 4 건조 처리 공정의 구성이 상이할 뿐이며, 다른 구성은 도 1 ~ 도 5에 나타낸 실시예와 대략 동일하다.
도 6의 (a), (b), (c), (d)에 나타낸 본 발명의 변형예에서, 도 1 ~ 도 5에 나타낸 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.
상술한 실시예에서, 제 4 건조 처리 공정의 개시 시에 웨이퍼(W)에 대한 IPA액의 공급을 정지한 예를 나타냈지만, 본 변형예에서는, 건조액 개폐 밸브(63)는 개방된 채의 상태로 되어 있고, 제 4 건조 처리 공정 중에도 웨이퍼(W)에 대하여 IPA액을 계속 공급한다 (도 6의 (a) ~ (b)). 그리고, 제 4 건조 처리 공정의 도중부터 웨이퍼(W)에 대하여 불활성 가스, 예를 들면 질소 가스(N2 가스)를 공급한다.
웨이퍼(W)의 회전수가 제 3 회전수에 도달하여, 제 4 건조 처리 공정을 개시할 시, 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)은 웨이퍼(W)의 중심부에 있으며, 건조액 노즐(31)로부터 웨이퍼(W)의 중심부로 IPA액이 공급된다. 이 때, 가스 노즐(32)로부터의 질소 가스의 공급은 정지되어 있다(도 6의 (a)).
이어서, 웨이퍼(W)를 제 3 회전수로 회전시키면서, 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)을 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부를 향해 비교적 느린 제 1 속도(1.2 mm/s)로 이동시킨다(도 6의 (b)).
이 경우, 건조액 노즐(31)로부터 웨이퍼(W)에 대하여 IPA액을 공급하는데, 가스 노즐(32)로부터의 질소 가스의 공급은 정지되어 있다. 또한, 건조액 노즐(31)은 가스 노즐(32)보다 이동 방향 전방에 위치하고 있다.
웨이퍼(W)의 중심부 근방에서는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 발생하는 원심력은 작기 때문에, IPA액을 털어내는 힘은 그다지 크지 않아, 웨이퍼(W) 상에 IPA액이 남는 것도 고려된다. 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)을 비교적 느린 제 1 속도로 이동시킴으로써, 건조액 노즐(31)로부터의 공급되는 IPA액에 의해 웨이퍼(W) 상의 IPA액을 서서히 주연부를 향해 밀어낼 수 있다.
한편, 이 단계에서 가스 노즐(32)로부터 질소 가스를 웨이퍼(W)로 공급할 경우, 웨이퍼(W) 상에 남은 IPA액 상에 질소 가스를 분사하게 되어, 웨이퍼(W) 상의 IPA액의 막 두께는 불균일해져, 적절한 건조 처리를 행할 수 없다.
이에 대하여 본 발명에 따르면, 이 단계에서는 가스 노즐(32)로부터 질소 가스가 공급되고 있지 않으므로, IPA액의 막 두께가 불균일해지지 않는다.
이 상태에서 가스 노즐(32)이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 15 mm 떨어진 위치까지 이동한다(도 6의 (c)).
또한, 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)이 웨이퍼(W)의 주연부측으로 이동하고, 가스 노즐(32)이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 15 mm를 초과한 위치에 도달한 시점에서, 즉 가스 노즐(32)이 웨이퍼(W)의 중심부와 주연부 사이에 도달한 시점에서, 가스 노즐(32)로부터 질소 가스가 웨이퍼(W)에 대하여 공급된다(도 6의 (d)).
이 때, 건조액 노즐(31)은 웨이퍼(W)의 중심부로부터 30 mm를 초과한 위치에 있다. 이 후, 건조액 노즐(31)과 가스 노즐(32)은, 제 1 속도(1.2 mm/s)보다 큰 제 2 속도(8 mm/s)로 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동한다.
웨이퍼(W)의 중심부로부터 어느 정도 떨어지면, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 발생하는 원심력이 커진다. 이 때문에, 웨이퍼(W) 상에 남은 IPA액을 웨이퍼(W)의 회전에 수반하는 원심력과, 가스 노즐(32)로부터 공급되는 질소 가스에 의해 주연부를 향해 보다 확실히 밀어낼 수 있다.
또한 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심부로부터 어느 정도 떨어진 위치에서는, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전에 수반하여 큰 원심력이 작용하므로, 웨이퍼(W) 상에 남은 IPA액의 잔량을 줄일 수 있어, 웨이퍼(W)에 대하여 가스 노즐(32)로부터 질소 가스를 분사해도 웨이퍼(W) 상의 IPA액의 막 두께가 불균일해지지 않는다.
또한, 상술한 바와 같이 제 4 건조 처리 공정 중, 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)을 웨이퍼(W)의 중심부로부터 주연부를 향해 이동시키면서, 건조액 노즐(31)로부터 IPA액을 웨이퍼(W) 상으로 연속적으로 공급하고, 또한 건조액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)의 이동의 도중에 가스 노즐(32)로부터 질소 가스를 웨이퍼(W) 상으로 공급하고 있다.
이 때문에, 웨이퍼(W) 상에 IPA액이 남지 않으므로, IPA액 기인에 따른 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
10 : 처리 용기
11 : 반입출구
12 : 셔터
20 : 스핀 척
21 : 회전 플레이트
22 : 보지 부재
25 : 회전 구동부
26 : 회전 구동축
30 : 세정액 노즐
31 : 건조액 노즐
32 : 가스 노즐
33 : 노즐 암
34 : 가이드 레일
35 : 노즐 구동부
36 : 연결 부재
37 : 승강 구동부
38 : 승강축
40 : 약액 공급 기구
43 : DHF 공급 라인
44 : DHF 공급원
46 : DHF 개폐 밸브
50 : 린스액 공급 기구
51 : 린스액 공급 라인
52 : 린스액 공급원
53 : 린스액 개폐 밸브
60 : 건조액 공급 기구
61 : 건조액 공급 라인
62 : 건조액 공급원
63 : 건조액 개폐 밸브
70 : 불활성 가스 공급 기구
71 : 가스 공급 라인
72 : 가스 공급원
73 : 가스 개폐 밸브
80 : 제어부
81 : 입출력 장치
82 : 기록 매체

Claims (9)

  1. 기판으로 약액을 공급하는 약액 처리 공정과,
    상기 약액 처리 공정 후, 상기 기판으로 린스액을 공급하는 린스 처리 공정과,
    상기 린스 처리 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 구비하고,
    상기 건조 처리 공정은 상기 기판상의 린스액을 알코올액으로 치환하는 치환 공정을 포함하며,
    상기 치환 공정은,
    상기 기판을 제 1 회전수로 회전시키면서 상기 기판에 알코올액을 공급함으로써 상기 기판의 패턴 내에 상기 린스액을 잔존시키면서 상기 린스액의 표면 부분을 상기 알코올액으로 치환하는 표면 치환 공정과,
    상기 표면 치환 공정 후, 상기 기판에 알코올액을 공급하면서 상기 기판을 상기 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시킴으로써 잔존한 상기 린스액을 상기 패턴 내로부터 상기 패턴 외로 교반시키고, 상기 제 2 회전수로 소정의 시간동안 회전시킴으로써 상기 린스액을 상기 알코올액에 분산시키는 교반 공정과,
    상기 교반 공정 후, 상기 기판에 알코올액을 공급하면서 상기 기판의 회전수를 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높임으로써 분산된 상기 린스액의 전체 부분을 상기 알코올액으로 치환시키는 전체 치환 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조 처리 공정은, 상기 전체 치환 공정 후, 상기 기판을 회전시켜 상기 기판 상의 알코올액을 털어내는 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 린스액은 순수인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 알코올액은 IPA인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 기판을 보지하는 회전 가능한 기판 보지부와,
    상기 기판 보지부를 회전 구동하는 회전 구동부와,
    상기 기판 보지부에 보지된 상기 기판으로 약액을 공급하는 약액 공급 기구와,
    상기 기판 보지부에 보지된 상기 기판으로 린스액을 공급하는 린스액 공급 기구와,
    상기 기판 보지부에 보지된 상기 기판으로 건조액을 공급하는 건조액 공급 기구와,
    상기 회전 구동부, 상기 약액 공급 기구, 상기 린스액 공급 기구 및 상기 건조액 공급 기구를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 기판으로 약액을 공급하는 약액 처리 공정과, 상기 약액 처리 공정 후, 상기 기판으로 린스액을 공급하는 린스 처리 공정과, 상기 린스 처리 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 포함하며, 상기 건조 처리 공정은, 상기 기판상의 린스액을 알코올액으로 치환하는 치환 공정을 포함하며, 상기 치환 공정은, 상기 기판을 제 1 회전수로 회전시키면서 상기 기판에 알코올액을 공급함으로써 상기 기판의 패턴 내에 상기 린스액을 잔존시키면서 상기 린스액의 표면 부분을 상기 알코올액으로 치환하는 표면 치환 공정과, 상기 표면 치환 공정 후, 상기 기판에 알코올액을 공급하면서 상기 기판을 상기 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시킴으로써 잔존한 상기 린스액을 상기 패턴 내로부터 상기 패턴 외로 교반시키고, 상기 제 2 회전수로 소정의 시간동안 회전시킴으로써 상기 린스액을 상기 알코올액에 분산시키는 교반 공정과, 상기 교반 공정 후, 상기 기판에 알코올액을 공급하면서 상기 기판의 회전수를 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높임으로써 분산된 상기 린스액의 전체 부분을 상기 알코올액으로 치환시키는 전체 치환 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 건조 처리 공정은, 상기 전체 치환 공정 후, 상기 기판을 회전시켜 상기 기판 상의 알코올액을 털어내는 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 린스액은 순수인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 알코올액은 IPA인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체로서,
    기판 처리 방법은,
    기판으로 약액을 공급하는 약액 처리 공정과,
    상기 약액 처리 공정 후, 상기 기판으로 린스액을 공급하는 린스 처리 공정과,
    상기 린스 처리 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 구비하고,
    상기 건조 처리 공정은 상기 기판상의 린스액을 알코올액으로 치환하는 치환 공정을 포함하며,
    상기 치환 공정은,
    상기 기판을 제 1 회전수로 회전시키면서 상기 기판에 알코올액을 공급함으로써 상기 기판의 패턴 내에 상기 린스액을 잔존시키면서 상기 린스액의 표면 부분을 상기 알코올액으로 치환하는 표면 치환 공정과, 상기 표면 치환 공정 후, 상기 기판에 알코올액을 공급하면서 상기 기판을 상기 제 1 회전수보다 낮은 제 2 회전수로 감속시킴으로써 잔존한 상기 린스액을 상기 패턴 내로부터 상기 패턴 외로 교반시키고, 상기 제 2 회전수로 소정의 시간동안 회전시킴으로써 상기 린스액을 상기 알코올액에 분산시키는 교반 공정과, 상기 교반 공정 후, 상기 기판에 알코올액을 공급하면서 상기 기판의 회전수를 상기 제 2 회전수로부터 제 3 회전수까지 높임으로써 분산된 상기 린스액의 전체 부분을 상기 알코올액으로 치환시키는 전체 치환 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
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