KR20110030321A - 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치 및 기억 매체 - Google Patents
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Abstract
기판에 소수성의 폴리 실리콘막이 형성되어 있고, 이 폴리 실리콘막에 친수성의 자연 산화막이 적층되어 있는 경우에, 기판의 주연부에서 에칭 불량이 발생하지 않고, 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치 및 기억 매체를 제공한다. 우선, 폴리 실리콘막이 형성된 기판(W)을 회전시키면서 당해 기판(W)의 주연부로 불산을 공급함으로써 기판(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시킨다. 이어서, 폴리 실리콘막이 노출된 기판(W)을 회전시키면서 당해 기판(W)의 주연부로 불초산을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거한다. 이러한 동작은 기판 액처리 장치(1)의 제어부(50)가 회전 구동부(20), 불산 공급부(54) 및 불초산 공급부(52)를 제어함으로써 행해진다.
Description
본 발명은 폴리 실리콘막이 형성된 반도체 웨이퍼 등의 기판에서의 주연부의 폴리 실리콘막을 에칭에 의해 제거하는 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고도 함)에 대하여 게이트 전극 등을 형성하기 위하여 폴리 실리콘막을 형성하는 공정이 존재하는데, 웨이퍼의 엣지, 베벨 등의 주연부에서 균열 또는 막 박리 등이 발생하는 경우가 있어, 이러한 균열 또는 막 박리가 발생하면 폴리 실리콘막이 파티클이 되어 반도체 디바이스를 오염시킬 우려가 있다.
이 때문에, 종래부터 웨이퍼의 주연부의 폴리 실리콘막을 제거하는 것이 행해지고 있다. 폴리 실리콘막을 제거할 때는, 종래부터 에칭액으로서 불산과 초산의 혼합액인 불초산을 이용하여 에칭하는 방법이 채택되고 있고, 구체적으로는 제거하고 싶지 않은 부분을 보호막(레지스트, 하드 마스크) 등으로 보호하고 웨이퍼의 주연부(엣지 및 베벨)만을 노출하여 웨이퍼 전체를 불초산에 침지(浸漬)하는 것이 행해지고 있었다.
그러나, 이러한 수법은 에칭하는 부분에 맞추어 보호막을 형성할 필요가 있으므로, 공정이 번잡해지고 공정수가 증가한다. 또한, 폴리 실리콘막의 커팅폭의 조정이 용이하지 않다고 하는 문제가 있다.
이에 대하여, 폴리 실리콘막을 제거하는 기술은 아니지만, 특허 문헌 1에는 웨이퍼에 막을 형성한 후, 웨이퍼를 회전시키면서 베벨 부분으로 약액을 공급하여 베벨 부분을 에칭에 의해 제거하는 기술이 제안되고 있고, 이것을 웨이퍼의 주연부에 형성된 폴리 실리콘막의 에칭에 적용하는 것이 생각된다.
웨이퍼에 소수성의 폴리 실리콘막이 형성되어 있고, 이 폴리 실리콘막에 친수성의 자연 산화막이 적층되어 있는 경우, 특허 문헌 1에 개시된 방법을 이용하여 웨이퍼의 주연부로 불초산을 공급했을 때에는, 폴리 실리콘막의 에칭 불량의 발생을 충분히 억제하지 못하고, 또한 에칭폭의 정밀도가 나쁘다고 하는 것을 알 수 있었다.
본 발명은, 웨이퍼에 소수성의 폴리 실리콘막이 형성되어 있고, 이 폴리 실리콘막에 친수성의 자연 산화막이 적층되어 있는 경우에, 웨이퍼의 주연부에서 에칭 불량이 발생하지 않고, 또한 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있는 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기판 액처리 방법은, 폴리 실리콘막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불산을 공급함으로써 기판의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키는 공정과, 폴리 실리콘막이 노출된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불초산을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 액처리 방법에서는, 기판의 주연부로 불초산을 공급할 때에 기판의 주연부로 불산을 공급할 때보다 늦은 회전 속도로 기판을 회전시키도록 되어 있어도 좋다.
본 발명의 기판 액처리 방법에서는, 기판의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 기판의 주연부로 불산을 공급할 때에 불산이 기판으로 공급되는 개소보다 기판의 직경 방향 외방의 개소로 불초산을 공급하도록 되어 있어도 좋다.
본 발명의 기판 액처리 장치는, 기판을 보지(保持)하는 보지부와, 상기 보지부를 회전시키는 회전 구동부와, 상기 보지부에 의해 보지된 기판의 주연부로 불산을 공급하는 불산 공급부와, 상기 보지부에 의해 보지된 기판의 주연부로 불초산을 공급하는 불초산 공급부와, 상기 회전 구동부, 상기 불산 공급부 및 상기 불초산 공급부를 제어하는 제어부로서, 폴리 실리콘막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 상기 불산 공급부에 의해 불산을 공급함으로써 기판의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키고, 폴리 실리콘막이 노출된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 상기 불초산 공급부에 의해 불초산을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하도록 제어를 행하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 액처리 장치에서는, 상기 제어부는 기판의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 기판의 주연부로 불산을 공급할 때보다 늦은 회전 속도로 기판을 회전시키도록 상기 회전 구동부의 제어를 행하도록 되어 있어도 좋다.
본 발명의 기판 액처리 장치에서는, 상기 불초산 공급부는 상기 불산 공급부에 의해 기판의 주연부로 불산을 공급할 때에, 불산이 기판으로 공급되는 개소보다 기판의 직경 방향 외방의 개소로 불초산을 공급하도록 되어 있어도 좋다.
이 경우, 상기 불초산 공급부는 상기 불산 공급부보다 상기 보지부에 의해 보지된 기판의 직경 방향 외방에 배치되어 있어도 좋다.
본 발명의 기억 매체는, 기판 액처리 장치의 제어 컴퓨터에 의해 실행 가능한 프로그램이 기억된 기억 매체로서, 상기 프로그램을 실행함으로써 상기 제어 컴퓨터가 상기 기판 액처리 장치를 제어하여 기판 액처리 방법을 실행시키되, 상기 기판 액처리 방법은, 폴리 실리콘막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불산을 공급함으로써 기판의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키는 공정과, 폴리 실리콘막이 노출된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불초산을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치 및 기억 매체에 따르면, 기판에 소수성의 폴리 실리콘막이 형성되어 있고, 이 폴리 실리콘막에 친수성의 자연 산화막이 적층되어 있는 경우에, 기판의 주연부에서 에칭 불량이 발생하지 않고, 또한 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 액처리 장치의 개략 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 기판 액처리 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시한 기판 액처리 장치에 의한 웨이퍼의 처리 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 도 3에 나타낸 바와 같은 웨이퍼의 처리 방법에서의 웨이퍼의 표면에서의 각 약액 또는 린스액이 공급되는 영역을 각각 도시한 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시한 기판 액처리 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시한 기판 액처리 장치에 의한 웨이퍼의 처리 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 도 3에 나타낸 바와 같은 웨이퍼의 처리 방법에서의 웨이퍼의 표면에서의 각 약액 또는 린스액이 공급되는 영역을 각각 도시한 설명도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도4는 본 실시예에 따른 기판 액처리 장치 및 기판 액처리 방법을 도시한 도이다. 보다 상세하게, 도 1은 본 실시예에서의 기판의 액처리 장치의 개략 종단면도이며, 도 2는 도 1에 도시한 기판 액처리 장치의 제어 블록도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시한 기판 액처리 장치에 따른 웨이퍼의 처리 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 또한, 도 4는 도 3에 나타낸 바와 같은 웨이퍼의 처리 방법에서, 웨이퍼의 표면에서의 각 약액 또는 린스액이 공급되는 영역을 각각 도시한 설명도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 액처리 장치(1)는 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)(이하, 웨이퍼(W)라고도 함)을 대략 수평 상태로 보지(保持)하는 보지부(10)와, 보지부(10)로부터 하방으로 연장되는 회전축(12)과, 회전축(12)을 개재하여 보지부(10)를 회전시키는 회전 구동부(20)를 구비하고 있다. 보지부(10)는 당해 보지부(10) 상에 재치(載置, mount)된 웨이퍼(W)를, 예를 들면 진공 흡착에 의해 보지하도록 되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 회전축(12)은 수직 방향으로 연장되도록 되어 있다. 회전 구동부(20)는 회전축(12)의 하단부의 주연부 외방에 배치된 풀리(24)와, 풀리(24)에 감겨진 구동 벨트(26)와, 이 구동 벨트(26)에 구동력을 부여함으로써 풀리(24)를 개재하여 회전축(12)을 회전시키는 모터(22)를 가지고 있다. 또한, 풀리(24)보다 상방의 개소에서의 회전축(12)의 주연부 외방에는 베어링(14)이 배치되어 있다.
보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주위에는 당해 웨이퍼(W)를 덮는 챔버(2)가 설치되어 있다. 챔버(2)의 상부(천장 부분)에는 N2 가스(질소 가스) 등의 가스를 자연적으로 흘려 보냄으로써 다운 플로우로 웨이퍼(W)로 보내는 상부 개구(4)가 형성되어 있다. 또한, 챔버(2)의 하부(바닥 부분)에는 상부 개구(4)로부터 다운 플로우로 보내진 가스를 챔버(2) 내로부터 배기하기 위한 하부 개구(5)가 형성되어 있다. 또한, 챔버(2)의 측부에는 챔버(2) 내로 웨이퍼(W)를 반입하거나 챔버(2) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출하거나 하는 반송 암을 통과시키기 위한 측부 개구(3)가 형성되어 있다. 측부 개구(3)는 당해 측부 개구(3)에 설치된 셔터(3a)에 의해 개폐가 가능하게 되어 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 각종 약액 또는 린스액을 공급하기 위한 노즐(30, 33, 36)이 병렬 상태로 일체적으로 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 3 개의 노즐(30, 33, 36) 중 웨이퍼(W)의 직경 방향에서의 가장 외측(웨이퍼(W)의 중심으로부터 가장 먼 쪽)에 있는 불초산 공급 노즐(30)은 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급하도록 되어 있다. 또한, 3 개의 노즐(30, 33, 36) 중 웨이퍼(W)의 직경 방향에서 불초산 공급 노즐(30)보다 내측에 있는 불산 공급 노즐(33)은 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급하도록 되어 있다. 또한, 3 개의 노즐(30, 33, 36) 중 웨이퍼(W)의 직경 방향에서의 가장 내측(웨이퍼(W)의 중심으로부터 가장 가까운 쪽)에 있는 린스액 공급 노즐(36)은 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 순수 등의 린스액을 공급하도록 되어 있다.
불초산 공급 노즐(30)에는 불초산 공급관(31)을 거쳐 불초산 공급원(32)이 접속되어 있고, 불초산 공급원(32)으로부터 불초산 공급관(31)을 거쳐 불초산 공급 노즐(30)로 불초산이 공급되도록 되어 있다. 또한, 불초산 공급관(31)에는 불초산 공급 노즐(30)로의 불초산의 공급의 유무 또는 공급량을 제어하는 밸브(31a)가 설치되어 있다. 이들 불초산 공급 노즐(30), 불초산 공급관(31), 밸브(31a) 및 불초산 공급원(32)에 의해, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급하는 불초산 공급부(52)가 구성되어 있다.
불산 공급 노즐(33)에는 불산 공급관(34)을 거쳐 불산 공급원(35)이 접속되어 있고, 불산 공급원(35)으로부터 불산 공급관(34)을 거쳐 불산 공급 노즐(33)로 불산이 공급되도록 되어 있다. 또한, 불산 공급관(34)에는 불산 공급 노즐(33)로의 불산의 공급의 유무 또는 공급량을 제어하는 밸브(34a)가 설치되어 있다. 이들 불산 공급 노즐(33), 불산 공급관(34), 밸브(34a) 및 불산 공급원(35)에 의해, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급하는 불산 공급부(54)가 구성되어 있다.
린스액 공급 노즐(36)에는 린스액 공급관(37)을 거쳐 린스액 공급원(38)이 접속되어 있고, 린스액 공급원(38)으로부터 린스액 공급관(37)을 거쳐 린스액 공급 노즐(36)로 순수 등의 린스액이 공급되도록 되어 있다. 또한, 린스액 공급관(37)에는 린스액 공급 노즐(36)로의 린스액의 공급의 유무 또는 공급량을 제어하는 밸브(37a)가 설치되어 있다. 이들 린스액 공급 노즐(36), 린스액 공급관(37), 밸브(37a) 및 린스액 공급원(38)에 의해, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 주연부로 순수 등의 린스액을 공급하는 린스액 공급부(56)가 구성되어 있다.
병렬 상태로 일체적으로 설치된 3 개의 노즐(30, 33, 36)에는 노즐 구동 기구(39)가 설치되어 있다. 노즐 구동 기구(39)에 의해 3 개의 노즐(30, 33, 36)이 일체적으로 이동되도록 되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기판 액처리 장치(1)에는 당해 기판 액처리 장치(1)의 각 구성 요소의 제어를 행하는 제어부(50)가 설치되어 있다. 구체적으로, 제어부(50)에는 보지부(10), 회전 구동부(20), 불초산 공급부(52), 불산 공급부(54), 린스액 공급부(56) 및 노즐 구동 기구(39)가 각각 접속되어 있다. 그리고, 제어부(50)는 당해 제어부(50)에 접속된 각 구성 요소에 대하여 제어 신호를 보냄으로써, 각 구성 요소의 제어를 행하도록 되어 있다. 제어부(50)에 의한 각 구성 요소의 제어의 구체적인 내용에 대해서는 후술한다.
본 실시예에서, 제어부(50)에는 기판 액처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 제어부(50)에 의한 제어로 실현시키기 위한 제어 프로그램 또는 처리 조건에 따라 기판 액처리 장치(1)의 각 구성 요소에 처리를 실행시키기 위한 프로그램(즉, 레시피)이 기억된 기억 매체(60)가 접속되어 있다. 기억 매체(60)는 ROM 또는 RAM 등의 메모리, 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 등의 디스크 형상 기억 매체, 그 외의 공지의 기억 매체로 구성될 수 있다. 그리고, 필요에 따라 임의의 레시피를 기억 매체(60)로부터 호출하여 제어부(50)에 실행시킴으로써, 제어부(50)의 제어 하에 기판 액처리 장치(1)에서의 원하는 처리가 행해진다.
이어서, 상술한 바와 같은 기판 액처리 장치(1)의 동작(웨이퍼(W)의 처리 방법)에 대하여, 도 3에 나타낸 플로우 차트 및 도 4에 도시한 설명도를 이용하여 설명한다. 또한, 이하에 나타낸 바와 같은 기판 액처리 장치(1)의 동작은 기억 매체(60)에 기억된 프로그램(레시피)에 따라 제어부(50)가 기판 액처리 장치(1)의 각 구성 요소를 제어함으로써 행해진다.
우선, 기판 액처리 장치(1)의 외부로부터 도시하지 않은 반송 암에 의해 챔버(2)의 측부 개구(3)를 거쳐 챔버(2) 내로 웨이퍼(W)를 반송한다. 구체적으로는, 반송 암에 의해 챔버(2) 내의 보지부(10) 상에 웨이퍼(W)를 재치시킨다(도 3의 STEP1 참조). 여기서, 반송 암에 의해 보지부(10) 상에 재치되는 웨이퍼(W)는 폴리 실리콘막 및 자연 산화막이 적층 상태로 표면에 형성된 것으로 되어 있다(보다 상세하게는, 웨이퍼(W)의 표면에 폴리 실리콘막이 형성되고, 이 폴리 실리콘막에 자연 산화막이 적층되어 있다). 또한, 폴리 실리콘막은 소수성인 것이며, 자연 산화막은 친수성인 것이다.
이어서, 회전 구동부(20)에 의해 수직 방향으로 연장되는 축선(軸線)을 중심으로 하여 회전축(12)을 회전시킨다. 이에 따라, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)가 회전된다. 이 때에, 모터(22)로부터 구동 벨트(26)를 거쳐 풀리(24)에 구동력이 부여됨으로써 회전축(12)이 회전된다.
그리고, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)가 회전하고 있는 상태로, 불산 공급부(54)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급한다. 구체적으로는, 불산 공급원(35)으로부터 불산 공급관(34)을 거쳐 불산 공급 노즐(33)로 불산을 공급하고, 불산 공급 노즐(33)로부터 웨이퍼(W)의 주연부에 불산을 토출시킨다. 이 때, 웨이퍼(W)를 고속(예를 들면, 1000 rpm)으로 회전시킨다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막이 에칭 제거된다(도 3의 STEP2 참조). 이와 같이 하여 웨이퍼(W)에 형성된 폴리 실리콘막이 노출되게 된다. 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시키는 이점(利点)으로서, 자연 산화막에 대한 에칭의 폭의 제어를 용이하고 정밀도 높게 행할 수 있다는 것을 들 수 있다. 웨이퍼(W)의 표면으로 공급된 불산은 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 웨이퍼(W)로부터 둘레 방향 외방으로 흐르게 된다.
또한, 불산 공급부(54)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급하는 공정에서, 웨이퍼(W)에서의 불산이 공급되는 영역은 도 4의 (a)의 참조 부호(40)로 나타낸 바와 같은 영역이 된다.
불산 공급부(54)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 공급되는 불산의 농도는 자연 산화막을 단시간에 에칭할 수 있고, 폴리 실리콘막을 완전하게 노출시킬만한 농도로 설정되어 있다. 구체적으로, 불산의 농도는, 예를 들면 1 ~ 50%의 범위 내의 크기로 설정되어 있다. 이에 따라, 불산 공급부(54)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급했을 때에, 폴리 실리콘막은 제거되지 않고 자연 산화막만이 제거되게 된다.
이어서, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)가 회전하고 있는 상태로, 불초산 공급부(52)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급한다. 구체적으로는, 불초산 공급원(32)으로부터 불초산 공급관(31)을 거쳐 불초산 공급 노즐(30)로 불초산을 공급하고, 불초산 공급 노즐(30)로부터 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 토출시킨다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 폴리 실리콘막이 에칭 제거된다(도 3의 STEP3 참조). 웨이퍼(W)의 표면으로 공급된 불초산은 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 웨이퍼(W)로부터 둘레 방향 외방으로 흐르게 된다.
또한, 불초산 공급 노즐(30)은 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 직경 방향에서 불산 공급 노즐(33)보다 외방에 배치되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급할 때에 불산이 웨이퍼(W)로 공급되는 개소보다 웨이퍼(W)의 직경 방향 외방의 개소로 불초산이 공급되게 된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 웨이퍼(W)의 주연부에서의 불산이 공급된 영역(40)(도 4의 (a) 참조) 내에, 즉 폴리 실리콘막의 소수성 면내로 불초산이 공급되게 된다. 도 4의 (b)에, 웨이퍼(W)에서의 불초산이 공급되는 영역을 참조 부호 41로 나타낸다. 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)에서의 불초산이 공급되는 영역(41)은 웨이퍼(W)에서의 불산이 공급되는 영역(40) 내에 포함되게 된다.
또한, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 도 3의 STEP2에 나타내는 바와 같은 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급할 때보다 느린 회전 속도로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 보다 구체적으로는, 웨이퍼(W)를, 예를 들면 300 rpm으로 회전시킨다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 저속 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 폴리 실리콘막이 접촉하는 시간이 길어지기 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부에서 부분적으로 에칭 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 에칭 처리를 행한 후에 웨이퍼(W)의 주연부에 폴리 실리콘막이 부분적으로 남는 것을 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 저속으로 회전시키는 이점으로서, 폴리 실리콘막은 소수성이기 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에 불초산이 웨이퍼(W)의 중심측으로 유입되는 일 없이, 저속으로 인해 불초산을 길게 접촉시킬 수 있다. 본 발명자에 의한 실험에 따르면, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 경우(구체적으로는 웨이퍼(W)의 회전 속도가, 예를 들면 500 rpm 이상인 경우)에는, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 폴리 실리콘막에 불초산이 접촉하는 시간이 짧아지기 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부에서 부분적으로 에칭 불량이 발생하고, 에칭 처리를 행한 후에도 웨이퍼(W)의 주연부에 폴리 실리콘막이 부분적으로 남는 것을 알 수 있었다.
이어서, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)가 회전하고 있는 상태로, 린스액 공급부(56)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 순수 등의 린스액을 공급한다. 구체적으로는, 린스액 공급원(38)으로부터 린스액 공급관(37)을 거쳐 린스액 공급 노즐(36)로 린스액을 공급하고, 린스액 공급 노즐(36)로부터 웨이퍼(W)의 주연부에 린스액을 토출시킨다. 이 때, 웨이퍼(W)를 고속(예를 들면, 1000 rpm)으로 회전시킨다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부의 린스 처리가 행해진다(도 3의 STEP4 참조). 웨이퍼(W)의 표면으로 공급된 린스액은 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 웨이퍼(W)로부터 둘레 방향 외방으로 흐르게 된다.
또한, 린스액 공급 노즐(36)은 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 직경 방향에서 불초산 공급 노즐(30) 또는 불산 공급 노즐(33)보다 내방에 배치되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부로 린스액을 공급할 때에, 불초산 또는 불산이 웨이퍼(W)로 공급되는 개소보다 웨이퍼(W)의 직경 방향 내방의 개소로 린스액이 공급되게 된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부에 부착된 불초산 또는 불산은 모두 린스액에 의해 세정되게 되어 웨이퍼(W)의 린스 처리가 확실히 행해진다. 또한, 린스액 공급부(56)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 린스액을 공급하여 웨이퍼(W)의 린스 처리를 행하는 공정에서, 웨이퍼(W)에서의 린스액이 공급되는 영역은 도 4의 (c)의 참조 부호(42)로 나타내는 바와 같은 영역이 된다.
그 후, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)를 고속으로 계속 회전시킴으로써, 당해 웨이퍼(W)의 건조 처리를 행한다(도 3의 STEP5 참조).
마지막으로, 챔버(2)의 측부 개구(3)를 거쳐 반송 암을 챔버(2) 내로 넣고, 이 반송 암에 의해 보지부(10)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출된 웨이퍼(W)를 기판 액처리 장치(1)의 외부로 반송한다(도 3의 STEP6 참조). 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 일련의 처리가 종료된다.
이상과 같이 본 실시예의 기판 액처리 장치(1) 및 기판 액처리 방법에 따르면, 폴리 실리콘막이 형성된 웨이퍼(W)를 회전시키면서 당해 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급함으로써 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키고(도 3의 STEP2 참조), 폴리 실리콘막이 노출된 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하도록 되어 있다(도 3의 STEP3 참조). 또한, 상술한 바와 같은 동작은 기판 액처리 장치(1)의 제어부(50)가 회전 구동부(20), 불산 공급부(54) 및 불초산 공급부(52)를 제어함으로써 행해진다. 이러한 기판 액처리 장치(1) 및 기판 액처리 방법에 따르면, 웨이퍼(W)의 주연부로 우선 불산을 공급함으로써 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 친수성의 자연 산화막을 에칭 제거하여 이 웨이퍼(W)의 주연부에서 소수성의 폴리 실리콘막을 노출시킬 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급함으로써 불초산이 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 유입되는 것을 억제할 수 있고, 이에 따라 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 불초산이 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 유입되는 것을 억제할 수 있게 되면, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에 웨이퍼(W)를 저속 회전시킬 수 있게 되므로, 웨이퍼(W)의 주연부에서 부분적으로 에칭 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있게 된다.
본 실시예의 기판 액처리 장치(1) 및 기판 액처리 방법에서는, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급할 때보다 느린 회전 속도로 웨이퍼(W)를 회전시키도록 되어 있다. 구체적으로는, 예를 들면 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급할 때의 회전 속도가 500 rpm 이상, 보다 상세하게는, 예를 들면 1000 rpm인데 반해, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때의 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 예를 들면 300 rpm으로 되어 있다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에 웨이퍼(W)를 저속 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 폴리 실리콘막에 불초산이 접촉하는 시간을 길게 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부에서 부분적으로 에칭 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 에칭 처리를 행한 후에 웨이퍼(W)의 주연부에 폴리 실리콘막이 부분적으로 남는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예의 기판 액처리 장치(1) 및 기판 액처리 방법에서는, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 웨이퍼(W)의 주연부에서의 불산이 공급된 영역으로 불초산을 공급하도록 되어 있다(도 4의 (a) 및 (b) 참조). 보다 상세하게는, 불초산 공급부(52)의 불초산 공급 노즐(30)이 불산 공급부(54)의 불산 공급 노즐(33)보다, 보지부(10)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 직경 방향 외방에 배치되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급할 때에 불산이 웨이퍼(W)로 공급되는 개소(불산 공급 노즐(33)로부터 웨이퍼(W)로 불산이 공급되는 개소)보다 웨이퍼(W)의 직경 방향 외방의 개소로 불초산을 공급하도록 되어 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에서의, 자연 산화막이 제거되어 폴리 실리콘막이 노출된 개소로 불초산을 확실히 공급할 수 있게 된다. 또한, 이 때 웨이퍼(W)의 표면에서의 소수화된 면내로 불초산이 확실히 공급되므로, 불초산이 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 유입되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있게 된다.
또한, 웨이퍼(W)의 주연부로 공급되는 불산의 농도는 자연 산화막을 단시간에 에칭할 수 있고, 폴리 실리콘막을 완전하게 노출시킬만한 농도로 설정되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부로 불산을 공급했을 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 자연 산화막만을 제거할 수 있게 되어, 이 웨이퍼(W)의 표면을 확실히 소수성 상태로 할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 기판 액처리 장치 및 기판 액처리 방법은 상기의 태양에 한정되지 않고 다양한 변경을 가할 수 있다. 예를 들면, 불초산 공급 노즐(30), 불산 공급 노즐(33) 및 린스액 공급 노즐(36)은 일체적으로 설치되어 있지 않아도 좋다. 즉, 각 노즐(30, 33, 36)이 서로 독립적으로 구동하도록 되어 있어도 좋다.
1 : 기판 액처리 장치
2 : 챔버
3 : 측부 개구
3a : 셔터
4 : 상부 개구
5 : 하부 개구
10 : 보지부
12 : 회전축
14 : 베어링
20 : 회전 구동부
22 : 모터
24: 풀리
26 : 구동 벨트
30 : 불초산 공급 노즐
31 : 불초산 공급관
31a : 밸브
32 : 불초산 공급원
33 : 불산 공급 노즐
34 : 불산 공급관
34a : 밸브
35 : 불산 공급원
36 : 린스액 공급 노즐
37 : 린스액 공급관
37a : 밸브
38 : 린스액 공급원
39 : 노즐 구동 기구
40 : 불산이 공급되는 영역
41 : 불초산이 공급되는 영역
42 : 린스액이 공급되는 영역
50 : 제어부
52 : 불초산 공급부
54 : 불산 공급부
56 : 린스액 공급부
60 : 기억 매체
2 : 챔버
3 : 측부 개구
3a : 셔터
4 : 상부 개구
5 : 하부 개구
10 : 보지부
12 : 회전축
14 : 베어링
20 : 회전 구동부
22 : 모터
24: 풀리
26 : 구동 벨트
30 : 불초산 공급 노즐
31 : 불초산 공급관
31a : 밸브
32 : 불초산 공급원
33 : 불산 공급 노즐
34 : 불산 공급관
34a : 밸브
35 : 불산 공급원
36 : 린스액 공급 노즐
37 : 린스액 공급관
37a : 밸브
38 : 린스액 공급원
39 : 노즐 구동 기구
40 : 불산이 공급되는 영역
41 : 불초산이 공급되는 영역
42 : 린스액이 공급되는 영역
50 : 제어부
52 : 불초산 공급부
54 : 불산 공급부
56 : 린스액 공급부
60 : 기억 매체
Claims (8)
- 폴리 실리콘막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불산을 공급함으로써, 기판의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키는 공정과,
폴리 실리콘막이 노출된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불초산(弗硝酸)을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하는 공정
을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,
기판의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 기판의 주연부로 불산을 공급할 때보다 느린 회전 속도로 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
기판의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 기판의 주연부로 불산을 공급할 때에 불산이 기판으로 공급되는 개소보다 기판의 직경 방향 외방의 개소로 불초산을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
- 기판을 보지하는 보지부와,
상기 보지부를 회전시키는 회전 구동부와,
상기 보지부에 의해 보지된 기판의 주연부로 불산을 공급하는 불산 공급부와,
상기 보지부에 의해 보지된 기판의 주연부로 불초산을 공급하는 불초산 공급부와,
상기 회전 구동부, 상기 불산 공급부 및 상기 불초산 공급부를 제어하는 제어부로서, 폴리 실리콘막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 상기 불산 공급부에 의해 불산을 공급함으로써 기판의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키고, 폴리 실리콘막이 노출된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 상기 불초산 공급부에 의해 불초산을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하도록 제어를 행하는 제어부
를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는, 기판의 주연부로 불초산을 공급할 때에, 기판의 주연부로 불산을 공급할 때보다 느린 회전 속도로 기판을 회전시키도록 상기 회전 구동부의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 불초산 공급부는, 상기 불산 공급부에 의해 기판의 주연부로 불산을 공급할 때에 불산이 기판으로 공급되는 개소보다 기판의 직경 방향 외방의 개소로 불초산을 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 불초산 공급부는, 상기 불산 공급부보다 상기 보지부에 의해 보지된 기판의 직경 방향 외방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
- 기판 액처리 장치의 제어 컴퓨터에 의해 실행 가능한 프로그램이 기억된 기억 매체로서,
상기 프로그램을 실행함으로써 상기 제어 컴퓨터가 상기 기판 액처리 장치를 제어하여 기판 액처리 방법을 실행시키되,
상기 기판 액처리 방법은,
폴리 실리콘막이 형성된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불산을 공급함으로써 기판의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭 제거하여 폴리 실리콘막을 노출시키는 공정과,
폴리 실리콘막이 노출된 기판을 회전시키면서 상기 기판의 주연부로 불초산(弗硝酸)을 공급함으로써 폴리 실리콘막을 에칭 제거하는 공정
을 구비한 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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