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KR102381166B1 - 기판액 처리 장치, 기판액 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

기판액 처리 장치, 기판액 처리 방법 및 기억 매체 Download PDF

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KR102381166B1
KR102381166B1 KR1020170090271A KR20170090271A KR102381166B1 KR 102381166 B1 KR102381166 B1 KR 102381166B1 KR 1020170090271 A KR1020170090271 A KR 1020170090271A KR 20170090271 A KR20170090271 A KR 20170090271A KR 102381166 B1 KR102381166 B1 KR 102381166B1
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gas supply
liquid
supply pipe
processing
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히로유키 마스토미
도시유키 시오카와
고지 다나카
다카미 사토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 처리조 내의 처리액 중에 균일한 N2 가스의 기포를 형성한다.
[해결수단] 기판액 처리 장치(1)는 기판(8)을 수납하는 처리조(34)와, 처리조(34) 내에 설치된 복수의 기체 공급관(81, 82, 83, 84)을 구비하고 있다. 하나의 기체 공급관(81)의 토출구(81a)는, 인접하는 다른 기체 공급관(82)의 토출구(82a)에 대하여, 기판(8)의 회로 형성면과 평행한 방향으로 서로 중복되지는 않는다.

Description

기판액 처리 장치, 기판액 처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE LIQUID PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 복수의 기판을 배열시킨 상태로 처리액에 침지(浸漬)시켜 액처리하는 기판액 처리 장치, 기판액 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 부품이나 플랫 패널 디스플레이 등을 제조할 때에는, 기판액 처리 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판에 대하여 세정액이나 에칭액 등의 처리액을 이용하여 각종 액처리를 실시한다.
예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 기판액 처리 장치에서는, 처리조(處理槽)의 바닥부에 2개의 처리액 공급관을 설치하여, 처리액 공급관으로부터 처리조의 내부에 처리액을 공급한다.
이 기판액 처리 장치에서는, 처리액이 저류된 처리조에 복수의 기판이 수직으로 기립한 자세로 수평 방향으로 간격을 두고 배열된 상태로 침지된다. 처리액 공급관은, 기판에 대하여 직교하는 방향을 향해 연장되어 있고, 처리액을 토출하는 개구가 기판에 미리 정해진 간격을 두고 설치되어 있다. 개구는, 원형 개구를 갖는 관통 구멍으로 형성되어 있다. 2개의 처리액 공급관은, 각각의 개구를 기판의 중앙측을 향해 비스듬히 내측 상방으로 경사지게 했다.
그리고, 기판액 처리 장치에서는, 2개의 처리액 공급관의 토출구로부터 기판의 중앙을 향해 처리액을 토출함으로써, 처리조의 내부에서 기판의 표면을 따라서 흐르는 처리액의 상승류를 형성하고, 상승하는 처리액에 의해 기판의 표면을 액처리한다. 이 경우, 처리액 공급관으로부터 처리조 내에 공급되는 처리액은 미리 가열되어 비등(沸騰)된 상태로 공급되고, 처리액을 비등시킴으로써, 처리액 중에 기포를 발생시켜 처리액의 상승류를 촉진시키고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2012-15490호 공보
그런데 전술한 바와 같이 처리액은 처리조 내에 비등 상태로 공급되지만, 대기압이 변동하더라도 처리조 내의 처리액의 비등 상태를 안정화시키기 위해, 처리조 내에 N2 가스를 공급하여 처리액 중에 기포를 형성하는 것이 고려되고 있다.
그러나 종래부터 처리조 내의 처리액 중에 안정된 기포를 발생시키는 것은 어렵고, 예컨대 기포가 불균일해지거나, 기포가 집중되면, 기포끼리 합체하여 기포 직경에 차이가 생겨 균일한 액처리를 행하는 것이 어렵다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 처리조 내에 균일한 기포를 형성하여 기판액 처리를 실시할 수 있는 기판액 처리 장치, 기판액 처리 방법 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 인산 수용액으로 이루어진 처리액과, 수직 방향으로 배치된 복수의 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 처리조와, 상기 처리조 내에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관과, 상기 처리액조에 설치되고, 상기 처리액에 기체를 공급하여 기포를 형성하기 위한 복수의 기체 공급관을 구비하고, 각 기체 공급관은 상기 기판의 하측에 설치되고, 상기 기판의 회로 형성면에 대하여 직교하는 수평 방향으로 연장되고, 각 기체 공급관은 한쪽으로 개구된 복수의 토출구를 가지며, 하나의 기체 공급관의 토출구는, 이 기체 공급관에 인접하는 다른 기체 공급관의 토출구와, 상기 기판의 회로 형성면에 평행한 방향으로 중복되지 않고, 지그재그 배치되는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치이다.
본 발명은, 인산 수용액으로 이루어진 처리액과, 수직 방향으로 배치된 복수의 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 처리조와, 상기 처리조 내에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관과, 상기 처리조에 설치되고, 상기 처리액에 기체를 공급하여 기포를 형성하기 위한 복수의 기체 공급관을 구비하고, 각 기체 공급관은 상기 기판의 하측에 설치되고, 상기 기판의 회로 형성면에 대하여 직교하는 수평 방향으로 연장되고, 각 기체 공급관은 한쪽으로 개구된 복수의 토출구를 가지며, 하나의 기체 공급관의 토출구는, 이 기체 공급관에 인접하는 다른 기체 공급관의 토출구와, 상기 기판의 회로 형성면에 평행한 방향으로 중복되지 않고, 지그재그 배치되는 기판액 처리 장치를 이용한 기판액 처리 방법에 있어서, 상기 하나의 기체 공급관 및 상기 인접하는 다른 기체 공급관으로부터 토출구를 통해 상기 처리액 중에 기체를 공급하는 공정과, 상기 처리액 중에 상기 기판 사이를 상승하는 기포를 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판액 처리 방법이다.
본 발명은, 컴퓨터에 기판액 처리 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서, 상기 기판액 처리 방법은, 인산 수용액으로 이루어진 처리액과, 수직 방향으로 배치된 복수의 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 처리조와, 상기 처리조 내에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관과, 상기 처리조에 설치되고, 상기 처리액에 기체를 공급하여 기포를 형성하기 위한 복수의 기체 공급관을 구비하고, 각 기체 공급관은 상기 기판의 하측에 설치되고, 상기 기판의 회로 형성면에 대하여 직교하는 수평 방향으로 연장되고, 각 기체 공급관은 한쪽으로 개구된 복수의 토출구를 가지며, 하나의 기체 공급관의 토출구는, 이 기체 공급관에 인접하는 다른 기체 공급관의 토출구와, 상기 기판의 회로 형성면에 평행한 방향으로 중복되지 않고, 지그재그 배치되는 기판액 처리 장치를 이용한 기판액 처리 방법에 있어서, 상기 하나의 기체 공급관 및 상기 인접하는 다른 기체 공급관으로부터 토출구를 통해 상기 처리액 중에 기체를 공급하는 공정과, 상기 처리액 중에 상기 기판 사이를 상승하는 기포를 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명에 의하면, 처리조 내의 처리액에 균등하게 기포를 형성하여 액처리할 수 있다.
도 1은 기판액 처리 시스템을 나타내는 평면 설명도.
도 2는 기판액 처리 장치를 나타내는 측면도.
도 3은 처리조를 나타내는 정면도.
도 4의 (a)는 처리조를 나타내는 평면도, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 확대도.
도 5는 도 3의 V-V선 방향 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도 1 내지 도 5에 의해 설명한다.
우선 본 발명에 의한 기판액 처리 장치(1)가 삽입된 기판액 처리 시스템(1A) 전체에 관해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기판액 처리 시스템(1A)은, 캐리어 반입 반출부(2), 로트 형성부(3), 로트 설치부(4), 로트 반송부(5), 로트 처리부(6), 제어부(7)를 갖는다.
그 중 캐리어 반입 반출부(2)는, 복수매(예를 들면 25장)의 기판(실리콘 웨이퍼)(8)을 수평 자세로 상하로 나란히 수용한 캐리어(9)의 반입 및 반출을 행한다.
이 캐리어 반입 반출부(2)에는, 복수개의 캐리어(9)를 설치하는 캐리어 스테이지(10)와, 캐리어(9)의 반송을 행하는 캐리어 반송 기구(11)와, 캐리어(9)를 일시적으로 보관하는 캐리어 스톡(12, 13)과, 캐리어(9)를 설치하는 캐리어 설치대(14)가 설치되어 있다. 여기서, 캐리어 스톡(12)은, 제품이 되는 기판(8)을 로트 처리부(6)에서 처리하기 전에 일시적으로 보관한다. 또한, 캐리어 스톡(13)은, 제품이 되는 기판(8)을 로트 처리부(6)에서 처리한 후에 일시적으로 보관한다.
그리고, 캐리어 반입 반출부(2)는, 외부로부터 캐리어 스테이지(10)에 반입된 캐리어(9)를 캐리어 반송 기구(11)를 이용하여 캐리어 스톡(12)이나 캐리어 설치대(14)에 반송한다. 또한, 캐리어 반입 반출부(2)는, 캐리어 설치대(14)에 설치된 캐리어(9)를 캐리어 반송 기구(11)를 이용하여 캐리어 스톡(13)이나 캐리어 스테이지(10)에 반송한다. 캐리어 스테이지(10)에 반송된 캐리어(9)는 외부로 반출된다.
로트 형성부(3)는, 하나 또는 복수의 캐리어(9)에 수용된 기판(8)을 조합하여 동시에 처리되는 복수매(예를 들면 50장)의 기판(8)으로 이루어진 로트를 형성한다. 또, 로트를 형성할 때에는, 기판(8)의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면을 서로 대향하도록 로트를 형성해도 좋고, 또한, 기판(8)의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면이 전부 한쪽을 향하도록 로트를 형성해도 좋다.
이 로트 형성부(3)에는, 복수매의 기판(8)을 반송하는 기판 반송 기구(15)가 설치되어 있다. 또, 기판 반송 기구(15)는, 기판(8)의 반송 도중에 기판(8)의 자세를 수평 자세로부터 수직 자세 및 수직 자세로부터 수평 자세로 변경시킬 수 있다.
그리고, 로트 형성부(3)는, 캐리어 설치대(14)에 설치된 캐리어(9)로부터 기판 반송 기구(15)를 이용하여 기판(8)을 로트 설치부(4)에 반송하고, 로트를 형성한 기판(8)을 로트 설치부(4)에 설치한다. 또한, 로트 형성부(3)는, 로트 설치부(4)에 설치된 로트를 기판 반송 기구(15)에 의해 캐리어 설치대(14)에 설치된 캐리어(9)로 반송한다. 또, 기판 반송 기구(15)는, 복수매의 기판(8)을 지지하기 위한 기판 지지부로서, 처리전(로트 반송부(5)에 의해 반송되기 전)의 기판(8)을 지지하는 처리전 기판 지지부와, 처리후(로트 반송부(5)에 의해 반송된 후)의 기판(8)을 지지하는 처리후 기판 지지부의 2종류를 갖고 있다. 이에 따라, 처리전의 기판(8) 등에 부착된 파티클 등이 처리후의 기판(8) 등에 전착(轉着)되는 것을 방지한다.
로트 설치부(4)는, 로트 반송부(5)에 의해 로트 형성부(3)와 로트 처리부(6)의 사이에서 반송되는 로트를 로트 설치대(16)에서 일시적으로 설치(대기)한다.
이 로트 설치부(4)에는, 처리전(로트 반송부(5)에 의해 반송되기 전)의 로트를 설치하는 반입측 로트 설치대(17)와, 처리후(로트 반송부(5)에 의해 반송된 후)의 로트를 설치하는 반출측 로트 설치대(18)가 설치되어 있다. 반입측 로트 설치대(17) 및 반출측 로트 설치대(18)에는, 1 로트분의 복수매의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나란히 설치된다.
그리고, 로트 설치부(4)에서는, 로트 형성부(3)에 의해 형성한 로트가 반입측 로트 설치대(17)에 설치되고, 그 로트가 로트 반송부(5)를 통해 로트 처리부(6)에 반입된다. 또한, 로트 설치부(4)에서는, 로트 처리부(6)로부터 로트 반송부(5)를 통해 반출된 로트가 반출측 로트 설치대(18)에 설치되고, 그 로트가 로트 형성부(3)에 반송된다.
로트 반송부(5)는, 로트 설치부(4)와 로트 처리부(6)의 사이나 로트 처리부(6)의 내부 사이에서 로트의 반송을 행한다.
이 로트 반송부(5)에는, 로트의 반송을 행하는 로트 반송 기구(19)가 설치되어 있다. 로트 반송 기구(19)는, 로트 설치부(4)와 로트 처리부(6)를 따라서 배치한 레일(20)과, 복수매의 기판(8)을 유지하면서 레일(20)을 따라서 이동하는 이동체(21)로 구성한다. 이동체(21)에는, 수직 자세로 전후로 나란히 복수매의 기판(8)을 유지하는 기판 유지체(22)가 진퇴 가능하게 설치되어 있다.
그리고, 로트 반송부(5)는, 반입측 로트 설치대(17)에 설치된 로트를 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에서 수취하여, 그 로트를 로트 처리부(6)에 전달한다. 또한, 로트 반송부(5)는, 로트 처리부(6)에서 처리된 로트를 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에서 수취하여, 그 로트를 반출측 로트 설치대(18)에 전달한다. 또한, 로트 반송부(5)는, 로트 반송 기구(19)를 이용하여 로트 처리부(6)의 내부에서 로트의 반송을 한다.
로트 처리부(6)는, 수직 자세로 전후로 나란히 복수매의 기판(8)을 1 로트로 하여 에칭이나 세정이나 건조 등의 처리를 행한다.
이 로트 처리부(6)에는, 기판(8)의 건조 처리를 행하는 건조 처리 장치(23)와, 기판 유지체(22)의 세정 처리를 행하는 기판 유지체 세정 처리 장치(24)와, 기판(8)의 세정 처리를 행하는 세정 처리 장치(25)와, 기판(8)의 에칭 처리를 행하는 2대의 본 발명에 의한 에칭 처리 장치(기판액 처리 장치)가 나란히 설치되어 있다.
건조 처리 장치(23)는, 처리조(27)에 기판 승강 기구(28)를 승강 가능하게 설치하고 있다. 처리조(27)에는, 건조용의 처리 가스(IPA(이소프로필알콜) 등)가 공급된다. 기판 승강 기구(28)에는, 1 로트분의 복수매의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나란히 유지된다. 건조 처리 장치(23)는, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(28)에서 수취하여, 기판 승강 기구(28)에 의해 그 로트를 승강시킴으로써, 처리조(27)에 공급한 건조용의 처리 가스로 기판(8)의 건조 처리를 행한다. 또한, 건조 처리 장치(23)는, 기판 승강 기구(28)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 로트를 전달한다.
기판 유지체 세정 처리 장치(24)는, 처리조(29)에 세정용의 처리액 및 건조 가스를 공급할 수 있게 되어 있고, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 세정용의 처리액을 공급한 후, 건조 가스를 공급함으로써 기판 유지체(22)의 세정 처리를 행한다.
세정 처리 장치(25)는, 세정용의 처리조(30)와 린스용의 처리조(31)를 가지며, 각 처리조(30, 31)에 기판 승강 기구(32, 33)를 승강 가능하게 설치하고 있다. 세정용의 처리조(30)에는, 세정용의 처리액(SC-1 등)이 저류된다. 린스용의 처리조(31)에는, 린스용의 처리액(순수(純水) 등)이 저류된다.
에칭 처리 장치(1, 26)는, 에칭용의 처리조(34)와 린스용의 처리조(35)를 가지며, 각 처리조(34, 35)에 기판 승강 기구(36, 37)를 승강 가능하게 설치하고 있다. 에칭용의 처리조(34)에는, 에칭용의 처리액(인산 수용액)이 저류된다. 린스용의 처리조(35)에는, 린스용의 처리액(순수 등)이 저류된다. 전술한 바와 같이, 에칭 처리 장치(1)는 본 발명에 의한 기판액 처리 장치를 구성한다.
이들 세정 처리 장치(25)와 에칭 처리 장치(1, 26)는, 동일한 구성으로 되어 있다. 에칭 처리 장치(기판액 처리 장치)(1)에 관해 설명하면, 기판 승강 기구(36)에는, 1 로트분의 복수매의 기판(8)이 미리 정해진 배치 피치(P)를 갖고 수직 자세로 전후로 나란히 유지된다(도 4의 (b) 참조). 에칭 처리 장치(1)에서, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(36)에서 수취하여, 기판 승강 기구(36)에 의해 그 로트를 승강시킴으로써, 로트를 처리조(34)의 에칭용의 처리액에 침지시켜 기판(8)의 에칭 처리를 행한다. 그 후, 에칭 처리 장치(1)는, 기판 승강 기구(36)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 로트를 전달한다. 또한, 에칭 처리 장치(1)는, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(37)에서 수취하여, 기판 승강 기구(37)에 의해 그 로트를 승강시킴으로써, 처리조(35)의 린스용의 처리액에 침지시켜 기판(8)의 린스 처리를 행한다. 그 후, 에칭 처리 장치(1)는, 기판 승강 기구(37)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 로트를 전달한다.
제어부(7)는, 기판액 처리 시스템(1A)의 각 부(캐리어 반입 반출부(2), 로트 형성부(3), 로트 설치부(4), 로트 반송부(5), 로트 처리부(6) 등)의 동작을 제어한다.
이 제어부(7)는, 예를 들면 컴퓨터이며, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(38)를 구비한다. 기억 매체(38)에는, 기판액 처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(7)는, 기억 매체(38)에 기억된 프로그램을 독출하여 실행함으로써 기판액 처리 장치(1)의 동작을 제어한다. 또, 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(38)에 기억되어 있던 것이며, 다른 기억 매체로부터 제어부(7)의 기억 매체(38)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(38)로는, 예를 들면 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리카드 등이 있다.
전술한 바와 같이, 에칭 처리 장치(1)의 처리조(34)에서는, 미리 정해진 농도의 약제(인산)의 수용액을 처리액(에칭액)으로서 이용하여 기판(8)을 액처리(에칭 처리)한다.
에칭 처리 장치(기판액 처리 장치)(1)는, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 미리 정해진 농도의 인산 수용액으로 이루어진 처리액을 저류하고 기판(8)을 처리하기 위한 액처리부(39)와, 액처리부(39)에 처리액을 공급하기 위한 인산 수용액 공급부(40)와, 처리액을 희석하는 순수를 공급하기 위한 순수 공급부(41)와, 액처리부(39)에 저류된 처리액을 순환시키기 위한 처리액 순환 라인(42)과, 액처리부(39)로부터 처리액을 배출하기 위한 처리액 배출부(43)를 갖는다.
그 중 액처리부(39)는, 에칭용의 상부를 개방시킨 처리조(34)와, 이 처리조(34)의 상부 주위에 설치되고 상부를 개방시킨 외조(44)를 가지며, 처리조(34)와 외조(44)에 처리액을 저류한다. 처리조(34)에서는, 기판(8)을 기판 승강 기구(36)에 의해 침지시킴으로써 액처리하기 위한 처리액을 저류한다. 외조(44)는, 처리조(34)로부터 오버플로우한 처리액을 저류하고, 처리액 순환 라인(42)에 의해 처리조(34)에 처리액을 공급한다. 또, 기판 승강 기구(36)에서는, 복수의 기판(8)이 수직으로 기립한 자세로 수평 방향으로 간격을 두고 배열시킨 상태로 유지된다.
인산 수용액 공급부(40)는, 액처리부(39)에 처리액보다 낮은 농도의 약제(인산)의 수용액을 공급한다. 이 인산 수용액 공급부(40)는, 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도의 인산 수용액을 공급하기 위한 수용액 공급원(45)을 포함하며, 이 수용액 공급원(45)은 액처리부(39)의 외조(44)에 유량 조정기(46)를 통해 접속되어 있다. 유량 조정기(46)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어 및 유량 제어된다.
순수 공급부(41)는, 처리액의 가열(비등)에 의해 증발된 수분을 보급하기 위한 순수를 공급한다. 이 순수 공급부(41)는, 미리 정해진 온도의 순수를 공급하기 위한 순수 공급원(47)을 포함하고, 이 순수 공급원(47)은 액처리부(39)의 외조(44)에 유량 조정기(48)를 통해 접속되어 있다. 유량 조정기(48)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어 및 유량 제어된다.
처리액 순환 라인(42)은, 처리조(34)의 내부에서 기판 승강 기구(36)에 의해 유지된 기판(8)보다 하측에 배치된 3개의 처리액 공급 노즐(49)(처리액 공급관)과, 액처리부(39)의 외조(44)의 바닥부와 처리액 공급 노즐(49)의 사이에 형성된 순환 유로(50)를 포함한다. 순환 유로(50)에는, 공급 펌프(51)와, 필터(52)와, 히터(53)가 순서대로 설치되어 있다. 공급 펌프(51) 및 히터(53)는 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 구동 제어된다. 그리고, 처리액 순환 라인(42)에서는, 공급 펌프(51)를 구동시킴으로써 외조(44)로부터 처리조(34)에 처리액이 순환된다. 그 때, 히터(53)에 의해 처리액을 미리 정해진 온도로 가열한다. 또, 공급 펌프(51)와, 필터(52)와, 히터(53)를 갖는 처리액 순환 라인(42)과, 처리액 공급 노즐(49)은, 처리액을 액처리부(39)에 공급하는 처리액 공급부로서 기능한다.
도 3 및 도 4의 (a)(b)에 나타낸 바와 같이, 처리액 공급 노즐(49)은, 복수매의 기판(8)의 하측에, 기판(8)과 직교하는 방향으로 배치되고, 처리액 공급 노즐(49)의 한쪽(예컨대 상측)의 개구로부터, 기판 승강 기구(36)에 유지된 기판(8)을 향해 처리액을 토출한다.
또한, 처리액 순환 라인(42)에는, 히터(53)보다 하류측과 외조(44)의 사이에 형성된 농도 계측 유로(54)가 접속되어 있다. 농도 계측 유로(54)에는, 상류측 개폐 밸브(55), 농도 센서(56)(농도 계측부), 하류측 개폐 밸브(57)가 순서대로 설치되어 있다. 상류측 개폐 밸브(55)와 농도 센서(56)의 사이에는, 농도 센서(56)를 세정하기 위한 세정 유체(여기서는, 상온의 순수)를 공급하는 세정 유체 공급부(58)가 접속되어 있다. 이 세정 유체 공급부(58)는, 세정 유체를 공급하기 위한 세정 유체 공급원(59)을 가지며, 이 세정 유체 공급원(59)은 상류측 개폐 밸브(55)와 농도 센서(56)의 사이에 공급 개폐 밸브(60)를 통해 접속되어 있다. 또한, 농도 센서(56)와 하류측 개폐 밸브(57)의 사이에는, 세정 유체를 배출하는 세정 유체 배출부(61)가 접속되어 있다. 이 세정 유체 배출부(61)는, 농도 센서(56)와 하류측 개폐 밸브(57)의 사이에 접속되어 외부의 배기관과 연통하는 배출 유로(62)를 가지며, 배출 유로(62)에 배출 개폐 밸브(63)가 설치되어 있다. 상류측 개폐 밸브(55), 하류측 개폐 밸브(57), 공급 개폐 밸브(60) 및 배출 개폐 밸브(63)는 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어된다. 또한, 농도 센서(56)는 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)로부터의 지시로 농도 계측 유로(54)를 흐르는 처리액의 농도를 계측하여 제어부(7)에 통지한다. 또, 세정 유체 배출부(61)는, 주로 세정 유체를 배출하지만, 농도 계측 유로(54)에 체류하는 처리액도 배출한다.
처리액 배출부(43)는, 액처리부(39)의 처리조(34)의 바닥부에 접속되어 외부의 배액관과 연통하는 배액 유로(64)를 가지며, 배액 유로(64)에 개폐 밸브(65)를 설치하고 있다. 개폐 밸브(65)는 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어된다.
이 에칭 처리 장치(1)에서는, 기판 승강 기구(36)에 의해 복수의 기판(8)이 배열된 상태로 처리조(34)에 저류된 처리액에 침지된다. 처리액은, 처리액 공급 노즐(49)로부터 처리조(34)의 바닥부(기판(8)보다 하측)에 공급되고, 기판(8)의 표면을 따라서 상승한다. 이에 따라, 에칭 처리 장치(1)에서는, 기판(8)의 표면을 처리액으로 액처리한다.
또한 전술한 바와 같이 액처리부(39)의 처리조(34) 내에는, 복수의 기판(8)의 하측이며, 복수의 기판(8)과 직교하여 3개의 처리액 공급 노즐(49)이 배치되고, 이 3개의 처리액 공급 노즐(49)은 동일 수평면 상에 배치되어 있다.
또한 처리조(34) 내에는, 3개의 처리액 공급 노즐(49)의 더욱 하측에, 복수의 기판(8)과 직교하는 수평 방향으로, 4개의 기체 공급관(81, 82, 83, 84)이 설치되어 있다. 이들 기체 공급관(81, 82, 83, 84)은 기판(8)의 폭방향의 길이의 범위 내에 수습되어 있다.
또한 기체 공급관(81, 82, 83, 84)은, 각각의 상측으로 개구된 복수의 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)를 가지며, 예컨대 N2 가스 등의 불활성 가스를 처리조(34) 내의 처리액 중에 공급하여, 처리액 중에 기포를 형성한다. 그리고 처리액 중의 N2 가스로 이루어진 기포는, 비등하는 처리액 중의 수분 증기와 함께 처리액 중에 상승류를 형성하여, 처리액에 의한 액처리를 촉진한다.
전술한 기체 공급관(81, 82, 83, 84) 중, 양 측부의 기체 공급관(81, 84)에는 연통관(81B, 84B)의 일단측이 접속되고, 연통관(81B, 84B)의 타단측(도 4의 (a)의 상방 단측)에는, 개폐 밸브(81C, 84C)를 통해 유량 조정 장치(81A, 84A)가 접속되어 있다.
유량 조정 장치(81A, 84A)는, 기체 공급원(도시하지 않음)으로부터 보내는 N2 가스의 유량을 조정하여, 연통관(81B, 84B)을 통해 기체 공급관(81, 84)으로 N2 가스를 공급하고, 기체 공급관(81, 84)의 토출구(81a, 84a)로부터 처리액 중에 N2 가스를 공급하여 N2 가스의 기포를 형성한다.
또한, 중앙측의 기체 공급관(82, 83)의 일단측은, 각각 기체 공급관(81, 84)의 일단측까지 연장되어 있다. 단, 기체 공급관(82, 83)의 일단측에는 폐지판(90)이 설치되어, 기체 공급관(81, 84)의 일단측과 연통하지 않고, 이 때문에 기체 공급관(81, 82, 83, 84)은 서로 독립적으로 기체의 유량을 조정할 수 있다.
또한 기체 공급관(82, 83)의 타단측(도 4의 (b)의 상방 단측)에는, 개폐 밸브(82C, 83C)를 통해 유량 조정 장치(82A, 83A)가 접속되어 있다.
유량 조정 장치(82A, 83A)는, 기체 공급원(도시하지 않음)으로부터 보내는 N2 가스의 유량을 조정하여, N2 가스를 기체 공급관(82, 83)에 공급하고, 기체 공급관(82, 83)의 토출구(82a, 83a)로부터 처리액 중에 N2 가스를 공급하여 N2 가스의 기포를 형성한다.
전술한 바와 같이 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84)을 흐르는 N2 가스는, 각각 대응하는 유량 조정 장치(81A, 82A, 83A, 84A)에 의해 그 유량이 독립적으로 조정된다. 또한 기체 공급관(81, 82, 83, 84) 중, 양 측부의 기체 공급관(81, 84)을 흐르는 N2 가스는 도 4의 (a)에서 하측으로부터 상측을 향해 흐르고, 중앙측의 기체 공급관(82, 83)을 흐르는 N2 가스는 도 4의 (a)에서 상측으로부터 하측을 향해, 기체 공급관(81, 84) 내의 N2 가스와는 반대 방향으로 흐른다. 통상, 기체 공급관(81, 82, 83, 84)을 흐르는 N2 가스는 상류측으로부터 하류측으로 갈수록 그 압력이 저하된다. 이 때문에 기체 공급관(81, 82, 83, 84)의 상류측의 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)로부터 처리액 중에 공급되는 N2 가스는, 하류측의 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)로부터 처리액 중에 공급되는 N2 가스에 비교해서 그 압력이 커진다.
본 실시형태에 의하면, 양 측부의 기체 공급관(81, 84) 내의 N2 가스의 흐름 방향과, 중앙측의 기체 공급관(82, 83) 내의 N2 가스의 흐름 방향이 반대 방향을 향하기 때문에, 도 4의 (a)에서 상측에 위치하는 기판(8)에 대해서는 중앙측의 기체 공급관(82, 83)으로부터 압력이 큰(유량도 큰) N2 가스가 공급되고, 양단측의 기체 공급관(81, 84)으로부터 압력이 작은(유량도 작은) N2 가스가 공급된다. 또한 도 4의 (a)에서, 하측에 위치하는 기판(8)에 대해서는 중앙측의 기체 공급관(82, 83)으로부터 압력이 작은(유량도 작은) N2 가스가 공급되고, 양단측의 기체 공급관(81, 84)으로부터 압력이 큰(유량도 큰) N2 가스가 공급된다.
이 때문에 모든 기판(8)에 대하여, 그 배치 위치에 상관없이, 균등한 압력 및 유량을 갖는 N2 가스를 공급할 수 있다.
또한 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 처리조(34) 내에서, 복수의 기판(8)은 미리 정해진 배치 피치(P)를 갖고 배치되어 있고, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84)의 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)는, 기판(8)의 배치 피치(P)의 2배, 즉 2P의 배치 피치를 갖고 설치되어 있다. 그 중 기체 공급관(81, 83)의 토출구(81a, 83a)는 기판(8)에 평행한 방향, 즉 기판(8)의 회로 형성면에 평행한 방향으로 서로 중복되며, 기체 공급관(82, 84)의 토출구(82a, 84a)는 기판(8)에 평행한 방향으로 서로 중복된다.
한편, 기체 공급관(81)의 토출구(81a)는 기체 공급관(82)의 토출구(82a)와 기판(8)에 평행한 방향, 즉 기판(8)의 회로 형성면에 평행한 방향으로 중복되지는 않고, 기체 공급관(83)의 토출구(83a)는 기체 공급관(84)의 토출구(84a)와 기판(8)에 평행한 방향으로 중복되지는 않는다.
이 때문에, 하나의 기체 공급관, 예컨대 기체 공급관(81)의 토출구(81a)는, 기체 공급관(81)에 인접하는 기체 공급관(82)의 토출구(82a)와, 기판(8)에 평행한 방향으로 중복되지는 않고, 기체 공급관(81)의 토출구(81a)와, 기체 공급관(81)에 인접하는 다른 기체 공급관(82)의 토출구(82a)는 지그재그 구조를 형성한다(지그재그 배치된다).
도 4의 (b)에서, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84)의 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)는, 모두 기판(8) 사이의 중간 위치에 설치되어 있다.
다음으로 이와 같은 구성으로 이루어진 본 실시형태의 작용, 즉 기판액 처리 방법에 관해 설명한다. 우선 에칭 처리 장치(1)의 인산 수용액 공급부(40)에 의해 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도의 인산 수용액(처리액)을 액처리부(39)의 외조(44)에 공급한다. 다음으로 처리액 순환 라인(42)의 히터(53)에 의해 외조(44)로부터의 처리액을 미리 정해진 농도(예컨대 87.4 wt%) 및 미리 정해진 온도(예컨대 160℃)가 되도록 가열하고, 처리액을 액처리부(39)의 처리조(34)에 저류한다. 그 때, 히터(53)의 가열에 의해 수분이 증발되어 기포가 되어 처리액 중에서 상승하고, 처리액은 비등 상태가 된다. 이 경우, 처리액의 농도가 증가하기 때문에, 가열에 의해 증발하는 수분의 양에 상응하는 양의 순수를 순수 공급부(41)에 의해 액처리부(39)의 외조(44)에 공급하여, 처리액을 순수로 희석한다. 그리고, 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도의 처리액이 저류된 처리조(34)에 기판 승강 기구(36)에 의해 기판(8)을 침지시킴으로써, 처리액으로 기판(8)을 에칭 처리(액처리)한다. 이 때, 수분이 증발하여 생긴 기포가 처리액 중에서 상승하고, 상승하는 기포에 의해 처리액이 순환하기 때문에, 처리액에 의한 에칭 처리가 촉진된다.
이 액처리 중에, 인산 수용액 공급부(40), 순수 공급부(41), 처리액 순환 라인(42)의 공급 펌프(51) 및 히터(53)를 제어부(7)에 의해 제어함으로써, 처리액을 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도로 유지한다.
이 경우, 제어부(7)는, 공급 펌프(51)를 구동시켜 처리액을 순환 유로(50)에서 순환시키고, 히터(53)를 구동시켜 처리액의 온도를 미리 정해진 온도로 유지시키고, 기판(8)의 액처리를 개시한다.
그 사이에, 기체 공급원으로부터 처리조(34) 내의 기체 공급관(81, 82, 83, 84)에 N2 가스가 공급되고, 기체 공급관(81, 82, 83, 84) 내의 N2 가스는 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)로부터 처리조(34) 내의 처리액 중에 공급된다. 전술한 바와 같이 기체 공급관(81, 82, 83, 84)은 처리액 공급 노즐(49)의 하측에 배치되어 있다. 그리고 기체 공급관(81, 82, 83, 84)의 토출구(81a, 82a, 83a, 84a)로부터 처리액 중에 공급되는 N2 가스는 처리액 중에 기포를 형성하고, N2 가스로 이루어진 기포는 비등하는 처리액 중의 수분 증기와 함께 처리액 중에 상승류를 형성하고, 기판(8)에 대한 액처리를 촉진한다.
또한 기체 공급관(81, 82, 83, 84) 중 하나의 기체 공급관, 예컨대 기체 공급관(81)의 토출구(81a)는, 인접하는 기체 공급관(82)의 토출구(82a)에 관해, 기판(8)에 평행한 방향으로 중복되지는 않는다. 이 때문에, 기체 공급관(81)의 토출구(81a)로부터 공급되는 N2 가스가 기체 공급관(82)의 토출구(82a)로부터 공급되는 N2 가스와 합체하지는 않는다. 이 때문에 처리액 중에 생기는 N2 가스의 기포의 크기에 차이가 생기는 일은 없고, 또한 N2 가스의 기포가 불균일해지는 일은 없다.
이 때문에, 처리액 중에 N2 가스의 기포를 균일하게 형성할 수 있고, 처리액 중에 안정된 상승류를 발생시켜 기판(8)에 대하여 균일한 처리를 실시할 수 있다.
또한, 처리조(34) 내 중, 예컨대 도 4의 (a)에서 양 단측의 영역에서는 중앙측의 영역에 비교해서 처리액 중에 적절한 상승류를 발생시키는 것이 어려운 경우, 유량 조정 장치(81A, 82A, 83A, 84A)를 조정하여, 양 단측의 기체 공급관(81, 84)으로부터 다량의 N2 가스를 공급하고, 중앙측의 기체 공급관(82, 83)으로부터 소량의 N2 가스를 공급해도 좋다.
이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 처리조(34) 내의 처리액 중에 균등하게 N2 가스의 기포를 형성할 수 있고, 처리액을 이용하여 기판에 대하여 균일하게 액처리를 실시할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84)마다 각각 유량 조정 장치(81A, 82A, 83A, 84A)를 이용하여 N2 가스의 공급량을 조정하는 예를 나타냈지만, 이에 더하여, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84)을 복수의 영역 A, B, C마다 더 구획하고, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84)의 각 영역 A, B, C에 관해 N2 가스 공급량을 더 조정해도 좋다.
또한, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84) 중 기체 공급관(81, 82)의 2개를 하나의 유량 조정 장치(81A)를 이용하여 N2 가스의 공급량을 조정하고, 기체 공급관(83, 84)의 2개를 하나의 유량 조정 장치(83A)를 이용하여 유량 조정 장치(81A)와 상이한 N2 가스의 공급량이 되도록 조정해도 좋다.
또한, 각 기체 공급관(81, 82, 83, 84) 중 기체 공급관(82, 83)의 2개를 하나의 유량 조정 장치(82A)를 이용하여 N2 가스의 공급량을 조정하고, 기체 공급관(81, 84)의 2개를 하나의 유량 조정 장치(81A)를 이용하여 유량 조정 장치(82A)와 상이한 N2 가스의 공급량이 되도록 조정해도 좋다.
1 : 기판액 처리 장치
1A : 기판액 처리 시스템
7 : 제어부
8 : 기판
34 : 처리조
39 : 액처리부
40 : 인산 수용액 공급부
41 : 순수 공급부
42 : 처리액 순환 라인
44 : 외조
49 : 처리액 공급 노즐
81, 82, 83, 84 : 기체 공급관
81a, 82a, 83a, 84a : 토출구
81A, 82A, 83A, 84A : 유량 조정 장치
90 : 폐지판

Claims (8)

  1. 기판액 처리 장치에 있어서,
    인산 수용액으로 이루어진 처리액과, 수직 방향으로 배치된 복수의 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 처리조(處理槽)와,
    상기 처리조 내에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관과,
    상기 처리조에 설치되고, 상기 처리액에 기체를 공급하여 기포를 형성하기 위한 복수의 기체 공급관
    을 구비하고,
    각 기체 공급관은 상기 기판의 하측에 설치되고, 상기 기판의 회로 형성면에 대하여 직교하는 수평 방향으로 연장되고,
    각 기체 공급관은 한쪽으로 개구된 복수의 토출구를 가지며, 하나의 기체 공급관을 흐르는 기체의 흐름 방향은, 인접하는 다른 기체 공급관을 흐르는 기체의 흐름 방향에 대하여 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 기판이 미리 정해진 배치 피치로 배치되고, 각 기체 공급관의 토출구는, 기판의 배치 피치의 2 이상의 정수배의 배치 피치로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 각 기체 공급관의 토출구는, 각 기판 사이의 중간 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 기체 공급관의 토출구는, 이 기체 공급관에 인접하는 다른 기체 공급관의 토출구와, 상기 기판의 회로 형성면에 평행한 방향으로 중복되지 않고, 지그재그 배치되는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 기체 공급관과, 인접하는 다른 기체 공급관은, 서로 독립적으로 유량 조정되는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 하나의 기체 공급관 및 인접하는 다른 기체 공급관은, 각각 상류측으로부터 하류측을 향해 복수 영역으로 구획되고, 각 영역은 독립적으로 유량 조정되는 것을 특징으로 하는 기판액 처리 장치.
  7. 인산 수용액으로 이루어진 처리액과, 수직 방향으로 배치된 복수의 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 처리조와,
    상기 처리조 내에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관과,
    상기 처리조에 설치되고, 상기 처리액에 기체를 공급하여 기포를 형성하기 위한 복수의 기체 공급관
    을 구비하고,
    각 기체 공급관은 상기 기판의 하측에 설치되고, 상기 기판의 회로 형성면에 대하여 직교하는 수평 방향으로 연장되고,
    각 기체 공급관은 한쪽으로 개구된 복수의 토출구를 가지며, 하나의 기체 공급관을 흐르는 기체의 흐름 방향은, 인접하는 다른 기체 공급관을 흐르는 기체의 흐름 방향에 대하여 반대 방향을 향하는 기판액 처리 장치를 이용한 기판액 처리 방법에 있어서,
    상기 하나의 기체 공급관 및 상기 인접하는 다른 기체 공급관으로부터 토출구를 통해 상기 처리액 중에 기체를 공급하는 공정과,
    상기 처리액 중에 상기 기판 사이를 상승하는 기포를 형성하는 공정
    을 포함한 것을 특징으로 하는 기판액 처리 방법.
  8. 컴퓨터에 기판액 처리 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
    상기 기판액 처리 방법은,
    인산 수용액으로 이루어진 처리액과, 수직 방향으로 배치된 복수의 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 처리조와,
    상기 처리조 내에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관과,
    상기 처리조에 설치되고, 상기 처리액에 기체를 공급하여 기포를 형성하기 위한 복수의 기체 공급관
    을 구비하고,
    각 기체 공급관은 상기 기판의 하측에 설치되고, 상기 기판의 회로 형성면에 대하여 직교하는 수평 방향으로 연장되고,
    각 기체 공급관은 한쪽으로 개구된 복수의 토출구를 가지며, 하나의 기체 공급관을 흐르는 기체의 흐름 방향은, 인접하는 다른 기체 공급관을 흐르는 기체의 흐름 방향에 대하여 반대 방향을 향하는 기판액 처리 장치를 이용한 기판액 처리 방법에서,
    상기 하나의 기체 공급관 및 상기 인접하는 다른 기체 공급관으로부터 토출구를 통해 상기 처리액 중에 기체를 공급하는 공정과,
    상기 처리액 중에 상기 기판 사이를 상승하는 기포를 형성하는 공정
    을 포함한 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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