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1. KR1020170117582 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

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[ KO ]
기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
기 술 분 야
 본  발명은,  기판의  표면으로부터  레지스트를  제거하는  기판  처리  장치  및  기판  처리  방법에  관한  것이다.          처리  대상이  되는  기판에는,  예를  들어,  반도체  웨이퍼,  액정  표시  장치용  기판,  플라즈마  디스플레이용  기판,  광  디스크용  기판,  자기  디스크용  기판,  광자기  디스크용  기판,  포토마스크용  기판,  세라믹  기판,  태양  전지용  기판  등이  포함된다.
배경기술
 기판의 표면으로부터 레지스트를 제거하기 위해서, 기판의 표면에 황산과산화수소수 혼합액 (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture : SPM) 을 공급하는 것이 알려져 있다.
 고도스의 이온 주입이 실시된 웨이퍼에서는, 레지스트의 탄화 및 변질에 의해 레지스트의 표층이 경화되므로, 경화층이 레지스트의 표면에 형성되어 있는 경우가 있다.
 특허문헌  1  에서는,  표면에  경화층을  갖는  레지스트여도,  애싱하지  않고  기판의  표면으로부터  레지스트를  제거하는  방법이  제안되어  있다.          이  문헌에는,  이온  주입에  의해  표층이  경화된  레지스트를  기판으로부터  제거하기  위해서,  고온의  SPM  을  기판에  공급하는  방법이  개시되어  있다.
선행기술문헌
   특허문헌
  (특허문헌 0001)    일본 공개특허공보 2008-4878호
발명의 상세한 설명
   해결하려는 과제
 그러나,  특허문헌  1  의  방법에서는,  질소  가스로  가속된  고온의  SPM  의  액적이  기판에  충돌하므로,  웨이퍼  상의  디바이스에  데미지가  발생할  수  있다.          또한,  SPM  이  액적으로  공급되기  때문에,  레지스트를  박리하기  위해서  충분한  액량을  확보하는  것이  어려운  경우가  있다.
 그래서, 본 발명의 목적은, 기판의 표면으로부터 레지스트를 양호하게 제거할 수 있는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
   과제의 해결 수단
 본 발명의 일 실시형태는, 기판의 표면으로부터 레지스트를 제거하는 기판 처리 방법으로서, 과산화수소수와 불산을 혼합하여, 과산화수소수 및 불산의 혼합액을 생성하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정 후에, 상기 과산화수소수 및 불산의 혼합액과 황산을 혼합하여, 황산, 과산화수소수, 및 불산의 혼합액인 HF 혼합 SPM 을 생성하는 생성 공정과, 상기 HF 혼합 SPM 을 상기 기판의 표면에 공급하는 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
 상기 혼합 공정에서 혼합되는 과산화수소수 및 불산은 모두 상온이어도 된다.
 상기 생성 공정은, 상기 기판으로부터 떨어진 위치에서 상기 과산화수소수 및 불산의 혼합액과 황산을 혼합하는 공정이어도 된다.
 상기 생성 공정은, 상기 기판의 표면에서 상기 과산화수소수 및 불산의 혼합액과 황산을 혼합하는 공정이어도 된다.
 이 방법들에 의하면, 웨이퍼 상의 디바이스에 대한 데미지를 억제하면서, 레지스트를 양호하게 제거할 수 있다.
 본  발명의  다른  실시형태는,  표면이  레지스트로  덮여  있는  기판을  유지하는  기판  유지  유닛과,  상기  기판  유지  유닛에  유지되어  있는  기판의  표면에,  황산,  과산화수소수,  및  불산의  혼합액인  HF  혼합  SPM  을  공급하는  SPM  공급  유닛을  구비하고,  상기  SPM  공급  유닛은,  과산화수소수와  불산을  혼합하여,  과산화수소수  및  불산의  혼합액을  생성하는  혼합  유닛과,  상기  혼합  유닛이  과산화수소수와  불산을  혼합한  후에,  상기  과산화수소수  및  불산의  혼합액과  황산을  혼합하여,  HF  혼합  SPM  을  생성하는  HF  혼합  SPM  생성  유닛을  포함하는,  기판  처리  장치를  제공한다.          이  구성에  의하면,  웨이퍼  상의  디바이스에  대한  데미지를  억제하면서,  레지스트를  양호하게  제거할  수  있다.
 상기  혼합  유닛은,  과산화수소수  및  불산이  개별적으로  공급되고,  상기  HF  혼합  SPM  생성  유닛에  공급되는  상기  과산화수소수  및  불산의  혼합액을  저류하는  혼합  탱크를  포함하고  있어도  된다.          이  구성에  의하면,  과산화수소수  및  불산의  혼합액이  황산과  혼합되기  전에,  과산화수소수  및  불산을  확실하게  혼합할  수  있다.
 상기  혼합  유닛은,  상기  혼합  탱크  내의  상기  혼합액을  교반하는  교반  유닛을  추가로  포함하고  있어도  된다.          이  구성에  의하면,  과산화수소수  및  불산을  균일하게  혼합할  수  있다.          교반  유닛은,  혼합  탱크에  저류되어  있는  혼합액  중에서  회전하는  로터여도  되고,  혼합  탱크에  저류되어  있는  혼합액  중에  기포를  발생시키는  버블링  유닛이어도  된다.
 상기  교반  유닛은,  상기  혼합  탱크에  저류되어  있는  상기  혼합액  중에  배치된  기체  토출구로부터  기체를  토출시킴으로써,  상기  혼합액  중에  기포를  발생시키는  버블링  유닛을  포함하고  있어도  된다.          이  구성에  의하면,  기포의  발생에  의해  과산화수소수  및  불산이  균일하게  혼합된다.
 상기  혼합  유닛은,  과산화수소수와,  상기  과산화수소수보다  소량의  불산을  혼합해도  된다.          이  경우,  상기  HF  혼합  SPM  생성  유닛은,  황산과,  상기  황산보다  소량의  상기  혼합액을  혼합해도  된다.          이  구성에  의하면,  기판의  데미지를  억제하면서  레지스트를  박리할  수  있는  HF  혼합  SPM,  요컨대,  HF  의  농도가  낮은  HF  혼합  SPM  을  생성할  수  있다.
 본 발명에 있어서의 전술하거나, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명백해진다.
도면의 간단한 설명
 도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치에 구비된 챔버의 내부를 수평하게 본 모식도이다.
도 3 은 기판 처리 장치에 구비된 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4 는 도 2 에 나타내는 처리 유닛에 의해 실시되는 레지스트 제거 처리의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 5 는 레지스트 제거 시험의 조건 및 결과를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
 도  1  은,  본  발명의  일  실시형태에  관련된  기판  처리  장치  (1)  를  나타내는  모식적인  평면도이다.          도  2  는,  기판  처리  장치  (1)  에  구비된  챔버  (4)  의  내부를  수평하게  본  모식도이다.
 도  1  에  나타내는  바와  같이,  기판  처리  장치  (1)  는,  반도체  웨이퍼  등의  원판상의  기판  (W)  을  1  장씩  처리하는  매엽식의  장치이다.          기판  처리  장치  (1)  는,  기판  (W)  을  수용하는  복수의  캐리어  (C)  를  유지하는  복수의  로드  포트  (LP)  와,  복수의  로드  포트  (LP)  로부터  반송된  기판  (W)  을  처리액이나  처리  가스로  처리하는  복수의  처리  유닛  (2)  과,  복수의  로드  포트  (LP)  와  복수의  처리  유닛  (2)  사이에서  기판  (W)  을  반송하는  기판  반송  로봇  (IR,  CR)  과,  기판  처리  장치  (1)  를  제어하는  제어  장치  (3)  를  포함한다.
 도  2  에  나타내는  바와  같이,  각  처리  유닛  (2)  은  매엽식의  유닛이다.          각  처리  유닛  (2)  은,  내부  공간을  갖는  상자형의  챔버  (4)  와,  챔버  (4)  내에서  1  장의  기판  (W)  을  수평한  자세로  유지하고,  기판  (W)  의  중심을  통과하는  연직인  회전  축선  (A1)  둘레로  기판  (W)  을  회전시키는  스핀  척  (기판  유지  유닛)  (5)  과,  스핀  척  (5)  에  유지되어  있는  기판  (W)  에  SPM,  H 2O 2,  및  HF  혼합  SPM  (이하,  이것들을  합하여  SPM  등으로  칭한다)  을  공급하는  SPM  공급  유닛  (6)  과,  린스액  공급  유닛  (8)  과,  스핀  척  (5)  을  둘러싸는  통상의  컵  (9)  을  포함한다.          HF  혼합  SPM  은,  HF  가  첨가된  SPM  을  의미한다.
 스핀  척  (5)  은,  수평한  자세로  유지된  원판상의  스핀  베이스  (10)  와,  스핀  베이스  (10)  의  상방에서  기판  (W)  을  수평한  자세로  유지하는  복수의  척  핀  (11)  과,  스핀  베이스  (10)  의  중앙부로부터  하방으로  연장되는  회전축  (12)  과,  회전축  (12)  을  회전시킴으로써  기판  (W)  및  스핀  베이스  (10)  를  회전  축선  (A1)  둘레로  회전시키는  스핀  모터  (13)  를  포함한다.          스핀  척  (5)  은,  복수의  척  핀  (11)  을  기판  (W)  의  둘레  단면에  접촉시키는  협지식의  척에  한정하지  않고,  비디바이스  형성면인  기판  (W)  의  이면  (하면)  을  스핀  베이스  (10)  의  상면에  흡착시킴으로써  기판  (W)  을  수평으로  유지하는  배큐엄식의  척이어도  된다.
 컵  (9)  은,  스핀  척  (5)  에  유지되어  있는  기판  (W)  보다  외방  (회전  축선  (A1)  으로부터  멀어지는  방향)  에  배치되어  있다.          컵  (9)  은,  스핀  베이스  (10)  의  주위를  둘러싸고  있다.          스핀  척  (5)  이  기판  (W)  을  회전시키고  있는  상태로,  처리액이  기판  (W)  에  공급되면,  기판  (W)  에  공급된  처리액이  기판  (W)  의  주위에  흩뿌려진다.          처리액이  기판  (W)  에  공급될  때,  상방향으로  열린  컵  (9)  의  상단부  (9a)  는,  스핀  베이스  (10)  보다  상방에  배치된다.          따라서,  기판  (W)  의  주위에  배출된  SPM  이나  린스액  등의  처리액은,  컵  (9)  에  의해  받아들여진다.          그리고,  컵  (9)  에  받아들여진  처리액은,  도시되지  않은  회수  장치  또는  배액  장치로  보내진다.
 린스액  공급  유닛  (8)  은,  스핀  척  (5)  에  유지되어  있는  기판  (W)  을  향하여  린스액을  토출시키는  린스액  노즐  (35)  과,  린스액  노즐  (35)  에  린스액을  공급하는  린스액  배관  (36)  과,  린스액  배관  (36)  으로부터  린스액  노즐  (35)  로의  린스액의  공급  및  공급  정지를  전환하는  린스액  밸브  (37)  를  포함한다.          린스액  노즐  (35)  은,  린스액  노즐  (35)  의  토출구가  정지  (靜止)  된  상태로  린스액을  토출시키는  고정  노즐이다.          린스액  공급  유닛  (8)  은,  린스액  노즐  (35)  을  이동시킴으로써,  기판  (W)  의  상면에  대한  린스액의  착액  (着液)  위치를  이동시키는  린스액  노즐  이동  유닛을  구비하고  있어도  된다.
 린스액  밸브  (37)  가  열리면,  린스액  배관  (36)  으로부터  린스액  노즐  (35)  에  공급된  린스액이,  린스액  노즐  (35)  로부터  기판  (W)  의  상면  중앙부를  향하여  토출된다.          린스액은,  예를  들어,  상온  (약  23  ℃)  의  순수  (탈이온수  :  Deionized  Water)  이다.          순수의  온도는  상온에  한정되지  않고,  상온보다  높은  온도  (예를  들어,  70  ∼  90  ℃)  여도  된다.          요컨대,  린스액은  온수  (상온보다  고온의  순수)  여도  된다.          또,  린스액은  순수에  한정되지  않고,  탄산수,  전해  이온수,  수소수,  오존수  및  희석  농도  (예를  들어,  10  ∼  100  ppm  정도)  의  염산수  중  어느  것이어도  된다.
 SPM 공급 유닛 (6) 은, SPM 등을 기판 (W) 의 상면을 향하여 선택적으로 토출시키는 SPM 노즐 (14) 과, SPM 노즐 (14) 이 선단부에 부착된 제 1 노즐 아암 (15) 과, 제 1 노즐 아암 (15) 을 이동시킴으로써, SPM 노즐 (14) 을 이동시키는 제 1 노즐 이동 유닛 (16) 을 포함한다.
 SPM  노즐  (14)  은,  예를  들어,  연속류  상태로  SPM  등을  선택적으로  토출시키는  스트레이트  노즐이고,  예를  들어  기판  (W)  의  상면에  수직인  방향으로  처리액을  토출시키는  수직  자세로  제  1  노즐  아암  (15)  에  부착되어  있다.          제  1  노즐  아암  (15)  은  수평  방향으로  연장되어  있고,  스핀  척  (5)  의  주위에서  연직  방향으로  연장되는  제  1  요동  축선  (도시되지  않음)  둘레로  선회  가능하게  형성되어  있다.
 또한, SPM 노즐 (14) 은, 토출구보다 내방 (회전 축선 (A1) 측) 의 위치에 SPM 등이 착액되도록 기판 (W) 의 상면에 대해 경사진 토출 방향으로 SPM 등이 토출되는 내향 자세로 제 1 노즐 아암 (15) 에 유지되어 있어도 되고, 토출구보다 외방 (회전 축선 (A1) 과는 반대측) 의 위치에 SPM 등이 착액되도록 기판 (W) 의 상면에 대해 경사진 토출 방향으로 SPM 등을 토출시키는 외향 자세로 제 1 노즐 아암 (15) 에 유지되어 있어도 된다.
 제  1  노즐  이동  유닛  (16)  은,  제  1  요동  축선  둘레로  제  1  노즐  아암  (15)  을  선회시킴으로써,  평면에서  보아  기판  (W)  의  상면  중앙부를  지나는  궤적을  따라  SPM  노즐  (14)  을  수평하게  이동시킨다.          제  1  노즐  이동  유닛  (16)  은,  SPM  노즐  (14)  로부터  토출된  SPM  등이  기판  (W)  의  상면에  착액되는  처리  위치와,  SPM  노즐  (14)  이  평면에서  보아  스핀  척  (5)  의  주위에  위치하는  홈  위치  사이에서,  SPM  노즐  (14)  을  수평하게  이동시킨다.          처리  위치는,  SPM  노즐  (14)  로부터  토출된  SPM  등이  기판  (W)  의  상면  중앙부에  착액되는  중앙  위치와,  SPM  노즐  (14)  로부터  토출된  SPM  등이  기판  (W)  의  상면  주연부에  착액되는  주연  위치를  포함한다.
 SPM 공급 유닛 (6) 은 SPM 노즐 (14) 에 접속되어, 황산 공급원으로부터 H 2SO 4  가  공급되는  황산  배관  (17)  과,  SPM  노즐  (14)  에  접속되어,  과산화수소수와  불산의  혼합액  또는  과산화수소수가  공급되는  혼합액  배관  (27)  을  추가로  포함한다.          혼합액  배관  (27)  의  상류단은  혼합부  (30)  에  접속되고,  혼합액  배관  (27)  의  하류단은  SPM  노즐  (14)  에  접속된다.
 혼합부 (30) 는, H 2SO 4 와 혼합되기 전에 H 2O 2  및  HF  를  혼합하는  혼합  유닛의  일례이다.          혼합부  (30)  는,  과산화수소  공급원으로부터  H 2O 2 가 공급되는 과산화수소수 배관 (18) 과, 불산 공급원으로부터 HF 가 공급되는 불산 배관 (28) 에 접속된다.
 황산 공급원으로부터 공급되는 H 2SO 4 와, 과산화수소 공급원으로부터 공급되는 H 2O 2  와,  불산  공급원으로부터  공급되는  HF  는  모두  수용액이다.          H 2SO 4 의 농도는, 예를 들어 90 ∼ 98 % 이고, H 2O 2 의 농도는, 예를 들어 30 ∼ 50 % 이며, HF 의 농도는, 예를 들어 47 ∼ 51 % 이다.
 황산 배관 (17) 에는, 황산 배관 (17) 을 개폐하는 황산 밸브 (19) 와, H 2SO 4 의 유량을 변경하는 황산 유량 조정 밸브 (20) 와, H 2SO 4  를  가열하는  히터  (21)  가,  SPM  노즐  (14)  측으로부터  이  순서로  개재  장착되어  있다.          도시하지는  않지만,  황산  유량  조정  밸브  (20)  는,  밸브  시트가  내부에  형성된  밸브  보디와,  밸브  시트를  개폐하는  밸브체와,  열림  위치와  닫힘  위치  사이에서  밸브체를  이동시키는  액추에이터를  포함한다.          다른  밸브에  대해서도  동일하다.          각  밸브의  액추에이터는  제어  장치  (3)  에  의해  제어된다.
 히터 (21) 는, H 2SO 4  를  상온보다  높은  온도  (70  ∼  100  ℃  의  범위  내의  일정  온도.          예를  들어  90  ℃)  로  유지한다.          H 2SO 4 를 가열하는 히터 (21) 는, 도 2 에 나타내는 원패스 방식의 히터여도 되고, 히터를 포함하는 순환 경로에서 H 2SO 4 를 순환시킴으로써 H 2SO 4  를  가열하는  순환  방식의  히터여도  된다.          원패스  방식은,  가열되는  액체가  히터를  한번만  통과하는  방식이고,  순환  방식은,  가열되는  액체가  히터를  복수  회  통과하는  방식이다.
 과산화수소수 배관 (18) 에는, 과산화수소수 배관 (18) 을 개폐하는 과산화수소수 밸브 (22) 와, H 2O 2  의  유량을  변경하는  과산화수소수  유량  조정  밸브  (23)  가,  혼합부  (30)  측으로부터  이  순서로  개재  장착되어  있다.          혼합부  (30)  에는,  온도  조정되어  있지  않은  상온  (약  23  ℃)  의  H 2O 2 가, 과산화수소수 배관 (18) 을 통해 공급된다.
 불산  배관  (28)  에는,  혼합부  (30)  에  HF  를  공급하는  마이크로  펌프  (31)  가  개재  장착되어  있다.          마이크로  펌프  (31)  는,  액체를  하류로  보내는  기능과,  액체의  흐름을  차단하는  기능을  가지고  있다.          마이크로  펌프  (31)  가  구동되면,  온도  조정되어  있지  않은  상온  (약  23  ℃)  의  HF  가,  불산  배관  (28)  을  통해  혼합부  (30)  에  공급된다.          마이크로  펌프  (31)  로부터  혼합부  (30)  로  보내지는  HF  의  유량은,  제어  장치  (3)  에  의해  제어된다.          마이크로  펌프  (31)  는,  HF  가  혼합부  (30)  에  공급되는  공급  상태와  혼합부  (30)  로의  HF  의  공급이  정지되는  공급  정지  상태로  전환되는  불산  전환  유닛의  일례이다.          불산  전환  유닛은,  불산  배관  (28)  을  개폐하는  불산  밸브  (32)  (도  6  참조)  여도  된다.
 혼합부 (30) 는 대략 원통상의 부재로, H 2O 2  및  HF  는  혼합부  (30)  의  내부에서  교반  혼합된다.          혼합부  (30)  는,  과산화수소수  밸브  (22)  및  불산  전환  유닛의  기능을  갖는  믹싱  밸브여도  된다.          이  경우,  과산화수소수  밸브  (22)  및  불산  전환  유닛을  생략해도  된다.
 혼합부 (30) 에 유입되는 H 2O 2  및  HF  의  유량은,  과산화수소수  유량  조정  밸브  (23)  및  마이크로  펌프  (31)  에  의해  조정된다.          H 2O 2  의  유량이  300  ㎖/min.  인  경우,  HF  의  유량은,  예를  들어  90  ㎕/min.  이다.          이  예와  같이  유량이  서로  상이한  경우에도,  H 2O 2 및 HF 는 혼합부 (30) 내에서 교반됨으로써 균일하게 혼합된다.
 SPM  노즐  (14)  은,  예를  들어  대략  원통상의  케이싱을  가지고  있다.          이  케이싱의  내부에는  혼합실이  형성되어  있다.          황산  배관  (17)  은,  SPM  노즐  (14)  의  케이싱의  측벽에  배치된  황산  도입구에  접속되어  있다.          혼합액  배관  (27)  은,  SPM  노즐  (14)  의  케이싱의  측벽에  배치된  혼합액  도입구에  접속되어  있다.          혼합액  도입구는,  황산  도입구보다  상방에  배치되어  있다.
 황산 밸브 (19) (도 2 참조) 및 과산화수소수 밸브 (22) (도 2 참조) 가 열린 상태로 마이크로 펌프 (31) 가 구동되면, 황산 배관 (17) 으로부터의 H 2SO 4 가, SPM 노즐 (14) 의 황산 도입구로부터 혼합실에 공급됨과 함께, 혼합액 배관 (27) 으로부터의 H 2O 2 및 HF 가, SPM 노즐 (14) 의 혼합액 도입구로부터 혼합실에 공급된다.
 SPM 노즐 (14) 의 혼합실에 유입된 H 2SO 4, H 2O 2  및  HF  는,  혼합실에서  충분히  교반  혼합된다.          이  혼합에  의해,  H 2SO 4 와 H 2O 2 가 균일하게 서로 섞여, H 2SO 4 와 H 2O 2 의 반응에 의해 H 2SO 4 및 H 2O 2  의  혼합액  (SPM)  이  생성된다.          이로써,  HF  를  함유하는  SPM,  요컨대  HF  혼합  SPM  이  생성된다.
 SPM 은, 산화력이 강한 퍼옥소일황산 (Peroxymonosulfuric acid ; H 2SO 5) 을 함유하고, 혼합 전의 H 2SO 4 및 H 2O 2  의  온도보다  높은  온도  (100  ℃  이상.          예를  들어,  160  ℃)  까지  가열된다.          SPM  노즐  (14)  의  혼합실에  있어서  생성된  고온의  HF  혼합  SPM  은,  케이싱의  선단  (하단)  에  개구된  토출구로부터  토출된다.
 여기서, HF 혼합 SPM 을 생성하는 순서에 대해 고찰한다.
 SPM (H 2SO 4 및 H 2O 2  의  혼합액)  을  먼저  생성하고,  그  후,  매우  소량의  HF  를  SPM  에  혼입한  경우,  HF  는  고온  (100  ℃  이상)  의  SPM  에  접촉한  순간  증발된다.          그  때문에,  HF  가  균일하게  분산된  HF  혼합  SPM  이  생성되지  않는다.          그러나,  전술한  바와  같이,  미리  HF  와  H 2O 2 를 충분히 혼합해 둠으로써, 매우 미량의 HF 성분이 균일하게 분산된 HF 혼합 SPM 을 생성하는 것이 가능해진다.
 도  3  은,  제어  장치  (3)  를  나타내는  블록도이다.          도  4  는,  처리  유닛  (2)  에  의해  실시되는  레지스트  제거  처리의  일례를  나타내는  플로  차트이다.
 도  3  에  나타내는  바와  같이,  제어  장치  (3)  는,  예를  들어  마이크로  컴퓨터  등에  의해  구성되어  있다.          제어  장치  (3)  는,  미리  정해진  프로그램에  따라,  스핀  모터  (13),  노즐  이동  유닛  (16),  히터  (21)  등의  동작을  제어한다.          또,  제어  장치  (3)  는,  황산  밸브  (19),  과산화수소수  밸브  (22),  마이크로  펌프  (31),  린스액  밸브  (37)  등의  개폐를  제어함과  함께,  유량  조정  밸브  (20,  23,  33)  의  액추에이터를  제어하여,  당해  유량  조정  밸브  (20,  23)  의  개도를  제어한다.
 제어  장치  (3)  는,  프로그램  등의  정보를  기억하는  기억부  (3b)  와,  기억부  (3b)  에  기억된  정보에  따라  기판  처리  장치  (1)  를  제어하는  연산부  (3a)  를  포함한다.          기판  (W)  의  처리  순서  및  처리  공정을  나타내는  레시피는,  기억부  (3b)  에  기억되어  있다.          제어  장치  (3)  는,  기억부  (3b)  에  기억되어  있는  레시피에  기초하여  기판  처리  장치  (1)  를  제어함으로써,  이하에  설명하는  각  공정을  기판  처리  장치  (1)  에  실행시키도록  프로그램되어  있다.
 이하에서는,  도  2  및  도  4  를  참조하면서  레지스트  제거  처리의  일례에  대해  설명한다.          처리의  대상이  되는  기판  (W)  은,  고도스로  이온  주입  처리가  실시된  기판이다.          이  기판  (W)  은,  레지스트를  애싱하기  위한  처리를  받지  않은  것으로  한다.
 처리  유닛  (2)  에  의해  기판  (W)  에  레지스트  제거  처리가  실시될  때에는,  기판  (W)  을  챔버  (4)  내에  반입하는  반입  공정이  실시된다  (스텝  S1).          구체적으로는,  제어  장치  (3)  는,  모든  노즐  등이  스핀  척  (5)  의  상방으로부터  퇴피하고  있는  상태로,  기판  (W)  을  유지하고  있는  기판  반송  로봇  (CR)  (도  1  참조)  의  핸드를  챔버  (4)  의  내부에  진입시킴으로써,  기판  (W)  을  그  표면이  상방을  향해진  상태로  스핀  척  (5)  상에  둔다.          그  후,  제어  장치  (3)  는,  스핀  모터  (13)  에  의해  기판  (W)  의  회전을  개시시킨다  (스텝  S2).          기판  (W)  의  회전  속도는,  미리  정하는  처리  회전  속도  (100  ∼  500  rpm  의  범위  내.          예를  들어  약  300  rpm)  까지  상승되고,  그  처리  회전  속도로  유지된다.
 기판  (W)  의  회전  속도가  처리  회전  속도에  이르면,  이어서,  제어  장치  (3)  는,  SPM  을  기판  (W)  에  공급하는  SPM  처리  공정  (스텝  S3)  을  실시한다.          구체적으로는,  제어  장치  (3)  는,  제  1  노즐  이동  유닛  (16)  을  제어함으로써,  SPM  노즐  (14)  을  홈  위치에서  처리  위치로  이동시킨다.          이로써,  SPM  노즐  (14)  이  기판  (W)  의  상방에  배치된다.
 SPM  노즐  (14)  이  기판  (W)  의  상방에  배치된  후,  제어  장치  (3)  는,  황산  밸브  (19),  과산화수소수  밸브  (22)  를  열고,  또한  마이크로  펌프  (31)  를  구동시킨다.          이로써,  과산화수소수  배관  (18)  을  유통하는  H 2O 2 와, 불산 배관 (28) 을 유통하는 HF 가 혼합부 (30) 에 유입되고, 혼합액 (HF 혼합 H 2O 2)  이  생성된다  (혼합  공정).          또한,  혼합부  (30)  를  통과한  혼합액과,  황산  배관  (17)  의  내부를  유통하는  H 2SO 4 가 SPM 노즐 (14) 에 공급되고, SPM 노즐 (14) 의 혼합실에 있어서 H 2SO 4 와 H 2O 2  와  HF  가  혼합되어,  고온  (예를  들어,  160  ℃)  의  HF  혼합  SPM  이  생성된다  (생성  공정).          그  HF  혼합  SPM  이,  SPM  노즐  (14)  의  토출구로부터  토출되고,  기판  (W)  의  상면에  착액된다  (공급  공정).          제어  장치  (3)  는,  제  1  노즐  이동  유닛  (16)  을  제어함으로써,  이  상태로  기판  (W)  의  상면에  대한  HF  혼합  SPM  의  착액  위치를  중앙부와  주연부  사이에서  이동시킨다.
 SPM  노즐  (14)  로부터  토출된  HF  혼합  SPM  은,  처리  회전  속도  (예를  들어  300  rpm)  로  회전하고  있는  기판  (W)  의  상면에  착액된  후,  원심력에  의해  기판  (W)  의  상면을  따라  외방으로  흐른다.          그  때문에,  HF  혼합  SPM  이  기판  (W)  의  상면  전역에  공급되고,  기판  (W)  의  상면  전역을  덮는  HF  혼합  SPM  의  액막이  기판  (W)  상에  형성된다.
 이로써,  표면에  경화층을  갖는  레지스트여도,  효과적으로  제거하는  것이  가능해진다.          레지스트  표면의  경화층은,  탄소를  주성분으로  하는  유기물이  이온  주입에  의해  경화된  것이다.          레지스트가  효과적으로  제거되는  이유는,  HF  에는  14  족  원소  산화물  (SiO 2 등) 을 용해하는 작용이 있어, HF 혼합 SPM 에 함유되는 HF 가 레지스트 표면의 유기 산화물을 효과적으로 제거했기 때문이라고 생각된다.
 또, 레지스트의 비경화층에 침투한 HF 가, 레지스트와 기판 (W) 의 표면의 경계에 있어서, 기판 (W) 의 표면을 구성하는 Si 나 SiO 2 를 약간이지만 에칭하고, 이로써, 레지스트의 박리 성능이 향상되는 것도 생각할 수 있다.
 또한,  제어  장치  (3)  는,  기판  (W)  이  회전하고  있는  상태로,  기판  (W)  의  상면에  대한  HF  혼합  SPM  의  착액  위치를  중앙부와  주연부  사이에서  이동시키므로,  HF  혼합  SPM  의  착액  위치가,  기판  (W)  의  상면  전역을  통과하여,  기판  (W)  의  상면  전역이  주사된다.          그  때문에,  SPM  노즐  (14)  로부터  토출된  HF  혼합  SPM  이,  기판  (W)  의  상면  전역에  공급되고,  기판  (W)  의  상면  전역이  균일하게  처리된다.
 HF  혼합  SPM  의  토출  개시부터  미리  정하는  HF  혼합  SPM  처리  시간이  경과하면,  SPM  처리  공정  (스텝  S3)  이  종료된다.          SPM  처리  공정  (스텝  S3)  의  종료에  계속하여,  H 2O 2 를 기판 (W) 에 공급하는 과산화수소수 공급 공정 (스텝 S4) 이 실시된다.
 구체적으로는,  제어  장치  (3)  는,  제  1  노즐  이동  유닛  (16)  을  제어함으로써,  기판  (W)  의  상면  중앙부의  상방에  SPM  노즐  (14)  을  배치하고,  그  후,  과산화수소수  밸브  (22)  를  연  상태로  유지하면서  황산  밸브  (19)  를  닫는다.          그와  동시에,  제어  장치  (3)  는,  마이크로  펌프  (31)  를  정지시킨다.          이로써,  H 2O 2  만이  과산화수소수  배관  (18)  및  혼합액  배관  (27)  의  내부를  유통하여  SPM  노즐  (14)  에  공급된다.          SPM  노즐  (14)  에  공급된  과산화수소수는,  SPM  노즐  (14)  의  내부를  지나  SPM  노즐  (14)  의  토출구로부터  토출된다.          그  H 2O 2  가,  처리  회전  속도로  회전하고  있는  기판  (W)  의  상면  중앙부에  착액된다.          즉,  SPM  노즐  (14)  로부터  토출되는  처리액이,  HF  혼합  SPM  으로부터  H 2O 2 로 전환된다.
 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된 H 2O 2  는,  기판  (W)  의  주연부를  향하여  기판  (W)  상을  외방으로  흐른다.          기판  (W)  상의  SPM  이  H 2O 2 로 치환되고, 이윽고, 기판 (W) 의 상면 전역이 H 2O 2 의 액막에 의해 덮인다.
 과산화수소수의 토출 개시부터 미리 정하는 과산화수소수 공급 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 과산화수소수 밸브 (22) 를 닫아, SPM 노즐 (14) 로부터의 H 2O 2  의  토출을  정지시킨다.          또,  제어  장치  (3)  는,  제  1  노즐  이동  유닛  (16)  을  제어함으로써,  SPM  노즐  (14)  을  처리  위치에서  홈  위치로  이동시킨다.          이로써,  SPM  노즐  (14)  이  기판  (W)  의  상방으로부터  퇴피된다.
 이어서,  린스액을  기판  (W)  에  공급하는  린스액  공급  공정  (스텝  S5)  이  실시된다.          구체적으로는,  제어  장치  (3)  는  린스액  밸브  (37)  를  열어,  기판  (W)  의  상면  중앙부를  향하여  린스액  노즐  (35)  로부터  린스액을  토출시킨다.          린스액  노즐  (35)  로부터  토출된  린스액은,  H 2O 2  에  의해  덮여  있는  기판  (W)  의  상면  중앙부에  착액된다.          기판  (W)  의  상면  중앙부에  착액된  린스액은,  기판  (W)  의  주연부를  향하여  기판  (W)  상을  외방으로  흐른다.          이로써,  기판  (W)  상의  H 2O 2  가  린스액에  의해  외방으로  흘러가게  되어,  기판  (W)  의  주위로  배출된다.          그  때문에,  기판  (W)  상의  H 2O 2  의  액막이,  기판  (W)  의  상면  전역을  덮는  린스액의  액막으로  치환된다.          이로써,  기판  (W)  의  상면  전역에  있어서  H 2O 2  가  씻겨진다.          그리고,  린스액  밸브  (37)  가  열리고  나서  린스액  공급  시간이  경과하면,  제어  장치  (3)  는  린스액  밸브  (37)  를  닫아,  린스액  노즐  (35)  로부터의  린스액의  토출을  정지시킨다.
 이어서,  기판  (W)  을  건조시키는  건조  공정  (스텝  S6)  이  실시된다.          구체적으로는,  제어  장치  (3)  는,  스핀  모터  (13)  를  제어함으로써,  건조  회전  속도  (예를  들어  수  천  rpm)  까지  기판  (W)  을  가속시키고,  건조  회전  속도로  기판  (W)  을  회전시킨다.          이로써,  큰  원심력이  기판  (W)  상의  액체에  가해져,  기판  (W)  에  부착되어  있는  액체가  기판  (W)  의  주위에  흩뿌려진다.          이와  같이  하여,  기판  (W)  으로부터  액체가  제거되고,  기판  (W)  이  건조된다.          그리고,  기판  (W)  의  고속  회전이  개시되고  나서  소정  시간이  경과하면,  제어  장치  (3)  는,  스핀  모터  (13)  를  제어함으로써,  스핀  척  (5)  에  의한  기판  (W)  의  회전을  정지시킨다  (스텝  S7).
 다음으로,  챔버  (4)  내로부터  기판  (W)  을  반출하는  반출  공정이  실시된다  (스텝  S8).          구체적으로는,  제어  장치  (3)  는,  모든  노즐  등이  스핀  척  (5)  의  상방으로부터  퇴피하고  있는  상태로,  기판  반송  로봇  (CR)  의  핸드를  챔버  (4)  의  내부에  진입시킨다.          그리고,  제어  장치  (3)  는,  기판  반송  로봇  (CR)  의  핸드에  스핀  척  (5)  상의  기판  (W)  을  유지시킨다.          그  후,  제어  장치  (3)  는,  기판  반송  로봇  (CR)  의  핸드를  챔버  (4)  내로부터  퇴피시킨다.          이로써,  처리가  끝난  기판  (W)  이  챔버  (4)  로부터  반출된다.
 또한, 도 4 의 처리예에서는, SPM 처리 공정 (스텝 S3) 후에 과산화수소수 공급 공정 (스텝 S4) 을 실행한다고 하였지만, 과산화수소수 공급 공정 (스텝 S4) 은 생략할 수도 있다.
 또,  도  4  의  처리예에서는,  SPM  처리  공정  (스텝  S3)  에  있어서,  기판  (W)  을  SPM  처리  속도  (예를  들어  약  300  rpm)  로  회전시키는  경우에  대해  설명했지만,  SPM  처리  공정  (스텝  S3)  의  적어도  일부의  기간에  있어서,  기판  (W)  을  패들  상태로  해도  된다.          패들  상태란,  기판  (W)  의  상면이  액막으로  덮여  있고,  또한,  기판이  회전  방향으로  정지  (靜止)  하고  있거나  또는  저회전  속도  (50  rpm  이하)  로  회전하고  있는  상태를  의미한다.          패들  상태에서는,  기판  (W)  상으로부터의  SPM  의  배출이  억제되어,  기판  (W)  의  상면에  SPM  의  액막이  유지된다.          기판  (W)  이  패들  상태일  때,  기판  (W)  에  대한  SPM  의  공급  (SPM  의  토출)  을  정지시켜도  된다.
 다음으로, 레지스트 제거 시험에 대해 설명한다.
 도  5  는,  레지스트  제거  시험의  조건  및  결과를  나타내는  도면이다.          이  레지스트  제거  시험은,  SPM  중의  HF  의  농도와  레지스트  제거  성능의  관계를  확인하기  위한  것이다.
 이 시험에서 사용된 시료는, KrF (불화크립톤) 엑시머 레이저용 레지스트의 패턴이 표면 전역에 간극없이 형성되고, 이 레지스트 패턴을 마스크로서 As (비소) 가 도스량 1 × 10 16 atoms/㎠, 도스 에너지 40 kev 로 표면에 이온 주입된, 직경 300 ㎜ 의 실리콘 웨이퍼 (W) 이다.
 이  시료에  기판  처리  장치  (1)  를  사용하여,  다음에서  서술하는  실시예  및  비교예의  레지스트  제거  처리를  실시하였다.          그리고,  레지스트  제거  처리  후의  레지스트  잔류의  유무  및,  레지스트  이외에  대한  데미지의  정도를,  전자  현미경을  사용하여  관찰하였다.          또한,  스텝  S3  의  SPM  처리  공정에서  사용되는  SPM  에  있어서의,  H 2SO 4 와 H 2O 2  의  혼합비  (유량비)  는  2  :  1  로  하고,  스텝  S3  의  SPM  처리  공정의  처리  시간을  1  분으로  하였다.          이  때,  HF  의  농도를  0  (비교예)  ∼  10000  ppm  (데이터  3)  까지  변화시켰다.          HF  를  첨가하는  경우,  H 2O 2 의 유량은, HF 와 H 2O 2 의 혼합액의 유량을 의미한다.
 <실시예>
 HF  의  농도가  상이한  HF  혼합  SPM  에  의해  동일한  처리를  실시하였다.          이  때의  HF  혼합  SPM  중의  HF  농도는  이하와  같다.
 데이터 1 (100 ppm)
 데이터 2 (1000 ppm)
 데이터 3 (10000 ppm)
 <비교예>
 전술한 실시예에 있어서, HF 가 함유되지 않은 SPM 으로 동일한 처리를 실시하였다.
 이  레지스트  제거  시험의  결과를  도  5  에  나타낸다.          도  5  에서는,  레지스트  잔류가  없고,  또한,  기판  표면에  대한  데미지가  없는  경우를  「○」,  소량의  레지스트  잔류가  발생한  경우를  「△1」,  레지스트의  박리는  되어있지만,  기판  표면에  데미지가  있는  경우를  「△2」,  다량의  레지스트  잔류가  발생한  경우,  혹은  레지스트가  전혀  박리되어  있지  않은  경우를  「×」로  하여  나타낸다.
 도  5  에  나타내는  바와  같이,  실시예에서는,  HF  농도의  상승에  따라,  레지스트  박리  성능이  향상되었다.          그러나,  패턴  형상에  따라서는,  HF  농도가  1000  ppm  인  경우에도,  기판  표면에  대한  데미지,  요컨대,  기판  표면의  에칭이  확인되었다.          또,  HF  농도가  10000  ppm  에서는,  모든  패턴  형상에  있어서  기판  표면에  대한  데미지가  확인되었다.          한편,  비교예에서는,  고도스의  이온  주입이  실시된  실리콘  웨이퍼  (W)  에  대해,  레지스트  박리는  거의  보이지  않았다.
 이상과 같이, SPM 에 HF 를 혼합시킴으로써, 레지스트 박리 성능을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
 이상, 이 발명의 일 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.
 전술한  실시형태에서는,  SPM  공급  유닛  (6)  은  혼합부  (30)  에  의해  혼합된  혼합액을  SPM  노즐  (14)  로  안내하는  혼합액  배관  (27)  을  구비하고  있었지만,  이것에  한정하는  것은  아니다.          도  6  은  다른  실시형태에  관련된  SPM  공급  유닛  (6a)  을  나타내는  도면이다.          또한,  도  6  에서는  도  2  와  공통의  기기에는  공통의  번호를  교부하고,  그  설명을  생략한다.
 도  6  에  나타내는  SPM  공급  유닛  (6a)  의  혼합액  배관  (27)  은,  혼합부  (30)    로  바꾸어,  혼합  탱크  (130)  에  접속된다.          혼합액  펌프  (131)  는,  혼합액  배관  (27)  에  개재  장착되어  있다.          혼합  탱크  (130)  에는,  과산화수소  공급원으로부터  H 2O 2 가 공급되는 과산화수소수 배관 (18) 과, 불산 공급원으로부터 HF 가 공급되는 불산 배관 (28) 이 접속된다.
 불산  배관  (28)  에는,  불산  배관  (28)  을  개폐하는  불산  밸브  (32)  와,  HF  의  유량을  변경하는  불산  유량  조정  밸브  (33)  가,  혼합  탱크  (130)  측으로부터  이  순서로  개재  장착되어  있다.          혼합  탱크  (130)  에는,  온도  조정되어  있지  않은  상온  (약  23  ℃)  의  HF  가,  불산  배관  (28)  을  통해  공급된다.
 제어 장치 (3) 는, SPM 처리 공정 (스텝 S3) 에 앞서, 혼합 탱크 (130) 에서 혼합액 (HF 혼합 H 2O 2)  을  조합하는  조합  공정을  실행한다.          구체적으로는,  제어  장치  (3)  는,  과산화수소수  밸브  (22)  를  여는  것에  의해,  소정  농도의  H 2O 2  를  혼합  탱크  (130)  에  30  ℓ  공급한다.          그  후,  제어  장치  (3)  는,  불산  밸브  (32)  를  여는  것에  의해,  소정  농도의  HF  를  혼합  탱크  (130)  에  10  ㎖  ∼  100  ㎖  공급한다.          혼합  탱크  (130)  로의  HF  의  공급은,  H 2O 2 의 공급 개시 전 또는 후에 개시되어도 되고, H 2O 2 의 공급과 동시에 개시되어도 된다.
 H 2O 2  및  HF  는,  혼합  탱크  (130)  내에서  혼합된다.          SPM  공급  유닛  (6a)  은,  혼합  탱크  (130)  내의  H 2O 2  및  HF  를  교반하는  교반  유닛을  추가로  구비하고  있어도  된다.          교반  유닛은,  예를  들어,  혼합  탱크  (130)  내의  혼합액  중에  배치된  기체  토출구  (132a)  로부터  질소  가스  등의  기체를  토출시킴으로써,  혼합액  중에  기포를  발생시키는  버블링  유닛  (132)  이다.          교반  유닛이  형성되어  있는  경우,  혼합  탱크  (130)  내의  H 2O 2 및 HF 는 보다 균일하게 혼합된다.
 혼합 탱크 (130) 내에서 H 2O 2  와  혼합되는  HF  는,  통상보다  저농도  (예를  들어,  불화수소  :  물  =  1  :  100  등)  여도  된다.          이  경우,  HF  혼합  H 2O 2 에 함유되는 불화수소의 양을 고정밀도로 제어할 수 있다.
 혼합 탱크 (130) 에서 생성된 HF 혼합 H 2O 2  는,  혼합액  펌프  (131)  에  의해  SPM  노즐  (14)  에  공급된다.          동일하게,  H 2SO 4  는,  황산  배관  (17)  으로부터  SPM  노즐  (14)  에  공급된다.          SPM  노즐  (14)  의  혼합실에  유입된  H 2SO 4, H 2O 2  및  HF  는  혼합실에서  충분히  교반  혼합되고,  이로써  HF  혼합  SPM  이  생성된다.          그  후,  HF  혼합  SPM  은,  SPM  노즐  (14)  로부터  토출되어  기판  (W)  상에  공급된다.          이  실시형태에  관련된  SPM  공급  유닛  (6a)  에서는,  전술한  실시형태보다  HF  농도가  옅은  H 2O 2/HF  혼합액을  생성하는  것이  가능해진다.          그  이유는,  배관이나  밸브  내에서  H 2O 2 및 HF 를 혼합하는 경우에 비해, H 2O 2 및 HF 의 비율을 자유롭게 변경할 수 있기 때문이다.
 또, 전술한 실시형태 및 다른 실시형태에서는, H 2SO 4, H 2O 2,  및  HF  가  하나의  SPM  노즐  (14)  에  공급되었지만,  이것에  한정되는  것은  아니다.          도  7  은,  다른  실시형태에  관련된  SPM  공급  유닛  (6b)  을  나타내는  도면이다.
 SPM 공급 유닛 (6b) 은, 황산 노즐 (14a), 및 H 2O 2/HF  노즐  (14b)  을  구비한다.          황산  노즐  (14a)  은,  기판  (W)  을  향하여  H 2SO 4  를  토출한다.          H 2O 2/HF 노즐 (14b) 은, 혼합부 (30) 로부터 공급된 H 2O 2/HF  혼합액을  기판  (W)  을  향하여  토출한다.          H 2O 2/HF 노즐 (14b) 은, 혼합 탱크 (130) 로부터 공급된 H 2O 2/HF 혼합액을 기판 (W) 을 향하여 토출해도 된다.
 황산 노즐 (14a) 로부터의 황산과, H 2O 2/HF 노즐 (14b) 로부터의 H 2O 2/HF 혼합액이 회전하는 기판 (W) 에 공급되고, 이로써, H 2SO 4, H 2O 2,  및  HF  가  기판  (W)  상에서  교반  혼합된다.          이로써,  HF  혼합  SPM  이  생성된다.          바꾸어  말하면,  황산  노즐  (14a)  및  H 2O 2/HF  노즐  (14b)  을  포함하는  HF  혼합  SPM  생성  유닛은,  기판  (W)  상에서  HF  혼합  SPM  을  생성한다.          이  실시형태에  관련된  SPM  공급  유닛  (6b)  에서는,  전술한  실시형태와  비교하여,  보다  기판  (W)  에  가까운  영역에서  HF  혼합  SPM  이  생성된다.          그  때문에,  SPM  의  화학적  활성도를  높은  상태로  유지한  채로,  기판  (W)  을  처리하는  것이  가능해진다.
 또, 전술한 각 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1) 가, 원판상의 기판 (W) 을 처리하는 장치인 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치 (1) 는, 액정 표시 장치용 기판 등의 다각형의 기판 (W) 을 처리하는 장치여도 된다.
 이 출원은, 2015년 3월 24일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-61287호와, 2015년 12월 17일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-246629호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 도입되는 것으로 한다.
 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이것들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.
부호의 설명
 1 : 기판 처리 장치
3 : 제어 장치
5 : 스핀 척 (기판 유지 유닛)
6 : SPM 공급 유닛
14 : SPM 노즐 (HF 혼합 SPM 생성 유닛)
14a : 황산 노즐 (HF 혼합 SPM 생성 유닛)
14b : H 2O 2/HF 노즐 (HF 혼합 SPM 생성 유닛)
30 : 혼합부 (혼합 유닛)
130 : 혼합 탱크 (혼합 유닛)
132 : 버블링 유닛 (교반 유닛)
132a : 기체 토출구
W : 기판