KR100855279B1

KR100855279B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR100855279B1
Application number: KR1020067027905A
Authority: KR
Inventors: 겐지 세기구치; 노리타카 우치다; 사토루 타나카; 히로키 오노
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2008-08-29
Also published as: US8137478B2; CN101253604A; EP1898453A4; EP1898453A1; US20100307543A1; JP4527660B2; KR20070062457A; WO2006137202A1; US7806989B2; JP2007036180A; CN101253604B; US20070017555A1

Abstract

본 발명은 기판(W)을 순수한 물 등의 처리액에 의해 처리하는 것을 특징으로 한다. 다음에, 유체 노즐(12)로부터 기판(W)의 상면에 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 공급하여 액막을 형성한다. 다음에, 기판(W)을 회전시키면서 유체노즐(12)로부터 기판(W)의 상면에 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 공급한다. 그 때, 기판(W)에 대한 제2 유체의 공급 위치(Sf)를, 기판(W)의 회전 중심(Po)으로부터 반경 방향 외측으로 이동시킨다. 이에 따라, 제1 및 제2 유체를 이용하여 건조시킨 후의 기판(W)에 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

기판 처리 장치

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 세정 처리 등을 행한 후 그것을 건조시키기 위한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.

예컨대 반도체 디바이스의 제조 과정에서는 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 한다.)를 스핀척에 의해서 유지하고 처리액을 공급하여 세정하는 처리 장치가 이용되고 있다. 이러한 장치를 이용한 세정 공정에서는 웨이퍼에 순수한 물 등의 처리액을 공급한 후 웨이퍼를 회전시켜 원심력에 의해 액적을 흔들어 뿌림으로써 웨이퍼를 건조시키는 처리가 행하여지고 있다.

종래 웨이퍼를 건조시키는 방법으로서 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼에 IPA(이소프로필알콜) 증기를 분무하거나, 안개형의 IPA를 분무하거나, IPA액을 공급하는 등의 방법이 있다. 또한, 웨이퍼의 회전 중심으로부터 반경 방향 외측으로 향하여 이동하는 노즐에서 웨이퍼에 순수한 물을 공급하면서 순수한 물의 공급 위치보다 회전 중심에 가까운 위치에서 IPA 등의 증기를 분무함으로써 웨이퍼를 건조시키는 방법도 있다(일본특개평11-233481호 공보, 일본특허공개2003-197590호공보).

그러나, 종래의 처리 방법에 있어서는 웨이퍼의 소수성이 강한 경우, 건조후의 웨이퍼의 표면에 파티클이 발생하는 경우가 있었다. 특히 대구경 웨이퍼에 있어서 웨이퍼의 주연부(周緣剖) 부근에 발생하는 파티클(약액 등의 석출에 의해 생기는 줄기 형상의 워터마크 등)을 억제하는 것이 어렵다. 또한, IPA 등의 건조용 유체의 공급량을 증가시킴으로써 파티클의 발생을 방지하는 방법을 생각할 수 있지만, 그 경우, 유체의 비용이 비싸지게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 건조후의 기판에 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 건조용 유체의 사용량을 줄일 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의하면,

처리액에 의해 기판을 처리하는 공정과,

상기 기판의 상면에 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 공급하여 액막을 형성하는 공정과,

상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 상면에 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 공급하는 공정과,

를 구비하고,

상기 제2 유체를 공급하는 공정에서 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다.

이 기판 처리 방법에 있어서는 상기 처리액에 의해 상기 기판을 처리하는 공정 이전에 상기 기판을 약액(藥液)에 의해 처리하는 약액 처리 공정을 추가로 구비하고 있어도 좋다.

상기 액막을 형성하는 공정에서 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판에 대한 상기 제1 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것에 의해 상기 액막을 형성하도록 해도 좋다.

상기 제2 유체를 공급하는 공정에서 상기 기판의 상면에 건조용 가스를 추가로 공급함과 동시에, 상기 기판에 대한 상기 건조용 가스의 공급 위치가 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치보다도 상기 기판의 회전 중심에 근접하도록 유지하면서, 상기 건조용 가스의 공급 위치 및 상기 제2 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키도록 해도 좋다.

상기 제2 유체를 공급하는 공정은 상기 기판의 상면 근방의 분위기를 흡인하면서 행해지도록 해도 좋다.

상기 액막을 형성하는 공정과 상기 제2 유체를 공급하는 공정의 적어도 한쪽은 상기 처리액에 의해 기판을 처리하는 공정보다도 상기 기판 주위의 습도를 감소시킨 상태로 행해지도록 해도 좋다.

또한, 본 발명에 의하면,

기판 처리 장치의 제어기에 의해 실행 가능한 프로그램을 저장한 기록매체로서,

처리액에 의해 기판을 처리하는 공정과,

를 구비하고,

상기 제2 유체를 공급하는 공정에서 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급위치를, 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 기록 매체가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면,

(a) 기판을 유지하고 그것을 회전시키는 스핀척과,

(b) 상기 스핀척에 유지된 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템과

(c) 제1 유체 노즐을 가지고, 이 제1 유체 노즐로부터 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 유체 공급 시스템과,

(d) 제2 유체 노즐을 가지고, 이 제2 유체 노즐로부터 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 상기 기판의 상면에 공급하는 제2 유체 공급 시스템과,

(e) 상기 제2 유체 노즐을 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 노즐 이동 기구와,

(f) 제어기로서,

상기 공급 시스템으로부터 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하고,

상기 제1 유체 노즐로부터 상기 기판의 상면에 상기 제1 유체를 공급하고,

상기 스핀척에 의해 상기 기판을 회전시키는 동시에 상기 노즐 이동 기구에 의해 상기 제2 유체 노즐을 이동시키면서, 상기 제2 유체 노즐로부터 상기 기판의 상면에 상기 제2 유체를 공급하도록,

상기 스핀척, 상기 처리액 공급 시스템, 상기 제1 유체 공급 시스템, 제2 유체 공급 시스템 및 상기 노즐 이동 기구를 제어하는 제어기와,

를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.

이 기판 처리 장치에 있어서는 상기 기판의 상면에 건조용 가스를 공급하는 건조용 가스 노즐을 추가로 구비하고,

상기 노즐 이동 기구는 상기 건조용 가스 노즐이 상기 제2 유체 노즐보다도 상기 기판의 회전 중심에 근접하도록 유지하면서, 상기 건조용 가스 노즐 및 상기 제2 유체 노즐을 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키 도록 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 기판의 상면 근방 분위기를 흡인하는 흡인 노즐을 추가로 구비하고,

상기 노즐 이동 기구는 상기 흡인 노즐이 상기 제2 유체 노즐보다도 상기 기판의 회전 중심으로부터 멀어지도록 유지하면서, 상기 흡인 노즐 및 상기 제2 유체 노즐을 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 스핀척에 유지된 상기 기판의 주위 습도를 조절하는 습도 조절 시스템을 추가로 구비해도 좋다.

상기 건조용 가스는 예컨대 불활성 가스나 드라이에어이다. 또한, 상기 처리액은 예컨대 순수한 물 등의 린스액이다. 또한, 상기 제1 유체와 제2 유체의 적어도 한쪽은 예컨대, IPA액, 물로 희석한 IPA 용액, IPA액의 미스트, 물로 희석한 IPA 용액의 미스트, IPA 증기 및 물로 희석한 IPA 용액의 증기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 즉, 본 발명에 있어서「처리액보다도 휘발성이 높은 유체」란 처리액보다도 휘발성이 높은 액체 외에, 그와 같은 액체의 증기도 포함하는 개념이다.

본 발명에 의하면, 우선 기판의 상면에 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 공급하여 액막을 형성한다. 다음에, 기판을 회전시키면서 기판의 상면에 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 공급한다. 그 때, 제2 유체의 공급 위치를 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시킨다. 이에 따라, 제1 및 제2 유체를 이용하여 건조시킨 후의 기판에 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제2 유체를 공급할 때, 기판의 상면에 건조용 가스를 추가로 공급함과 동시에, 기판에 대한 건조용 가스의 공급 위치가 기판에 대한 제2 유체의 공급 위치보다도 기판의 회전 중심에 근접하도록 유지하면서 양자의 공급 위치를 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시킨다. 이에 따라, 건조용 가스를 이용하여 기판의 건조를 촉진시킴으로써 건조용의 제2 유체의 사용량을 상대적으로 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 일 실시예를 도시하는 모식도이다.

도 2는 도 1에 도시한 기판 처리 장치의 주요부를 도시하는 수평 단면도이다.

도 3은 도 l에 도시한 기판 처리 장치에 있어서의 액막 형성 공정에서의 유체 노즐의 배치를 설명하기 위한 사시도이다.

도 4는 도 1에 도시한 기판 처리 장치에 있어서의 건조 공정에서의 유체 노즐과 건조용 가스 노즐의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 5는 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 또 하나의 실시예에 있어서의 유체 노즐과 건조용 가스 노즐의 배치 관계를 설명하기 위한 평면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 다른 실시예에 있어서의 유체 노즐과 불활성 가스 노즐의 개구 치수(형상)의 차이를 설명하기 위한 사시도이다.

도 7은 본 발명에 의한 유체 히터 및 건조용 가스 히터를 갖춘 기판 처리 장치의 실시예를 도시하는 모식도이다.

도 8은 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 다른 실시예에 있어서의 흡인 노즐, 유체 노즐 및 건조용 가스 노즐의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 9는 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 다른 실시예에 있어서의 흡인 노즐, 유체 노즐 및 건조용 가스 노즐의 배치 관계를 설명하기 위한 평면도이다.

도 10은 본 발명에 의한 기판 처리 장치의 다른 실시예에 있어서의 건조 공정에서의 유체 노즐과 건조용 가스 노즐의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 11은 본 발명에 의한 습도 조절 시스템을 갖춘 기판 처리 장치의 실시예를 도시하는 모식도이다.

도 12는 본 발명에 의한 습도 조절 시스템을 갖춘 기판 처리 장치의 또 하나의 실시예를 도시하는 모식도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기판으로서의 대략 원판 형태의 실리콘 웨이퍼(W)의 상면을 세정 처리하는 기판 처리 장치에 기초하여 설명한다.

도 l에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 처리 용기(2)내에는 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하고 그것을 회전시키는 스핀척(3)이 구비되어 있다. 또한 웨이퍼(W)에 세정용의 약액으로서 예컨대 DHF(묽은 불소산)을 공급함과 동시에, 린스액(처리액)으로 하여 예컨대 순수한 물(DIW)을 공급하는 액체 노즐(5)이 구비되어 있다. 이 액체 노즐(5)은 제1 지지 아암(6)에 의해 지지되어 있다. 또한, 린스액인 순수한 물보다 휘발성이 높은 제1 유체 및 제2 유체로서 예컨대 IPA(이소프로필알콜)액을 공급하는 유체 노즐(12)과, 건조용 가스로서 예컨대 질소(N₂) 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 건조용 가스 노즐(13)이 구비되어 있다. 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)은 제2 지지 아암(15)에 의해 지지되어 있다. 기판 처리 장치(1)의 각부를 제어하는 CPU를 갖는 제어기(16)가 구비되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 처리 용기(2)에는 내부의 처리 공간(S)에 웨이 퍼(W)를 반입출시키기 위한 반입출구(17)가 마련된다. 이 반입출구(17)를 폐쇄함으로써 처리 공간(S)을 밀폐 상태로 하는 것이 가능하다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 스핀척(3)의 상부에는 3개의 유지 부재(18)가 마련되어 있고, 이들의 유지 부재(18)를 웨이퍼(W)의 주연 3 개소에 각각 접촉시켜 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하도록 되어 있다. 스핀척(3)의 하부에는 수직인 회전축을 통해 스핀척(3)을 회전시키는 모터(20)가 부착되어 있다. 이 모터(20)로 스핀척(3)을 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 중심(Po)을 회전 중심으로 하여 웨이퍼(W)를 스핀척(3)과 일체적으로 수평면내에서 회전시킬 수 있도록 되어 있다. 모터(20)의 구동은 제어기(16)에 의해 제어된다.

제1 지지 아암(6)은 스핀척(3)에 지지된 웨이퍼(W)의 상측에 배치되어 있다. 지지 아암(6)의 기단부는 대략 수평으로 배치된 가이드 레일(31)에 따라서 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 가이드 레일(31)에 따라서 지지 아암(6)을 이동시키는 구동 장치(32)가 구비되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 구동 장치(32)의 구동에 의한 지지 아암(6)의 이동에 따라 액체 노즐(5)이 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에 대하여 반경 방향으로 웨이퍼(W)의 외측까지 이동할 수 있게 되어 있다. 구동 장치(32)의 구동은 제어기(16)(도 1)에 의해 제어된다.

도 1에 도시한 바와 같이 액체 노즐(5)은 지지 아암(6)의 선단에 고정된 승강 기구(35)로부터 아래쪽으로 돌출하는 승강축(36)의 하단에 부착되어 있다. 승강축(36)은 승강 기구(35)에 의해 승강 가능하게 되어 있고, 이에 따라, 액체 노즐(5)이 임의의 높이로 승강되도록 되어 있다. 승강 기구(35)의 구동은 제어 기(16)에 의해 제어된다.

액체 노즐(5)은 약액 공급로(42)를 통해 약액(DHF) 공급원(41)에 접속되고, 린스액 공급로(44)를 통해 린스액(DLW) 공급원(43)에 접속되어 있다. 약액 공급로(41) 및 린스액 공급로(44)에는 개폐 밸브(45 및 46)가 각각 개설되어 있다. 각 개폐 밸브(45, 46)의 개폐 동작은 제어기(16)에 의해 제어된다. 이 중 액체 노즐(5), 약액 공급원(41), 약액 공급로(42) 및 개폐 밸브(45)에 의해 약액 공급 시스템이 구성되어 있다. 또한, 액체 노즐(5), 린스액 공급원(43), 린스액 공급로(44) 및 개폐 밸브(46)에 의해 린스액(처리액) 공급 시스템이 구성되어 있다.

제2 지지 아암(15)은 스핀척(3)에 지지된 웨이퍼(W)의 상측에 배치되어 있다. 지지 아암(15)의 기단부는 대략 수평으로 배치된 가이드 레일(51)에 따라서 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 가이드 레일(51)에 따라서 지지 아암(15)을 이동시키는 구동 장치(52)가 구비되어 있다. 이들에 의해 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)을 수평 방향으로 이동시키는 노즐 이동 기구가 구성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 구동 장치(52)의 구동에 의한 지지 아암(15)의 이동에 따라 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)이 회전 중심(Po)에 대하여 반경 방향에, 웨이퍼(W)의 외측까지 수평으로 이동할 수 있게 되어 있다. 구동 장치(52)의 구동은 제어기(16)(도 1)에 의해 제어된다.

도 1에 도시한 바와 같이 제2 지지 아암(15)의 선단에는 승강축(54)을 갖춘 승강 기구(55)가 고정되어 있다. 승강축(54)은 승강 기구(55)의 아래쪽으로 돌출하도록 배치되어 있고, 이 승강축(54)의 하단에 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노 즐(13)이 부착되어 있다. 승강축(54)은 승강 기구(55)의 구동에 의해 신축하고, 이에 따라 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)이 일체적으로 승강되도록 되어 있다. 승강 기구(55)의 구동은 제어기(16)에 의해 제어된다. 즉, 제어기(16)의 명령에 의해 구동 장치(52)의 구동을 제어하여 지지 아암(15), 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)을 수평 방향(노즐 이동 방향 D)으로 이동시킴과 동시에, 승강 기구(55)의 구동을 제어하여 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)의 수직 방향의 위치를 조절하도록 되어 있다.

도 3 및 도 4에도 도시한 바와 같이 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)은 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에 대하여 액체 노즐(5)과는 반대측의 반경 방향(노즐 이동 방향 D)에 미치도록 상호 인접하여 배치되어 있다. 즉, 노즐 이동 방향(D)에 따라서 건조용 가스 노즐(13)이 유체 노즐(12)보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에 근접하도록 배치되어 있다(엄밀히 말하면, 유체 노즐(12)의 회전 중심(Po)으로부터의 반경 방향 위치가 노즐(12, 13)끼리의 간격보다도 가까운 상태에서는(도 3 참조), 그것과 반대의 관계가 된다).

유체 노즐(12)은 유체 공급로(67)를 통해 IPA액을 저장하는 탱크 등의 유체 공급원(66)에 접속되어 있다. 유체 공급로(67)에는 개폐 밸브(68)가 개설되어 있다. 개폐 밸브(68)의 개폐 동작은 제어기(16)에 의해 제어된다. 이들 유체 노즐(12), 유체 공급원(66), 유체 공급로(67) 및 개폐 밸브(68)에 의해 유체 공급 시스템이 구성되어 있다.

건조용 가스 노즐(13)은 불활성 가스 공급로(72)를 통해 불활성 가스(N₂) 공급원(71)에 접속되어 있다. 불활성 가스 공급로(72)에는 개폐 밸브(73)가 개설되어 있다. 개폐 밸브(73)의 개폐 동작은 제어기(16)에 의해 제어된다. 이들 가스 노즐(13), 가스 공급원(71), 가스 공급로(72) 및 개폐 밸브(73)에 의해 건조용 가스 공급 시스템이 구성되어 있다.

기판 처리 장치(1)의 각 기능 요소는 기판 처리 장치(1) 전체의 동작을 자동 제어하는 제어기(16)에 신호 라인을 통해 접속되어 있다. 여기서, 기능 요소란 예컨대 상기한 모터(20), 구동 장치(32), 승강 기구(35), 구동 장치(52), 승강 기구(55), 개폐 밸브(45, 46, 68, 73) 등의 소정의 처리를 실행하기 위해서 동작하는 모든 요소를 뜻하고 있다. 제어기(1)는 전형적으로는 실행하는 프로그램에 의존하여 임의의 기능을 실현할 수 있는 범용 컴퓨터이다.

도 1에 도시한 바와 같이 제어기(16)는 CPU(중앙 연산 장치)를 구비한 연산부(16a)와, 연산부(16a)에 접속된 입출력부(16b)와, 입출력부(16b)를 통하여 판독되는 제어 프로그램을 저장한 기록 매체(16c)를 갖는다. 이 기록 매체(16c)에는 제어기(16)에 의해 실행됨으로써 기판 처리 장치(1)에 후술하는 소정의 기판 처리 방법을 행하게 하는 제어 프로그램이 기록되어 있다. 제어기(16)는 그 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)의 각 기능 요소를 소정의 처리 레시피에 의해 정의된 여러가지 처리 조건(예컨대, 모터(20)의 회전 속도 등)이 실현되도록 제어한다. 또, 이 제어 프로그램에 의거한 기판 처리 방법에서는 나중에 상세히 설명하는 바와 같이 약액 처리 공정, 린스 처리 공정, 액막 형성 공정 및 건조 공정이 순차 행해지도록 되어 있다.

기록 매체(l6c)는 제어기(16)에 고정적으로 설치되는 것이라도 좋다. 또는 기록 매체(16c)는 제어기(16)에 설치된 도시하지 않는 판독 장치에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 판독 장치에 의해 판독 가능한 것이라도 좋다. 가장 전형적인 기록매체(16c)는 기판 처리 장치(l)의 메이커 서비스맨에 의해 제어 프로그램이 설치된 하드디스크 드라이브이다. 다른 기록 매체(16c)는 제어 프로그램이 기록된 CD-ROM 또는 DVD-ROM과 같은 착탈식 디스크이다. 이러한 착탈식 디스크는 제어기(16)에 설치된 도시하지 않는 광학적 판독 장치에 의해 판독된다. 또한, 기록매체(16c)는 RAM(random acccss memory) 또는 R0M(read only memory)의 어느 형식의 것이라도 좋다. 또한, 기록 매체(16c)는 카세트식의 ROM과 같은 것이라도 좋다. 요컨대, 컴퓨터의 기술 분야에서 알려져 있는 임의의 것을 기록 매체(16c)로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 기판 처리 장치(1)가 배치되는 공장에서는 각 기판 처리 장치(1)의 제어기(16)를 통괄적으로 제어하는 관리 컴퓨터에 제어 프로그램이 저장되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 기판 처리 장치(1)는 통신 회선을 통해 관리 컴퓨터에 의해 조작되어 소정의 처리를 실행한다.

다음에, 이상과 같이 구성된 기판 처리 장치(1)를 이용한 웨이퍼(W)의 처리 방법에 관해서 설명한다.

우선 도시하지 않는 반송 아암에 의해 아직 세정되어 있지 않은 웨이퍼(W)를 처리 용기(2)내로 반입하고, 도 1에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)를 스핀척(3)으로 유지한다. 웨이퍼(W)를 스핀척(3)에 교환할 때는 도 2에서 이점 쇄선으로 도시한 바와 같이 제1 및 제2 지지 아암(6, 15)을 스핀척(3)의 외측에 위치하는 대기 위치에 후퇴시켜 놓는다.

웨이퍼(W)가 스핀척(3)으로 유지되면 도 1에 도시하는 모터(20)의 구동에 의해 스핀척을 회전시켜, 웨이퍼(W)의 회전을 시작시킨다. 그리고, 약액 처리 공정을 시작한다. 우선, 도 2에 일점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 액체 노즐(5)이 웨이퍼 (W)의 회전 중심(Po)상에 위치하도록 제1 지지 아암(6)을 이동시킨다. 그리고, 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)으로 향하여 액체 노즐(5)로부터 약액을 공급한다. 회전 중심(Po)에 공급된 약액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 상면 전체로 확산한다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 상면에 약액의 액막이 형성된다. 또, 약액 공급시의 웨이퍼(W)의 회전 속도는 예컨대 약 500 rpm 정도로 한다. 약액의 액막이 형성되면 액체 노즐(5)로부터의 약액 공급을 정지시킨다. 그 후, 소정 시간 방치함으로써 약액의 액막에 의해 웨이퍼(W)의 상면을 처리한다. 또, 이 약액 처리가 행하여지면 웨이퍼(W) 상면의 소수성이 약액 처리전보다도 강해진다.

약액 처리가 종료하면, 다음에 린스 처리 공정을 행한다. 린스 처리 공정에서는 웨이퍼(W)를 회전시키면서 액체 노즐(5)로부터 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)으로 향하여 순수한 물을 공급한다. 공급된 순수한 물은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 상면 전체에 확산시킬 수 있다. 웨이퍼(W)의 상면에 부착되어 있었던 약액은 순수한 물에 의해 웨이퍼(W)에서 씻어 없어진다. 또, 린스 처리시의 웨이퍼(w)의 회전 속도는 약액 공급시보다 빠른 것이 바람직하며, 예컨대 약 1OOO rpm 정도로 한다. 웨이퍼(W)가 순수한 물에 의해 충분히 린스 처리되면, 액체 노즐(5)로부터의 순수한 물의 공급을 정지시킨다. 그 후, 지지 아암(6)을 웨이퍼(W)의 상측으로부터 후퇴시키고 대기 위치로 복귀한다.

이러한 린스 처리 공정후 웨이퍼(W)에 IPA 액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정을 행한다. 우선, 도 2에 일점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 유체 노즐(12)이 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po) 상에 위치하도록 제2 지지 아암(15)을 이동시킨다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 소정의 회전 속도로 회전하는 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)으로 향하여 유체 노즐(12)로부터 IPA액(제1 유체)을 공급한다. 공급된 IPA액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 상면 전체에 확산시켜지고, 웨이퍼(W)의 상면 전체에 IPA액의 액막이 형성된다. 이와 같이 액막을 형성함으로써 웨이퍼(W)의 상면 전체에서 웨이퍼(W)상에 부착되어 있는 순수한 물이 IPA액 중에 확실하게 받아들이도록 할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 상면이 자연 건조하는 것을 방지할 수 있다. 또, 액막 형성 공정에서의 웨이퍼(W)의 회전 속도는 린스 처리 시간보다 느리게 하는 것이 바람직하며, 예컨대 약 300 rpm 정도로 한다.

이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 상면에 IPA액의 액막을 형성한 후 웨이퍼(W)에 IPA액(제2 유체)과 질소 가스(건조용 가스)를 공급하여 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 공정을 행한다. 우선, 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)을 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po) 근방상에 배치한 상태에서 유체 노즐(12)로부터의 IPA액의 공급 및 건조용 가스 노즐(13)로부터의 질소 가스의 공급을 시작한다. 그리고, 도 4에 도시한 바와 같이 각 노즐(12, 13)로부터 IPA액과 질소 가스를 회전하는 웨이퍼(W)의 상면에 공급하면서, 제2 지지 아암(15)을 노즐 이동 방향(D)으로 이동시킨다. 이에 따라 도 4에 도시한 바와 같이 웨이퍼의 상면에 대한 유체 노즐(12)로부터의 IPA액의 공급 위치(Sf)와 건조용 가스 노즐(13)로부터의 질소 가스의 공급 위치(Sn)가 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 반경 방향 외측으로 향하여 이동한다. 이것을 웨이퍼(W)를 회전시키면서 행함으로써 웨이퍼(W)의 상면 전체에 IPA액과 질소 가스를 공급할 수 있다.

또, IPA액의 공급과 질소 가스의 공급은 동시에 시작해도 좋다. 예컨대, 유체 노즐(l2)이 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)상으로 이동했을 때에 IPA액 및 질소 가스의 공급을 개시함으로써 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 IPA액의 공급이 시작되고, 노즐 이동 방향(D)에 대하여 이동 방향에 대하여 회전 중심(Po)에서 후방으로 조금 틀어진 위치에서 질소 가스의 공급이 시작되도록 해도 좋다. 또한, 질소 가스의 공급은 IPA액의 공급을 시작한 후, 건조용 가스 노즐(13)이 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)상으로 이동했을 때에 시작하여 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 질소 가스의 공급이 시작되도록 해도 좋다. 또한, IPA액 및 질소 가스의 공급을 함께 노즐 이동 방향(D)에 대하여 회전 중심(Po)에서 후방으로 조금 틀어진 위치에서 시작해도 좋다.

회전하는 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 IPA액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 향하여 흐른다. 또한, IPA액의 공급 위치(Sf)가 노즐 이동 방향(D)으로 이동하는 동안 건조용 가스의 공급 위치(Sn)는 IPA액의 공급 위치(Sf)에 인접하면서, 상기 공급 위치(Sf)보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에 근접하도록 유지된다. 그 때, 질소 가스의 공급 위치(Sn)는 회전 중심(Po)과 공급 위치(Sf) 사이에 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 IPA액이 즉시 질소 가스에 의해 떠내려가고, 웨이퍼(W)의 건조가 촉진시켜진다. 이로써 적은 IPA액으로 효율적으로 웨이퍼(W)를 건조시킬 수 있어 IPA액의 사용량을 억제할 수 있다. 또한, 워터마크의 발생 원인인 산소 농도도 낮게 할 수 있기 때문에, 워터마크의 발생을 방지할 수 있다.

건조 공정에서의 웨이퍼(W)의 회전 속도는 예컨대 약 500 rpm∼800 rpm 정도 이며, IPA액의 공급 위치(Sf)와 질소 가스의 공급 위치(Sn)의 이동 방향(D)에서의 이동 속도는 예컨대 약 150mm/sec 정도이다. 또한, 웨이퍼(W)에 대한 공급 위치(Sf, Sn)의 반경 방향 위치에 따라서 웨이퍼(W)의 회전 속도를 변화시켜도 좋다. 예컨대, 공급 위치(Sf, Sn)가 웨이퍼(W)의 반경 방향 내측에 위치해 있을 때는 회전 속도를 높게 하고, 반경 방향 외측에 위치해 있을 때는 회전 속도를 낮게 해도 좋다. 예컨대, 직경 약 300 mm의 웨이퍼(W)에서 공급 위치(Sf, Sn)가 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 반경 약 90 mm 이내에 있을 때는 웨이퍼(W)의 회전 속도를 약800 rpm으로 하고, 공급 위치(Sf, Sn)가 그것보다 외측에 있을 때는 웨이퍼(W)의 회전 속도를 약 500 mm으로 해도 좋다.

또한, 웨이퍼(W)에 대한 공급 위치(Sf, Sn)의 반경 방향 위치에 따라서 노즐 이동 방향(D)로의 공급 위치(Sf, Sn)의 이동 속도를 변화시켜도 좋다. 예컨대, 공급 위치(Sf, Sn)가 웨이퍼(W)의 반경 방향 내측에 위치해 있을 때는 이동 속도를 빠르게 하고, 반경 방향 외측에 위치해 있을 때는 이동 속도를 느리게 해도 좋다. 예컨대, 직경 약 300 mm의 웨이퍼(W)에서 공급 위치(Sf, Sn)가 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 반경 약 90 mm 이내에 있을 때는 공급 위치(Sf, Sn)의 이동 속도를 약 7mm/sec 로 하고, 공급 위치(Sf, Sn)가 그것보다 외측에 있을 때는 이동 속도를 약 3 mm/sec 로 해도 좋다.

IPA액의 공급 위치(Sf)를 웨이퍼(W)의 주연부상까지 오면 유체 노즐(12)로부터의 IPA액의 공급을 정지시킨다. 또한 질소 가스의 공급 위치(Sn)가 웨이퍼(W)의 주연부상까지 오면 건조용 가스 노즐(13)로부터의 질소 가스의 공급을 정지시킨다. 이렇게 해서 건조 공정이 종료한다. 또, 질소 가스의 공급 위치(Sn)를 웨이퍼(W)의 주연상에서 일시 정지시키고 잠시 동안 질소 가스를 주연부에 계속 공급을 하고 나서, 공급을 정지하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면 보다 확실하게 건조시킬 수 있다.

건조 공정후 스핀척(3)의 회전을 정지시켜, 도시하지 않는 반송 아암을 처리 용기(2)내에 진입시키고, 웨이퍼(W)를 스핀척(3)으로 수취하고, 처리 용기(2)로 반출한다. 이렇게 해서, 기판 처리 장치(1)에서의 웨이퍼(W)의 일련의 처리가 종료한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면 순수한 물 공급후, 웨이퍼(W)의 상면에 IPA액(제1 유체)의 액막을 형성함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 부착된 순수한 물을 IPA액 중에 확실하게 받아들일 수 있다. 또한, 액막으로 덮는 것에 의해 웨이퍼(W)의 상면, 특히 상면 주연부가 자연 건조하는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼(W)의 상면에 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 웨이퍼(W) 상면의 소수 성이 강한 경우라도 파티클의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, IPA액의 액막 형성후, 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 반경 방향 외측으로 향하는 이동 방향(D)에 공급 위치(Sf)를 이동시키면서 IPA액(제2 유체)을 웨이퍼(W)에 공급함으로써, 순수한 물을 받아들인 IPA액(제1 유체)의 액막이 흘러가게 되어 제거된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 상면을 얼룩없이 효율적으로 건조시킬 수 있다. 또한, 이동 방향(D)에 대하여 IPA액의 공급 위치(Sf)보다 후방의 공급 위치(Sn)에서 건조용의 질소 가스를 공급함으로써 웨이퍼(W)상에 남아 있는 액체(주로 IPA액)를 주연부를 향하여 흘러가게 하여 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시킬 수 있다. 이에 따라, 건조용의 IPA액(제2 유체)의 사용량을 상대적으로 줄일 수 있다. 또한, IPA와 순수한 물과의 휘발성의 차로부터 생기는 파티클의 발생을 방지할 수 있고, 웨이퍼(W)의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 적합한 실시예를 나타냈지만, 본 발명은 여기서 설명한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 기판은 반도체 웨이퍼에 한하지 않고, 그 밖의 LCD 용 유리 기판이나 CD 기판, 프린트 기판, 세라믹 기판 등이라도 좋다.

또한, 웨이퍼(W)에 대하여 약액 처리 공정, 린스 처리 공정, 액막 형성 공정 및 건조 공정을 행하는 방법을 설명했지만, 본 발명은 이러한 것에 한정되지 않고, 여러가지 처리에 적용할 수 있다. 또한, 약액 처리 공정에서 이용하는 약액의 종류는 웨이퍼(W)의 세정용의 것에 한정되지 않는다. 예컨대 약액 처리 공정은, HF(불화 수소) 등의 에칭용 약액을 웨이퍼(W)에 공급하여 에칭 처리하는 공정이라도 좋다. 또한, 레지스트 제거 처리나 에칭 잔사를 제거하는 처리 등을 하는 공정 이라도 좋다. 기타, 예컨대 브러시나 스폰지 등의 스크러버를 웨이퍼(W)에 접촉시켜 스크러브 세정한 후, 린스 처리 공정, 액막 형성 공정 및 건조 공정을 행하도록 해도 좋다. 또한, 처리액으로서 린스액인 순수한 물을 예시했지만, 처리액은 이러한 것에 한정되지 않는다.

또한, 약액과 린스액(처리액)이 동일한 액체 노즐(5)로부터 공급되는 구성으로 했지만, 물론, 이들의 액이 상호 다른 노즐로부터 공급되는 구성으로 해도 좋다. 그 경우, 약액을 공급하는 노즐과 린스액을 공급하는 노즐은 서로 다른 지지 아암에 지지시키더라도 좋다. 또한, 린스액을 공급하는 노즐을 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)과 동일한 지지 아암(15)에 지지시키도록 해도 좋다.

또한, 액막 형성 공정에서 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에 IPA액(제1 유체)을 공급하고, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 이용하여 액막을 형성하는 경우를 설명했는데, 액막의 형성 방법은 이러한 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, IPA액의 공급 위치를 웨이퍼(W)상에서 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)과 주연부 사이에서 이동시키도록 해도 좋다. 이 경우도 액막을 적합하게 형성할 수 있다. 그 경우, IPA액의 공급 위치는 회전 중심(Po)에 대하여 반경 방향의 외측 내지 내측으로 향하는 1 방향으로 l 회만 이동시켜도 좋지만, 회전 중심(Po)에 대하여 반경 방향으로 l 회 이상 왕복 이동시켜도 좋다. 또, 액막 형성 공정에서의 IPA 액(제1 유체)의 공급 위치의 이동 속도는 건조 공정에서의 IPA액(제2 유체)의 공급위치(Sf)의 이동 속도보다 빠르게 하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면 액막을 신속하게 형성시킬 수 있다. 액막 형성 공정에서 IPA액의 공급 위 치의 이동 속도는 예컨대 약 150 mm/sec, 웨이퍼(W)의 회전 속도는 예컨대 약 300 rpm 이다. 또, 액막 형성 공정에서의 웨이퍼(W)의 회전 속도는 건조 공정에서의 웨이퍼(W)의 회전 속도보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 액막이 원심력에 의해 붕괴되지 않고 확실하게 형성된다. 한편, 건조 공정에서는 회전 속도를 높은 쪽으로 함으로써 웨이퍼(W)를 신속히 건조시킬 수 있다.

또한, 린스액(처리액)보다 휘발성이 높은 제1 유체와 제2 유체는 IPA액에 한정되는 것이 아니다. 제1 유체와 제2 유체의 적어도 한쪽(이하「건조용 유체」라고도 한다)으로서는, IPA액 대신에 여컨대 순수한 물 등으로 희석한 IPA를 포함하는 IPA용액을 이용해도 좋다. 그 경우, 건조용 유체의 사용량을 줄일 수 있고, 또한 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 건조용 유체는 액체 형상 외의 미스트형, 분류(噴流), 기체형의 것 등이라도 좋다. 예컨대, IPA액의 미스트, IPA 용액의 미스트, IPA 증기 또는 IPA 용액의 증기(IPA 증기와 수증기가 혼합한 혼합 증기) 등을 건조용 유체로서 사용해도 좋다. 또한 이들의 미스트나 증기 등에 질소 가스 등의 기체를 혼합시킨 것을 건조용 유체로서 사용해도 좋다. 또한, 건조용 유체로서는, 예컨대 HFE(하이드로플루오로에테르)나 아세톤 등의 유기 용제 또는 계면 활성제를 함유한 액체 등을 이용해도 좋고, 이들을 미스트형, 분류 또는 증기로 한 것을 이용해도 좋다. 이들의 유체를 제2 유체로서 사용하는 경우도, 질소 가스 등의 건조용 가스를 동시에 공급함으로써 건조를 촉진할 수 있기 때문에, 제2 유체의 사용량을 줄이는 것이 가능하고, 저비용을 도모할 수 있다.

또한, 제1 유체와 제2 유체는 동일한 유체가 아니라도 좋다. 예컨대, 제1 유체로서 사용되는 IPA 용액중의 IPA의 농도와, 제2 유체로서 사용되는 IPA 용액중의 IPA의 농도를 상호 다른 것으로 해도 좋다. 또한, 제l 유체와 제2 유체는 상호 다른 상태(상)의 것이라도 좋다. 예컨대 제1 유체로서 IPA액 등의 액체를 사용하고, 제2 유체로서는 IPA 증기 등의 기체나 IPA액 등의 미스트를 사용해도 좋다.

또한, 제1 유체와 제2 유체를 단일의 유체 노즐(12)로부터 공급하는 경우를 설명했는데, 이들을 상호 다른 노즐로부터 공급하도록 해도 좋다. 예컨대, 제1 유체를 공급하는 제1 유체 노즐과, 제2 유체를 공급하는 제2 유체 노즐을 각각 지지 아암(15)으로 지지하고, 제1 유체 노즐, 제2 유체 노즐 및 건조용 가스 노즐(13)이 일체적으로 이동하도록 해도 좋다.

건조용 유체를 공급하기 위한 노즐로서는, 2유체 노즐을 이용해도 좋다. 예컨대, 2유체 노즐의 내부에서 IPA액 또는 IPA 용액 등의 액체와, 질소 가스 등의 기체를 혼합함으로써, IPA액 또는 IPA 용액을 무수한 미립자형의 액적으로 이루어지는 분류로 하여, 기체에 의해 가속하면서 액적을 분사할 수 있다. 또한, 2유체 노즐의 구조는 내부 혼합형의 것으로 한정되지 않고, 예컨대, 액체와 기체를 외부에서 혼합하는 외부 혼합형의 구조라도 좋다.

다음에, 도 5에 도시하는 기판 처리 장치의 또 하나의 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는 건조 공정에서 웨이퍼(W)에 대한 질소 가스의 공급 위치(Sn)(건조용 가스 노즐(13))가 웨이퍼(W)에 대한 IPA액(제2 유체)의 공급 위치(Sf)(유체 노즐(12))보다도 웨이퍼(W)의 회전 방향(CCW) 전방에 위치하도록 한 것이다. 또한, 도 5에서는 각 노즐(12, 13)로부터의 IPA액 및 질소 가스의 공급 영역을 각각 파선의 원(Af, An)으로 나타내고, 각 공급 영역(Af, An)의 중심을 각각 공급 위치(Sf, Sn)로 하고 있다. 이 경우, 각 공급 위치(Sf, Sn)와 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)을 연결하는 직선을 각각 Lf, Ln 이라고 하면 직선 Ln은 직선 Lf에서 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 90°미만의 각도 θn 만큼 틀어져 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 반경 방향뿐만 아니라 회전 방향에서도 항상 IPA액(제2 유체)에 계속해서 질소 가스(건조용 가스)가 공급되게 된다. 따라서, 웨이퍼(W) 상의 IPA액을 건조용 가스에 의해 신속히 흘러가게 하여 건조시킬 수 있다.

다음에, 도 6에 도시하는 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는 노즐 이동 방향(D)과 직교하는 방향(여기서는, 특히 웨이퍼(W) 표면과 평행한 방향을 말한다)에서 건조용 가스 노즐(13)의 개구 치수(Bn)가 유체 노즐(12)의 개구 치수(Bf)보다도 커지도록 한 것이다. 구체적으로는, 유체 노즐(12)이 원형 개구(12a)를 갖는 데 대하여, 건조용 가스 노즐(13)은 긴변의 길이가 원형 개구(12a)의 직경보다도 큰 직사각형 개구(13a)를 갖고 있다. 이로 인해, 노즐 이동 방향(D)과 직교하는 방향에서 건조용 가스의 공급 영역(An)의 치수가 제2 유체(IPA액 등)의 공급 영역(Af)의 치수보다도 커지도록 하고 있다. 이와 같이 하면 이동 방향(D) 에서 공급 위치(Sf)의 후방에 질소 가스를 충분히 공급하여 IPA액을 질소 가스에 의해 효과적으로 흘러가게 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)를 효율적으로 확실하게 건조시킬 수 있다.

건조 공정에서의 건조용 가스는 질소에는 한정되지 않고, 다른 불활성 가스라도 좋다. 또한, 이러한 건조용 가스는 불활성 가스에는 한정되지 않고, 예컨대 공기 등이라도 좋다. 이 경우도, 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 제2 유체(IPA액 등)를 흘러가게 하여, 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시킬 수 있다. 또한, 건조용 가스는 습도가 통상 상태보다 강제적으로 저감된 가스, 예컨대 드라이에어 등이라도 좋다. 그렇게 하면, 웨이퍼(W)의 상면 부근의 습도를 저감시킬 수 있어, 웨이퍼(W)에 부착된 IPA액 등의 액체의 증발을 촉진시켜 웨이퍼(W)의 건조를 더욱 효과적으로 촉진시킬 수 있다. 건조용 가스의 습도는 절대 습도로 예컨대 1 g/㎥ 이하로 한다.

다음에, 도 7에 도시하는 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는 유체 노즐(12)로부터 공급되어야 되는 제2 유체(IPA액 등)를 가열하는 유체 히터(67a)와 건조용 가스 노즐(13)로부터 공급되어야 되는 건조용 가스를 가열하는 건조용 가스 히터(72a)를 추가로 구비한 것이다. 유체 히터(67a)는 유체 공급로(67)에 개설되어 제어기(16)에 의해 제어된다. 또한, 건조용 가스 히터(72a)는 불활성 가스 공급로(72)에 개설되어 제어기(l6)에 의해 제어된다. 또, 유체 히터는 유체 공급원(66)의 탱크에 설치해도 좋다.

유체 노즐(12)로부터 유체 히터(67a)에 의해 상온보다 강제적으로 가열한 제2 유체를 공급함으로써, 웨이퍼(W)에 공급된 제1 유체나 제2 유체의 증발이 촉진되어, 웨이퍼(W)를 더욱 효율적으로 건조시킬 수 있다. 또한, 건조용 가스 노즐(13)로부터 상온보다 강제적으로 가열한 건조용 가스를 공급함으로써도, 웨이퍼(W)에 공급된 제1 유체나 제2 유체의 증발이 촉진되어 웨이퍼(W)를 더욱 효율적으로 건조시킬 수 있다.

다음에, 도 8에 도시하는 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는 웨이퍼(W)의 상면 근방의 분위기를 흡인하는 흡인 노즐(80)을 추가로 구비한 것이다. 구체적으로는 흡인구(80a)를 갖는 흡인 노즐(80)이 유체 노즐(12) 및 건조용 가스 노즐(13)과 일체적으로 이동하도록 지지 아암(15)에 부착되어 있다. 이 경우, 제2 유체의 공급 위치(Sf)(유체 노즐(12))가 노즐 이동 방향(D)로 이동하는 동안, 흡인 노즐(80)의 흡인구(80a)가 IPA액의 공급 위치(Sf)에 인접하면서, 상기 공급 위치(Sf) 보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)에서 멀어지도록 유지된다. 또한, 흡인 노즐(80)에는 도시하지 않는 펌프 등의 흡인기가 접속되어 있고, 이러한 흡인기의 작동이 제어기(16)에 의해 제어되는 것에 의해, 흡인 노즐(80)에 의한 흡인 동작이 제어된다.

이러한 구성에 있어서는, 건조 공정에서 유체 노즐(12)을 이동 방향(D)로 이동시키면서 제2 유체(IPA액 등)를 공급할 때, 흡인 노즐(80)에 의해 공급 위치 (Sf) 근방의 분위기중의 수분을 흡인할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 상의 공급 위치(Sf)에 공급되는 제2 유체 중에 처리 공간 S 중의 수분이 녹아드는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)를 적합하게 건조시킬 수 있다. 특히, 이동 방향(D) 에서 제2 유체의 공급 위치(Sf)보다도 전방에서 흡인을 함으로써 그 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

다음에, 도 9에 도시하는 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는, 도 8에 도시한 실시예에 있어서 웨이퍼(W)에 대한 흡인 노즐(80)의 흡인구(80a) 중심 위치가 웨이퍼(W)에 대한 제2 유체(IPA액 등)의 공급 위치(Sf)(유체 노즐(12))보다도 웨이퍼(W)의 회전 방향(CCW) 전방에 위치하도록 한 것 이다. 또, 도 9에서도 도 5와 마찬가지로 각 노즐(12, 13)로부터의 제2 유체 및 건조용 가스의 공급 영역을 각각 파선의 원(Af, An)으로 나타내고, 각 공급 영역(Af, An) 의 중심을 각각 공급 위치(Sf, Sn)로 하고 있다. 이 경우, 제2 유체의 공급 위치(Sf) 및 흡인구(80a)의 중심과 웨이퍼(W)의 회전 중심(Po)을 연결하는 직선을 각각 Lf 및 La 라고 하면, 직선 La는 직선 Lf에서 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 90°미만의 각도 θa만큼 틀어져 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 반경 방향뿐만 아니라 회전방향에서도, 유체 노즐(12)로부터 웨이퍼(W)의 상면에 공급되는 제2 유체의 상측의 분위기를 선행하는 흡인구(80a)에서 직전에 흡인해 둘 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)에 공급된 IPA액에 처리 공간(S) 중의 수분이 녹아드는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 실시예에서는 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(l3)을 한개의 지지 아암(15)에 의해 지지하여 지지 아암(15)과 일체적으로 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)을 이동시키는 구성으로 했지만, 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)을 각각 다른 지지 아암에 의해 지지하도록 해도 좋다.

또한, 본 실시예에서는 제2 유체를 웨이퍼(W)에 공급하는 동안 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)을 웨이퍼(W)에 대하여 동일한 이동 방향(D)로 이동시키도록 했지만, 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)은 상호 다른 방향으로 이동시켜도 좋다.

다음에, 도 10에 도시하는 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 본 실시예는 도 1 내지 도 4에 도시한 실시예에 대하여 유체 노즐(12)과 건조 용 가스 노즐(13)을 각각 다른 지지 아암에 지지하도록 한 것이다. 또한, 본 실시예에서는 유체 노즐(l2) 및 건조용 가스 노즐(13)을 상호 다른 방향의 반경 방향에 이동시키도록 하고 있다. 구체적으로는 유체 노즐(12)을 지지하는 지지 아암과 건조용 가스 노즐(13)을 지지하는 지지 아암을 각각 개별로 설치한다. 그리고, 건조 공정에서는 제어기(l6)(도 1)의 제어에 의해 각 지지 아암을 각각 l80°다른 반경 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 유체 노즐(12)과 건조용 가스 노즐(13)을 각각 웨이퍼(W)의 회전 중심 P_o 에서 180°다른 반경 방향의 외측으로 이동시킨다. 이 경우도, 건조용 가스의 공급 위치(Sn)가 제2 유체의 공급 위치(Sf)보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심 P_o에 근접하도록 유지하면 좋다. 즉, 제2 유체의 공급 위치 (Sf)와 회전 중심 P_o과의 사이의 거리보다 건조용 가스의 공급 위치(Sn)와 회전 중심 P_o와의 사이의 거리가 항상 짧아지도록 제어하면 된다. 이 경우도, 공급 위치(Sf)에 있어서 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 제2 유체가 건조용 가스의 공급 위치(Sn) 측에 회전 이동했을 때, 회전 중심(Po)측에서 공급되는 건조용 가스에 의해 웨이퍼(W)의 외주측에 날려버려지면서 건조시켜진다. 따라서, 웨이퍼(W)를 효율적으로 건조시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 유체 노즐(12)을 제1 유체 노즐과 제2 유체 노즐의 2개의 노즐로 나누는 경우나, 도 8에 도시한 흡인 노즐(80)을 설치하는 경우 등에 있어서도, 임의의 노즐을 상호 다른 지지 아암에 의해 지지하도록 해도 좋다. 또한, 임의의 노즐을 상호 다른 방향으로 이동시키도록 해도 좋다.

다음에, 도 11에 도시하는 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는 스핀척(3)에 유지된 웨이퍼(W) 주위의 습도를 조절하는 습도 조절시스템으로서, 처리 용기(2)의 천장에 부착된 습도 조절기(85)를 추가로 구비한 것이다. 이 습도 조절기(85)에 의해 처리 용기(2)내의 처리 공간 S 전체의 습도를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 이에 따라, 액막 형성 공정과 건조 공정의 적어도 한쪽을 행할 때에 약액 처리 공정이나 린스 처리 공정을 행할 때보다도 처리 용기(2)내의 습도를 감소시키도록 한다. 그렇게 함으로써, 웨이퍼(W) 상에 공급된 제1및 제2 유체의 적어도 한쪽에 처리 공간 S 중의 수분이 녹아드는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 건조후의 웨이퍼(W)에 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 건조 공정시에는 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시킬 수 있다.

다음에, 도 12에 도시하는 습도 조절 시스템을 갖춘 기판 처리 장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예는 처리 용기(2)내의 처리 공간 S에 대하여, 상부로부터 습도가 조절된 가스를 공급하여 하부에서 배기하는 구조에 의해 습도 조절 시스템(100)을 구축한 것이다.

구체적으로는, 도 12에 도시한 바와 같이 본 실시예의 습도 조절 시스템(100)은 처리 용기(2)내에 습도 조절용의 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 용기(91)를 갖추고 있다. 가스 공급 용기(91)는 처리 용기(2)의 천장부에 설치된다. 가스 공급 용기(91)와 처리 용기(2) 사이에는 복수의 가스 공급구(94)를 갖는 정류판(93)이 설치된다. 가스 공급구(94)는 정류판(93) 전체에 균일하게 분포되도록 형성되어 있다. 가스 공급 용기(91)는 가스 도입로(95)를 통해 가스 공급원(96)에 접속되어 있다. 가스 도입로(95)에는 가스 공급원(96)으로부터 공급되는 불활성 가스의 습도를 조정하는 습도 조정 기구(92)가 개설되어 있다. 습도 조정 기구(92)는 제어기(16)의 제어 명령에 의해 제어되어 불활성 가스중의 수분 함유량을 임의의 값으로 조정할 수 있다. 가스 공급 용기(91)로부터 처리 용기(2)내에 공급되는 불활성 가스는 스핀척(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 상측으로부터 처리 공간 S 내에 공급되어, 처리 용기(2)의 하부에 설치된 배기구(98)를 통하여 배기된다. 이에 따라, 처리 공간 S 내에는 습도가 조절된 불활성 가스의 다운플로우가 형성되고, 처리 공간 S 내의 습도를 적합하게 제어할 수 있다.

또, 가스 공급원(96)으로부터 공급되는 습도 조절용의 가스는 불활성 가스로는 한정되지 않고, 다른 기체, 예컨대 공기 등이라도 좋다. 이와 같이 공기를 이용한 경우도, 처리 공간 S의 습도를 적합하게 제어할 수 있다.

또한, 통상 기판 처리 장치가 설치되는 크린룸내의 온도는 상온(약 23℃ 정도)이며, 상대 습도는 약 40%∼45% 정도로 되어 있다. 그리고, 액막 형성 공정과 건조 공정의 적어도 한쪽에서의 처리 공간 S 중의 습도를 이러한 크린룸내의 상대 습도보다 저감시키도록 해도 좋다. 그렇게 하면, 웨이퍼(W)의 건조 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 경우, 처리 공간 S 중의 습도는, 예컨대 약 25% 이하 정도(약23℃ 에서의 상대 습도)로 해도 좋다. 또는, 처리 공간 S 중의 절대 습도가, 예컨대 약 5 g/㎥ 이하가 되도록 해도 된다.

처리 공간 S의 습도 조절은 액막 형성 공정과 건조 공정의 적어도 한쪽만으로 행하는 경우에는 한정되지 않는다. 예컨대, 약액 처리 공정이나 린스 처리 공 정동안 등이라도, 처리 공간 S의 습도 조절을 하도록 해도 좋다. 또한, 처리 공간 S의 습도를 항상 조절하도록 해도 좋다.

Claims

처리액에 의해 기판을 처리하는 공정;

상기 기판의 상면에 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 공급하여 액막을 형성하는 공정; 및

상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 상면에 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 공급하는 공정을 포함하며,

상기 제2 유체를 공급하는 공정에서, 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 처리액에 의해 상기 기판을 처리하는 공정 이전에 상기 기판을 약액(藥液)에 의해 처리하는 약액 처리 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제2항에 있어서, 상기 약액 처리 공정에 의해 상기 기판의 상면의 소수성이 강화되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 액막을 형성하는 공정에서 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판에 대한 상기 제1 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것에 의해, 상기 액막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제4항에 있어서, 상기 액막을 형성하는 공정에서의 상기 제1 유체의 공급 위치의 이동 속도를 상기 제2 유체를 공급하는 공정에서의 상기 제2 유체의 공급 위치의 이동 속도보다 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제4항에 있어서, 상기 액막을 형성하는 공정에서의 상기 기판의 회전 속도는, 상기 제2 유체를 공급하는 공정에서의 상기 기판의 회전 속도보다 낮은 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 유체를 공급하는 공정에서 상기 기판의 상면에 건조용 가스를 추가로 공급하고, 상기 기판에 대한 상기 건조용 가스의 공급 위치가 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치보다도 상기 기판의 회전 중심에 근접하도록 유지하면서, 상기 건조용 가스의 공급 위치 및 상기 제2 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 기판에 대한 상기 건조용 가스의 공급 위치는 상기 기판의 회전 중심과 상기 제2 유체의 공급 위치 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제8항에 있어서, 상기 기판에 대한 상기 건조용 가스의 공급 위치가 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치보다도 상기 기판의 회전 방향 전방에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제8항에 있어서, 상기 건조용 가스의 공급 위치 및 상기 제2 유체의 공급 위치의 이동 방향과 직교하는 방향에서 상기 기판에 대한 상기 건조용 가스의 공급 영역의 치수가 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 영역의 치수보다도 크게 되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 건조용 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 건조용 가스는 드라이 에어인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서, 가열한 건조용 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 유체를 공급하는 공정은, 상기 기판의 상면 근방 의 분위기를 흡인하면서 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서, 상기 분위기의 흡인 위치가, 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치보다도 상기 기판의 회전 중심으로부터 멀어지도록 유지하면서, 상기 분위기의 흡인 위치 및 상기 제2 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제14항에 있어서, 상기 분위기의 흡인 위치가 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치보다도 상기 기판의 회전 방향 전방에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 액막을 형성하는 공정과 상기 제2 유체를 공급하는 공정의 적어도 한쪽은, 상기 처리액에 의해 기판을 처리하는 공정보다도 상기 기판의 주위 습도를 감소시킨 상태로 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 처리액은 순수한 물인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 유체와 제2 유체의 적어도 한쪽은, IPA액, IPA 용액, IPA액의 미스트, IPA 용액의 미스트, IPA 액의 증기 및 IPA 용액의 증기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체는 동일한 것인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 가열한 제2 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
기판 처리 장치의 제어기에 의해 실행 가능한 프로그램을 저장한 기록 매체로서,

처리액에 의해 기판을 처리하는 공정;

상기 기판의 상면에 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 공급하여 액막을 형성하는 공정; 및

상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 상면에 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 공급하는 공정을 포함하며,

상기 제2 유체를 공급하는 공정에서, 상기 기판에 대한 상기 제2 유체의 공급 위치를 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 기록 매체.
(a) 기판을 유지하고 그것을 회전시키는 스핀척;

(b) 상기 스핀척에 유지된 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템;

(c) 제1 유체 노즐을 가지며, 이 제1 유체 노즐로부터 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제1 유체를 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 유체 공급 시스템;

(d) 제2 유체 노즐을 가지며, 이 제2 유체 노즐로부터 상기 처리액보다도 휘발성이 높은 제2 유체를 상기 기판의 상면에 공급하는 제2 유체 공급 시스템;

(e) 상기 제2 유체 노즐을 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키는 노즐 이동 기구; 및

(f) 제어기로서,

상기 처리액 공급 시스템으로부터 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하고,

상기 제1 유체 노즐로부터 상기 기판의 상면에 상기 제1 유체를 공급하며,

상기 스핀척에 의해 상기 기판을 회전시키고, 상기 노즐 이동 기구에 의해 상기 제2 유체 노즐을 이동시키면서, 상기 제2 유체 노즐로부터 상기 기판의 상면에 상기 제2 유체를 공급하도록,

상기 스핀척, 상기 처리액 공급 시스템, 상기 제1 유체 공급 시스템, 상기 제2 유체 공급 시스템 및 상기 노즐 이동 기구를 제어하는 제어기

를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 기판의 상면에 건조용 가스를 공급하는 건조용 가스 노즐을 더 구비하고,

상기 노즐 이동 기구는, 상기 건조용 가스 노즐이 상기 제2 유체 노즐보다도 상기 기판의 회전 중심에 근접하도록 유지하면서, 상기 건조용 가스 노즐 및 상기 제2 유체 노즐을 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제24항에 있어서, 상기 노즐 이동 기구에 의한 상기 건조용 가스 노즐 및 상기 제2 유체 노즐의 이동 방향과 직교하는 방향에서 상기 건조용 가스 노즐의 개구 치수가 상기 제2 유체 노즐의 개구 치수보다도 크게 되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제24항에 있어서, 상기 건조용 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제24항에 있어서, 상기 건조용 가스는 드라이 에어인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제24항에 있어서, 상기 건조용 가스 노즐로부터 공급되어야 하는 건조용 가스를 가열하는 건조용 가스 히터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 기판의 상면 근방의 분위기를 흡인하는 흡인 노즐을 더 구비하고,

상기 노즐 이동 기구는, 상기 흡인 노즐이 상기 제2 유체 노즐보다도 상기 기판의 회전 중심으로부터 멀어지도록 유지하면서, 상기 흡인 노즐 및 상기 제2 유체 노즐을 상기 기판의 회전 중심에 대하여 반경 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제29항에 있어서, 상기 노즐 이동 기구는 상기 흡인 노즐이 상기 제2 유체 노즐보다도 상기 기판의 회전 방향 전방에 위치하도록 유지하면서 상기 흡인 노즐 및 상기 제2 유체 노즐을 이동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 스핀척에 유지된 상기 기판의 주위 습도를 조절하는 습도 조절 시스템을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유체 노즐로서의 단일 유체 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 제1 유체와 제2 유체는 상호 동일한 유체인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 처리액은 순수한 물인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 제1 유체와 제2 유체의 적어도 한쪽은 IPA액, IPA 용액, IPA액의 미스트, IPA 용액의 미스트, IPA 액의 증기 및 IPA 용액의 증기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제23항에 있어서, 상기 제2 유체 노즐로부터 공급되어야 하는 제2 유체를 가열하는 유체 히터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.