KR100858578B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
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Abstract

액체에 젖은 기판표면을 건조할 때에 기판표면에 형성된 패턴의 붕괴가 발생하는 것을 방지하면서, 기판표면을 양호하게 건조한다.
린스노즐(8)로부터의 린스액 토출에 의해 린스처리를 받은 기판표면(Wf) 전체에는 린스액이 올려진 상태로 부착하여, 소위 패들(paddle) 형상의 린스층(21)이 형성된다. 그리고, 근접블록(3)의 대향면(31)이 기판표면(Wf)에 대하여 근접 배치되어, 대향면(31)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 간극공간에 액밀층(液密層)(23)이 형성된 상태에서 근접블록(3)이 이동방향(-X)으로 이동함과 함께, 액밀층(23)의 상류측 단부를 향하여, 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 포함하는 용제가스가 공급된다.
기판처리장치, 근접부재, 세정, 린스, 노즐, 건조얼룩, 웨이퍼, 포토마스크, 플라즈마, 광디스크, 기판, 유리기판, IPA, 순수

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
도 1은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제1 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치의 부분확대도이다.
도 3은 근접블록의 사시도이다.
도 4는 용제가스공급유닛의 구성의 일 예를 나타내는 도이다.
도 5는 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식(模式)도이다.
도 6은 근접블록의 이동에 의한 건조동작을 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제2 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제3 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 9는 도 8의 기판처리장치의 부분확대도이다.
도 10은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제4 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 11은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제5 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 12는 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제6 실시 형태를 나타내는 도이다.
도 13은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제7 실시 형태인 건조처리장치를 구비한 기판처리시스템을 나타내는 도이다.
도 14는 도 13의 건조처리장치를 나타내는 도이다.
도 15는 본 발명에 관련된 기판처리장치의 다른 실시 형태를 나타내는 측면도이다.
도 16은 본 발명에 관련된 기판처리장치의 또다른 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
<부호의 설명>
3 …근접블록(근접부재), 7…액체노즐(제2액체공급수단),
8…린스노즐(액체층 형성수단, 습식처리수단), 31…대향면,
32…측면(비대향면, 연설면(延設面)), 33…상류변부(上流邊部),
34, 35…측면(비대향면), 36…하류변부, 37…안내면, 38…하면(상류측 대향부위), 39…가스토출구, 41…블록구동기구(구동수단),
45…액체공급유닛(제2액체공급수단),
48 …린스액공급유닛(액체층 형성수단, 습식처리수단),
49…액체공급유닛(액체층 형성수단, 제1액체공급수단),
58…커버부재, 71…액체노즐(제2노즐, 제2액체공급수단),
74…액체노즐(액체층 형성수단, 제1노즐, 제1액체공급수단),
100…습식처리장치(액체층 형성수단, 습식처리수단),
231… (액밀층의) 상류측 단부(이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부),
231a… (액밀층의) 상류측 계면(界面), SP …간극공간,
UA… (액밀층의) 상류측 분위기, W…기판, Wf…기판표면, X…이동방향,
θ…예각(銳角)
특허문헌1: 일본 특허공개 평10-321587호 공보(도1, 도2)
본 발명은, 액체에 젖은 기판표면을 건조하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다. 그리고, 건조처리대상이 되는 기판에는, 반도체 웨이퍼, 포토마스크(Photo Mask)용 유리기판, 액정표시용 유리기판, 플라즈마표시용 유리기판, 광디스크용 기판 등이 포함된다.
처리액에 의한 세정처리 및 순수(純水) 등의 린스액에 의한 린스처리가 행해진 후, 기판 상면(上面)에 액막 형상으로 부착하는 린스액을 제거하기 위해, 수많은 건조방법이 종래로부터 제안되어 있다. 그 중 하나로서, 마란고니(Marangoni)효과를 이용한 건조방법이 알려져 있다. 이 건조방법은, 표면장력 차이에 의해 생기는 대류(마란고니 대류)에 의해 기판을 건조하는 방법이며, 특히 매엽식 기판처리 장치에서는, 마란고니 효과를 이용한 건조처리와 스핀(Spin) 건조처리를 조합한, 소위 로타고니 건조가 알려져 있다.
이 로타고니 건조에서는, 회전하고 있는 기판 중심의 상방으로부터 IPA(Isopropyl Alcohol)베이퍼(Vapor, 이하 '증기'라 함)와 순수를 각각 노즐로부터 기판에 내뿜는다. 그리고, 이들 노즐을 서서히 기판의 반경방향 외측으로 이동해 가는 것으로, IPA증기가 분무되고 있는 부분부터 건조가 시작되어, 기판의 중심으로부터 주연(周緣)으로 건조영역이 확대되어 기판전면을 건조한다. 즉, 기판상의 순수를 기판의 회전에 동반한 원심력의 작용과, IPA증기의 분무에 의한 마란고니 효과에 의해 기판으로부터 제거하는 것으로 건조한다.
또한, 마란고니 효과를 이용한 다른 기판건조방법으로는, 예를 들면 특허문헌1에 기재된 건조방법이 알려져 있다. 이 건조방법을 실행하는 기판처리장치는, 세정처리와 헴굼(린스처리)이 행해진 기판을 복수의 롤러로 반송하면서, 이 기판을 건조하는 장치이다. 이 장치에서는, 기판의 반송경로에 따라 지절판(支切板)과 물제거블록이 직렬배치되어 있다. 이 때문에, 물방울이 부착되어 있는 기판이 지절판으로 반송되어 오면, 그 물방울의 대부분이 지절판에 의해 제거된다. 이어서, 기판은 물제거블록에 반송되어 오지만, 반송 중의 기판과 물제거블록 사이에는, 근소한 극간(隙間)이 형성되어 있기 때문에, 지절판을 빠져나온 물방울은 모세관현상에 의해 물제거블록의 폭방향으로 확산된다. 그리고, 이 물제거블록의 출구측에서는, IPA가스를 혼합한 불활성가스가 기판표면을 향하여 공급되어 있다. 이 가스 공급에 의해 마란고니 효과가 생겨서 잔존 물방울이 증발 건조된다.
그런데, 기판표면에 형성되는 패턴의 미세화가 최근 급속히 진척되고 있어, 이 미세화에 따라 기판처리에 있어서 새로운 문제가 생기게 되었다. 다시 말해, 건조처리를 행하고 있는 사이에, 미세 패턴끼리 끌어당겨져서 부서지는 문제가 있었다. 구체적으로는, 건조처리의 진전에 동반하여 액체와 기체의 계면이 기판위로 드러나지만, 미세 패턴끼리가 패턴의 간극에서 발생한 부압에 의해 끌어당겨져서 부서지는 문제가 있었다. 이 패턴의 간극에서 발생하는 부압의 크기는 액체의 표면장력에 의존하여, 액체의 표면장력이 클수록 커진다. 그 때문에, 순수에 젖은 기판표면을 건조할 경우에는, 순수보다 표면장력이 작은 유체, 예를 들면 IPA를 사용하는 것이 패턴붕괴방지에 유효한 것으로 되어 있다.
그러나, 로타고니 건조에서는, 기판을 회전하면서 기판의 건조를 행하므로 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 기판표면에 IPA증기를 공급해도, 기판의 회전에 동반하는 기류의 영향에 의해 기판으로부터 바로 IPA증기가 배출되어버려서, IPA를 기판표면에 부착한 순수에 충분히 녹아들어가게 할 수 없다. 그 결과, 기판표면에 부착한 액체(순수+IPA)의 표면장력을 충분히 낮출 수 없어서, 패턴붕괴방지에 충분한 효과를 발휘하는 것이 곤란하게 되어 있었다.
또한, 로타고니 건조에서는, 기판의 회전에 동반하는 원심력과 IPA증기의 분무에 의한 마란고니 효과에 의해 기판의 중심으로부터 주연에 걸쳐서 건조영역을 서서히 확대되면서 기판을 건조한다. 이 때문에, 기판에 부착하는 순수에 대하여 2종류의 힘, 즉 원심력과 마란고니 대류에 의해 일으켜지는 힘이 작용한다. 그러나, 로타고니 건조에서는, 이들 2종류 힘의 밸런스를 제어하는 것이 곤란해서, 기액고 계면(氣液固界面)을 제어하는 것은 사실상 할 수 없었다. 이 때문에, 기액고계면을 한 방향(반경방향의 외향)으로, 또한 균등한 속도로 이동하게 할 수 없어서, 건조된 기판표면영역이 다시 젖는 등으로 해서 건조얼룩(Water Mark) 발생 등의 건조불량을 일으켜버리는 경우가 있었다.
한편, 특허문헌1에 기재된 건조방법에 의하면, 상기 기판의 회전에 동반하는 불량을 일으키는 경우는 없지만, 다음과 같은 문제가 발생하는 경우가 있다. 다시 말해, 기판표면에 부착되어 있는 물방울의 대부분을 지절판으로 긁어 떨어뜨려 제거한 후, 기판표면에 잔존하는 물방울을 물제거블록의 배설(配設)위치로 보내고 있다. 그 때문에, 지절판으로 물방울의 대부분이 긁어 떨어져서 제거된 후의 기판표면에는, 물방울이 제거되어서 건조한 영역의 중에 물방울이 반점 형상으로 존재하게 된다. 이러한 반점 형상의 물방울 중 작은 것은 마란고니 효과에 의하지 않고 자연건조에 의해 건조해버린다. 특히, 잔존하는 물방울이 소량이 되었을 경우에는, 물제거블록과 기판표면과의 사이에서 기판표면의 전면에 물방울이 비집고 들어가지 않는 등의 사태가 발생하여, 그 결과, 기판표면에 마란고니 효과에 의하지 않고 자연건조에 의해 건조한 영역이 발생해버린다. 이처럼 기판표면이 자연건조에 의해 건조하면, 잔존한 물방울에 녹아있던 용출물이 자연건조 동안에 석출하기 때문에, 그 석출한 용출물이 건조얼룩가 되어서 건조불량을 초래해버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 안출된 것이며, 액체에 젖은 기판표면을 건조할 때에, 기판표면에 형성된 패턴의 붕괴가 발생하는 것을 방지하면서, 기판표면을 양호하게 건조할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다
본 발명은, 액체에 젖은 기판표면을 건조하는 기판처리장치로서, 상기 목적을 달성하기 위하여, 기판표면에 대향하는 대향면을 가지고, 이 대향면이 기판표면에서 이간(離間)배치됨과 함께 이 대향면과 기판표면 사이에 끼인 간극공간에 액체가 채워져서 액밀층이 형성된 상태에서, 기판에 대하여 소정의 이동방향으로 상대이동 가능한 근접부재와, 근접부재를 기판에 대하여 이동방향으로 상대이동하게 하는 구동수단과, 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 필수적으로 포함하는 용제가스를 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부를 향하여 공급하는 용제가스 공급수단과, 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 기판표면 전체에 패들(Paddle) 형상의 액체층을 형성하는 액체층 형성수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명은, 액체에 젖은 기판표면을 건조하는 기판처리방법으로서, 상기 목적을 달성하기 위하여, 기판표면에 대향하는 대향면을 가지는 근접부재를, 기판표면에서 대향면이 이간하도록 배치함으로써, 대향면과 기판표면 사이에 끼인 간극공간에 액체를 채워서 액밀층을 형성하는 공정과, 액밀층이 형성된 상태를 유지하면서 근접부재를 기판에 대하여 소정의 이동방향으로 상대이동하게 하는 공정과, 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 필수적으로 포함하는 용제가스를 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부를 향하여 공급하는 공정과, 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이처럼 구성된 발명(기판처리장치 및 방법)에서는, 기판표면으로부터 근접부재의 대향면이 이간배치됨과 함께, 이 대향면과 기판표면 사이에 끼인 간극공간에 액체가 채워져서 액밀층이 형성된다. 그리고, 이 상태를 유지하면서 근접부재가 기판에 대하여 소정의 이동방향으로 상대이동한다. 이 때문에, 이 이동방향의 상류측에 있어서의 액밀층 계면(이하 「상류측 계면」이라고 한다), 즉 기액고계면(氣液固界面)의 위치가 근접부재에 의해 컨트롤되어, 상류측 계면의 흐트러짐을 방지할 수 있다. 또한, 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 필수적으로 포함하는 용제가스가 상기 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부를 향하여 공급된다. 이로써 이 상류측 단부에서 용제성분이 액체에 용해되어서 액밀층 상류측 계면에서의 표면장력이 저하하여 마란고니 대류가 일으켜진다. 이로써, 액밀층을 구성하는 액체가 이동방향의 하류측으로 끌려가서 상류측 계면도 하류측으로 이동한다. 그 결과, 이 계면이동에 대응하는 기판표면영역이 건조한다.
또한, 상기한 바와 같이 기판에 부착하는 액체에 용제가스를 용해하는 것에 의해 건조를 행하고 있으므로, 기판표면에 미세 패턴이 형성되어 있었다고 해도, 패턴의 붕괴를 유효하게 방지하면서 기판표면을 건조할 수 있다. 다시 말해, 상류측 계면(기액고계면)의 위치를 컨트롤하면서, 마란고니 효과에 의해 기판을 건조하 므로, 상류측 계면이 이동방향으로 왔다갔다하며 액밀층을 구성하는 액체가 미세 패턴에 부하를 주는 일 없이, 패턴 붕괴를 유효하게 방지하면서 기판표면을 건조할 수 있다. 게다가, 기판을 회전하게 하지 않고 건조처리를 행하고 있기 때문에, 기판의 회전에 동반하는 원심력에 기인해서 패턴 붕괴를 일으키는 경우는 없다. 그리고, 패턴의 극간에 존재하는 액체에 대해서도 용제성분이 용해해서 이 액체의 표면장력을 저하하게 한다. 또한, 기판의 회전에 동반하는 기류의 영향에 의해 기판으로부터 용제가스가 확산해버리는 경우가 없기 때문에, 용제가스의 농도를 고농도로 유지할 수 있어, 그 결과, 액체의 표면장력의 저하를 촉진할 수 있다. 이로써, 패턴의 간극에 발생하는 부압을 저감하여, 패턴의 붕괴를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하고 있기 때문에, 상류측 계면의 이동에 동반해서 건조영역이 패들 형상의 액체층 형성영역을 향하여 퍼져 가는 것으로써, 액체에 젖은 상태로부터 마란고니 효과에 의해 완전히 건조한 상태로 직접 이행하는 것으로 된다. 따라서, 자연건조에 의해 건조한 영역이 기판표면에 발생하는 경우가 없기 때문에, 용출물의 석출에 의한 건조얼룩의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
여기서, 액체층 형성수단은, 기판표면으로 대하여 액체를 사용한 소정의 습식처리를 실행함과 함께, 이 습식처리의 실행 후에 기판표면의 전면에 패들 형상의 액체층을 형성하는 습식처리수단을 가지고, 기판표면의 전면에 패들 형상의 액체층이 형성된 후에, 근접부재의 대향면이 기판표면으로부터 이간배치되어서 간극공간 에 액밀층이 형성되어도 좋다. 이 구성에 의하면, 습식처리수단을 유효활용하여, 이동방향에 있어서의 액밀층의 상류측 단부보다 하류측인 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성할 수 있는 이점이 있다. 또한, 액체가 린스액이고 습식처리가 린스처리라고 하면, 린스처리 후에 린스액으로 젖어 있는 기판표면을 건조하는 처리를 최적으로 행할 수 있다.
또한, 액체층 형성수단은, 근접부재의 대향면이 기판표면으로부터 이간배치되어서 간극공간에 액밀층이 형성되기 전에, 기판표면을 향하여 액체를 공급하여 기판표면의 전면에 패들 형상의 액체층을 형성하는 제1액체공급수단을 가지도록 해도 좋다. 이 구성에서도, 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성할 수 있다. 이 제1액체공급수단의 구체적인 구성으로서는, 예를 들면 기판표면을 향하여 액체를 토출하는 제1노즐을 가지도록 해도 좋다.
그리고, 근접부재의 상대이동 중에 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 기판표면을 향하여 액체를 공급하는 제2액체공급수단을 더 구비하도록 하면, 패들 형상의 액체층이 형성된 상태를 유지할 수 있고, 마란고니 효과에 의한 건조 실행 중에 자연건조에 의해 건조한 영역이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 제2액체공급수단으로서, 근접부재의 대향면을 제외한 비대향면을 향하여 액체를 토출하는 제2노즐을 마련하여, 이 제2노즐로부터 토출된 액체를 비대향면에 따라, 대향면을 규정하는 변부(邊部) 중 이동방향의 상류측에 위치하는 상류 변부를 향하여 안내하도록 해도 좋다. 이와 같이 구성해도, 건조영역을 제외한 기판표면에 액체가 공급되는 것에 의해, 패들 형상의 액체층이 형성된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 제2노즐로부터 토출된 액체를 상류변부를 향해 안내하여 액밀층 상류측 계면에 액체가 공급되는 것으로써, 상류측 계면에서 용제가스가 액체에 용해한 용액(액체+용제성분) 중의 용제성분농도의 변화가 억제된다. 이로써, 기판표면의 건조 속도, 즉 마란고니 대류에 의한 액밀층의 상류측 계면(기액고계면)의 이동속도를 일정하게 하여, 기판표면을 균일하게 건조할 수 있다. 그 결과, 건조불량을 방지하여 기판표면을 양호하게 건조할 수 있다.
그리고, 제2노즐로부터 토출된 액체를 비대향면에 따라, 대향면을 규정하는 변부 중 상류변부와 함께 이동방향의 하류측에 위치하는 하류변부를 향하여 안내되도록 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 상기한 액밀층의 상류측 계면에 액체를 공급하는 것에 의한 효과에 더해서, 패들 형상의 액체층을 유지하는 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 상류측 계면으로의 액체의 공급은 건조영역에 인접하는 영역에 액체를 공급하는 것으로 되기 때문에, 상류측 계면으로의 액체의 공급량은 미량일 것이 요구된다. 그래서, 제2노즐로부터 토출된 액체의 일부를 상류변부를 향해서, 잔여를 하류변부를 향해서 안내하도록 하는 것으로 제2노즐로부터 토출되는 액체의 유량제어성을 향상하게 할 수 있다.
또한, 근접부재는, 비대향면으로서 상류변부와 접속됨과 함께 이 접속위치로부터 이동방향의 상류측을 향하면서 기판표면으로부터 멀어지는 방향으로 연설(延設)된 연설면(延設面)을 더 구비하도록 하여, 제2노즐로부터 토출된 액체를 연설면 을 개재하여 상류변부를 향해 안내하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제2노즐로부터 토출된 액체가 연설면에 따라 상류변부를 향하여 흘러내려가는 사이에 이 액체에 용제가스를 녹아들어가게 할 수 있다. 따라서, 액밀층의 상류측 계면에서의 표면장력을 효과적으로 낮출 수 있고, 마란고니 대류를 효율 좋게 일으켜서 기판표면에 대한 건조효율을 높일 수 있다.
그리고, 근접부재의 상류측 단부의 형상에 대해서는, 대향면과 연설면이 예각(銳角)을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 연설면을 개재하여 액체를 액밀층의 상류측 계면으로 서서히 흘러내려가게 하는 것이 가능해 지고, 액체가 연설면을 흘러내려가는 사이에 확실하게 용제가스를 이 액체에 녹아들어가게 할 수 있어, 기판표면에 대한 건조효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 근접부재는, 연설면과 대향하여 액체를 상류변부를 향해 안내하는 안내면을 더 구비하도록 하여, 제2노즐로부터 토출된 액체로 연설면과 안내면 사이를 액밀상태로 채우면서 상류변부를 향하여 액체를 안내하도록 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 상류측 계면에 액체를 연설면과 안내면 사이에서 트랩(Trap)하면서 흘러내려가게 할 수 있으므로, 액체의 공급량이 미량이라도 액체의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 이 때문에, 상류측 계면에 공급되는 액체량을 일정하게 하여, 기판표면을 균일하게 건조하게 함에 있어서 대단히 유효하게 된다.
그리고, 상기 이동방향에 있어서 액밀층의 상류측에 위치하는 상류측 분위기를 둘러싸는 커버부재를 마련하여, 상류측 분위기에 용제가스를 공급하도록 해도 좋다. 이로써, 용제가스가 커버부재에 의해 갇혀서, 상류측 분위기에 있어서의 용 제가스의 농도를 고농도로 유지할 수 있다. 그 결과, 액밀층 상류측 단부에서의 표면장력의 저하를 촉진시켜, 패턴붕괴방지 효과를 높일 수 있다.
또한, 근접부재에, 대향면의 이동방향의 상류측으로 기판표면에 대향하면서 이간배치됨과 함께, 가스토출구가 개구(開口)된 상류측 대향부위를 더 마련하여, 가스토출구로부터 용제가스를 액밀층의 이동방향의 상류측을 향하여 토출하게 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 가스토출구로부터 토출된 용제가스는 액밀층 상류측 단부에 접촉한 후, 상류측 대향부위와 기판표면 사이에 끼인 공간을 개재하여 이동방향 상류측 혹은 이동방향에 대하여 측방으로 배출되어 간다. 그 때문에, 용제가스의 흐름을 균등하게 하여 용제가스의 체류를 방지할 수 있다. 따라서, 파티클(Particle)의 발생을 억제함과 함께, 기판표면을 균일하게 건조할 수 있다.
한편, 근접부재는, (1)친수성(親水性) 재료이어야 하는 점, (2)청정도(淸淨度)가 요구되는 점, (3)가공 용이성 등의 관점에서 석영으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 사용되는 용제가스로서는, 안전성, 가격 등의 관점에서 용제성분으로서 IPA(Isopropyl Alcohol)증기(Vapor)를 포함하는 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 용제성분으로서 에틸알코올, 메틸알코올의 각종 용제의 증기를 사용하도록 해도 좋다. 또한, 용제가스는, 이러한 용제의 증기 그 자체라도 좋지만, 기판표면에 용제성분을 보내기 위해서, 질소가스 등의 불활성 가스를 캐리어로 사용하여, 불활성 가스에 용제성분을 혼합시킨 것이 바람직하다.
<제1 실시 형태>
도 1은, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제1 실시 형태를 나타내는 도이다. 또한, 도 2는 도 1의 기판처리장치의 부분확대도이다. 상세하게는, 도 2(a)는 기판처리장치의 부분측면도이며, 도 2(b)는 그 평면도이다. 이 기판처리장치는 반도체웨이퍼 등의 기판(W)의 표면(Wf)에 부착한 오염물질을 제거하기 위한 세정처리에 사용되는 매엽식의 기판처리장치이다. 보다 구체적으로는, 패턴이 형성된 기판표면(Wf)에 대하여 약액에 의한 약액처리 및 순수나 DIW(=deionized water) 등의 린스액에 의한 린스처리를 실시한 후, 린스처리를 받은 기판(W)에 대하여 건조처리를 행하는 장치이다. 이 기판처리장치에서는, 최종적으로 린스처리를 받은 기판(W)에는, 린스액이 기판표면(Wf)의 전체에 부착된, 소위 패들 형상의 린스층(21)이 형성되어 있어, 이 상태로 건조처리를 실행한다.
이 기판처리장치는, 기판(W)을 그 표면(Wf)이 상방(上方)을 향한 상태에서 수평으로 파지하여 회전하게 하는 스핀척(Spin Chuck)(1)과, 스핀척(1)에 파지된 기판(W)과 대향하면서 이간배치되는 근접블록(3)과, 기판(W)의 상방으로 용제가스를 토출하는 용제가스노즐(5)과, 기판표면(Wf)을 향하여 린스액을 토출하는 린스노즐(8)을 구비하고 있다.
스핀척(1)은, 회전지주(回轉支柱)(11)가 모터를 포함하는 척회전구동기구(13)의 회전축에 연결되어 있어, 척회전구동기구(13)의 구동에 의해 연직축 주위로 회전가능하게 되어 있다. 이 회전지주(11)의 상단부에는, 원반 형상의 스핀베이스(15)가 일체적으로 나사 등의 체결부품에 의해 연결되어 있다. 따라 서, 장치전체를 제어하는 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 척회전구동기구(13)를 구동하게 하는 것에 의해 스핀베이스(15)가 연직축 주위로 회전한다.
스핀베이스(15)의 주연부 부근에는, 기판(W)의 주연부(周緣部)를 파지하기 위한 복수개의 척핀(17)이 입설(立設)되어 있다. 척핀(17)은, 원형의 기판(W)를 확실하게 파지하기 위해서 3개 이상 마련되어 있으면 좋고, 스핀베이스(15)의 주연부에 따라 등각도 간격으로 배치되어 있다. 척핀(17)의 각각은, 기판(W)의 주연부를 하방에서 지지하는 기판지지부(17a)와, 기판지지부(17a)에 지지된 기판(W)의 외주단면(外周端面)을 압압(押壓)하여 기판(W)를 파지하는 기판파지부(17b)를 구비하고 있다. 각 척핀(17)은, 기판파지부(17b)가 기판(W)의 외주단면을 압압하는 압압상태와, 기판파지부(17b)가 기판(W)의 외주단면으로부터 멀어지는 해방상태 간에 절환가능하게 구성되어 있다.
스핀베이스(15)에 대하여 기판(W)이 넘겨질 때는, 복수개의 척핀(17)을 해방상태로 하고, 기판(W)에 대하여 세정처리를 행할 때에는, 복수개의 척핀(17)을 압압상태로 한다. 압압상태로 함으로써, 복수개의 척핀(17)은 기판(W)의 주연부를 파지하여 그 기판(W)을 스핀베이스(15)로부터 소정 간격을 두어서 거의 수평자세로 유지할 수 있다. 기판(W)는, 그 표면(패턴 형성면)(Wf)을 상방으로 향하게 하고, 이면(Wb)을 하방으로 향하게 한 상태로 유지된다.
그리고, 기판(W)에 대하여 약액처리 및 린스처리를 실행할 때에, 약액 및 린스액이 기판(W)의 주변으로 비산(飛散)하는 것을 방지하기 위해서, 스핀베이스(15)의 주위에 비산방지컵(19)이 배치되어 있다. 이 비산방지컵(19)은, 기판반송수단( 도시하지 않음)이 스핀베이스(15)에 대하여 기판(W)이 넘겨질 때, 그리고 후술한 것처럼 근접블록(3)에 의해 기판표면(Wf)에 대하여 건조처리를 실행하는 때에는, 기판반송수단 및 근접블록(3)과의 간섭을 피하기 위해서 제어유닛(4)으로부터의 제어 신호에 응하여, 약액 및 린스액을 포집가능한 상방위치(도1의 실선위치)로부터 하방으로 퇴피한 하방위치(도 1의 파선위치)로 구동된다.
도 3은, 근접블록의 사시도이다. 근접블록(3)은, 본 발명의 「근접부재」로서, 수직단면형상이 거의 사다리꼴로 되어 있는 직각주체(直角柱體)이며, 그 일측면이 린스액으로 젖은 기판표면(Wf)과 대향하는 대향면(31)으로 되어 있다. 근접블록(3)은 수평방향으로 이동가능하게 설치되어, 블록구동기구(41)가 근접블록(3)의 도 3 중에서, 상하의 양측부에 연결되어 있다. 그 때문에, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 블록구동기구(41)를 작동하게 함으로써 근접블록(3)을 소정의 속도로 수평방향(X)으로 왕복이동이 가능하게 되어 있다. 다시 말해, 블록구동기구(41)의 작동에 의해 근접블록(3)을 기판(W)의 측방으로 퇴피(退避)한 퇴피위치(도 1의 파선위치)로부터 수평방향(X)으로 이동하게 하는 것으로, 근접블록(3)을 기판표면(Wf)에 근접하게 대향하게 하면서 기판 전면에 걸쳐 후술하는 건조처리를 실행가능하게 되어 있다.
이 실시 형태에서는, 수평방향(X) 중 같은 도의 왼쪽방향(-X)으로 근접블록(3)을 이동하게 하는 것으로 건조처리를 실행하고 있고, 이 수평방향(-X)이 본 발명의 「소정의 이동방향」에 상당하기 때문에, 이하의 설명에 있어서는, 수평방향(-X)을 단지 「이동방향」이라고 칭한다. 그리고, 블록구동기구(41) 로서는, 수평방향(X)으로 연설된 가이드 및 볼 나사를 따라서 모터구동에 의해 근접블록(3)을 이동하게 하는 이송나사기구 등 공지의 기구를 채용할 수 있다. 이처럼, 이 실시 형태에서는 블록구동기구(41)가 본 발명의 「구동수단」으로서 기능하고 있다.
근접블록(3)의 다른 측면(32)은 이동방향의 상류측 (+X)에 있으면서 상방을 향한 면으로 되어 있다. 상세하게는, 측면(32)이 대향면(31)을 규정하는 변부 중 이동방향의 상류측 (+X)에 위치하는 상류변부(33)와 접속됨과 함께 이 상류변부(33)로부터 이동방향의 상류측(+X)을 향하면서 기판표면(Wf)으로부터 멀어지는 방향으로 경사져서 연설되어 있어, 본 발명의 「연설면」에 상당한다. 상류변부(33)는, 이동방향에 대하여 직교하는 방향(도2(b)의 상하 방향, 이하 「폭방향」이라고 한다)으로 연장됨과 더불어, 폭방향의 길이, 즉 대향면(31)의 폭방향 길이가 기판직경과 거의 동등 혹은 그 이상의 길이로 형성되어 있어, 근접블록(3)이 이동방향으로 이동되는 것으로, 기판표면 전체를 처리가능하게 된다. 또한, 근접블록(3)의 상류측 단부에서는, 대향면(31)과 측면(연설면)(32)이 만나 예각(θ)을 이루고 있다.
그리고, 대향면(31)이 기판표면(Wf)에서 약간 이간하도록, 게다가 척핀(17)의 기판파지부(17b)와 간섭하지 않도록 근접블록(3)을 배치함으로써 기판표면(Wf)에 패들 상태로 부착해 있는 린스층(21)을 구성하는 린스액의 일부가 모세관현상에 의해 대향면(31)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 간극공간(SP) 전체로 비집고 들어가서 액밀층(23)이 형성된다. 또한, 이러한 근접블록(3)은, (1)친수성 재료이어야 하 는 점, (2)청정도가 요구되는 점, (3)가공용이성 등의 관점에서 석영으로 형성하는 것이 바람직하다.
근접블록(3)의 상류측 단부의 상방에는, 이동방향의 상류측 (+X)에 있어서의 액밀층(23)의 단부, 즉 상류측 단부(231)를 향하여 용제가스를 공급하기 위한 용제가스노즐(5)이 배설(配設)되어 있다. 용제가스노즐(5)은 용제가스공급유닛(43)과 접속되어 있어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 용제가스공급유닛(43)을 작동하게 하는 것으로써 용제가스를 용제가스노즐(5)로 압송한다. 용제가스로서는, 린스액(순수의 경우, 표면장력: 72dyn/cm)에 용해되어 표면장력을 저하하게 하는 용제성분, 예를 들면 IPA(Isopropyl Alcohol)증기(표면장력: 21∼23dyn/cm)를 질소가스 등의 불활성 가스에 혼합시킨 것을 사용할 수 있다. 또한, 용제성분은 IPA증기에 한정되지 않고, 에틸알코올, 메틸알코올의 각종 용제의 증기를 사용하도록 해도 좋다. 요컨대 린스액에 용해되어 표면장력을 저하하게 하는 용제성분이면 좋다. 이처럼, 이 실시 형태에 의하면, 용제가스노즐(5) 및 용제가스공급유닛(43)이 본 발명의 「용제가스 공급수단」으로서 기능하고 있다.
이러한 용제가스노즐(5)은 한개라도 폭방향에 걸쳐 용제가스를 확산시켜서 액밀층(23)의 상류측 단부(231) 전체에 공급하는 것이 가능하지만, 폭방향으로 복수개의 노즐 혹은 폭방향으로 복수의 토출공(吐出孔)을 개구(開口)한 노즐을 배설하는 것에 의해, 액밀층(23)의 상류측 단부(231) 전체에 걸쳐 균등하게 용제가스를 공급할 수 있다.
도 4는, 용제가스공급유닛의 구성의 일예를 나타낸 도이다. 이 용제가스공급 유닛(43)은, 용제성분으로서 IPA액체를 저류하는 용제탱크(51)를 구비하여, 용제탱크(51)안의 저류공간 중 IPA액체가 저류되어 있는 저류영역(SR)이 배관(52)을 개재하여 질소가스공급부(53)에 연통되어 있다. 또한, 용제탱크(51)내의 저류공간 중 IPA액체가 저류되지 않은 미저류영역(US)이 배관(54)을 개재하여 용제가스노즐(5)에 연통되어 있다. 따라서, 질소가스공급부(53)로부터 질소가스를 용제탱크(51)로 압송하는 것으로써 IPA 액체가 버블링(Bubbling)되어, 질소가스에 IPA가 용해되어서 용제가스(질소 가스+IPA증기)가 생성되어, 미저류영역(US)에 출현한다. 배관(54)에는, 개폐밸브(55) 및 용제가스용의 유량제어부(56)가 개재삽입되어 있어, 질소가스공급부(53), 개폐밸브(55), 유량제어부(56)를 제어유닛에 의해 동작 제어하는 것으로 용제가스노즐(5)로의 용제가스의 공급·공급정지를 제어할 수 있다. 또한, IPA증기의 용제가스 중에서의 농도를 높이기 위해서, 배관(52)에 온조부(溫調部)(57)를 개재장착하여, 질소 가스를 고온측으로 온도조절하도록 해도 좋다. 이로써, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)에서의 표면장력을 효율 좋게 낮추어, 건조를 촉진할 수 있다. 그리고, 질소 가스를 온도조절하는 것에 대신하여, 용제탱크(51)에 저류되는 IPA액체를 온도조절해도 좋다. 이것에 대하여, 미저류영역(US)에 출현한 용제가스 자체를 고온측으로 온도조절하는 것은, 기판표면(Wf)으로부터 린스액으로의 용출물의 용출을 촉진하게 하는 결과로 되기 때문에 바람직하지 못하다.
용제가스노즐(5)은 근접블록(3)과 동기(同期)하여 이동방향으로 이동되도록 구성되어 있다. 다시 말해, 용제가스노즐(5)과 근접블록(3)은 링크기구(도시하지 않음)에 의해 연결되어 있어, 블록구동기구(41)의 작동에 의해 근접블록(3)과 용제가스노즐(5)이 일체(一體)적으로 이동방향으로 이동한다. 이로써, 근접블록(3)의 이동 중에, 근접블록(3)과 용제가스의 토출위치와의 간격이 미리 정해진 이간거리로 유지된다. 그 결과, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)에 분무된 용제가스의 물리특성(유속이나 유량 등)이 안정되어, 건조처리를 안정되고 양호하게 행할 수 있다. 그리고, 용제가스노즐(5)에 독립한 구동수단을 마련해서 용제가스노즐(5)을 근접블록(3)과 연동해서 이동하게 하도록 구성해도 좋지만, 용제가스노즐(5)과 근접블록(3)을 단일 구동수단에 의해 일체적으로 이동하게 하는 것에 의해, 구동 구성을 간소화할 수 있다.
기판(W)의 상방에는, 기판(W)의 거의 중심에 대응하는 처리위치(도1의 파선위치)와 기판(W)으로부터 떨어져 있는 퇴피위치(도1의 실선위치)와의 사이에서 이동가능하게 린스액공급용의 린스노즐(8)이 설치되어 있다. 이 린스노즐(8)에는 린스액공급유닛(48)이 접속되어 있어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 린스액공급유닛(48)을 작동하게 하는 것으로써 린스액을 린스노즐(8)로 압송한다. 이로써 린스노즐(8)로부터 기판표면(Wf)에 린스액이 공급되어서 린스처리가 실행된다. 그리고, 린스처리의 실행 후에, 린스액이 기판표면(Wf) 전체에 부착되는, 소위 패들 형상의 린스층(21)이 형성된다. 이처럼, 이 실시 형태에 의하면, 린스처리가 본 발명의 「습식처리」에 상당하고, 린스노즐(8) 및 린스액공급유닛(48)이 본 발명의 「액체층 형성수단」 및 「습식처리수단」으로서 기능하고 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 기판처리장치에 있어서의 건조동작에 대해서 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 5은, 도1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 6은, 근접블록의 이동에 의한 건조동작을 나타내는 도이다. 기판반송수단(도시하지 않음)에 의해 미처리 기판(W)이 장치내에 반입되면, 제어유닛(4)은 비산방지컵(19)을 스핀베이스(15)를 포위하는 상방위치(도 1의 실선위치)에 배치하고, 기판(W)에 대하여 세정처리(약액처리+린스처리+건조처리)를 실행한다. 우선, 기판(W)에 대하여 약액이 공급되어, 소정의 약액처리가 실행된 후, 기판(W)에 대하여 린스처리가 실행된다. 즉, 도5(a)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 거의 중심에 대응하는 처리위치(도 1의 파선위치)에 배치된 린스노즐(8)로부터 기판표면(Wf)에 린스액을 공급함과 함께, 척회전구동기구(13)의 구동에 의해 기판(W)을 회전하게 하는 것으로 린스액이 원심력에 의해 퍼져서 기판표면(Wf)전체가 린스처리된다.
소정시간의 린스처리가 종료하면, 기판(W)의 회전이 정지되어, 린스노즐(8)이 퇴피위치(도 1의 실선위치)로 이동한다. 린스처리를 받은 기판표면(Wf) 전체에는 린스액이 올려진 상태로 부착하여, 소위 패들 형상의 린스층(21)이 형성된다 (도5(b)). 그리고, 린스처리 종료후에 다시 린스노즐(8)로부터 린스액을 토출하게 하여 기판표면(Wf) 전체에 패들 형상의 린스층(21)을 형성하도록 해도 좋다.
그리고, 제어유닛(4)은 비산방지컵(19)을 하방위치(도 1의 파선위치)로 하강하게 하여, 스핀베이스(15)를 비산방지컵(19)의 상방으로 돌출하게 한 다음, 기판표면(Wf)에 대한 건조처리를 실행한다. 다시 말해, 도5(c)에 나타낸 바와 같이, 블 록구동기구(41)를 작동하게 함으로써 근접블록(3)을 일정속도로 이동방향(-X)으로 이동하게 함과 함께, 용제가스공급유닛(43)을 작동하게 하여 용제가스노즐(5)로부터 용제가스를 토출하게 한다.
이처럼 대향면(31)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 간극공간(SP)에는 린스액(액체)이 채워져서 액밀층(23)이 형성되어 있어, 예를 들면 도 6(a)에 나타내는 상태로부터 도 6(b)에 나타낸 상태로 근접블록(3)이 이동방향(-X)으로 이동하면, 이동방향에 있어서의 액밀층(23)의 상류측 단부(231)가 근접블록(3)으로부터 벗어나서 노출한다. 이 때 액밀층의 상류측 단부(231)를 향하여 공급된 용제가스가 액밀층(23)을 구성하는 액체에 용해되어서 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)(기액고계면)에서의 표면장력이 저하하여 마란고니 대류가 일으켜진다. 이로써, 액밀층(23)을 구성하는 액체가 이동방향의 하류측 (-X)으로 끌어당겨져서 상류측 계면(231a)도 하류측으로 이동하여, 이 계면이동에 대응하는 기판표면영역이 건조한다.
또한, 상기와 같이 상류측 계면(231a)의 이동에 동반하여 건조영역이 이동방향의 하류측 (-X)으로 넓어져 가지만, 기판표면(Wf)전체가 건조될 때까지, 상류측 계면(231a)에 대하여 이동방향의 하류측에서는, 린스액(액체)이 기판표면(Wf)과 접액(接液)하여 패들 형상의 린스층(21)이 형성된 상태로 되어 있다. 이 때문에, 기판표면(Wf)으로부터 린스액(액체)이 자연건조에 의해 건조하는 사태가 발생하지 않는다.
이처럼 근접블록(3) 및 용제가스노즐(5)을 이동방향(-X)으로 이동함으로써, 건조되는 기판표면영역, 즉 건조영역이 넓어져 간다. 따라서, 근접블록(3) 및 용제가스노즐(5)을 기판전면에 대하여 스캔하게 하는 것으로 기판표면(Wf) 전체를 건조할 수 있다.
이렇게 해서 기판표면(Wf)에 대한 건조처리가 종료하면, 이면(Wb)에 부착한 액체성분을 기판(W)으로부터 제거하기 위해서, 이면(Wb)에 대한 건조처리를 실행한다. 다시 말해, 도 5(d)에 나타낸 바와 같이, 제어유닛(4)은 비산방지컵(19)을 상방위치에 배치함과 함께, 척회전구동기구(13)의 구동에 의해 기판(W)을 회전하게 하는 것으로써 이면(Wb)에 부착하는 액체성분을 떨어내는 처리(Spin Dry)를 실행한다. 그 후, 제어유닛(4)은, 비산방지컵(19)을 하방위치에 배치하여, 스핀베이스(15)를 비산방지컵(19)의 상방으로부터 돌출되게 한다. 이 상태로 기판반송수단이 처리가 끝난 기판(W)을 장치로부터 반출하여, 1장의 기판(W)에 대한 일련의 세정처리가 종료한다.
이상과 같이, 이 실시 형태에 의하면, 근접블록(3)을 기판표면(Wf)에 대하여 근접하게 하여 액밀층(23)을 형성한 상태로 근접블록(3)을 이동방향으로 이동하게 함과 함께, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)를 향하여, 액밀층(23)을 구성하는 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 포함하는 용제가스를 공급하고 있다. 이로써, 상류측 계면(231a)(기액고계면)의 위치를 컨트롤하면서, 상류측 단부(231)에서 마란고니 대류를 일으켜서 상류측 계면(231a)을 하류측으로 이동하게 하는 것으로써 기판표면영역을 건조한다. 이처럼, 근접블록(3)에 의해 상류측 계면(231a)의 흐트러짐을 방지하면서 마란고니 효과에 의해 기판표면영역을 건조할 수 있어, 이 기판표면영역에서의 건조얼룩(Water Mark) 등의 건조불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 린스처리 종료시에 기판표면(Wf) 전체에 패들 형상의 린스층(21)을 형성하고 있기 때문에, 기판표면(Wf)에 반점(斑點) 형상으로 잔존한 린스액의 액적이 자연건조에 의해 건조하는 사태의 발생을 피할 수 있고, 이로써 건조얼룩 등의 건조불량의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 기판표면영역에 미세패턴(FP)이 형성되어 있었다고 해도, 상류측 계면(231a)(기액고계면)의 위치를 컨트롤하면서, 마란고니 효과에 의해 기판표면(Wf)을 건조하고 있으므로, 상류측 계면(231a)이 이동방향으로 갔다왔다하면서 액밀층(23)을 구성하는 액체가 미세패턴(FP)에 부하를 가하는 경우가 없어, 패턴 붕괴를 유효하게 방지하면서 기판표면(Wf)을 건조할 수 있다. 또한, 기판(W)을 회전하지 않고 기판표면(Wf)에 대하여 건조처리를 행하고 있기 때문에, 기판(W)의 회전에 동반하는 원심력에 기인해서 패턴붕괴를 일으키는 경우는 없다. 그리고, 미세패턴(FP)의 극간에 존재하는 액체에 대해서도 용제성분이 용해되어서 이 액체의 표면장력을 저하하게 하는 것에 의해, 패턴의 간극에 발생하는 부압을 저감하여, 패턴의 붕괴를 효과적으로 방지할 수 있다.
<제2실시 형태>
도 7은, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제2 실시 형태를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 7(a)는 기판처리장치의 부분측면도이며, 도 7(b)는 그 평면도이다. 이 제2 실시 형태에 관련되는 기판처리장치가 제1 실시 형태와 크게 상이한 점은, 근접블록(3)에 커버부재(58)가 장착되어 있는 점이다. 그리고, 그 밖의 구성 및 동작은 기본적으로 제1 실시 형태와 같기 때문에, 여기에서는 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이 실시 형태에서는, 이동방향에 있어서 근접블록(3)의 상류측 (+X)에는, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)의 전체를 덮도록 커버부재(58)가 근접블록(3)에 부착되어 있다. 이로써, 액밀층(23)의 상류측(+X)에 위치하는 상류측 분위기(UA)가 커버부재(58)에 의해 둘러싸여진다. 커버부재(58)의 상면에는, 한개 또는 폭방향으로 복수개의 가스공급구멍(581)이 형성되어 있어, 가스공급구멍(581)을 개재하여 용제가스공급유닛(43)과 커버부재(58)로 둘러싸인 상류측 분위기(UA)가 연통되어 있다. 그리고, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 따라서 용제가스공급유닛(43)이 작동함으로써 용제가스공급유닛(43)으로부터 상류측 분위기(UA)로 용제가스가 공급된다. 따라서, 용제가스가 커버부재(58)에 의해 갇혀서, 상류측 분위기(UA)에 있어서의 용제가스의 농도를 고농도로 유지할 수 있다. 그 결과, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)에서의 표면장력의 저하를 촉진하게 하여, 패턴붕괴방지효과를 높일 수 있다. 게다가, 이 커버부재(58)는, 이동방향의 길이가 폭방향에 걸쳐서 동일치수로 되어 있다. 이로써, 커버부재(58)의 내부에, 이동방향의 길이가 폭방향(긴 방향)으로 균일한 공간을 포함하여, 폭방향으로 용제가스의 농도를 균일하게 유지할 수 있다. 그 결과, 폭방향으로 균일하게 기판표면(Wf)을 건조할 수 있다.
<제3 실시 형태>
도 8은, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제3 실시 형태를 나타내는 도이다. 또한, 도 9는 도 8의 기판처리장치의 부분확대도이다. 상세하게는, 도 9(a)는 기판처리장치의 부분측면도이며, 도 9(b)는 그 평면도이다. 이 제3 실시 형태에 관련되는 기판처리장치가 제1 실시 형태와 크게 상이한 점은, 근접블록(3)의 상대이동 중에, 이동방향에 있어서 근접블록(3)의 하류측 기판표면(Wf)의 린스층(21)을 향하여 액체를 추가공급하고 있는 점이다. 그리고, 그 밖의 구성 및 동작은 제1 실시 형태와 같기 때문에, 여기에서는 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이 제3 실시 형태에서는, 이동방향에 있어서 근접블록(3)의 하류측이면서, 기판(W)의 상방위치에 액체공급용의 액체노즐(7)이 한개 또는 복수 개 설치되어 있다. 이 액체노즐(7)에는 액체공급유닛(45)이 접속되어 있어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 액체공급유닛(45)을 작동하게 하는 것으로써 기판(W)에 부착하는 린스액과 동일성분의 액체를 액체노즐(7)로 압송한다. 이에 의해 액체노즐(7)로부터 기판표면(Wf)에 접액(接液)하는 린스층(21)에 액체가 공급된다. 이로써, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)보다 이동방향의 하류측에 있어서, 기판표면(Wf)에 패들 형상의 린스층(21)이 형성된 상태가 확실하게 유지된다. 이처럼, 이 실시 형태에서는, 액체노즐(7) 및 액체공급유닛(45)이 본 발명의 「제2액체공급수단」으로서 기능하고 있다.
이처럼, 이 실시 형태에 의하면, 기판표면(Wf) 전체가 건조되는 동안, 액체 노즐(7)로부터 린스층(21)에 액체를 공급하는 것으로써, 액밀층(23)의 상류측 단부(231)보다 이동방향의 하류측(-X)에 있어서 기판표면(Wf)에 패들 형상의 린스층(21)이 형성된 상태를 유지하고 있다. 따라서, 기판표면(Wf)에서 액체가 자연건조에 의해 건조하는 영역이 발생하는 것을 확실하게 피할 수 있고, 기판표면(Wf) 전체를 마란고니 효과만으로 건조할 수 있다. 그 결과, 건조얼룩의 발생을 확실하게 방지하여 기판표면(Wf)을 양호하게 건조할 수 있다.
<제4 실시 형태>
도 10은, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제4 실시 형태를 나타내는 도이다. 이 제4 실시 형태에 관련된 기판처리장치가 제2 실시 형태와 크게 상이한 점은, 근접블록(3)의 상대이동 중에 근접블록(3)의 상면(34)에 액체를 추가공급하고 있는 점이다. 다시 말해, 이 제4 실시 형태는, 제3 실시 형태에 대하여, 근접블록(3)에 커버부재(58)를 장착함과 함께, 기판표면(Wf)에 접액하는 린스층(21)으로 직접 액체를 추가 공급하는 것에서 바뀌어서, 근접블록(3)의 상면(34)에 액체를 추가공급하는 점에서 상이하다. 또한, 그 밖의 구성 및 동작은 제2, 제3 실시 형태와 같기 때문에, 여기에서는 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이 실시 형태에서는, 근접블록(3)의 상방위치에 액체공급용 액체노즐(71)이 한 개 또는 폭방향에 따라 복수 개 설치되어 있다. 이 액체노즐(71)에는 액체공급유닛(45)이 접속되어 있어, 근접블록(3)의 이동과 함께, 액체공급유닛(45)으로부터 기판(W)에 부착하는 린스액과 동일성분의 액체가 액체노즐(71)에 압송되어, 이 액 체노즐(71)로부터 근접블록(3)의 상면(34)을 향하여 토출된다. 이로써, 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)의 이동과 함께 근접블록(3)의 상면(34)에 액체가 공급된다. 이처럼, 이 실시 형태에서는, 액체노즐(71)이 본 발명의 「제2노즐」로서 기능하고, 액체노즐(71) 및 액체공급유닛(45)이 본 발명의 「제2액체공급수단」으로서 기능하고 있다.
근접블록(3)의 상면(34)에 공급된 액체는, 상면(34)으로부터 측면(32)(연설면)에 따라 상류변부(33)를 향하여 흘러내려가는 한편, 상면(34)으로부터 근접블록(3)의 하류측을 향하는 측면(35)에 따라, 대향면(31)을 규정하는 변부 중 이동방향의 하류측 (-X)에 위치하는 하류변부(36)를 향하여 흘러내려간다. 이로써, 상류변부(33)를 향하여 흘러내려간 액체는 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)에 공급되는 한편, 하류변부(36)를 향하여 흘러내려간 액체는 린스층(21)과 액밀층(23)과의 경계부분에 공급된다. 그 결과, 상류측 계면(231a) 또는 이 상류측 계면(231a)보다 이동방향의 하류측 (-X)에 있어서 기판표면(Wf)과 접액하는 린스층(21)에 액체가 추가공급된다. 따라서, 제3 실시 형태와 같이, 기판표면(Wf)에 자연건조에 의해 건조하는 영역이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지하여 기판표면(Wf)을 양호하게 건조할 수 있다. 이처럼, 이 실시 형태에 의하면, 측면(32, 34, 35)이 본 발명의 「비대향면」으로서 기능하고 있다.
또한, 이 실시 형태에 의하면, 액체노즐(71)로부터 토출된 액체가 측면(32)에 따라 상류변부(33)를 향하여 흘러내려가는 동안에 이 액체에 용제가스를 녹아들어가게 할 수 있다. 이로써, 기판표면(Wf)에 접액하는 린스액(액체)에 대하여 표면 장력이 저하된 액체가 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)에 효율 좋게 보내진다. 따라서, 상류측 계면(231a)에서의 표면장력을 효과적으로 낮출 수 있고, 마란고니 대류를 효율 좋게 일으켜서 기판표면(Wf)에 대한 건조효율을 높일 수 있다. 게다가, 이 실시 형태에 의하면, 대향면(31)과 측면(연설면)(32)이 예각을 이루도록 구성하고 있으므로, 측면(연설면)(32)을 개재하여 액체를 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)에 서서히 흘러내려가게 하는 것이 가능해지고, 액체가 측면(32)을 흘러내려가는 동안에 확실하게 용제가스를 이 액체에 녹아들어가게 할 수 있다. 그 결과, 기판표면(Wf)에 대한 건조효율을 더욱 높일 수 있다.
그리고, 이 실시 형태에 의하면, 다음과 같은 뛰어난 작용 효과를 발휘할 수 있다. 다시 말해, 기판표면(Wf)을 향하여 근접블록(3)을 개재하여 액체를 공급, 보다 구체적으로는 근접블록의 측면(32, 34, 35)에 따라 액체를 기판표면(Wf)에 공급하고 있으므로 액체노즐(71)로부터 토출된 액체는 근접블록(3)에 의해 정류(整流)되어서 기판표면(Wf)으로 안내된다. 이 때문에, 기판표면(Wf)에 직접 액체를 공급하는 경우와 비교해서, 액체의 흐름을 균일하게 하여 액체를 기판표면(Wf)에 공급할 수 있고, 액체가 비산하는 등으로 해서 기판표면(Wf)에 액적 잔류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 기판표면(Wf)의 건조불량을 방지함에 있어서는, 건조 속도, 즉 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)의 이동속도를 일정하게 하는 것이 바람직하다. 이 실시 형태는, 이러한 건조속도를 일정하게 함에 있어서도, 대단히 유효하다. 다시 말해, 이 실시 형태에 의하면, 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)에 액체가 공급됨으 로써, 상류측 계면(231a)에서, 용제성분이 액체에 용해한 용액(액체+용제성분) 내의 용제성분농도의 변화를 억제할 수 있다. 이로써, 상류측 계면(231a)에서의 표면장력의 저하정도를 거의 일정하게 하고, 마란고니 대류에 의한 상류측 계면(231a)(기액고계면)의 이동속도를 일정하게 할 수 있다. 이처럼, 상류측 계면(231a)의 이동속도를 일정하게 하는 것으로, 기판표면(Wf)으로의 액적 잔류를 방지하면서 기판표면(Wf)을 균일하게 건조할 수 있다.
또한, 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)으로의 액체의 공급은 건조영역에 인접하는 영역에 액체를 공급하는 것이 되기 때문에, 상류측 계면(231a)으로의 액체의 공급량은 미량일 것이 요구된다. 이에 대하여, 이 실시 형태에 의하면, 액체노즐(71)로부터 토출된 액체의 일부를 상류변부(33)를 향해서, 잔여를 하류변부(36)를 향해서 안내하도록 구성하고 있으므로, 액체노즐(71)로부터 토출되는 액체의 유량제어성을 향상하게 할 수 있다.
<제5 실시 형태>
도 11은, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제5 실시 형태를 나타내는 도이다. 이 제5 실시 형태에 관련되는 기판처리장치가 제4 실시 형태와 크게 상이한 점은, 액체노즐(71)로부터 토출된 액체를 측면(32)과의 사이에서 액밀상태로 채우면서 상류변부(33)를 향하여 안내하기 위한 구성을 추가하고 있는 점과, 용제가스의 체류(滯留)를 방지하기 위한 구성을 추가하고 있는 점이다. 그리고, 그 밖의 구성 및 동작은 기본적으로 제4 실시 형태와 같기 때문에, 여기에서는 동일부호를 붙이 고 설명을 생략한다.
이 실시 형태에서는, 근접블록(3)은, 상기 실시 형태에서 사용되어, 대향면(31)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 간극공간(SP)에 액밀층(23)을 형성하는 본체부(3a)와, 이동방향에 있어서 본체부(3a)의 상류측(+X)에서 이 본체부(3a)와 대향하여 배설(配設)된 대향부(3b)를 구비하고 있다. 대향부(3b)는 본체부(3a)와 마찬가지로, 수직단면형상이 거의 사다리꼴로 되어 있는 직각주체(直角柱體)이며, 그 일측면이 본체부(3a)의 측면(연설면)(32)과 대향하여, 액체노즐(71)로부터 토출된 액체를 상류변부(33)를 향하여 안내하는 안내면(37)으로 되어 있다. 그리고, 액체노즐(71)로부터 토출된 액체는, 상면(34)으로부터 측면(연설면)(32)과 안내면(37)과의 사이를 액밀상태로 채우면서 상류변부(33)를 향하여 흘러내려간다. 따라서, 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)에 액체를 측면(32)과 안내면(37)과의 사이에서 트랩(Trap)하면서 흘러내려가게 할 수 있으므로, 상류변부(33)를 향하여 안내되는 액체의 공급량이 미량일지라도 액체의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 이 때문에, 상류측 계면(231a)에 공급되는 액체량을 일정하게 하고, 마란고니 대류에 의한 상류측 계면(231a)(기액고계면)의 이동속도를 일정 속도로 컨트롤 할 수 있다. 따라서, 기판표면(Wf)을 균일하게 건조함에 있어서 대단히 유효하다. 또한, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 액체의 추가 공급에 의해 패들 형상의 린스층(21)이 형성된 상태를 유지할 수 있어, 기판표면(Wf)에 있어서 자연건조에 의해 건조하는 영역이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지하여, 기판표면(Wf)을 양호하게 건조할 수 있다.
또한, 대향부(3b)의 하면(下面)(38)(본 발명의 「상류측 대향부위」에 상당) 은, 기판표면(Wf)과 대향하는 대향면으로 되어 있고, 이 하면(38)에는 가스토출구(39)가 개구(開口)되어 있다. 대향부(3b)의 내부에는, 용제가스공급유닛(43)과 연통된 매니폴드(manifold)(40)가 마련되어 있어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 용제가스공급유닛(43)이 작동하는 것으로써 용제가스공급유닛(43)으로부터 용제가스가 매니폴드(40)에 공급된다. 그리고, 매니폴드(40)로부터 가스토출구(39)를 개재하여 용제가스가 액밀층(23)의 상류측 단부(231)를 향하여 토출된다. 이 때문에, 가스토출구(39)로부터 토출된 용제가스는 액밀층(23)의 상류측 단부(231)에 접촉한 후, 대향부(3b)의 하면(38)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 공간을 개재하여 이동방향 상류측(-X) 혹은 이동방향에 대하여 측방, 즉 폭방향으로 배출되어 간다. 그 때문에, 용제가스의 흐름을 균등하게 해서 용제가스의 체류를 방지할 수 있다. 따라서, 파티클 발생을 억제함과 함께, 상류측 계면(231a)에 용제가스를 균일하게 공급하여 기판표면(Wf)을 균일하게 건조할 수 있다.
<제6 실시 형태>
도 12는, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제6 실시 형태를 나타내는 도이다. 이 제6 실시 형태에 관련되는 기판처리장치가 제5 실시 형태와 크게 상이한 점은, 근접블록(3)을 이동하게 하면서 액체노즐(71)로부터 근접블록(3)으로 액체를 공급하는 것에 대신하여, 근접블록(3)으로의 액체 공급을 근접블록(3)에 의한 기판표면(Wf)에 대한 스캔 실행 전에 행하고 있는 점이다. 그리고, 그 밖의 구성 및 동 작은 제5 실시 형태와 같다.
이 실시 형태에서는, 이동방향에 있어서 근접블록(3)의 초기 위치, 즉 근접블록(3)이 기판표면(Wf)에 대향배치되어, 기판표면(Wf)에 대한 스캔을 실행하는 직전에 액체를 측면(연설면)(32)과 안내면(37)과의 사이에 공급해 둔다. 그리고, 근접블록(3)이 기판표면(Wf)에 대하여 스캔되면, 다시 말해 상기한 초기 위치로부터 이동방향으로 이동되면, 측면(연설면)(32)과 안내면(37)과의 사이에서 서서히 액체가 상류변부(33)를 향하여 흘러내려가서, 상류측 계면(231a)에 공급된다. 건조영역에 인접하는 상류측 계면(231a)에 공급하는 액체의 공급량은 미량이기 때문에, 이처럼 측면(32)과 안내면(37)과의 사이에 모아둔 액체에 의해, 기판표면(Wf)전체를 충분히 건조할 수 있다. 또한, 1장의 기판(W) 전면을 건조처리하는 동안, 상류측 계면(231a)으로 계속해서 적량의 액체를 공급하도록, 대향면(31)과 측면(32)과의 사이의 각도를 최적화해서 근접블록(3)을 형성해 두는 것이 바람직하다.
이 실시 형태에 의하면, 제5 실시 형태와 마찬가지로, 액밀층(23)의 상류측 계면(231a)에 액체를 측면(32)과 안내면(37)과의 사이에서 트랩하면서 흘러내려가게 할 수 있으므로, 상류변부(33)를 향하여 안내되는 액체의 공급량이 미량이더라도 액체의 흐름을 균일하게 할 수 있다. 이 때문에, 상류측 계면(231a)에 공급되는 액체량을 일정하게 하여, 기판표면(Wf)을 균일하게 건조할 수 있다. 그리고, 액체노즐(71)을 근접블록(3)과 동기(同期)해서 이동하게 할 필요가 없기 때문에, 장치구성을 간소화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 액체의 추가 공급에 의해 패들 형상의 린스층(21)이 형성된 상태를 유지할 수 있어, 기판표면(Wf)에 있어서 자연건조에 의해 건조하는 영역이 발생하는 것을 더한층 확실하게 방지하여, 기판표면(Wf)을 양호하게 건조할 수 있다.
<제7 실시 형태>
도13은, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 제7 실시 형태인 건조처리장치를 구비한 기판처리 시스템을 나타내는 도이다. 또한, 도 14는, 도 13의 건조처리장치를 나타내는 도이다. 지금까지의 실시 형태에서는, 스핀척(1)에 파지된 기판(W)에 대하여 약액처리 및 린스처리 등의 습식처리를 실시한 후에, 그대로 동일장치내에서 린스처리가 끝난 기판에 대하여 근접블록(3)을 이동방향으로 스캔하게 하여 건조처리를 실행하도록 구성하고 있었던 것에 대해, 이 실시 형태에서는, 습식처리와 건조처리를 분리해서 행하도록 하고 있다. 다시 말해, 도 13에 나타낸 기판처리 시스템에서는, 기판(W)에 대하여 약액처리 및 린스처리를 실시하는 습식처리장치(100)와, 근접블록(3)이 포함되어, 기판(W)을 건조하는 건조처리장치(200)와를 일정 거리만큼 이간해서 배치함과 함께, 습식처리장치(100)에서 최종적으로 린스처리를 받은 기판을 기판반송장치(300)에 의해 건조처리장치(200)로 반송해서 건조처리를 실행한다. 그리고, 제1 실시 형태와 동일구성요소에는 동일부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이 실시 형태의 건조처리장치(200)에서는, 기판(W)의 거의 중심의 상방위치(도 14의 파선위치)와 기판(W)으로부터 떨어진 퇴피위치(도14의 실선위치)와의 사이에서 이동가능한 액체노즐(74)이 설치되어 있다. 이 액체노즐(74)에는 액체공급유 닛(49)이 접속되어 있어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 액체공급유닛(49)을 작동하게 함으로써 소정의 액체를 액체노즐(74)로 압송한다. 이로써 액체노즐(74)로부터 기판표면(Wf)에 액체가 공급된다. 액체로서는 예를 들면 순수나 DIW가 사용된다. 그리고, 이 액체는, 이 실시 형태에서는 습식처리장치(100)에서 사용되는 린스액과 동일하지 않아도 좋다. 이처럼, 이 실시 형태에서는, 액체노즐(74)이 본 발명의 「제1노즐」에 해당하고, 액체노즐(74) 및 액체공급유닛(49)이, 본 발명의 「액체층 형성수단」 및 「제1액체공급수단」으로서 기능하는 것으로 된다.
그리고, 기판반송장치(300)에 의해 기판(W)을 건조처리장치(200)로 반송한 후로서, 근접블록(3)의 대향면(31)을 기판표면(Wf)에 대향하게 하여 액밀층(23)을 형성하기 전에, 액체노즐(74)을 기판(W)의 거의 중심의 상방위치(도 14의 파선위치)에 배치하고, 액체공급유닛(49)을 작동하게 하여 액체노즐(74)로부터 기판표면(Wf)에 액체를 공급함과 함께 기판(W)을 회전하게 하여, 기판표면(Wf) 전체에 패들 형상의 액체층을 형성한다. 이 실시 형태에 의하면, 근접블록(3)의 대향면(31)을 기판표면(Wf)에 대향하게 하여 액밀층(23)을 형성하기 전에, 액체노즐(74)로부터 공급한 액체에 의해 기판표면(Wf) 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하고 있기 때문에, 상기 제1 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
<그 외>
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 일탈 하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외로 여러가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면 상기 실시 형태에서는, 근접블록(3)은 폭방향의 길이가 기판(W)과 동일 혹은 그것보다도 길게 늘어나는 봉(棒) 형상을 가지고 있지만, 근접블록(3)의 외형 형상은 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 기판(W)의 외주형상에 대응한 반 링 형상을 가지는 것을 사용해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 기판(W)을 고정배치한 상태에서 근접블록(3)을 이동시켜서 건조처리를 실행하고 있지만, 기판측도 동시에 상대이동하게 하도록 구성해도 된다. 또한, 근접블록(3)을 고정배치하는 한편, 기판(W)만 이동시켜도 된다. 요컨대, 기판표면(Wf)으로부터 이간배치된 대향면(31)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 간극공간(SP)에 린스액을 충만하게 하여 액밀층(23)을 형성한 상태에서, 기판(W)에 대하여 근접블록(3)을 이동방향으로 상대이동하게 하도록 구성하면 된다.
그리고, 상기 제3 실시 형태에서는, 액체노즐(7)로부터 근접블록(3)에 대하여 이동방향의 하류측(-X)에서 기판표면(Wf)을 향하여 액체를 공급하고 있지만, 액체의 공급방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 15에 나타낸 바와 같이, 근접블록(3)의 상면(34)에, 한개 또는 복수 개의 액체공급용 포트(72)를 부착하여 근접블록(3)의 내부를 통해서 액체를 액밀층(23)에 공급하도록 해도 좋다. 액체공급용 포트(72)는 근접블록(3)의 내부에 마련된 공급통로(73)에 접속되어 있다. 또한, 액체공급용 포트(72)는 액체공급유닛(45)에 연통되어 있다. 그리고, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 응하여 액체공급유닛(45)이 작동함으로써 액체공급유닛(45)으로부터 액체가 액체공급용 포트(72) 및 공급통로(73)를 개재하여 근 접블록(3)과 기판표면(Wf) 사이에 끼인 간극공간(SP)에 공급된다. 따라서, 액밀층(23)에 액체가 추가 공급되는 것으로, 기판표면(Wf)에 패들 형상의 린스층(21)이 형성된 상태가 유지된다. 그 결과, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 기판표면(Wf)에 있어서 자연건조에 의해 건조한 영역이 발생하는 것을 피할 수 있어, 건조얼룩 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 제3 실시 형태에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 액체노즐(7)로부터 근접블록(3)에 대하여 이동방향의 하류측 (-X)에서 기판표면(Wf)을 향하여 액체를 공급하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 액체노즐(7)을 대신하여, 린스노즐(8)을 액체노즐(7)의 위치로 위치결정이 가능하게 구성하여, 이 린스노즐(8)로부터 근접블록(3)에 대하여 이동방향의 하류측 (-X)에서 기판표면(Wf)을 향하여 액체를 공급하도록 해도 좋다. 이 형태에 의하면, 액체노즐(7) 및 액체공급유닛(45)이 불필요하게 되기 때문에, 구성을 간소화할 수 있다. 그리고, 이러한 경우에 있어서, 액체노즐(7)이나 린스노즐(8)을 근접블록(3)과 함께 이동가능하게 구성하여, 액체노즐(7)이나 린스노즐(8)을 근접블록(3)과 함께 이동하게 하면서, 근접블록(3)에 대하여 이동방향의 하류측 (-X)에서 기판표면(Wf)을 향하여 액체를 공급하도록 해도 좋다.
그리고, 상기 제7 실시 형태에서는, 기판반송장치(300)에 의해 기판(W)을 건조처리장치(200)에 반송한 후로서 근접블록(3)의 이동 전에, 액체노즐(74)로부터 액체를 공급하여 기판표면(Wf) 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 습식처리장치(100)로 린스처리를 받은 기판표면 전체에 패들 형상의 린스층을 형성한 상태에서, 기판을 기판반송장치(300)에 의해 건조처리장치(200)로 반송하여, 건조처리를 실행해도 좋다. 이 형태에서는, 습식처리장치(100)가 본 발명의 「액체층 형성수단」 및 「습식처리수단」에 해당한다. 이 형태에 의하면, 액체노즐(74) 및 액체공급유닛(49)이 불필요하게 되기 때문에, 상기 제7 실시 형태에 비해서 건조처리장치(200)의 구성을 간소화할 수 있다.
또한, 근접블록(3)의 형상에 대해서는 상기 실시 형태처럼 대향면(31)에 대하여 측면(연설면)(32)이 예각(θ)으로 되도록 구성되어 있지만, 근접블록(3)의 형상은 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 대향면(31)에 대하여 측면(32)이 직각으로 되도록 구성해도 좋다. 그리고, 대향면(31)에 대하여 측면(32)을 직각으로 하는 경우에는, 액체를 측면(32)에 모아둘 수는 없기 때문에, 액체를 공급하면서 건조처리를 실행할 때는, 제3∼제5 실시 형태나 도 14에 나타낸 형태와 같이, 액체노즐(7, 71)이나 액체공급용 포트(72)로부터 액체를 공급할 필요가 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 거의 원반 형상의 기판(W)에 대하여 건조처리를 실시하고 있지만, 본 발명에 관련된 기판처리장치의 적용대상은 이것에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 액정표시용 유리기판 등과 같이 각형 기판의 기판표면을 건조하는 기판처리장치에 대하여도 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들면 도 16에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 「구동수단」에 해당하는 복수의 반송롤러(68)를 반송 방향(+X)으로 배치함과 함께, 이 반송롤러(68)에 의해 기판(W)을 반송하면서 상기 실시 형태와 동일구성의 근접블록(3)을 고정배치해도 좋다. 이 기판처리장치에 있어서는, 기판(W)이 반송방향(+X)으로 반송되기 때문에, 본 발명의 「소정의 이동방향」은 반송방향과 반대인 방향(-X)에 해당하지만, 기본적인 동작은 상기 실시 형태와 완전히 동일하므로, 같은 작용효과를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 실시 형태에서는, 기판표면(Wf)의 전면에 패들 형상의 린스층(21) 또는 액체층을 형성한 후에, 근접블록(3)의 대향면(31)이 기판표면(Wf)으로부터 이간배치되어서 간극공간(SP)에 액밀층(23)을 형성하도록 하고 있지만, 본 발명은, 기판표면(Wf)의 전면에 패들 형상의 린스층(21) 또는 액체층을 형성하는 것으로 한정되지 않는다. 요컨대, 이동방향에 있어서의 액밀층(23)의 상류측 단부(231)보다 하류측(-X)인 기판표면(Wf) 전체에 패들 형상의 린스층 또는 액체층을 형성하면 좋다. 이로써, 액체에 젖은 상태로부터 마란고니 효과에 의한 건조가 행해지는 것으로 되어, 자연건조에 의한 건조는 발생하지 않고, 기판표면(Wf)을 마란고니 효과만으로 양호하게 건조할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 건조처리를 실시할 기판표면(Wf)이 상방을 향한 상태에서 이 기판(W)에 대하여 근접블록(3)을 이동방향으로 상대이동하게 하여 건조처리를 행하고 있지만, 기판자세(셋팅방향)는 이것으로 한정되는 것이 아니다.
그리고, 상기 실시 형태에서는, 린스액으로 젖은 기판표면(Wf)을 건조하게 하고 있지만, 린스액 이외의 액체에 젖은 기판표면을 건조하는 기판처리장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리기판, 액정표시용 유리기판, 플라즈마표시용 유리기판, 광디스크용 기판 등을 포함하는 기판전반의 표면에 대하여 건조처리를 실시하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판표면으로부터 이간배치된 대향면과 기판표면 사이에 끼인 간극공간에 액체를 채워서 액밀층을 형성한 상태에서 기판에 대하여 근접부재를 소정의 이동방향으로 상대이동하게 함과 함께, 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부를 향하여 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 필수적으로 포함하는 용제가스를 공급하고 있다. 이로써, 상류측 계면의 위치를 근접부재에 의해 컨트롤하면서, 상류측 계면에서 마란고니 대류가 일으켜져서, 상류측 계면이 하류측으로 이동하여, 이 계면이동에 대응하는 기판표면영역이 건조한다. 또한, 이동방향에 있어서의 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하고 있기 때문에, 상류측 계면의 이동에 동반하여 건조영역이 패들 형상의 액체층 형성영역을 향하여 퍼져감으로써, 액체에 젖은 상태로부터 마란고니 효과에 의해 완전히 건조한 상태로 직접 이행하여, 자연건조에 의해 건조한 영역이 기판표면에 발생할 경우가 없으며, 용출물의 석출에 의한 건조얼룩의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 기판표면영역에 미세 패턴이 포함될 경우이라고 해도, 상류측 계면에서의 표면장력을 효과적으로 저하하게 하고 있기 때문에, 패턴 붕괴를 유효하게 방지할 수 있다.

Claims (15)

  1. 액체에 젖은 기판표면을 건조하는 기판처리장치에 있어서,
    상기 기판표면에 대향하는 대향면을 가지고, 이 대향면이 상기 기판표면으로부터 이간배치됨과 함께 이 대향면과 상기 기판표면 사이에 끼인 간극공간에 상기 액체가 채워져서 액밀층이 형성된 상태에서, 상기 기판에 대하여 소정의 이동방향으로 상대이동이 가능한 근접부재와,
    상기 근접부재를 상기 기판에 대하여 상기 이동방향으로 상대이동하게 하는 구동수단과,
    상기 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 필수적으로 포함하는 용제가스를 상기 이동방향에 있어서의 상기 액밀층의 상류측 단부를 향하여 공급하는 용제가스공급수단과,
    상기 이동방향에 있어서의 상기 액밀층의 상류측 단부보다 하류측인 상기 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하는 액체층 형성수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체층 형성수단은, 상기 기판표면에 대하여 상기 액체를 사용한 소정의 습식처리를 실행함과 함께, 이 습식처리의 실행 후에 상기 기판표면의 전면에 상기 패들 형상의 액체층을 형성하는 습식처리수단을 가지고,
    상기 기판표면의 전면에 상기 패들 형상의 액체층이 형성된 후에, 상기 근접부재의 상기 대향면이 상기 기판표면으로부터 이간배치되어서 상기 간극공간에 상기 액밀층이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액체가 린스액이며, 상기 습식처리수단은, 상기 습식처리로서 린스처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액체층 형성수단은, 상기 근접부재의 상기 대향면이 상기 기판표면으로부터 이간배치되어서 상기 간극공간에 상기 액밀층이 형성되기 전에, 상기 기판표면을 향하여 상기 액체를 공급하여 상기 기판표면의 전면에 상기 패들 형상의 액체층을 형성하는 제1액체공급수단을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1액체공급수단은, 상기 기판표면을 향하여 상기 액체를 토출하는 제1 노즐을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 근접부재의 상대이동 중에 상기 이동방향에 있어서의 상기 액밀층 상류측 단부보다 하류측인 상기 기판표면을 향하여 상기 액체를 공급하는 제2액체공급수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2액체공급수단은, 상기 근접부재의 대향면을 제외한 비대향면을 향하여 상기 액체를 토출하는 제2노즐을 가지고,
    상기 근접부재는, 상기 제2노즐로부터 상기 비대향면에 토출된 상기 액체를 상기 비대향면에 따라, 상기 대향면을 규정하는 변부 중 상기 이동방향의 상류측에 위치하는 상류변부를 향하여 안내하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 근접부재는, 상기 제2노즐로부터 상기 비대향면에 토출된 상기 액체를 상기 비대향면에 따라, 상기 대향면을 규정하는 변부 중 상기 상류변부와 함께 상 기 이동방향의 하류측에 위치하는 하류변부를 향하여 안내하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 근접부재는, 상기 비대향면으로서 상기 상류변부와 접속됨과 함께 이 접속위치로부터 상기 이동방향의 상류측을 향하면서 상기 기판표면으로부터 멀어지는 방향으로 연설된 연설면을 더 가지고, 상기 제2노즐로부터 토출된 상기 액체를 상기 연설면을 개재하여 상기 상류변부를 향하여 안내하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 근접부재의 상류측 단부에서는, 상기 대향면과 상기 연설면이 예각을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 근접부재는, 상기 연설면과 대향하여 상기 액체를 상기 상류변부를 향하여 안내하는 안내면을 더 가지고, 상기 제2노즐로부터 토출된 상기 액체로 상기 연설면과 상기 안내면과의 사이를 액밀상태로 채우면서 상기 상류변부를 향하여 상기 액체를 안내하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항 기재의 기판처리장치에 있어서,
    상기 용제가스공급수단은, 상기 이동방향에 있어서 상기 액밀층 상류측에 위치하는 상류측 분위기를 둘러싸는 커버부재를 가지고, 상기 상류측 분위기에 상기 용제가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항 기재의 기판처리장치에 있어서,
    상기 근접부재는, 상기 대향면의 상기 이동방향의 상류측에 상기 기판표면에 대향하면서 이간배치됨과 함께, 가스토출구가 개구된 상류측 대향부위를 더 가지고,
    상기 용제가스 공급수단은, 상기 가스토출구로부터 상기 용제가스를 상기 액밀층의 상기 이동방향의 상류측을 향하여 토출하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항 기재의 기판처리장치에 있어서,
    상기 근접부재가 석영으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 액체에 젖은 기판표면을 건조하는 기판처리방법에 있어서,
    상기 기판표면에 대향하는 대향면을 가지는 근접부재를, 상기 기판표면에서 상기 대향면이 이간하도록 배치함으로써, 상기 대향면과 상기 기판표면 사이에 끼인 간극공간에 상기 액체를 채워서 액밀층을 형성하는 공정과,
    상기 액밀층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 근접부재를 상기 기판에 대하여 소정의 이동방향으로 상대이동하게 하는 공정과,
    상기 액체에 용해되어서 표면장력을 저하하게 하는 용제성분을 필수적으로 포함하는 용제가스를 상기 이동방향에 있어서의 상기 액밀층 상류측 단부를 향하여 공급하는 공정과,
    상기 이동방향에 있어서의 상기 액밀층의 상류측 단부보다 하류측인 상기 기판표면 전체에 패들 형상의 액체층을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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