KR100935977B1

KR100935977B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법

Info

Publication number: KR100935977B1
Application number: KR1020080043291A
Authority: KR
Inventors: 토모노리 코지마루; 카츠히코 미야
Original assignee: 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2010-01-08
Also published as: TW200908108A; JP5188216B2; CN101359584B; KR20090013013A; JP2013070103A; TWI436413B; JP2009054985A; JP5567702B2; CN101359584A

Abstract

본 발명은 처리액으로 젖은 기판 표면을 저표면장력용제를 사용하여 건조시키는 기판처리장치 및 기판처리방법에 있어서, 적은 저표면장력용제로 기판 표면을 양호하게 건조시키는 것을 과제로 한다.

이의 해결수단으로서, 린스처리의 종료 후에, 기판(W)의 회전속도가 600rpm에서 10rpm으로 감속되어 DIW 액막이 퍼들형상으로 형성된다. 그리고, DIW 공급 정지 후, 소정 시간(0.5초간)이 경과하여 퍼들형상의 액막의 막두께 t1이 거의 균일하게 되는 것을 기다려, IPA가 기판 표면(Wf)의 표면 중앙부로 향하여 예를 들면 100(mL/min)의 유량으로 토출된다. 이 IPA 공급에 의해, 기판(W)의 표면 중앙부에서는, DIW가 IPA로 치환되어 치환영역(SR)이 형성된다. 또한 IPA 공급으로부터 3초가 경과하면, 기판(W)의 회전속도가 10rpm에서 300rpm으로 가속된다. 이에 의해, 치환영역(SR)이 기판(W)의 직경방향으로 확대하여 기판 표면(Wf)의 전면이 저표면장력용제로 치환된다.

기판처리장치, 기판처리방법, 표면장력용제, 퍼들, puddle,

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 발명은 기판 표면에 처리액을 공급하여 그 기판 표면에 대하여 소정의 습식처리를 실시한 후, 처리액으로 젖은 기판 표면을 건조시키는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다. 또한, 건조처리대상이 되는 기판에는, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리기판, 액정 표시용 유리기판, 플라즈마 표시용 유리기판, FED(전계 방출 디스플레이：Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판 등이 포함된다.

약액(藥液)에 의한 약액처리 및 순수(純水) 등의 린스액에 의한 린스처리가 행해진 후, 기판 표면에 부착되는 린스액을 제거하기 위하여, 수많은 건조방법이 종래부터 제안되어 있다. 그 중 하나로서, 순수보다 표면장력이 낮은 IPA(이소프로필 알콜：isopropyl alcohol) 등의 유기용제(有機溶劑) 성분을 포함한 액체(저표면장력용제(低表面張力溶劑))를 사용한 건조방법이 알려져 있다. 이 건조방법으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 건조방법이 있다. 이 건조방법을 실행하는 기판처리장치에서는, 기판 표면에 대하여 불화수소산처리를 행한 후, 순수를 기판 표면에 공급하여 세정처리(린스처리)를 실시하고 있다. 다음에, 순수의 공급 정지 후에 중단되는 일 없이 혹은 순수를 공급하고 있는 도중부터 기판의 표면에 IPA를 공급하고 있다. 이에 의해, 기판 표면상의 순수에 IPA가 용해하여 순수가 IPA에 의해 치환된다. 그 후, 기판이 고속회전됨으로써 기판 표면으로부터 IPA가 제거되어 기판 표면의 건조처리가 행해진다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 레지스트 현상(現象)방법에서는, 다음과 같이 하여 기판 표면상의 미세한 먼지의 양의 저감을 도모하면서 기판 표면을 건조시키고 있다. 먼저, 레지스트 현상 후에 순수를 기판에 공급하여 순수 세정(린스처리)을 행한다. 그 후, 용량비(容量比)로 10%정도의 IPA를 포함한 순수(IPA 수용액)를 기판에 공급하여 기판의 세정을 행한다. 다음에, 기판을 고속 회전시키면서 기판을 스핀 건조시킨다.

[특허문헌 1] 일본특허공개 평9-38595호 공보(도 5)

[특허문헌 2] 일본특허공개 평3-209715호 공보(도 1)

그런데, 상기 종래기술에서는, 기판을 중속(예를 들면 특허문헌 1에서는, 300rpm, 특허문헌 2에서는, 500rpm)으로 회전시키면서 그 기판 표면에 린스액을 공급하여 린스처리를 행하고 있다. 또한, 린스처리에 이어지는 치환처리에 있어서는, 기판의 회전속도를 그대로 유지한 상태에서 IPA나 IPA 수용액 등의 저표면장력용제를 다량으로 기판 표면에 공급하여 단시간에 기판상의 린스액을 저표면장력용제로 치환시키고 있다. 따라서, 종래기술에서는, 저표면장력용제의 사용량이 비교적 많아, 운전비용(running cost)이 증대한다는 문제가 발생하고 있었다. 그래서, 저표면장력용제의 사용량을 삭감하기 위하여, 저표면장력용제의 유량을 저감 시키는 것이 검토되고 있다.

그러나, 저표면장력용제의 유량을 저감시키면, 저표면장력용제로의 치환은 서서히로만 진행하여, 마란고니(Marangoni) 대류(對流)에 의해 기판 표면이 부분적으로 건조하는 일이 있었다. 이것을 도 10을 참조하면서 간단하게 설명한다. IPA 등의 저표면장력용제의 공급을 개시한 초기 단계에서는, 도 10(a)에 도시하는 바와 같이, IPA 등의 저표면장력용제는 기판(W)의 표면 중앙부에 공급되어 저표면장력용제에 의한 치환영역(SR)이 형성된다. 이때, 저표면장력용제의 일부가 기판 표면(Wf)으로 튀어올라 치환영역(SR)의 주위로 비산하거나 증발한 저표면장력용제 성분이 치환영역(SR)의 주위로 확산하거나 하여, 치환영역 주위의 린스액 속에 혼입되는 경우가 있다. 특히, 종래기술에서는, 상기한 바와 같이 기판(W)의 회전속도 를 중속으로 유지하고 있기 때문에, 액막(液膜)의 두께는 비교적 얇게 되어 있다. 그 때문에, 저표면장력용제가 혼입한 액막부분(MR)에서 저표면장력용제의 농도가 높아지고, 그 결과, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 혼입부분(MR)에서 마란고니 대류가 발생하여 기판 표면(Wf)이 부분적으로 건조되어 버려, 워터마크(water mark) 발생 등의 문제점이 생겨 버리는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 처리액으로 젖은 기판 표면을 IPA 등의 저표면장력용제를 사용하여 건조시키는 기판처리장치 및 기판처리방법에 있어서, 적은 저표면장력용제로 기판 표면을 양호하게 건조시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 기판처리방법은 상기 목적을 달성하기 위해서, 대략 수평상태의 기판을 제1 속도로 회전시키면서 처리액을 사용하여 기판 표면에 대하여 습식처리를 실시하는 습식처리공정과, 기판의 회전속도를 제2 속도로 감속하여 기판상에 처리액의 액막을 퍼들(puddle)형상으로 형성하는 퍼들형성공정과, 기판의 회전속도를 제2 속도 이하로 유지하면서, 처리액보다 표면장력이 낮은 저표면장력용제를 기판의 표면 중앙부에 공급하여 저표면장력용제에 의한 치환영역을 형성하는 치환영역형성공정과, 저표면장력용제를 표면 중앙부에 공급하여 치환영역을 기판의 직경방향으로 확대시켜 기판 표면 전면(全面)을 저표면장력용제로 치환하는 치환공정과, 치환공정 후에 저표면장력용제를 기판 표면으로부터 제거하여 그 기판 표면을 건조시키는 건조공정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에 의한 기판처리장치는 처리액을 사용한 기판 표면에 대한 습식처리 후에, 처리액보다 표면장력이 낮은 저표면장력용제로 기판 표면상의 처리액을 치환하고 나서 저표면장력용제를 기판 표면으로부터 제거하여 기판 표면을 건조시키는 기판처리장치로서, 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판을 대략 수평자세로 파지하는 기판파지수단과, 기판파지수단에 파지된 기판을 소정의 회전축 둘레로 회전시키는 기판회전수단과, 기판파지수단에 파지된 기판의 표면 중앙부에 저표면장력용제를 공급하는 공급수단과, 기판회전수단을 제어하여 기판의 회전속도를 조정하는 제어수단을 구비하고, 제어수단은 습식처리에서의 회전속도를 제1 속도로 설정하는 한편, 저표면장력용제의 공급 전에 회전속도를 제2 속도로 감속하여 기판상에 처리액의 액막을 퍼들형상으로 형성하고, 공급수단은 기판의 회전속도가 제2 속도 이하로 유지된 상태에서 저표면장력용제를 공급하여 기판의 표면 중앙부에 저표면장력용제에 의한 치환영역을 형성하는데에 이어서, 저표면장력용제를 공급하여 치환영역을 기판의 직경방향으로 확대시켜 기판 표면 전면을 저표면장력용제로 치환하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 발명(기판처리방법 및 장치)에서는, 대략 수평상태의 기판이 제1 속도로 회전됨과 아울러, 그 기판 표면에 대하여 처리액을 사용하여 린스처리 등의 습식처리가 실시된다. 그 후에, 기판의 회전속도가 제2 속도(＜제1 속도)로 감속되어 기판상에 처리액의 액막이 퍼들형상으로 형성된다. 이 상태에서 처리액보다 표면장력이 낮은 저표면장력용제를 기판의 표면 중앙부에 공급함으로써, 기판 표면의 중앙부에 저표면장력용제의 치환영역이 형성된다(치환영역형성공정). 이에 이어서, 저표면장력용제가 표면 중앙부에 더 공급되어 치환영역이 기판의 직경방향으로 확대되어 기판 표면 전면이 저표면장력용제로 치환된다(치환공정). 그 후, 저표면장력용제가 기판 표면으로부터 제거되어 그 기판 표면이 건조된다. 이와 같이 치환영역의 형성 및 확대를 제어하면서 기판 표면 전면을 저표면장력용제로 치환하고 있기 때문에, 다량의 저표면장력용제를 기판 표면에 공급하여 단번에 기판 표면 전면을 저표면장력용제로 치환하는 종래기술에 비하여 저표면장력용제의 사용량을 저감시킬 수 있다.

여기서, 치환영역의 형성시에 저표면장력용제가 치환영역의 주위에 혼입하여 마란고니 대류가 발생할 가능성이 있지만, 기판의 회전속도를 상기와 같이 제어하고 있기 때문에, 마란고니 대류의 발생이 억제된다. 즉, 본 발명에서는, 기판을 회전하면서 퍼들형상의 액막을 형성하기 위해서는, 처리액에 작용하는 원심력이 처리액과 기판 표면의 사이에 작용하는 표면장력보다 작아지도록 제2 속도(영(zero)도 포함함)가 설정된다. 따라서, 기판의 회전속도를 제2 속도 이하로 유지함으로써, 기판 표면상의 액막은 습식처리에 비하여 두꺼워진다. 그리고, 그 상태에서 치환영역의 형성을 하기 때문에, 저표면장력용제가 치환영역의 주위에 혼입하였더라도, 액막은 종래기술에 비하여 두꺼워져 있어 혼입 위치에서의 마란고니 대류의 발생이 억제된다. 그 결과, 기판 표면이 부분적으로 건조된다는 문제점이 효과적으로 방지된다.

또한, 치환공정에 있어서는, 치환영역이 기판의 직경방향으로 확대하고, 저표면장력용제의 공급 위치(기판의 표면 중앙부)로부터 기판상의 처리액까지의 거리 가 넓어져 가기 때문에, 저표면장력용제가 치환영역의 주위에 혼입할 가능성이 낮아진다. 그래서, 치환공정에 있어서는, 기판의 회전속도를 제2 속도보다 높은 회전속도로 설정하여도 좋고, 이에 의해, 기판상의 처리액 및 저표면장력용제에 작용하는 원심력이 증대하여 저표면장력용제로의 치환에 필요로 하는 시간이 단축된다. 또한, 회전속도의 증대에 따라 액막이 얇아져, 기판 표면 전체를 덮기 위하여 필요한 저표면장력용제의 사용량을 삭감할 수 있다.

기판의 회전속도에 대하여는, 시간 경과에 따라 가속하도록 하여도 좋고, 이는 처리시간의 단축 및 저표면장력용제의 사용량 삭감에 있어 매우 적합하다. 예를 들면, 회전속도를 다단계로 가속할 수 있다. 또한, 회전속도를 가속할 때의 가속도를 회전속도의 증대에 따라 높아지도록 구성하여도 좋다.

그리고, 본 발명에 사용되는 「저표면장력용제」로서는 100%의 유기용제 성분이나 이것과 순수의 혼합액을 사용할 수 있다. 또한, 저표면장력용제로서 유기용제 성분을 포함한 용제로 바꾸어, 계면활성제를 필수적으로 포함한 용제를 사용하여도 좋다. 여기서, 「유기용제 성분」으로서는 알콜계 유기용제를 사용할 수 있다. 알콜계 유기용제로서는, 안전성, 가격 등의 관점으로부터 이소프로필 알콜, 에틸 알콜 또는 메틸 알콜을 사용할 수가 있지만, 특히 이소프로필 알콜(IPA)이 매우 적합하다.

본 발명에 의하면, 기판의 회전속도를 제2 속도 이하로 유지하면서 저표면장력용제를 기판의 표면 중앙부에 공급하여 치환영역을 형성한 후, 그 치환영역을 기 판의 직경방향으로 확대시켜 기판 표면 전면을 저표면장력용제로 치환하고 있다. 이 때문에, 저표면장력용제를 낭비하여 사용하는 일 없이 처리액의 액막을 저표면장력용제의 액막으로 치환할 수 있다. 또한, 기판 표면에 저표면장력용제의 액막을 전면 형성하는 도중에 마란고니 대류에 의해 기판 표면의 일부가 건조 노출되는 것을 확실히 방지할 수 있다. 따라서, 적은 저표면장력용제로 기판 표면을 양호하게 건조시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 기판처리장치의 일 실시형태를 도시하는 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 기판처리장치의 주요한 제어 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 기판처리장치는 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)의 표면(Wf)에 부착되어 있는 불필요물을 제거하기 위한 세정처리에 사용되는 매엽식(枚葉式)의 기판처리장치이다. 더 구체적으로는, 기판 표면(Wf)에 대하여 불화수소산 등의 약액에 의한 약액처리 및 순수나 DIW(탈이온수：deionized water) 등의 린스액에 의한 린스처리를 실시한 후, 린스액으로 젖은 기판 표면(Wf)을 건조시키는 장치이다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 표면(Wf)이란, 폴리실리콘(poly-Si) 등으로 이루어지는 소자 패턴이 형성된 패턴 형성면을 말한다.

이 기판처리장치는 기판 표면(Wf)을 위쪽으로 향한 상태로 기판(W)을 대략 수평자세로 파지하여 회전시키는 스핀척(spin chuck)(1)과, 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 표면(Wf)으로 향하여 약액을 토출하는 약액토출노즐(3)과, 스핀척(1)의 위쪽 위치에 배치된 차단부재(9)를 구비하고 있다.

스핀척(1)은, 회전지축(回轉支軸)(11)이 모터를 포함한 척회전기구(13)의 회전축에 연결되어 있어, 척회전기구(13)의 구동에 따라 회전축(J)(연직축(鉛直軸)) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 이들 회전지축(11), 척회전기구(13)는 원통형의 케이싱(casing)(2) 내에 수용되어 있다. 회전지축(11)의 상단부에는, 원반형상의 스핀 베이스(spin base)(15)가 일체적으로 나사 등의 체결부품에 의해 연결되어 있다. 따라서, 장치 전체를 제어하는 제어유닛(4)으로부터의 동작 지령에 따라 척회전기구(13)를 구동시킴으로써 스핀 베이스(15)가 회전축(J) 주위로 회전한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 척회전기구(13)가 본 발명의 「기판회전수단」으로서 기능한다. 또한, 제어유닛(4)은 척회전기구(13)를 제어하여 회전속도를 조정한다.

스핀 베이스(15)의 주연부(周緣部) 부근에는, 기판(W)의 주연부를 파지하기 위한 복수 개의 척핀(chuck pin)(17)이 세워 설치되어 있다. 척핀(17)은 원형의 기판(W)을 확실하게 파지하기 위하여 3개 이상 설치하여 두면 좋고, 스핀 베이스(15)의 주연부를 따라 등각도(等角度) 간격으로 배치되어 있다. 척핀(17)의 각각은 기판(W)의 주연부를 하부로부터 지지하는 기판지지부와, 기판지지부에 지지된 기판(W)의 외주 단면(外周端面)을 압압(押壓)하여 기판(W)을 파지하는 기판파지부를 구비하고 있다. 각 척핀(17)은, 기판파지부가 기판(W)의 외주 단면을 압압하는 압압상태와, 기판파지부가 기판(W)의 외주 단면으로부터 멀어지는 해방상태의 사이를 전환 가능하게 구성되어 있다.

스핀 베이스(15)에 대하여 기판(W)이 주고받기 될 때에는, 복수 개의 척핀(17)을 해방상태로 하고, 기판(W)에 대하여 세정처리를 행할 때에는, 복수 개의 척핀(17)을 압압상태로 한다. 압압상태로 함으로써, 복수 개의 척핀(17)은 기판(W)의 주연부를 파지하여 그 기판(W)을 스핀 베이스(15)로부터 소정간격을 두고 대략 수평자세로 유지할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)은 그 표면(패턴 형성면)(Wf)을 위쪽으로 향하게 하고, 이면(裏面)(Wb)을 하부로 향하게 한 상태로 지지된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 척핀(17)이 본 발명의 「기판파지수단」으로서 기능한다. 또한, 기판파지수단으로서는, 척핀(17)에 한정되지 않고, 기판 이면(Wb)을 흡인하여 기판(W)을 지지하는 진공척을 사용하여도 좋다.

약액토출노즐(3)은 약액밸브(31)를 통하여 약액공급원과 접속되어 있다. 이 때문에, 제어유닛(4)으로부터의 제어 지령에 근거하여 약액밸브(31)가 개폐되면, 약액공급원으로부터 약액이 약액토출노즐(3)을 향하여 압송(押送)되어 약액토출노즐(3)로부터 약액이 토출된다. 또한, 약액에는, 불화수소산 또는 BHF(완충 불화수소산) 등이 사용된다. 또한, 약액토출노즐(3)에는, 노즐이동기구(33)(도 2)가 접속되어있고, 제어유닛(4)으로부터의 동작 지령에 따라 노즐이동기구(33)가 구동됨으로써, 약액토출노즐(3)을 기판(W)의 회전 중심의 위쪽의 토출위치와, 토출위치로부터 측방으로 퇴피한 대기위치의 사이에서 왕복 이동시킬 수 있다.

차단부재(9)는, 판상(板狀)부재(90)와, 내부가 중공(中空)으로 마무리되어, 판상부재(90)를 지지하는 회전지축(91)과, 회전지축(91)의 중공부(中空部)에 삽입 통과된 내삽축(內揷軸)(95)을 갖고 있다. 판상부재(90)는 중심부에 개구부를 갖는 원반형상의 부재로서, 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 표면(Wf)에 대향하여 배치되어 있다. 판상부재(90)는 그 하면(저면(底面))(90a)이 기판 표면(Wf)과 대략 평행 하게 대향하는 기판 대향면으로 되어 있고, 그 평면 크기는 기판(W)의 직경과 동등 이상의 크기로 형성되어 있다. 판상부재(90)는 대략 원통형상을 갖는 회전지축(91)의 하단부에 대략 수평하게 장착되며, 회전지축(91)은 수평방향으로 뻗는 아암(arm)(92)에 의해 기판(W)의 중심을 통과하는 회전축(J) 주위로 회전 가능하게 지지되어 있다. 내삽축(95)의 외주면과 회전지축(91)의 내주면의 사이에는, 베어링(도시하지 않음)이 개재되어 장착되어 있다. 아암(92)에는, 차단부재회전기구(93)와 차단부재승강기구(94)가 접속되어 있다.

차단부재회전기구(93)는 제어유닛(4)으로부터의 동작 지령에 따라 회전지축(91)을 회전축(J) 주위로 회전시킨다. 회전지축(91)이 회전하게 되면, 판상부재(90)가 회전지축(91)과 함께 일체적으로 회전한다. 차단부재회전기구(93)는 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 회전에 따라 기판(W)과 같은 회전방향이면서 대략 같은 회전속도로 판상부재(90)(하면(90a))를 회전시키도록 구성되어 있다.

또한, 차단부재승강기구(94)는 제어유닛(4)으로부터의 동작 지령에 따라 차단부재(9)를 스핀 베이스(15)에 근접하여 대향시키거나 반대로 이간(離間)시키는 것이 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 제어유닛(4)은 차단부재승강기구(94)를 작동시킴으로써, 기판처리장치에 대하여 기판(W)을 반입출(搬入出)시킬 때에는, 스핀척(1)의 위쪽의 이간위치로 차단부재(9)를 상승시킨다. 그 한편, 기판(W)에 대하여 소정의 처리를 실시할 때에는, 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 표면(Wf)의 극히 근방에 설정된 소정의 대향위치(도 1에 나타내는 위치)까지 차단부재(9)를 하강시킨다. 본 실시형태에서는, 린스처리가 개시되고 나서 차단부재(9)를 이간위치로 부터 대향위치로 하강시켜, 건조처리가 완료할 때까지 계속하여 차단부재(9)를 대향위치에 위치시킨다.

도 3은 도 1의 기판처리장치에 장착된 차단부재의 주요부를 나타내는 종단면도이다. 또한, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도(횡단면도)이다. 회전지축(91)의 중공부에 내부 삽입된 내삽축(95)은 횡단면이 원형으로 형성되어 있다. 이는 내삽축(95)(비회전측 부재)과 회전지축(91)(회전측 부재)의 틈새의 간격을 전 둘레에 걸쳐 균등하게 하기 위해서이고, 그 틈새에 씰(seal) 가스를 도입함으로써 내삽축(95)과 회전지축(91)과의 틈새를 외부로부터 씰링(sealing)된 상태로 하고 있다. 내삽축(95)에는, 3개의 유체 공급로가 연직축 방향으로 뻗도록 형성되어 있다. 즉, 린스액의 통로가 되는 린스액공급로(96), 린스액에 용해하여 표면장력을 저하시키는 유기용매 성분을 갖는 저표면장력용제의 통로가 되는 용제공급로(97) 및 질소 가스 등의 불활성 가스의 통로가 되는 가스공급로(98)가 내삽축(95)에 형성되어 있다. 린스액공급로(96), 용제공급로(97) 및 가스공급로(98)는 PTFE(폴리 테트라 플루오로 에틸렌：polytetrafluoroethylene)로 이루어지는 내삽축(95)에 각각, PFA(테트라 플루오로 에틸렌·퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 공중합 수지：polymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkylvinylether)제의 튜브(96b, 97b, 98b)를 축방향으로 삽입하는 것에 의해 형성되어 있다.

그리고, 린스액공급로(96), 용제공급로(97) 및 가스공급로(98)의 하단(下端)이 각각, 린스액토출구(96a), 용제토출구(97a) 및 가스토출구(98a)로 되어 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 표면(Wf)과 대향하고 있다. 본 실시형태에서는, 내삽축 의 직경이 18∼20mm로 형성되어 있다. 또한, 린스액토출구(96a), 용제토출구(97a) 및 가스토출구(98a)의 구경(口徑)이 각각, 4mm, 1∼2mm, 4mm로 형성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 용제토출구(97a)의 구경이 린스액토출구(96a)의 구경보다 작게 되어 있다. 이에 의해, 이하에 나타내는 문제점을 방지할 수 있다. 즉, 저표면장력용제는 린스액(DIW)과 비교하여 표면장력이 낮아져 있다. 이 때문에, 린스액토출용으로 형성된 구경과 동일 구경의 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출시킨 경우에는, 저표면장력용제의 토출 정지 후, 저표면장력용제가 용제토출구로부터 낙하할 우려가 있다. 한편, 용제 토출용으로 형성된 구경과 동일 구경의 린스액토출구로부터 린스액을 토출시킨 경우에는, 린스액의 토출속도가 빨라져 버린다. 그 결과, 전기적절연체인 린스액(DIW)이 기판 표면(Wf)에 비교적 고속으로 충돌함으로써, 린스액이 직접 공급된 기판 표면(Wf)의 공급 부위가 대전(帶電)하여 산화할 우려가 있다. 이에 대하여, 본 실시형태에서는, 저표면장력용제와 린스액의 토출구를 개별적으로 마련함과 아울러, 용제토출구(97a)의 구경을 린스액토출구(96a)의 구경보다 작게 형성하고 있다. 이 때문에, 용제토출구로부터 저표면장력용제가 낙하하는 것을 방지함과 아울러, 린스액토출구로부터의 린스액의 토출속도가 빨라지는 것을 억제하여 기판 표면(Wf)의 대전에 의한 산화를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 린스액토출구(96a)가 차단부재(9)의 중심축, 즉 기판(W)의 회전축(J)으로부터 직경방향 외측으로 벗어난 위치에 설치되어 있다. 이에 의해, 린스액토출구(96a)로부터 토출된 린스액이 기판 표면(Wf)의 한 점(기 판(W)의 회전중심(WO))에 집중하여 공급되는 것이 회피된다. 그 결과, 기판 표면(Wf)의 대전 부위를 분산시킬 수 있어, 기판(W)의 대전에 의한 산화를 저감할 수 있다. 그 한편으로, 린스액토출구(96a)가 회전축(J)으로부터 지나치게 떨어져 있으면, 기판 표면(Wf) 상의 회전중심(WO)에 린스액을 도달시키는 것이 곤란하게 되어 버린다. 그래서, 본 실시형태에서는, 수평방향에서의 회전축(J)으로부터 린스액토출구(96a)(토출구중심)까지의 거리 L을 4mm정도로 설정하고 있다. 여기서, 기판 표면(Wf) 상의 회전중심(WO)에 린스액(DIW)을 공급할 수 있는 거리 L의 상한치로서는, 이하에 나타내는 조건으로 20mm로 되어 있다.

DIW의 유량：2L/min

기판 회전수：1500rpm

기판 표면의 상태：표면 중앙부가 소수면(疏水面)

또한, 회전축(J)으로부터 용제토출구(97a)(토출구중심)까지의 거리의 상한치에 대하여도, 기판 회전수를 1500rpm로 설정하는 한, 상기한 회전축(J)으로부터 린스액토출구(96a)(토출구중심)까지의 거리 L의 상한치(20mm)와 기본적으로 같다.

한편, 회전축(J)으로부터 가스토출구(98a)(토출구중심)까지의 거리에 대하여는, 대향위치에 위치결정된 차단부재(9)(판상부재(90))와 기판 표면(Wf)의 사이에 형성되는 틈새공간(SP)에 질소 가스를 공급할 수 있는 한, 특별히 한정되지 않고 임의적이다. 그러나, 후술하는 바와 같이 하여 기판 표면(Wf) 상에 형성된 저표면장력용제에 의한 용제층에 질소 가스를 불어 넣어 그 용제층을 기판(W)으로부터 배출시키는 관점으로부터는, 가스토출구(98a)는 회전축(J) 상 혹은 그 근방 위치에 마련하는 것이 바람직하다.

또한, 회전지축(91)의 내벽면과 내삽축(95)의 외벽면의 사이에 형성되는 공간 부분이 외측가스공급로(99)를 구성하고 있고, 외측가스공급로(99)의 하단이 링모양(環狀)의 외측가스토출구(99a)로 되어 있다. 즉, 차단부재(9)에는, 기판 표면(Wf)의 중앙부로 향하여 질소 가스를 토출하는 가스토출구(98a) 이외에 외측가스토출구(99a)가 린스액토출구(96a), 용제토출구(97a) 및 가스토출구(98a)에 대하여 직경방향 외측으로, 또한, 린스액토출구(96a), 용제토출구(97a) 및 가스토출구(98a)를 둘러싸도록 하여 마련되어 있다. 이 외측가스토출구(99a)의 개구면적은 가스토출구(98a)의 개구면적과 비교하여 훨씬 더 크게 형성되어 있다. 이와 같이, 2종류의 가스토출구가 차단부재(9)에 마련되어 있으므로, 서로 유량 및 유속이 다른 질소 가스를 각 토출구로부터 토출시킬 수 있다. 예를 들면, (1)기판 표면(Wf)의 주위 분위기를 불활성 가스 분위기로 유지하기 위해서는, 기판 표면(Wf) 상의 액체를 불어서 날려 버리는 일이 없도록 비교적 대유량이면서 저속으로 질소 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 그 한편으로, (2)기판 표면(Wf) 상의 저표면장력용제에 의한 용제층을 기판 표면(Wf)으로부터 제거할 때에는, 기판(W)의 표면 중앙부에 비교적 소유량이면서 고속으로 질소 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 (1)의 경우에는, 주로 외측가스토출구(99a)로부터 질소 가스를 토출시킴으로써, 상기 (2)의 경우에는, 주로 가스토출구(98a)로부터 질소 가스를 토출시킴으로써, 질소 가스의 용도에 따라 적절한 유량 및 유속으로 질소 가스를 기판 표면(Wf)을 향하여 공급할 수 있다.

또한, 내삽축(95)의 선단(先端)(하단)은 판상부재(90)의 하면(90a)과 동일 면으로 되어 있지 않고, 하면(90a)를 포함하는 동일 평면으로부터 위쪽으로 퇴피하여 있다(도 3). 이러한 구성에 의하면, 가스토출구(98a)로부터 토출된 질소 가스가 기판 표면(Wf)에 도달하기까지 그 질소 가스를 확산시켜, 질소 가스의 유속을 어느 정도 감소시킬 수 있다. 즉, 가스토출구(98a)로부터의 질소 가스의 유속이 너무 빠르면, 외측가스토출구(99a)로부터의 질소 가스와 서로 간섭하여 기판 표면(Wf) 상의 저표면장력용제에 의한 용제층을 기판(W)으로부터 배출하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 기판 표면(Wf) 상에 액방울(液滴)이 남아 버린다. 이에 대하여, 상기 구성에 의하면, 가스토출구(98a)로부터의 질소 가스의 유속이 완화되어 기판 표면(Wf) 상의 저표면장력용제에 의한 용제층을 확실하게 기판(W)으로부터 배출할 수 있다.

도 1로 돌아와 설명을 계속한다. 린스액공급로(96)의 상단부는 린스액밸브(83)를 통하여 공장의 유틸리티(utility) 등으로 구성되는 DIW 공급원에 접속되어 있어, 린스액밸브(83)가 열림으로써, 린스액토출구(96a)로부터 DIW를 린스액으로서 토출 가능하게 되어 있다.

또한, 용제공급로(97)의 상단부는 용제공급유닛(7)에 접속되어 있다. 용제공급유닛(7)은 저표면장력용제를 생성하기 위한 캐비넷부(cabinet)(70)를 구비하여, 캐비넷부(70)에서 생성된 저표면장력용제를 용제공급로(97)로 압송 가능하게 되어 있다. 유기용매 성분으로서는, DIW(표면장력：72mN/m)에 용해하여 표면장력을 저하시키는 물질, 예를 들면 이소프로필 알콜(표면장력：21∼23mN/m)이 사용된 다. 또한, 유기용매 성분은 이소프로필 알콜에 한정되지 않고, 에틸 알콜, 메틸 알콜의 각종 유기용매 성분을 사용하도록 하여도 좋다. 또한, 유기용매 성분은 액체에 한정되지 않고, 각종 알콜의 증기를 유기용매 성분으로서 DIW에 용해시켜 저표면장력용제를 생성하도록 하여도 좋다.

캐비넷부(70)은 저표면장력용제를 저장하는 저장탱크(72)를 구비하고 있다. 이 저장탱크(72)에는, 저장탱크(72) 내에 DIW를 공급하기 위한 DIW 도입관(73)의 일단이 삽입되어 있고, 그 타단이 개폐밸브(73a)를 통하여 DIW 공급원에 접속되어 있다. 또한, DIW 도입관(73)의 경로 도중에는, 유량계(73b)가 개재되어 있어, 유량계(73b)가 DIW 공급원으로부터 저장탱크(72)에 도입되는 DIW의 유량을 계측한다. 그리고, 제어유닛(4)은 유량계(73b)로 계측되는 유량에 근거하여, DIW 도입관(73)을 유통하는 DIW의 유량을 목표의 유량(목표치)으로 하도록, 개폐밸브(73a)를 개폐 제어한다.

마찬가지로 하여, 저장탱크(72)에는, 저장탱크(72)내에 IPA 액체를 공급하기 위한 IPA 도입관(74)의 일단이 삽입되어 있고, 그 타단이 개폐밸브(74a)를 통하여 IPA 공급원에 접속되어 있다. 또한, IPA 도입관(74)의 경로 도중에는 유량계(74b)가 개재되어 있어, 유량계(74b)가 IPA 공급원으로부터 저장탱크(72)에 도입되는 IPA 액체의 유량을 계측한다. 그리고, 제어유닛(4)은 유량계(74b)로 계측되는 유량에 근거하여, IPA 도입관(74)를 유통하는 IPA 액체의 유량을 목표의 유량(목표치)으로 하도록 개폐밸브(74a)를 개폐 제어한다.

본 실시형태에서는, 저표면장력용제 속의 IPA의 체적 백분율(이하 「IPA 농 도」라고 함)을 조정할 수 있게 되어 있는, 즉 100%의 IPA를 저표면장력용제로서 공급하는 것도, 혹은 IPA와 DIW를 혼합한 혼합액을 저표면장력용제로서 공급하는 것도 가능하게 되어 있다. 또한, 항상 100%의 IPA를 저표면장력용제로서 사용하는 경우에는, 다음에 설명하는 용제밸브(76)를 통하여 IPA를 직접 공급하도록 구성하여도 좋다.

저장탱크(72)에는, 그 일단이 용제공급로(97)에 접속된 용제공급관(75)의 타단이 삽입되어 저장탱크(72)에 저장되어 있는 저표면장력용제를 용제밸브(76)를 통하여 용제공급로(97)에 공급 가능하게 구성되어 있다. 용제공급관(75)에는, 저장탱크(72)에 저장되어 있는 저표면장력용제를 용제공급관(75)으로 송출하는 정량(定量)펌프(77)나, 정량펌프(77)에 의해 용제공급관(75)으로 송출되는 저표면장력용제의 온도를 조정하는 온도조정기(78), 저표면장력용제 중의 이물(異物)을 제거하는 필터(79)가 설치되어 있다. 또한, 용제공급관(75)에는, IPA 농도를 감시하기 위한 농도계(80)가 개재되어 있다.

또한, 용제공급관(75)에는, 용제밸브(76)와 농도계(80)의 사이에 용제순환관(81)의 일단이 분기(分岐) 접속되는 한편, 용제순환관(81)의 타단이 저장탱크(72)에 접속되어 있다. 이 용제순환관(81)에는, 순환용 밸브(82)가 개재되어 있다. 그리고, 장치의 가동 중은 정량펌프(77) 및 온도조정기(78)가 항상 구동되어, 기판(W)에 저표면장력용제를 공급하지 않는 동안은 용제밸브(76)가 닫혀지는 한편, 순환용 밸브(82)가 열린다. 이에 의해, 저장탱크(72)로부터 정량펌프(77)에 의해 송출되는 저표면장력용제가 용제순환관(81)을 통하여 저장탱크(72)로 되돌려진다. 즉, 기판(W)에 저표면장력용제를 공급하지 않는 동안은 저장탱크(72), 용제공급관(75) 및 용제순환관(81)으로 이루어지는 순환 경로를 저표면장력용제가 순환한다. 그 한편으로, 기판(W)에 저표면장력용제를 공급하는 타이밍이 되면, 용제밸브(76)가 열리는 한편, 순환용 밸브(82)가 닫혀진다. 이에 의해, 저장탱크(72)로부터 송출되는 저표면장력용제가 용제공급로(97)에 공급된다. 이와 같이, 기판(W)에 저표면장력용제를 공급하지 않는 동안은 저표면장력용제를 순환하게 하여 둠으로써, DIW와 IPA가 교반되어 DIW와 IPA를 서로 충분히 섞인 상태로 할 수 있다. 또한, 용제밸브(76)가 열린 후, 소정의 온도로 조정됨과 아울러, 이물이 제거된 저표면장력용제를 신속하게 용제공급로(97)에 공급할 수 있다.

가스공급로(98) 및 외측가스공급로(99)의 상단부는 각각, 가스공급유닛(18)(도 2)과 접속되어 있어, 제어유닛(4)의 동작 지령에 따라 가스공급유닛(18)으로부터 가스공급로(98) 및 외측가스공급로(99)에 개별적으로 질소 가스를 압송할 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 대향위치에 위치결정된 차단부재(9)(판상부재(90))와 기판 표면(Wf)의 사이에 형성되는 틈새공간(SP)에 질소 가스를 공급할 수 있다.

케이싱(2)의 주위에는, 받이부재(21)가 고정적으로 장착되어 있다. 받이부재(21)에는, 원통형상의 칸막이부재(23a, 23b, 23c)가 세워 설치되어 있다. 케이싱(2)의 외벽과 칸막이부재(23a)의 내벽 사이의 공간이 제1 배액조(排液槽)(25a)를 형성하고, 칸막이부재(23a)의 외벽과 칸막이부재(23b)의 내벽 사이의 공간이 제2 배액조(25b)를 형성하고, 칸막이부재(23b)의 외벽과 칸막이부재(23c)의 내벽 사이 의 공간이 제3 배액조(25c)를 형성하고 있다.

제1 배액조(25a), 제2 배액조(25b) 및 제3 배액조(25c)의 바닥부에는 각각, 배출구(27a, 27b, 27c)가 형성되어 있고, 각 배출구는 서로 다른 드레인(drain)에 접속되어 있다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 제1 배액조(25a)는 사용이 끝난 약액을 회수하기 위한 용기이며, 약액을 회수하여 재사용하기 위한 회수 드레인에 연통(連通)되어 있다. 또한, 제2 배액조(25b)는 사용이 끝난 린스액을 배액하기 위한 용기이며, 폐기처리를 위한 폐기 드레인에 연통되어 있다. 또한, 제3 배액조(25c)는 사용이 끝난 저표면장력용제를 배액하기 위한 용기이며, 폐기처리를 위한 폐기 드레인에 연통되어 있다.

각 배액조(25a∼25c)의 위쪽에는, 스플래쉬 가이드(splash guide)(6)가 설치되어 있다. 스플래쉬 가이드(6)는 스핀척(1)에 수평자세로 파지되어 있는 기판(W)의 주위를 포위하도록 스핀척(1)의 회전축(J)에 대하여 승강 가능하게 설치되어 있다. 이 스플래쉬 가이드(6)는 회전축(J)에 대하여 대략 회전 대칭인 형상을 가지고 있고, 스핀척(1)과 동심원 모양으로 직경방향 내측으로부터 외측으로 향하여 배치된 3개의 가이드(61, 62, 63)를 구비하고 있다. 3개의 가이드(61, 62, 63)는 최외부의 가이드(63)로부터 최내부의 가이드(61)로 향하고, 차례로 높이가 낮아지도록 설치됨과 아울러, 각 가이드(61, 62, 63)의 상단부가 연직방향으로 뻗는 면(面) 내에 들어가도록 배치되어 있다.

스플래쉬 가이드(6)는 가이드 승강기구(65)와 접속되어, 제어유닛(4)으로부터의 동작 지령에 따라 가이드 승강기구(65)의 승강 구동용 액츄에이터(예를 들면, 에어 실린더 등)를 작동시킴으로써, 스플래쉬 가이드(6)를 스핀척(1)에 대하여 승강시키는 것이 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 가이드 승강기구(65)의 구동에 의해 스플래쉬 가이드(6)를 단계적으로 승강시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 처리액을 제1∼제3 배액조(25a∼25c)로 분별하여 배액시키는 것이 가능하게 되어 있다.

가이드(61)의 상부에는, 단면이 く 형상이고 안쪽으로 열린 홈형상의 제1 안내부(61a)가 형성되어 있다. 그리고, 약액처리시에 스플래쉬 가이드(6)를 가장 높은 위치(이하 「제1 높이위치」라고 함)에 위치시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 약액이 제1 안내부(61a)로 받아들여져 제1 배액조(25a)로 안내된다. 구체적으로는, 제1 높이위치로서 제1 안내부(61a)가 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 주위를 둘러싸도록 스플래쉬 가이드(6)를 배치시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 약액이 가이드(61)를 통하여 제1 배액조(25a)로 안내된다.

또한, 가이드(62)의 상부에는 직경방향 외측으로부터 내측으로 향하여 위쪽으로 경사진 경사부(62a)가 형성되어 있다. 그리고, 린스처리시에 스플래쉬 가이드(6)를 제1 높이위치보다 낮은 위치(이하 「 제2 높이위치」라고 함)에 위치시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 린스액이 경사부(62a)로 받아들여져 제3 배액조(25b)로 안내된다. 구체적으로는, 제2 높이위치로서 경사부(62a)가 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 주위를 둘러싸도록 스플래쉬 가이드(6)를 배치시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 린스액이 가이드(61)의 상단부와 가이드(62)의 상단부의 사이를 빠져 나가 제2 배액조(25b)로 안내된다.

마찬가지로 하여, 가이드(63)의 상부에는, 직경방향 외측으로부터 내측으로 향하여 위쪽으로 경사진 경사부(63a)가 형성되어 있다. 그리고, 치환처리시에 스플래쉬 가이드(6)를 제2높이위치보다 낮은 위치(이하 「 제3높이위치」라고 함)에 위치시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 저표면장력용제가 경사부(63a)로 받아들여져 제2 배액조(25c)로 안내된다. 구체적으로는, 제3 높이위치로서 경사부(63a)가 스핀척(1)에 파지된 기판(W)의 주위를 둘러싸도록 스플래쉬 가이드(6)를 배치시킴으로써, 회전하는 기판(W)으로부터 비산하는 저표면장력용제가 가이드(62)의 상단부와 가이드(63)의 상단부의 사이를 빠져 나가 제3 배액조(25c)로 안내된다.

또한, 제3 높이위치보다 낮은 위치(이하 「퇴피 위치」라고 함)에 위치시켜, 스핀척(1)을 스플래쉬 가이드(6)의 상단부로부터 돌출시킴으로써, 기판반송수단(도시하지 않음)이 미(未)처리의 기판(W)을 스핀척(1)에 재치(載置)하거나 처리가 끝난 기판(W)을 스핀척(1)으로부터 받는 것이 가능하게 되어 있다.

다음에, 상기와 같이 구성된 기판처리장치의 동작에 대하여 도 5 내지 도 7을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 5는 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 6 및 도 7은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다. 이 장치에서는, 제어유닛(4)은 메모리(도시 생략)에 기억되어 있는 프로그램에 따라 장치 각 부(部)를 제어하여 기판(W)에 대하여 일련의 처리를 실시한다. 즉, 제어유닛(4)은 스플래쉬 가이드(6)를 퇴피위치로 위치시켜, 스핀척(1)을 스플래쉬 가이드(6)의 상단부로부터 돌출시킨다. 그리고, 이 상태에서 기판반 송수단(도시하지 않음)에 의해 미처리의 기판(W)이 장치 내로 반입되면, 기판(W)에 대하여 세정처리(약액처리＋린스처리＋퍼들형성처리＋치환영역형성처리＋치환처리＋건조처리)를 실행한다. 기판 표면(Wf)에는, 예를 들면 폴리실리콘(poIy-Si)으로 이루어지는 미세 패턴이 형성되어 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 기판 표면(Wf)을 위쪽으로 향한 상태로 기판(W)이 장치 내에 반입되어 스핀척(1)에 파지된다. 또한, 차단부재(9)는 스핀척(1)의 위쪽의 이간위치에 있어, 기판(W)과의 간섭을 방지하고 있다.

이어서, 제어유닛(4)은 스플래쉬 가이드(6)를 제1 높이위치(도 1에 나타내는 위치)에 배치하여, 기판(W)에 대하여 약액처리를 실행한다. 즉, 약액토출노즐(3)을 토출위치로 이동시킴과 아울러, 척회전기구(13)의 구동에 의해 스핀척(1)에 파지된 기판(W)을 200∼1200rpm의 범위 내에서 정해지는 회전속도(예를 들면, 800rpm)로 회전시킨다. 그리고, 약액밸브(31)를 열어 약액토출노즐(3)로부터 기판 표면(Wf)에 약액으로서 불화수소산을 공급한다(HF 공급). 기판 표면(Wf)에 공급된 불화수소산은 원심력에 의해 넓게 퍼져서, 기판 표면(Wf) 전체가 불화수소산에 의해 약액처리된다. 기판(W)으로부터 털어내진 불화수소산은 제1 배액조(25a)로 안내되어 적절히 재사용된다.

약액처리가 종료하면, 약액토출노즐(3)이 대기위치로 이동된다. 그리고, 스플래쉬 가이드(6)가 제2 높이위치로 배치되어 기판(W)에 대하여 본 발명의 「습식처리」로서 린스처리가 실행된다. 즉, 린스액밸브(83)를 열어, 이간위치에 위치하는 차단부재(9)의 린스액토출구(96a)로부터 린스액을 토출시킨다(DIW 공급). 또 한, 린스액의 토출과 동시에 차단부재(9)를 대향위치로 향하여 하강시켜, 그 대향위치에 위치결정한다. 이와 같이 약액처리 후, 곧바로 기판 표면(Wf)에 린스액을 공급함으로써 기판 표면(Wf)을 계속하여 젖은 상태로 해둔다. 이는 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 약액처리 후, 불화수소산이 기판(W)으로부터 털어내지면, 기판 표면(Wf)의 건조가 시작한다. 그 결과, 기판 표면(Wf)이 부분적으로 건조하여, 기판 표면(Wf)에 얼룩 등이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 이러한 기판 표면(Wf)의 부분적인 건조를 방지하기 위해, 기판 표면(Wf)을 젖은 상태로 하여 두는 것이 중요하게 되어 있다. 또한, 차단부재(9)의 가스토출구(98a) 및 외측가스토출구(99a)로부터 질소 가스를 토출시킨다. 여기에서는, 주로 외측가스토출구(99a)로부터 질소 가스를 토출시킨다. 즉, 외측가스토출구(99a)로부터 비교적 대유량의 질소 가스를 토출시키는 한편, 가스토출구(98a)로부터 토출시키는 질소 가스의 유량이 미소량이 되도록, 양 토출구로부터 토출시키는 질소 가스의 유량 밸런스를 조정한다.

도 5에 나타내는 질소 가스 유량에 있어서, 파선은 외측가스토출구(99a)로부터 토출되는 가스 유량을 나타내고, 실선은 가스토출구(98a) 및 외측가스토출구(99a)로부터 토출되는 가스 유량의 합계를 나타내고 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 기판 표면(Wf)에 린스액으로서의 DIW를 공급함에 있어서 토출하는 질소 가스의 유량을 예를 들면, 100SLM(standard liter per minute)으로 할 때, 그 중의 95SLM를 외측가스토출구(99a)로부터 공급하는 한편, 나머지의 5SLM를 가스토출구(98a)로부터 공급하도록 한다.

가스 유량은 상기에 한정되는 것은 아니지만, 가스토출구(98a)로부터의 가스 유량으로서는 5SLM∼40SLM, 외측가스토출구(99a)로부터의 가스 유량으로서는 95SLM∼100SLM 정도가 바람직하다.

린스액토출구(96a)로부터 기판 표면(Wf)에 공급된 린스액은 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 퍼져나가 기판 표면(Wf) 전체가 린스처리된다(습식처리공정). 기판 표면(Wf)에 잔류 부착하는 불화수소산이 본 발명의 처리액에 상당하는 린스액에 의해 씻겨 내져 기판 표면(Wf)으로부터 제거된다. 기판(W)으로부터 털어내진 사용이 끝난 린스액은 제2 배액조(25b)로 안내되어 폐기된다. 또한, 틈새공간(SP)에 질소 가스가 공급됨으로써 기판 표면(Wf)의 주위 분위기가 저산소 농도 분위기로 유지되어 있다. 이 때문에, 린스액의 용존(溶存) 산소 농도의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 린스처리시에서의 기판(W)의 회전속도(제1 속도)는 예를 들면, 600rpm로 설정된다(도 6(a)).

또한, 상기한 린스처리 및 후술하는 처리(퍼들형성처리, 치환영역형성처리, 치환처리, 건조처리)를 실행할 때에는, 차단부재(9)의 판상부재(90)를 기판(W)과 같은 회전방향이면서 대략 같은 회전속도로 회전시킨다. 이에 의해, 판상부재(90)의 하면(90a)과 기판 표면(Wf)의 사이에 상대적인 회전속도차가 발생하는 것을 방지하여, 틈새공간(SP)으로 말려 들어가는 기류가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 미스트(mist) 상태의 린스액 및 저표면장력용제가 틈새공간(SP)으로 침입하여 기판 표면(Wf)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 판상부재(90)를 회전시킴으로써 하면(90a)에 부착되는 린스액이나 저표면장력용제를 털어내서, 하 면(90a)에 린스액이나 저표면장력용제가 체류(滯留)하는 것을 방지할 수 있다.

소정 시간의 린스처리가 종료하면, 다음에 퍼들형성처리가 실행된다. 즉, 제어유닛(4)은 린스처리의 종료 후에, 기판(W)의 회전속도를 제1 속도보다 늦은 제2 속도로 감속한다. 이에 의해, 린스액토출구(96a)로부터 토출되는 린스액이 기판 표면(Wf)에 고여 DIW 액막이 퍼들형상으로 형성된다(퍼들형성처리). 본 실시형태에서는, 제어유닛(4)은 제2 속도를 10rpm으로 설정하고, 9초간만 린스액의 공급을 계속시킨 후, 린스액밸브(83)를 닫아 린스액토출구(96a)로부터의 린스액의 토출을 정지시킨다. 이에 의해, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, DIW 액막이 형성된다. 또한, 제2 속도는 10rpm으로 한정되는 것은 아니지만, 린스액에 작용하는 원심력이 린스액과 기판 표면(Wf)의 사이에 작용하는 표면장력보다 작아진다는 조건이 만족하는 범위에서 제2 속도를 설정할 필요가 있다. 왜냐하면, 린스액의 액막을 퍼들형상으로 형성하기 위해서는 상기 조건의 충족이 필수이기 때문이다.

그리고, DIW 공급 정지 후, 소정 시간(본 실시형태에서는, 0.5초간)이 경과하여 퍼들형상 DIW 액막의 막두께 t1이 기판(W)의 전면(全面)에서 거의 균일하게 되는 것을 기다려, 제어유닛(4)은 스플래쉬 가이드(6)를 제3 높이위치로 배치한다. 이에 이어서, 용제밸브(76)를 열어 용제토출구(97a)로부터 저표면장력용제를 토출시킨다. 여기에서는, 캐비넷부(70)에 있어서, 100%의 IPA가 미리 준비되어 있어 IPA가 용제토출구(97a)로부터 기판 표면(Wf)의 표면 중앙부로 향하여 저류량, 예를 들면 100(mL/min)의 유량으로 토출된다. 이 IPA 공급에 의해, 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 표면 중앙부에서는, DIW 액막의 중앙부가 IPA로 치환되어 치 환영역(SR)이 액막에 형성된다(치환영역형성처리).

IPA 공급으로부터 3초가 경과하면, 제어유닛(4)은 IPA 공급을 계속시킨 채로 기판(W)의 회전속도를 10rpm에서 300rpm으로 가속한다. 이에 의해, 치환영역(SR)이 기판(W)의 직경방향으로 확대하여 기판 표면(Wf)의 전면이 저표면장력용제로 치환된다(치환처리). 본 실시형태에서는, 다음에 설명하는 바와 같이, 기판(W)의 회전속도를 2 단계로 가속하고 있다.

제어유닛(4)은 기판(W)의 회전속도를 0.5초에 걸쳐 10rpm에서 100rpm으로 가속한다(제1 치환처리). 이와 같이 회전속도의 가속에 의해 기판 표면(Wf) 상의 액막(DIW 영역＋IPA 영역(치환영역(SR)))에 작용하는 원심력이 증대하여 DIW가 털어짐과 아울러 치환영역(SR)이 직경방향으로 퍼져 간다(도 6(d)). 이때, 기판 표면(Wf) 상의 액막 두께는 회전속도에 대응하는 두께 t2로 얇아지고, 소정 시간(본 실시형태에서는 1초) 경과하면, 기판(W)의 표면 외주부에 존재하고 있던 DIW는 모두 기판(W)으로부터 털어내짐과 아울러, 치환영역(SR)이 기판 표면(Wf)의 전면에 균일하게 넓게 퍼져서 기판 표면(Wf)은 IPA액막으로 전면적으로 덮인다.

다음의 제2 치환처리에서는, 제어유닛(4)은 기판(W)의 회전속도를 0.5초에 걸쳐 100rpm에서 300rpm으로 가속한다. 이는 기판 표면(Wf)에 형성된 미세 패턴 FP의 틈새 내부에 잔류하고 있는 린스액(도 7(a) 중의 「잔류 DIW」)을 IPA로 치환하기 위하여 행해지는 것이다. 즉, 회전속도의 가속에 의해 IPA가 기판 표면(Wf)에서 크게 유동(流動)하고, 이에 의해 미세 패턴 FP의 틈새 내부에서는, 잔류 DIW가 IPA로 치환된다(도 7(b)). 이에 의해, 기판 표면(Wf)에 부착되는 DIW가 IPA로 확실히 치환된다. 이와 같이 제2 치환처리에서의 가속도(=(300-100)/0.5)를, 제1 치환처리에서의 가속도(=(100-10)/0.5)보다 높임으로써 잔류 DIW의 치환 효율을 높일 수 있다. 또한, 기판(W)으로부터 털어내진 사용이 끝난 IPA는 제3 배액조(25c)로 안내되어 폐기된다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 가스토출구(98a) 및 외측가스토출구(99a)로부터의 질소 가스 유량은 치환처리가 종료할 때까지, 린스처리시와 같은 유량으로 유지된다. 이와 같이 차단부재(9)를 기판 표면(Wf)에 근접 배치한 상태로 비교적 대유량이면서 저속의 질소 가스를 계속적으로 기판 표면(Wf)에 공급하면서 린스처리 및 치환처리를 실행함으로써, 주위 분위기에 포함되는 미스트 중의 약액이나 린스액의 성분이 틈새공간(SP)으로 파고들어가는 것을 억제할 수 있다. 특히, 치환처리에서 기판 표면(Wf)을 덮는 IPA에 린스액의 미스트가 혼입하는 것에 기인하는 워터 마크의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

이렇게 하여, 치환처리가 완료하면, 제어유닛(4)은 척회전기구(13)의 회전속도를 높여 기판(W)을 고속 회전(예를 들면, 1000rpm)시킨다. 이에 의해, 기판 표면(Wf)에 부착되는 IPA가 털어내져 기판(W)의 건조처리(스핀 드라이)가 실행된다(건조처리). 이때, 패턴의 틈새에는, 저표면장력용제가 파고들어가 있으므로, 패턴 도괴(倒壞)나 워터 마크 발생을 방지할 수 있다. 또한, 틈새공간(SP)은 가스토출구(98a) 및 외측가스토출구(99a)로부터 공급되는 질소 가스로 채워져 있으므로, 건조 시간을 단축함과 함께 기판(W)에 부착되는 액체 성분(저표면장력용제)으로의 피(被)산화물질의 용출을 저감하여 워터 마크의 발생을 더 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 건조처리에 있어서는 질소 가스의 유량을 100SLM에서 140SLM으로 증가시킴으로써(도 5), 미스트 등의 둘러쳐짐이 더욱 확실하게 방지된다. 이때, 외측가스토출구(99a)로부터의 토출량을 그다지 변화시키지 않는 한편(95SLM에서 100SLM으로), 가스토출구(98a)로부터의 토출량을 크게 증가시킴으로써(5SLM에서 40SLM으로), 기판 표면(Wf)의 중앙부에 유속이 높은 질소 가스류를 공급할 수 있다. 이렇게 함으로써, 기판 중앙부로부터 주연부로 향하여 IPA를 효율적으로 배출시킬 수 있다.

기판(W)의 건조처리가 종료하면, 제어유닛(4)은 척회전기구(13)를 제어하여 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 질소 가스의 공급은 적어도 기판의 회전이 정지할 때까지 계속되는 것이 바람직하다. 그리고, 스플래쉬 가이드(6)를 퇴피위치로 위치시켜, 스핀척(1)을 스플래쉬 가이드(6)의 위쪽으로부터 돌출하게 한다. 그 후, 기판 반송수단이 처리가 끝난 기판(W)을 장치로부터 반출하여, 1매의 기판(W)에 대한 일련의 세정처리를 종료한다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 100(mL/min)이라고 하는 저류량의 IPA를 기판 표면(Wf)의 중앙부에 공급하면서 치환영역(SR)의 형성 및 확대를 행하고 있다. 따라서, 기판 표면 전면을 IPA로 치환하기 위하여 필요한 IPA의 사용량을, 종래기술(다량의 IPA를 기판 표면에 공급하여 단번에 기판 표면 전면을 IPA로 치환함)에 비하여 대폭으로 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 기판(W)의 회전속도를 제2 속도로 감속하여 DIW 액막을 두께 tl으로 증대시키고, 이 상태를 유지하면서 IPA를 기판(W)의 표면 중앙부에 공급함으로써, 기판 표면(Wf)의 중앙부에 IPA의 치환영역(SR)이 형성된다. 이때, 기판 표면(Wf) 상의 액막 중 치환영역(SR)의 주위에 위치하고 있는 DIW 영역에 IPA가 혼입하는 경우가 있지만, 기판 표면(Wf) 상의 액막이 비교적 두껍게(두께 t1)되어 있기 때문에, 혼입 위치에서의 마란고니 대류의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 표면(Wf)이 부분적으로 건조된다는 문제점을 효과적으로 방지할 수 있다.

여기서, 기판(W)의 회전속도를 제2 속도로 유지한 채로 IPA 공급을 계속하여 치환처리를 행하여도 좋지만, 본 실시형태와 같이 기판(W)의 회전속도를 제2 속도보다 높은 회전속도(100rpm)로 가속하여도 좋다. 왜냐하면, 치환영역(SR)의 형성 후에 있어서는, IPA의 공급위치(기판(W)의 표면 중앙부)로부터 기판(W) 상의 DIW 영역까지의 거리가 넓어져 있으므로, IPA가 치환영역(SR)의 주위에 혼입할 가능성이 낮아져 있기 때문이다. 그래서, 본 실시형태에서는, 기판(W)의 회전속도를 가속함으로써, 기판 표면(Wf) 상의 액막(DIW 영역＋치환영역(SR))에 작용하는 원심력이 증대하여, IPA로의 치환에 필요로 하는 시간이 단축된다. 또한, 회전속도의 증대에 따라 액막이 얇아져, 기판 표면 전체를 덮기 위해 필요한 IPA의 사용량을 삭감할 수 있다.

또한, 기판 표면(Wf)이 IPA로 전면이 덮인 시점에서 치환처리를 완료해도 좋지만, 본 실시형태에서는, 이 상태로부터, 기판(W)의 회전속도를 300rpm으로 증대시키고 있는, 즉 제2 치환처리를 행하고 있기 때문에, 미세 패턴(FP)의 잔류 DIW를 IPA로 확실히 치환할 수 있다. 따라서, 패턴의 도괴를 더 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 상술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 치환처리에서 기판(W)의 회전속도를 2단계로 나누어 가속하고 있지만, 3단계 이상으로 나누어 가속하여도 좋다. 또한, 치환처리에서 기판(W)의 회전속도를 연속적으로 가속하도록 구성하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 퍼들형성처리와 같은 회전속도, 즉 제2 속도로 기판(W)을 회전시키면서 치환영역 형성처리를 실행하고 있지만, 기판(W)의 회전을 정지한 상태나 제2 속도보다 저속으로 회전시킨 상태로 치환영역 형성처리를 실행하여도 좋다. 요점은 기판의 회전속도를 제2 속도 이하로 유지하면서 저표면장력용제를 기판의 표면 중앙부에 공급하여 저표면장력용제에 의한 치환영역을 형성하는 것으로 상기 실시형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, IPA를 저표면장력용제로서 사용하고 있지만, 캐비넷부(70)에서 IPA와 DIW의 혼합액을 작성하여, 이것을 저표면장력용제로서 사용하여도 좋다.

또한, 혼합액의 생성 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, DIW를 차단부재의 액공급로(또는 노즐)를 향하여 송액(送液)하는 송액경로상에 인라인(in line)으로 IPA 등의 유기용매 성분을 혼합시켜 혼합액을 생성하여도 좋다. 또한, 캐비넷부 등의 혼합액생성수단은 기판처리장치 내에 설치하는 경우에 한정하지 않 으며, 기판처리장치와는 별개로 설치된 다른 장치에 대하여 생성한 혼합액을 기판처리장치 내에 설치된 차단부재를 통하여 기판 표면(Wf)에 공급시켜도 좋다. 또한, IPA 등의 유기용제 성분을 포함한 용제로 바꾸어 계면활성제를 필수적으로 포함한 용제를 사용하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 린스액으로서 DIW를 사용하고 있지만, 탄산수(DIW＋CO₂) 등 기판 표면(Wf)에 대하여 화학적 세정작용을 갖지 않는 성분을 포함한 액체를 린스액으로서 사용하도록 하여도 좋다. 이 경우, 기판 표면(Wf)에 부착되어 있는 린스액과 동일 조성의 액체(탄산수)와 유기용매 성분을 혼합한 것을 혼합액으로서 사용하여도 좋다. 또한, 린스액으로서 탄산수를 사용하는 한편으로, 혼합액은 탄산수의 주성분인 DIW와 유기용매 성분을 혼합한 것을 사용하여도 좋다. 또한, 린스액으로서 DIW를 사용하는 한편으로, 혼합액은 탄산수와 유기용매 성분을 혼합한 것을 사용하여도 좋다. 요컨대, 기판 표면(Wf)에 부착되어 있는 액체와 주성분이 동일한 액체와 유기용매 성분을 혼합한 것을 혼합액으로서 사용하면 좋다. 또한, 린스액으로서는 DIW, 탄산수 이외, 수소수, 희박(稀薄) 농도(예를 들면, 1 ppm 정도)의 암모니아수, 희박 농도의 염산 등도 사용할 수 있다.

(실시예)

다음에 본 발명의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 원래 아래의 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니며, 전후기(前後記)의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당하게 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

도 8은 비교예에 관련된 기판처리방법을 나타내는 타이밍 차트이다. 이 비교예가, 본 발명의 실시예(도 5)와 크게 다른 점은 린스처리와 건조처리의 사이에서 행해지는 처리 내용이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는, 상기한 바와 같이 린스처리 후에 치환영역형성처리와 치환처리를 행한다. 이에 대하여, 비교예에서는, 린스처리 후에 기판(W)의 회전속도가 300rpm으로 감속되지만 액막은 비(非)퍼들 상태이고, 또한 막두께는 얇게 되어 있다. 그리고, 그 회전속도를 유지한 채로 IPA 공급이 저(低)유량(100mL/min)으로 16초간 계속되어 기판 표면(Wf) 상의 DIW 액막이 IPA 액막으로 치환된다. 그 후에, 기판(W)의 회전속도가 1000rpm으로 가속되어 건조처리가 실행된다.

이렇게 하여 비교예에 의해 기판처리된 기판 표면(Wf)에 부착되어 있는 파티클(particle)(입경；0.06㎛이상)의 수를 KLA-Tencor사제의 파티클평가장치 SP1-TBI를 이용하여 평가하였던 바, 파티클수가 432개 증가하였다. 또한, 그 기판 표면(Wf)을 모니터링하였던 바, 도 9(a)에 나타내는 파티클분포가 관측되었다. 또한, 같은 도면에 있어서, 흰색의 둥근 라인은 기판(W)의 둘레 단부(端部)를 나타냄과 아울러, 흰색 점은 기판 표면(Wf)에 부착되는 파티클을 나타내고 있다.

한편, 8매의 기판(W)에 대하여, 본 발명의 실시예에 의해 기판처리된 기판 표면(Wf)에 부착되어 있는 파티클(입경；0.06㎛이상)의 수를 상기 파티클평가장치 SP1-TBI를 이용하여 평가하였는 바, 파티클수의 변화는 각각(＋9개), (＋53개), (- 125개), (-173개), (-132개), (-107개) 및 (＋26개)로 되어 있어, 파티클의 부착이 비교예에 비하여 대폭으로 안정되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 이러한 8매의 기판(W) 중 6매의 기판 표면(Wf)을 모니터링하였던 바, 도 9(b)∼(g)에 나타내는 파티클분포가 관측되었다.

이러한 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저표면장력용제의 사용량을 저감하기 위하여 저표면장력용제의 유량을 저감시킨 경우라도, 본 발명과 같이 치환영역형성처리 및 치환처리를 실시함으로써, 기판 표면(Wf)을 양호하게 건조시킬 수 있다.

(산업상의 사용 가능성)

본 발명은 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리기판, 액정 표시용 유리기판, 플라즈마 표시용 유리기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판 등을 포함한 기판 전반의 표면에 대하여 건조처리를 실시하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 기판처리장치의 일 실시형태를 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1의 기판처리장치의 주요한 제어 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 3은 도 1의 기판처리장치에 장착된 차단부재의 주요부를 나타내는 종단면도이다.

도 4는 도 3의 A-A'선 단면도(횡단면도)이다.

도 5는 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.

도 6은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다.

도 7은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다.

도 8은 비교예에 의한 기판처리방법을 나타내는 타이밍 차트이다.

도 9는 비교예 및 실시예에 의해 처리된 기판 표면상에서의 파티클 분포를 나타내는 도면이다.

도 10은 종래의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1… 스핀척

4… 제어유닛(제어수단)

7… 용제공급유닛(공급수단)

13… 척회전기구(기판회전수단)

17… 척핀(기판파지수단)

J… 회전축

SR… 치환영역

Wf… 기판 표면

W… 기판

Claims

기판표면에 약액을 공급하여 약액처리를 행하는 약액처리공정과,

수평상태의 기판을 제1 속도로 회전시키면서 처리액을 사용하여 상기 기판 표면에서 상기 약액을 씻어내는 습식처리를 실시하는 습식처리공정과,

상기 기판의 회전속도를 제2 속도로 감속하여 상기 기판상에 상기 처리액의 액막(液膜)을 퍼들(puddle)형상으로 형성하는 퍼들형성공정과,

상기 기판의 회전속도를 상기 제2 속도 이하로 유지하면서, 상기 처리액보다 표면장력이 낮은 저표면장력용제(低表面張力溶劑)를 상기 기판의 표면 중앙부에 공급하여 상기 저표면장력용제에 의한 치환영역을 형성하는 치환영역형성공정과,

상기 저표면장력용제를 상기 표면 중앙부에 공급하여 상기 치환영역을 상기 기판의 직경방향으로 확대시켜 상기 기판 표면 전면(全面)을 상기 저표면장력용제로 치환하는 치환공정과,

상기 치환공정 후에 상기 저표면장력용제를 상기 기판 표면으로부터 제거하여 그 기판 표면을 건조시키는 건조공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
제1항에 있어서,

상기 치환공정에서는, 상기 제2 속도보다 높은 회전속도로 상기 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
제2항에 있어서,

상기 치환공정에서는, 상기 기판의 회전속도는 시간 경과에 따라 가속되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
제3항에 있어서,

상기 치환공정에서는, 상기 기판의 회전속도는 다단계로 가속되어 회전속도를 가속할 때의 가속도는 상기 회전속도의 증대에 따라 높여져 있는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
약액처리가 행해진 기판표면에 대해서 처리액을 사용하여 상기 기판 표면에서 상기 약액을 씻어내는 습식처리 후에, 상기 처리액보다 표면장력이 낮은 저표면장력용제로 상기 기판 표면상의 상기 처리액을 치환하고 나서 상기 저표면장력용제를 상기 기판 표면으로부터 제거하여 상기 기판 표면을 건조시키는 기판처리장치에 있어서,

기판을 수평자세로 파지하는 기판파지수단과,

상기 기판파지수단에 파지된 기판을 소정의 회전축 둘레로 회전시키는 기판회전수단과,

상기 기판파지수단에 파지된 상기 기판의 표면 중앙부에 상기 저표면장력용제를 공급하는 공급수단과,

상기 기판회전수단을 제어하여 상기 기판의 회전속도를 조정하는 제어수단을 구비하며,

상기 제어수단은, 상기 습식처리에서의 회전속도를 제1 속도로 설정하는 한편, 상기 저표면장력용제의 공급전에 회전속도를 제2 속도로 감속하여 상기 기판상에 상기 처리액의 액막을 퍼들형상으로 형성하고,

상기 공급수단은, 상기 기판의 회전속도가 상기 제2 속도 이하로 유지된 상태에서 상기 저표면장력용제를 공급하여 상기 기판의 표면 중앙부에 상기 저표면장력용제에 의한 치환영역을 형성함에 이어서, 상기 저표면장력용제를 상기 치환영역에 공급하여 상기 치환영역을 상기 기판의 직경방향으로 확대시켜 상기 기판 표면 전면을 상기 저표면장력용제로 치환하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제5항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 치환영역이 형성된 후에, 상기 기판의 회전속도를 상기 제2 속도보다 높은 회전속도로 가속하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.