KR101354407B1 - 액 처리 장치 및 액 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 볼록 형상부의 도괴를 보다 확실하게 방지할 뿐만 아니라, 피처리체의 처리 효율을 높게 하는 것을 특징으로 한다.
액 처리 장치는, 본체부(91)와, 본체부(91)에 마련된 복수의 볼록 형상부(92)를 갖는 피처리체(90)를 처리한다. 액 처리 장치는, 피처리체(90)의 본체부(91)를 지지하는 지지부(50)와, 지지부(50)에 의해 지지된 피처리체(90)에 약액을 공급하는 약액 공급 기구(1)와, 약액 공급 기구(1)에 의해 약액이 공급된 후의 피처리체(90)에, 린스액(R)을 공급하는 린스액 공급 기구(10)를 구비하고 있다. 액 처리 장치는, 린스액 공급 기구(10)에 의해 린스액(R)이 공급된 후의 피처리체(90)에, 소수화 가스를 분출하여 공급하는 소수화 가스 공급 기구(20)도 구비하고 있다.

Description

액 처리 장치 및 액 처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 발명은 본체부와, 본체부에 마련된 복수의 볼록 형상부를 갖는 피처리체를 처리하는 액 처리 장치 및 액 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 기판 본체부(본체부)의 표면측에 미세한 복수의 돌출 라인(볼록 형상부)이 미세 패턴으로서 형성된 반도체 기판(피처리체)에, 순수 등의 린스액 처리를 실시하는 공정과, 상기 반도체 기판에 대하여 린스액 처리를 실시한 후에 건조 처리를 실시하는 공정을 갖는 액 처리 방법이 알려져 있다.
그러나, 이러한 액 처리 방법을 이용한 경우에는, 반도체 기판에 공급된 린스액을 건조할 때에, 기판 본체부 상에 형성된 돌출 라인 사이에서 린스액의 표면 장력이 작용하여, 인접하는 돌출 라인끼리가 인장되어 도괴(倒壞)되는 경우가 있다.
이와 관련하여, 이러한 돌출 라인의 도괴를 방지하기 위해, 반도체 기판에 대하여 린스액 처리를 실시하기 전에, 미세 패턴으로서의 돌출 라인에 대하여 소수화액을 공급하는 소수성화 처리를 실시하는 것이 시도되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제7-273083호 공보
이러한 소수화액을 이용한 소수성화 처리를 실시하면, 공정 수가 늘어나 피처리체를 처리하는 효율이 내려가고, 또한 고가의 소수화액의 사용량이 많아진다.
본 발명은, 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 볼록 형상부가 도괴되는 것을 방지하고, 피처리체의 처리 효율을 높게 할 수 있는 액 처리 장치 및 액 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 액 처리 장치는,
본체부와, 이 본체부에 마련된 복수의 볼록 형상부를 갖는 피처리체를 처리하는 액 처리 장치로서,
상기 피처리체의 상기 본체부를 지지하는 지지부와,
상기 지지부에 의해 지지된 상기 피처리체에 약액을 공급하는 약액 공급 기구와,
상기 약액 공급 기구에 의해 약액이 공급된 후의 상기 피처리체에, 린스액을 공급하는 린스액 공급 기구와,
상기 린스액 공급 기구에 의해 린스액이 공급된 후의 상기 피처리체에, 소수화 가스를 분출하여 공급하는 소수화 가스 공급 기구를 구비하고 있다.
본 발명에 의한 액 처리 방법은,
본체부와, 이 본체부에 마련된 복수의 볼록 형상부를 갖는 피처리체를 처리하는 액 처리 방법으로서,
지지부에 의해, 상기 피처리체를 지지하는 단계와,
약액 공급 기구에 의해, 상기 지지부에 지지된 상기 피처리체에 약액을 공급하는 단계와,
린스액 공급 기구에 의해, 상기 약액 공급 기구에 의해 약액이 공급된 후의 상기 피처리체에 린스액을 공급하는 단계와,
소수화 가스 공급 기구에 의해, 상기 린스액 공급 기구에 의해 린스액이 공급된 후의 상기 피처리체에 소수화 가스를 분출하여 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 린스액이 공급된 후의 피처리체에, 소수화 가스가 분출되어 공급되기 때문에, 볼록 형상부의 도괴를 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이러한 소수화 가스를 이용함으로써, 피처리체의 처리 효율을 높게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액 처리 장치의 구성을 나타내는 측방 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액 처리 장치의 구성을 나타내는 상측 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 소수화 가스 공급 기구의 구성과 캐리어 가스 공급부 근방을 나타내는 측방 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액 처리 방법에 의한 처리 양태를 나타내는 측방 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액 처리 방법에 의한 작용 효과를 설명하기 위한 측방 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 따른 소수화 가스 공급 기구의 구성과 캐리어 가스 공급부 근방을 나타내는 측방 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 다른 변형예에 따른 액 처리 장치의 구성을 나타내는 상측 평면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액 처리 장치의 구성을 나타내는 상측 평면도.
도 9는 종래의 액 처리 방법을 이용하여 피처리체를 처리한 양태를 나타내는 측방 단면도.
제1 실시 형태
이하, 본 발명에 따른 액 처리 장치 및 액 처리 방법의 제1 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 1 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 도면이다.
액 처리 장치는, 기판 본체부(본체부)(91)와, 이 기판 본체부(91)에 마련된 복수의 볼록 형상부(92)를 갖는 피처리 기판(피처리체)(90)을 처리하기 위해 이용된다(도 4의 (a)-(c) 참조). 또, 이 볼록 형상부(92)는, 소정의 패턴으로 기판 본체부(91)에 형성되어 있다. 또한, 이러한 피처리 기판(90)으로서는, 반도체 웨이퍼 등의 반도체 기판을 예로 들 수 있다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 액 처리 장치는, 피처리 기판(90)의 기판 본체부(91)를 유지하고 지지하는 지지부(50)를 갖는 중공 구조의 지지 플레이트(51)와, 지지 플레이트(51)의 하면에 연결되어 상하 방향으로 연장되는 중공 구조의 회전축(52)과, 지지 플레이트(51)의 중공 내에 배치되고 피처리 기판(90)의 이면(하면)에 접촉 가능한 리프트 핀(55a)을 갖는 리프트 핀 플레이트(55)와, 리프트 핀 플레이트(55)의 하면에 연결되어 회전축(52)의 중공 내를 상하 방향으로 연장하는 리프트 축(56)과, 리프트 축(56)을 상하 방향으로 이동시키는 리프트 구동부(45)를 구비하고 있다. 또, 지지 플레이트(51)의 둘레 가장자리 외측에는, 지지부(50)에 의해 지지된 피처리 기판(90)의 둘레 가장자리와 그 경사 위쪽을 덮기 위한 컵(59)이 마련된다. 또한, 도 1에서는 리프트 핀(55a)이 1개밖에 도시되어 있지 않지만, 본 실시 형태에 있어서는, 실제로 리프트 핀 플레이트(55)에 3개의 리프트 핀(55a)이 마련된다.
또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 액 처리 장치는, 회전축(52)의 둘레 가장자리 외측에 배치된 풀리(43)와, 이 풀리(43)에 구동 벨트(42)를 통하여 구동력을 부여하는 모터(41)를 갖는 회전 구동 기구(40)를 더 구비하고 있다. 그리고, 이 회전 구동 기구(40)는, 모터(41)가 회전축(52)을 회전시킴으로써 지지부(50)를 회전축(52)을 중심으로 회전시키고, 이 결과, 지지부(50)에 의해 유지되어 지지된 피처리 기판(90)을 회전시키도록 구성되어 있다. 또, 회전축(52)의 둘레 가장자리 외측에는 베어링(44)이 배치되어 있다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 액 처리 장치는, 지지부(50)에 의해 지지된 피처리 기판(90)에 약액을 공급하는 약액 공급 기구(1)와, 약액 공급 기구(1)에 의해 약액이 공급된 후의 피처리 기판(90)에, 린스액(R)[도 4의 (a) 참조]을 공급하는 린스액 공급 기구(10)와, 린스액 공급 기구(10)에 의해 린스액(R)이 공급된 후의 피처리 기판(90)에, 소수화 가스를 분출하여 공급하는 소수화 가스 공급 기구(20)도 구비하고 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 소수화 가스에 캐리어 가스가 혼입된 혼합 가스(G)[도 4의 (b) 참조]가, 피처리 기판(90)에 분출되어 공급되게 된다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 약액 공급 기구(1)는, 약액을 공급하는 약액 공급부(2)와, 약액 공급부(2)로부터 공급된 약액을 안내하는 약액 공급관(3)과, 이 약액 공급관(3)의 일부가 통과하는 액 공급 아암(15)과, 이 액 공급 아암(15)의 단부에 마련된 액 공급 노즐(16)을 갖고 있다. 또, 본 실시 형태에서 이용되는 약액으로서는, 예컨대, 황산과수, 암모니아과수, 희불산 등을 예로 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 린스액 공급 기구(10)는, 린스액(R)을 공급하는 린스액 공급부(12)와, 린스액 공급부(12)로부터 공급된 린스액(R)을 안내하는 린스액 공급관(13)과, 이 린스액 공급관(13)의 일부가 통과하는 액 공급 아암(15)과, 이 액 공급 아암(15)의 단부에 마련된 액 공급 노즐(16)을 갖고 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 액 공급 아암(15)과 액 공급 노즐(16)이, 약액 공급 기구(1)와 린스액 공급 기구(10) 모두의 구성 요소로 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태에서 이용되는 린스액(R)으로서는, 예컨대, 순수(DIW) 등을 예로 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 소수화 가스 공급 기구(20)는, 소수화 가스를 공급하는 소수화 가스 공급부(22)와, 소수화 가스 공급부(22)로부터 공급된 소수화 가스를 안내하는 가스 공급관(23)과, 이 가스 공급관(23)의 일부가 통과하는 가스 공급 아암(25)과, 이 가스 공급 아암(25)의 단부에 마련된 가스 공급 노즐(26)을 갖고 있다. 또, 본 실시 형태에서 이용되는 소수화 가스로서는, 예컨대, 디메틸아미노트리메틸실란(TMSDMA), 디메틸(디메틸아미노)실란(DMSDMA), 1,1,3,3-테트라메틸디실란(TMDS), 헥사메틸디실라잔(HMDS) 등의 실릴화제나, 계면활성제, 불소 폴리머 등을 예로 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 액 처리 장치는, 피처리 기판(90)에 대하여, 약액 공급 기구(1), 린스액 공급 기구(10) 및 소수화 가스 공급 기구(20)를 상대적으로 이동시키는 이동 기구(60)를 더 구비하고 있다.
이 이동 기구(60)는, 린스액 공급 기구(10)의 구성 요소인 액 공급 아암(15)을, 요동축(15a)을 중심으로 해서 수평 방향[회전축(52)에 직교하는 방향]으로 요동시키는 액 공급 아암 이동부(린스액 이동부)(61)와, 소수화 가스 공급 기구(20)의 구성 요소인 가스 공급 아암(25)을, 요동축(25a)을 중심으로 해서 수평 방향[회전축(52)에 직교하는 방향]으로 요동시키는 가스 공급 아암 이동부(소수화 가스 이동부)(62)를 갖고 있다. 또, 이들 액 공급 아암 이동부(61)와 가스 공급 아암 이동부(62)는, 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)을 선택적으로 요동시키도록 구성되어 있고, 이들 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)을 개별적으로 또는 동시에 요동시킬 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)이 별개로 구성되어 있는 양태를 이용하여 설명하지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)이 일체로 되어 있더라도 좋다(1개의 아암이 액 공급 아암과 가스 공급 아암 모두의 기능을 겸하더라도 좋다).
또한, 린스액 공급 기구(10)의 액 공급 노즐(16)과 소수화 가스 공급 기구(20)의 가스 공급 노즐(26)의 위치 관계는, 이들 액 공급 노즐(16)과 가스 공급 노즐(26)이 피처리 기판(90)의 회전 중심으로부터 둘레 가장자리 방향을 향해 이동하는 동안에, 혼합 가스(G)가 린스액(R)보다 피처리 기판(90)의 회전 중심측에 공급되도록 되어 있다(도 2 참조).
또한, 소수화 가스 공급 기구(20)는, 이 소수화 가스 공급 기구(20)로부터 가열된 소수화 가스를 공급하기 위한 소수화 가스 가열부(29h)를 갖고 있다. 보다 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 소수화 가스 공급 기구(20)의 소수화 가스 공급부(22)는, 소수화액(소수화 가스가 액화된 상태로 되어 있는 것)을 공급하는 소수화액 공급부(24)와, 소수화액 공급부(24)로부터 공급된 소수화액을 안내하는 소수화액 공급관(24a)과, 소수화액 공급관(24a)을 거친 소수화액을 가열하여 기화시킴으로써 고온의 소수화 가스를 생성하는 소수화 가스 가열부(29h)를 갖고 있다. 또, 소수화액 공급관(24a)에는, 소수화액 공급부(24)로부터 공급되는 소수화액의 양을 조정하는 소수화액 유량 조정부(24b)가 마련된다. 또한, 소수화 가스 가열부(29h)는, 가스 공급관(23)에 연결된 가스 공급 케이스(29) 내에 배치되어 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 가스 공급 개체(29)에는, 소수화 가스에 N2나 Ar 등으로 이루어지는 캐리어 가스를 혼입시키는 캐리어 가스 공급부(30)가 캐리어 가스 공급관(31)을 통하여 연결되어 있다. 그리고, 캐리어 가스 공급부(30)로부터 캐리어 가스가 공급됨으로써, 기화된 고온의 소수화 가스와 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스(G)가 생성되고, 이 혼합 가스(G)가 가스 공급관(23) 및 가스 공급 노즐(26)을 거쳐 피처리 기판(90)에 공급되게 된다.
한편 본 실시 형태에 있어서는, 후술하는 액 처리 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 기억 매체(81)에 저장되어 있다(도 1 참조). 그리고, 액 처리 장치는, 기억 매체(81)를 받아들이는 컴퓨터(80)와, 이 컴퓨터(80)로부터의 신호를 받아, 액 처리 장치 자체[보다 구체적으로는, 약액 공급 기구(1), 린스액 공급 기구(10), 소수화 가스 공급 기구(20), 회전 구동 기구(40) 및 리프트 구동부(45)]를 제어하는 제어 장치(85)도 구비하고 있다. 그리고, 기억 매체(81)를 컴퓨터(80)에 삽입함(또는 장착함)으로써, 제어 장치(85)에 의해, 후술하는 일련의 액 처리 방법을 액 처리 장치에 실행시킬 수 있다. 또, 본원에 있어서 기억 매체(81)란, 예컨대, CD, DVD, MD, 하드디스크, RAM 등을 의미하고 있다.
다음에, 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시 형태의 작용에 대해 기술한다.
우선, 리프트 구동부(45)에 의해, 리프트 핀 플레이트(55)가 상측 위치[반송 로봇(도시하지 않음)이 피처리 기판(90)을 전달하는 위치]에 위치 결정된다(상측 위치 결정 공정).
다음에, 리프트 핀 플레이트(55)의 3개의 리프트 핀(55a)에 의해, 반송 로봇으로부터 피처리 기판(90)이 수취되고, 상기 리프트 핀(55a)에 의해 피처리 기판(90)의 이면(하면)이 지지된다(수취 공정).
다음에, 리프트 구동부(45)에 의해, 리프트 핀 플레이트(55)가 하측 위치[피처리 기판(90)이 약액 등에 의해 처리되는 위치]에 위치 결정된다(하측 위치 결정 공정)(도 1 참조).
이와 같이 리프트 핀 플레이트(55)가 하측 위치에 위치 결정되는 동안에, 지지 플레이트(51)의 지지부(50)에 의해, 피처리 기판(90)의 기판 본체부(91)가 유지되고 지지된다(지지 공정)(도 1 참조). 이 때, 피처리 기판(90)은, 볼록 형상부(92)가 위쪽에 위치하고, 기판 본체부(91)가 아래쪽에 위치하도록 위치 결정되어 있다(도 4의 (a)-(c) 참조).
다음에, 모터(41)에 의해 회전축(52)이 회전 구동됨으로써, 지지 플레이트(51)의 지지부(50)에 의해 유지되어 지지된 피처리 기판(90)이 회전된다(회전 공정)(도 2의 화살표 A1 참조). 그리고, 이와 같이 피처리 기판(90)이 회전하고 있는 동안에, 이하의 공정이 행해진다.
우선, 약액 공급 기구(1)에 의해, 피처리 기판(90)에 약액이 공급된다(약액 공급 공정)(도 2 참조). 즉, 약액 공급부(2)로부터 약액 공급관(3)에 약액이 공급되고, 이 약액 공급관(3)을 거친 약액이 액 공급 노즐(16)로부터 피처리 기판(90)의 표면(상면)에 공급된다.
다음에, 약액 공급 기구(1)에 의해 약액이 공급된 후의 피처리 기판(90)의 표면에, 린스액 공급 기구(10)에 의해 피처리 기판(90)의 볼록 형상부(92)가 액면 밖으로 노출되지 않는 상태로 린스액(R)이 공급된다(린스액 공급 공정)(도 2 및 도 4의 (a) 참조). 이와 같이 볼록 형상부(92)가 액면 밖으로 노출되지 않기 때문에, 볼록 형상부(92) 사이에서 표면 장력이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 또 이 때, 린스액 공급부(12)로부터 린스액 공급관(13)에 린스액(R)이 공급되고, 이 린스액 공급관(13)을 거친 린스액(R)이 액 공급 노즐(16)로부터 피처리 기판(90)의 표면에 공급되게 된다.
다음에, 린스액(R)이 액 공급 노즐(16)로부터 피처리 기판(90)에 공급되어 있는 상태에서, 액 공급 노즐(16)이 피처리 기판(90)의 중심에서 둘레 가장자리 방향을 향해 원호를 그리도록, 액 공급 아암 이동부(61)에 의해 액 공급 아암(15)이 수평 방향으로 요동되기 시작한다(린스액 이동 공정이 시작된다)(도 2의 화살표 A2 및 도 4의 (b)의 화살표 A2 참조).
이 때, 린스액(R)이 공급된 후의 피처리 기판(90)의 표면에, 소수화 가스 공급 기구(20)에 의해 혼합 가스(G)가 분출되어 공급되기 시작하고(가스 공급 공정이 시작되고), 또한, 가스 공급 아암 이동부(62)에 의해, 가스 공급 아암(25)이, 가스 공급 노즐(26)이 피처리 기판(90)의 둘레 가장자리 방향을 향해 원호를 그리도록 하여, 수평 방향으로 요동되기 시작한다(가스 이동 공정이 시작된다)(도 2의 화살표 A3 및 도 4의 (b)의 화살표 A3 참조). 또 이 때, 가스 공급 노즐(26)은, 액 공급 노즐(16)과 가스 공급 노즐(26)이 피처리 기판(90)의 회전 중심으로부터 둘레 가장자리 방향을 향해 이동하는 동안에, 액 공급 노즐(16)로부터 피처리 기판(90)에 린스액(R)이 공급되는 위치보다, 피처리 기판(90)의 회전 중심측의 위치에 대하여 혼합 가스(G)를 공급한다.
그런데, 본 실시 형태에서는, 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)이 동일한 방향으로 요동하는 양태를 이용하여 설명하지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)이 서로 역방향으로 요동되더라도 좋다. 이 경우에도, 피처리 기판(90)이 회전되고 있기 때문에, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉 이 때에도, 가스 공급 노즐(26)은, 액 공급 노즐(16)과 가스 공급 노즐(26)이 피처리 기판(90)의 회전 중심으로부터 둘레 가장자리 방향을 향해 이동하는 동안에, 액 공급 노즐(16)로부터 피처리 기판(90)에 린스액(R)이 공급되는 위치보다, 피처리 기판(90)의 회전 중심측의 위치에 대하여 혼합 가스(G)를 공급하게 되기 때문에, 피처리 기판(90)을 중심으로부터 둘레 가장자리를 향해 순차 처리할 수 있다.
이하, 린스액 공급 공정, 린스액 이동 공정, 가스 공급 공정 및 가스 이동 공정이 행해지고 있는 동안의 작용에 대해, 구체적으로 설명한다.
또, 볼록 형상부(92)를 도괴시키고자 하는 힘(F)은, 이하의 식에 의해 도출된다.
[식 1]
Figure 112010022761700-pat00001
여기서, γ는 린스액(R)과 볼록 형상부(92) 사이의 계면 장력을 의미하고, θ는 볼록 형상부(92)의 측면에 대한 린스액(R)의 경사 각도를 의미하며, H는 볼록 형상부(92) 사이의 린스액(R)의 액면 높이를 의미하고, D는 볼록 형상부(92)의 깊이의 길이를 의미하며(도시하지 않음), S는 볼록 형상부(92) 사이의 간격을 의미하고 있다(도 5의 (a) 참조).
우선, 피처리 기판(90)의 표면에 혼합 가스(G)가 분출되어 공급되기 시작할 때에 대해 설명한다. 이와 같이 혼합 가스(G)가 분출되어 공급되기 시작할 때에는, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 혼합 가스(G)가 기세 좋게 분출되기 때문에, 피처리 기판(90)의 볼록 형상부(92)에 대하여 θ를 90°에 가까운 상태로 하여 액면을 저하시킬 수 있어, 볼록 형상부(92) 사이에 작용하는 표면 장력을 작게 할 수 있다.
즉, (종래와 같이) 소수화 가스를 분출하지 않는 경우에는, 린스액(R)의 액면의 높이가 천천히 저하되기 때문에, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 θ가 작아져(cosθ가 커져), 결과적으로 볼록 형상부(92)를 도괴시키고자 하는 힘(F)이 커지기 때문에, 볼록 형상부(92)가 도괴된다[도 9의 (b) 참조]. 이에 대하여, 본 실시 형태에 따르면, 혼합 가스(G)를 기세 좋게 분출할 수 있기 때문에, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 θ를 작게 할 수 있어[θ를 90°(cosθ=0)에 가까운 상태로 할 수 있어], 결과적으로 볼록 형상부(92)를 도괴시키고자 하는 힘(F)을 작게 할 수 있다.
다음에, 피처리 기판(90)의 표면에 소수화 가스에 의한 소수화면(93)이 형성되기 시작한 후에 대해 설명한다. 이와 같이 피처리 기판(90)의 표면에 소수화면(93)이 형성되기 시작한 후에는, 인접하는 볼록 형상부(92) 중 적어도 하나에 소수화면(93)이 형성되게 된다. 이 때문에, 예컨대 린스액(R)이 소수화면(93)이 형성된 볼록 형상부(92)측에 튀는 일이 있더라도, 단순히 N2나 Ar 등으로 이루어지는 불활성 가스를 분사한 경우와 달리, 그 린스액(R)이 튕겨, 볼록 형상부(92) 사이에 린스액(R)이 걸쳐 존재하는 것을 방지할 수 있다[도 5의 (b) 참조]. 이 결과, 볼록 형상부(92) 사이에 표면 장력이 작용하는 일이 없어지기 때문에, 볼록 형상부(92)가 도괴되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 액 공급 노즐(16)과 가스 공급 노즐(26)이 동시에 요동되고, 린스액(R)이 공급되는 위치보다 약간 피처리 기판(90)의 회전 중심측의 위치에 혼합 가스(G)가 공급된다[도 4의 (b) 참조]. 이 때문에, 인접하는 볼록 형상부(92) 중 적어도 하나에 소수화면(93)이 신속히 형성되어, 볼록 형상부(92) 사이에 표면 장력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 혼합 가스(G)가 분출되기 때문에, 이미 소수화면(93)이 형성된 볼록 형상부(92)측으로부터 아직 소수화면(93)이 형성되지 않은 볼록 형상부(92)측으로 혼합 가스(G)의 분출력이 더해져, 린스액(R)이 소수화된 볼록 형상부(92)측으로 이동하는 것을 방지할 수 있다[도 5의 (b) 참조]. 이 때문에, 린스액(R)이 볼록 형상부(92) 사이에 걸쳐 존재하는 것을 더 확실하게 방지할 수 있다.
그런데, 소수화 가스로서 디메틸아미노트리메틸실란(TMSDMA) 등의 실릴화제를 이용한 경우에는, 볼록 형상부(92)의 측면에 존재하는 친수성의 -OH기가 실릴화되어, 소수성 트리메틸실록시기[-OSi(CH3)3]가 생성됨으로써, 소수화되게 된다[소수화면(93)이 형성되게 된다].
또한, 본 실시 형태에서는, 기체가 되어 용량이 커진 소수화 가스를 이용하고 있기 때문에, 종래 기술에 비해 고가인 소수화액의 사용량을 적게 할 수 있어, 피처리 기판(90)을 처리하는 비용을 낮게 할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 의하면, 캐리어 가스 공급부(30)로부터 공급되는 캐리어 가스가 소수화 가스에 혼입되어, 혼합 가스(G)로서 피처리 기판(90)에 공급된다. 이 때문에, 적은 양의 소수화 가스라도 강한 분출력으로 볼록 형상부(92)의 표면에 도달시키는 것이 가능해져, 사용하는 소수화액의 양을 보다 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 혼합 가스(G) 중의 소수화 가스에 의해 피처리 기판(90)을 소수화시키고, 상기 피처리 기판(90)을 혼합 가스(G)로 건조시킬 수 있기 때문에, 종래 기술과 같이 소수화 처리를 실시하는 공정을 별도로 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 종래 기술에 비해 피처리 기판(90)의 처리 효율을 높게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 액 공급 아암(15)과 가스 공급 아암(25)이 동시에 요동되어, 린스액(R)에 의해 피처리 기판(90)을 세정하는 처리와, 혼합 가스(G)에 의해 피처리 기판(90)을 소수화하고 건조하는 처리를 병행하여 행할 수 있다. 이 때문에, 피처리 기판(90)의 처리 효율을 보다 높게 할 수 있다.
그런데, 본 실시 형태에서는, 소수화 가스 가열부(29h)에 의해 가열되어 기화된 고온의 소수화 가스를 이용하고 있기 때문에, 고온의 혼합 가스(G)로 피처리 기판(90)의 표면을 효율적으로 건조시킬 수 있다. 이 때문에, 피처리 기판(90)의 처리 효율을 더 높게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 린스액 공급 공정, 린스액 이동 공정, 가스 공급 공정 및 가스 이동 공정을 행하면서, 가스 공급 아암(25)에 마련된 가스 공급 노즐(26)이 종단 위치까지 이동되면, 피처리 기판(90)의 표면 전체가 소수화되고 건조되게 된다[도 4(c) 참조]. 그리고, 그 후에, 모터(41)의 회전이 정지되어, 피처리 기판(90)의 회전이 정지되게 된다(도 1 참조).
이와 같이 피처리 기판(90)의 회전이 정지되면, 리프트 구동부(45)에 의해, 리프트 핀 플레이트(55)가 상측 위치에 위치 결정되고, 리프트 핀(55a)에 의해 피처리 기판(90)이 들어 올려진다(상측 위치 결정 공정). 그 후, 반송 로봇에 의해 피처리 기판(90)이 수취되어 반출된다(반출 공정).
그런데, 이상의 설명에서는, 고온의 혼합 가스(G)를 피처리 기판(90)에 공급하기 위해, 소수화 가스 공급 기구(20)의 소수화 가스 공급부(22)가 소수화 가스를 가열하는 소수화 가스 가열부(29h)를 갖는 양태를 이용하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 캐리어 가스 공급관(31)에, 캐리어 가스 공급부(30)로부터 공급되는 캐리어 가스를 가열하는 캐리어 가스 가열부(31h)가 마련된 양태를 이용하더라도 좋고, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 가스 공급관(23)에, 소수화 가스와 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스(G)를 가열하는 혼합 가스 가열부(23h)가 마련된 양태를 이용하더라도 좋다.
또, 이와 같이 캐리어 가스 가열부(31h)나 혼합 가스 가열부(23h)를 이용하는 양태에 있어서는, 도 6의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 소수화 가스 공급 기구(20)가 소수화액을 저류하는 저류 케이스(28)를 가지고, 이 저류 케이스(28) 내의 소수화액 내에 캐리어 가스를 공급함으로써, 소수화 가스와 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스(G)를 가스 공급관(23)에 공급하도록 하더라도 좋다.
그런데, 본 실시 형태에 있어서, 액 처리 장치는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 소수화 가스 공급 기구(20)에 의해 소수화 가스가 공급된 후의 피처리 기판(90)[반출 공정으로 반출된 후의 피처리 기판(90)]을 배치하기 위한 배치대(72)와, 상기 피처리 기판(90)에 자외선을 조사하는 자외선 조사부(71)를 갖는 자외선 조사 기구(70)를 더 구비하더라도 좋다. 또, 자외선 조사부(71)에는 이 자외선 조사부(71)를 수평 방향으로[피처리 기판(90)의 표면을 따라] 이동시키는 자외선 이동부(67)가 마련된다.
이러한 자외선 조사 기구(70)를 마련함으로써, 피처리 기판(90)의 표면에 형성된 소수화면(93)을 제거할 수 있고, 또한, 유기물로 이루어지는 파티클을 피처리 기판(90)으로부터 제거할 수도 있다.
또, 자외선 조사부(71)는 피처리 기판(90)에 대하여 「상대적」으로 이동하기만 하면 되기 때문에, 전술한 바와 같이 자외선 이동부(67)에 의해 자외선 조사부(71)를 수평 방향으로 이동하는 양태에 한정되지 않고, 배치대(72)를 수평 방향으로 이동시키는 자외선 이동부(67')를 이용하더라도 좋다(도 7의 이점쇄선 및 점선 화살표 참조).
제2 실시 형태
다음에, 도 8을 참고로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 7에 나타낸 제1 실시 형태는, 모터(41)가 회전축(52)을 회전시킴으로써 피처리 기판(90)을 회전시키는 것으로, 액 공급 아암 이동부(린스액 이동부)(61)에 의해 액 공급 아암(15)이 수평 방향으로 요동되고, 가스 공급 아암 이동부(소수화 가스 이동부)(62)에 의해 가스 공급 아암(25)이 수평 방향으로 요동되는 양태였다.
이에 대하여, 도 8에 나타내는 제2 실시 형태는, 지지부(도시하지 않음)를 갖는 지지 플레이트(51')에 의해 지지된 피처리 기판(90)[볼록 형상부(92)가 위쪽에 위치하고, 기판 본체부(91)가 아래쪽에 위치하도록 위치 결정되는 피처리 기판(90)]의 위쪽에, 약액을 공급하는 약액 공급 기구(1')와, 린스액(R)을 공급하는 린스액 공급 기구(10')와, 소수화 가스[또는 혼합 가스(G)]를 분출하여 공급하는 소수화 가스 공급 기구(20')가 마련되는 양태이다. 또한, 약액 공급 기구(1')에는 이 약액 공급 기구(1')를 수평 방향으로 이동시키는 약액 이동부(66)가 마련되고, 린스액 공급 기구(10')에는 이 린스액 공급 기구(10')를 수평 방향으로 이동시키는 린스액 이동부(61')가 마련되며, 소수화 가스 공급 기구(20')에는 이 소수화 가스 공급 기구(20')를 수평 방향으로 이동시키는 소수화 가스 이동부(62')가 마련된다.
또, 본 실시 형태에서도, 피처리 기판(90)에 자외선을 조사하는 자외선 조사부(71)를 갖는 자외선 조사 기구(70)가 마련되고, 자외선 조사부(71)에는 이 자외선 조사부(71)를 수평 방향으로 이동시키는 자외선 이동부(67)가 마련된다. 또한, 약액 이동부(66), 린스액 이동부(61'), 소수화 가스 이동부(62') 및 자외선 이동부(67)에 의해 이동 기구(60')가 구성되어 있다.
그런데, 이동 기구(60')를 구성하는 약액 이동부(66), 린스액 이동부(61'), 소수화 가스 이동부(62') 및 자외선 이동부(67)는, 약액 공급 기구(1'), 린스액 공급 기구(10'), 소수화 가스 공급 기구(20') 및 자외선 조사 기구(70) 각각을 동시에 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
그 밖의 구성은 도 1 내지 도 7에 나타내는 제1 실시 형태와 대략 동일하다. 또, 도 8에 나타내는 제2 실시 형태에 있어서, 도 1 내지 도 7에 나타내는 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태에 의해서도, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있고, 주요한 효과로서는, 볼록 형상부(92)의 도괴를 확실하게 방지할 수 있고, 피처리 기판(90)의 처리 효율을 높게 하며, 또한, 피처리 기판(90)의 처리 비용을 낮게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 약액 공급 기구(1'), 린스액 공급 기구(10'), 소수화 가스 공급 기구(20') 및 자외선 조사 기구(70) 각각이 동시에 수평 방향으로 이동되기 때문에, 약액에 의해 피처리 기판(90)을 세정하는 처리와, 린스액(R)에 의해 피처리 기판(90)을 세정하는 처리와, 소수화 가스에 의해 피처리 기판(90)을 소수화하고 건조하는 처리와, 자외선에 의해 피처리 기판(90)으로부터 소수화면(93)을 제거하고 유기물로 이루어지는 파티클을 제거하는 처리를 병행하여 행할 수 있다. 이 때문에, 높은 효율로 피처리 기판(90)을 처리할 수 있다.
또, 약액 공급 기구(1'), 린스액 공급 기구(10'), 소수화 가스 공급 기구(20') 및 자외선 조사 기구(70)는, 피처리 기판(90)에 대하여 「상대적」으로 이동하면 된다. 이 때문에, 전술한 바와 같이, 약액 공급 기구(1')를 이동시키는 약액 이동부(66)나, 린스액 공급 기구(10')를 이동시키는 린스액 이동부(61')나, 소수화 가스 공급 기구(20')를 이동시키는 소수화 가스 이동부(62')나, 자외선 조사부(71)를 이동시키는 자외선 이동부(67)를 이용하는 대신에, 지지 플레이트(51)를 이동시키는 이동 기구(60")가 마련되더라도 좋다(도 8의 이점쇄선 및 점선 화살표 참조). 이 경우에는, 이 이동 기구(60")가, 약액 이동부(66), 린스액 이동부(61'), 소수화 가스 이동부(62') 및 자외선 이동부(67)를 구성하게 된다.

Claims (13)

  1. 본체부와, 이 본체부에 마련된 복수의 볼록 형상부를 갖는 피처리체를 처리하는 액 처리 장치로서,
    상기 피처리체의 상기 본체부를 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 의해 지지된 상기 피처리체에 약액을 공급하는 약액 공급 기구와,
    상기 약액 공급 기구에 의해 약액이 공급된 후의 상기 피처리체에 린스액을 공급하는 것으로, 상기 볼록 형상부를 상기 린스액의 액면으로부터 노출시키지 않은 상태로 하는 린스액 공급 기구와,
    상기 린스액 공급 기구에 의해 린스액이 공급된 후의 상기 피처리체에 소수화 가스를 분출하는 것으로, 상기 액면의 높이를 저하시켜 상기 린스액을 제거하는 소수화 가스 공급 기구
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피처리체에 대하여, 상기 소수화 가스 공급 기구를 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피처리체에 대하여, 상기 린스액 공급 기구와 상기 소수화 가스 공급 기구를 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 린스액 공급 기구를 상기 피처리체에 대하여 상대적으로 이동시키는 린스액 이동부와, 상기 소수화 가스 공급 기구를 상기 피처리체에 대하여 상대적으로 이동시키는 소수화 가스 이동부를 포함하고,
    상기 린스액 이동부와 상기 소수화 가스 이동부는, 상기 린스액 공급 기구와 상기 소수화 가스 공급 기구를 동시에 이동시키는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 지지부를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 상기 피처리체를 회전시키는 회전 구동 기구를 더 포함하고,
    상기 이동 기구는, 상기 린스액 공급 기구와 상기 소수화 가스 공급 기구를 상기 회전축에 직교하는 방향으로 동시에 이동시키며,
    상기 린스액 공급 기구와 상기 소수화 가스 공급 기구의 위치 관계는, 이들 린스액 공급 기구와 소수화 가스 공급 기구가 상기 피처리체의 회전 중심으로부터 둘레 가장자리 방향을 향해 이동할 때에, 소수화 가스가 린스액보다 피처리체의 회전 중심측에 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수화 가스 공급 기구는, 이 소수화 가스 공급 기구로부터 가열된 소수화 가스를 공급하기 위한 소수화 가스 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 소수화 가스에 캐리어 가스를 혼입시킴으로써, 상기 피처리체에 소수화 가스와 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스를 공급시키는 캐리어 가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 캐리어 가스 공급부로부터 공급되는 캐리어 가스를 가열하는 캐리어 가스 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 소수화 가스와 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스를 가열하는 혼합 가스 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수화 가스 공급 기구에 의해 소수화 가스가 공급된 후의 상기 피처리체에, 자외선을 조사하는 자외선 조사 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 소수화 가스 공급 기구에 의해 소수화 가스가 공급된 후의 상기 피처리체에, 자외선을 조사하는 자외선 조사 기구와,
    상기 피처리체에 대하여, 상기 소수화 가스 공급 기구 및 상기 자외선 조사 기구를 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 더 포함하고,
    상기 이동 기구는, 상기 소수화 가스 공급 기구와 상기 자외선 조사 기구를 동시에 이동시키는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
  12. 본체부와, 이 본체부에 마련된 복수의 볼록 형상부를 갖는 피처리체를 처리하는 액 처리 방법으로서,
    지지부에 의해, 상기 피처리체를 지지하는 단계와,
    약액 공급 기구에 의해, 상기 지지부에 지지된 상기 피처리체에 약액을 공급하는 단계와,
    린스액 공급 기구에 의해, 상기 약액 공급 기구에 의해 약액이 공급된 후의 상기 피처리체에 린스액을 공급하는 것으로, 상기 볼록 형상부를 상기 린스액의 액면으로부터 노출시키지 않은 상태로 하는 단계와,
    소수화 가스 공급 기구에 의해, 상기 린스액 공급 기구에 의해 린스액이 공급된 후의 상기 피처리체에 소수화 가스를 분출하는 것으로, 상기 액면의 높이를 저하시켜 상기 린스액을 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 이동 기구에 의해, 상기 피처리체에 대하여 상기 소수화 가스 공급 기구를 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 액 처리 방법.
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