KR101465523B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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나오즈미 후지와라
카츠히코 미야
마사히코 카토
켄타로 토쿠리
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판처리장치(1)에서는, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 공급된 순수의 과냉각액에 의해 상면(91)상에 액막이 형성되고, 그 액막이 동결부(4)로부터의 냉각가스에 의해 냉각되어 동결막이 형성된다. 과냉각액에 의해 형성된 액막의 온도는 순수의 응고점보다 낮고, 동결이 생기기 쉬운 상태로 있다. 이 때문에, 동결부(4)에 의해 냉각되었을 때에, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 응고점보다 고온인 순수로 액막을 형성하는 경우에 비하여, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 온도를 높게 하여도 신속히 액막을 동결할 수 있다. 이 때문에, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스를 공급하는 배관 등의 단열 설비를 간소화할 수 있다. 그 결과, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판을 처리하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 함)의 제조 공정에서는, 기판처리장치를 이용하여 산화막 등의 절연막을 갖는 기판에 대하여 여러 가지의 처리가 실시된다. 예를 들면, 기판의 표면에 세정액을 공급함으로써, 기판의 표면상에 부착된 파티클 등을 제거하는 세정 처리가 행해진다.
일본특허공개 2008-71875호 공보에서는, 기판의 표면에 탈이온수(deionized water, DIW) 등의 액막을 형성하고, 이 액막을 냉각가스에 의해 냉각하여 동결시킨 후, 린스액으로 동결(凍結)시킴으로써, 기판 표면의 파티클을 제거하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본특허공개 2009-254965호 공보에서는, 위에서 설명한 동결 세정에 있어서, 상온보다도 냉각된 탈이온수를 기판의 표면에 공급하여, 냉각가스에 의해 동결시키는 기술이 개시되어 있다.
일본특허공개 2009-254965호 공보에서는, 탈이온수의 냉각 온도는 10℃보다 낮게 하는 것이 바람직하고, 배관의 단열 구조나 열교환기의 능력 등을 고려하면, 2℃ 정도로 설정하는 것이 바람직하다고 기재되어 있다. 일본특허공개 2008-28008호 공보에서는, 기판의 표면에 형성된 탈이온수의 액막을, 기판의 이면(裏面)에 액체 냉매를 공급함으로써 동결시킨 후, 린스액으로 동결하는 기술이 개시되어 있다.일본특허공개 2008-71875호 공보, 일본특허공개 2009-254965호 공보 및 일본특허공개 2008-28008호 공보에 기재된 장치에서는, 기판을 회전시켜, 기판의 표면에 토출된 액체의 일부를 기판 위로부터 제거하는(즉, 액체를 털어내는) 것에 의해, 기판의 표면상에 액막이 형성된다.
한편, 일본특허공개 2000-58494호 공보에서는, 기판상의 포토레지스트막을 제거할 때에, 포토레지스트막을 액체 질소에 침지하여 동결시킨 후, 드라이아이스 입자나 얼음 입자를 분사하여 블라스트 세정하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 포토레지스트막을 동결시키기 전에, 수중에 침지하거나 수증기를 분사하는 등의 방법에 의해, 포토레지스트막에 수분을 포함하도록 하는 경우도 제안되어 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 동결 세정을 행하는 기판처리장치에서는, 기판상의 액막을 동결시키기 위한 냉각가스로서, 액체 질소 안을 지나는 배관을 통과하여 약 -190℃까지 냉각된 질소가스 등이 사용된다. 이러한 냉각가스를, 기판의 처리가 행해지는 챔버 내로 도입하기 위해서는, 고성능의 단열(斷熱) 설비가 필요하여, 장치의 제조 비용이 증대하여 버린다. 그러나, 단열 설비의 성능을 낮추면 냉각가스의 온도가 높아져, 액막의 동결에 필요로 하는 시간이 길어져 버린다.
일본특허공개 2009-254965호 공보의 장치에서는, 냉각된 탈이온수로 액막을 형성함으로써, 액막의 동결에 필요로 하는 시간의 단축이나, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용의 억제를 도모하고 있다. 그러나, 기판을 회전시켜 액막을 형성하는 동안에, 기판 주위의 가스 등으로부터 액막에 열이 유입되어, 액막의 온도가 상승하여 버리기 때문에, 동결에 필요로 하는 시간의 단축이나, 동결에 필요로 하는 냉각 비용의 억제에 한계가 있다.
일본특허공개 2008-71875호 공보, 일본특허공개 2009-254965호 공보 및 일본특허공개 2008-28008호 공보와 같은 기판 표면의 파티클 등을 제거하는 장치에서는, 기판의 표면에 액막을 형성하기 위해서, 탈이온수 등의 액체를 토출하여 기판의 표면에 공급하는 기구가 필요하다. 또한, 기판을 회전하여 기판상에서 액체를 이동시키면서 액막이 형성되기 때문에, 액막의 두께를 어느 정도 이상 얇게 하려고 하면, 기판의 표면상에 있어서, 액막이 존재하는 영역과 액막이 존재하지 않는 영역이 혼재하게 되어 버린다.
본 발명은 기판을 처리하는 기술에 관한 것으로, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제하고, 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 하는 것을 주된 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 기판을 향하여 액체를 토출하는 구조를 생략하여 기판처리장치를 소형화하는 것도 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 기판상에 얇은 액막을 용이하게 형성하는 것도 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따른 하나의 기판처리장치는 챔버와, 상기 챔버 내에서 한쪽의 주면(主面)을 위쪽으로 향한 상태로 기판을 유지하는 기판유지부와, 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 응고점보다 낮은 온도까지 과냉각(supercooling)된 과냉각액을 공급하는 액체공급부와, 상기 과냉각액이 공급된 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 액막을 형성하는 기판회전기구와, 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부를 구비한다. 이 기판처리장치에 의하면, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 액체공급부로부터 상기 과냉각액을 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 공급함으로써, 상기 한쪽의 주면의 온도를 상기 과냉각액의 응고점보다 낮은 온도로 한 후에, 상기 기판회전기구에 의한 상기 액막의 형성이 행해진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 기판처리장치는 상기 액막이 형성될 때에, 회전 중의 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 냉각하는 냉각부를 더 구비한다.
보다 바람직하게는, 상기 냉각부가 상기 과냉각액을 상기 다른 쪽의 주면에 공급한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 과냉각액이 순수(純水)이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 기판처리장치는 동결한 상기 액막인 동결막에 가열된 해동용 액체를 공급하여 상기 동결막을 제거하는 동결막제거부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 다른 기판처리장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 기판을 유지하는 기판유지부와, 상기 기판에 미리 냉각된 제1 액체를 공급하여 상기 기판을 예비 냉각하는 제1 액체공급부와, 예비 냉각된 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 상기 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제2 액체를 공급하는 제2 액체공급부와, 상기 제2 액체가 공급된 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 상기 제2 액체의 액막을 형성하는 기판회전기구와, 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부를 구비한다. 이 기판처리장치에 의하면, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 제2 액체공급부가 미리 냉각된 상기 제2 액체를 상기 기판에 공급한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 제1 액체공급부에 의한 예비 냉각에 의해, 상기 기판의 온도가 상기 제2 액체의 응고점 이하로 된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 기판처리장치는 상기 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제3 액체를 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 공급하는 제3 액체공급부를 더 구비하고, 상기 기판회전기구에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 제1 액체공급부로부터 상기 기판의 상기 한쪽의 주면을 향하여 상기 제3 액체의 응고점 이하로 냉각된 상기 제1 액체를 공급함과 함께, 상기 제3 액체공급부로부터 상기 기판의 상기 다른 쪽의 주면을 향하여 상기 제3 액체를 공급한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 제1 액체공급부가 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 상기 제1 액체를 공급한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 제2 액체가 순수이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 제1 액체가 에칭 성능을 갖는 기능액(機能液)이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 기판처리장치는 동결한 상기 액막인 동결막에 가열된 해동용 액체를 공급하여 상기 동결막을 제거하는 동결막제거부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 다른 기판처리장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 기판을 유지하는 기판유지부와, 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 액체를 공급하는 액체공급부와, 상기 액체가 공급된 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 상기 액체의 액막을 형성하는 기판회전기구와, 상기 액막이 형성될 때에, 회전 중의 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 냉각하는 냉각부와, 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부를 구비한다. 이 기판처리장치에 의하면, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 냉각부가 냉각된 냉각용 액체를 상기 기판의 상기 다른 쪽의 주면에 공급한다.
보다 바람직하게는, 상기 냉각용 액체가 상기 액체공급부로부터 공급되는 상기 액체와 같다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 냉각부가 상기 기판의 상기 다른 쪽의 주면을 향하여 냉각된 가스를 공급한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 액체공급부로부터 공급되는 상기 액체가 순수이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 기판처리장치는 동결한 상기 액막인 동결막에 가열된 해동용 액체를 공급하여 상기 동결막을 제거하는 동결막제거부를 더 구비한다.
본 발명에 따른 또 다른 기판처리장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 있어서 기판을 유지하는 기판유지부와, 상기 기판의 한쪽의 주면에 순수를 결로(結露)시켜 상기 한쪽의 주면상에 액막을 형성하는 액막형성부와, 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부를 구비한다. 이 기판처리장치에 의하면, 기판을 향하여 액체를 토출하는 구조를 생략하여 기판처리장치를 소형화할 수 있다. 또한, 기판상에 얇은 액막을 용이하게 형성할 수도 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 액막형성부가 상기 기판을 냉각하는 기판냉각부이다.
보다 바람직하게는, 상기 기판냉각부가 상기 동결부이기도 하다.
더 바람직하게는, 상기 기판냉각부가 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 냉각가스를 공급한다.
또는, 기판처리장치가 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전하는 기판회전기구를 더 구비하고, 상기 기판회전기구에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판냉각부로부터 상기 기판의 상기 한쪽의 주면의 중앙부, 또는 다른 쪽의 주면의 중앙부를 향하여 냉각가스를 공급한다.
혹은, 기판처리장치가 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전하는 기판회전기구를 더 구비하고, 상기 기판냉각부가 상기 기판에 냉각가스를 공급하는 냉각가스 노즐과, 상기 냉각가스 노즐을 상기 기판의 중앙부와 외연부(外緣部) 사이에서 상대적으로 왕복 이동하는 노즐이동기구를 구비하고, 상기 기판회전기구에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 노즐이동기구에 의해 왕복 이동하는 상기 냉각가스 노즐로부터, 상기 기판의 상기 한쪽의 주면 또는 다른 쪽의 주면을 향하여 냉각가스를 공급한다.
보다 바람직하게는, 상기 기판냉각부로부터 상기 기판에 공급되는 냉각가스의 온도를 제어하는 냉각가스 온도제어부를 더 구비하고, 상기 기판의 상기 외연부에 상기 냉각가스 노즐로부터 공급되는 냉각가스의 온도가 상기 기판의 상기 중앙부에 상기 냉각가스 노즐로부터 공급되는 냉각가스의 온도보다 낮다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 챔버 내의 습도를 제어하는 습도제어부를 더 구비한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 동결한 상기 액막인 동결막에 가열된 해동용 액체를 공급하여 상기 동결막을 제거하는 동결막제거부를 더 구비한다.
본 발명은 기판을 처리하는 기판처리방법에도 관한 것이다. 본 발명에 따른 하나의 기판처리방법은 a) 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 유지된 기판의 상기 한쪽의 주면에 응고점보다 낮은 온도까지 과냉각된 과냉각액을 공급하는 공정과, b) 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 액막을 형성하는 공정과, c) 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 공정을 구비한다.
본 발명에 따른 다른 기판처리방법은 a) 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 유지된 기판에 미리 냉각된 제1 액체를 공급하여 상기 기판을 예비 냉각하는 공정과, b) 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 상기 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제2 액체를 공급하고, 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 상기 제2 액체의 액막을 형성하는 공정과, c) 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 공정을 구비한다.
본 발명에 따른 다른 기판처리방법은 a) 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 유지된 기판의 상기 한쪽의 주면에 액체를 공급하는 공정과, b) 상기 기판의 한쪽의 주면을 냉각하면서 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 상기 액체의 액막을 형성하는 공정과, c) 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 공정을 구비한다.
본 발명에 따른 또 다른 기판처리방법은 a) 챔버 내에 있어서 기판의 한쪽의 주면에 순수를 결로시켜 상기 한쪽의 주면상에 액막을 형성하는 공정과, b) 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 공정을 구비한다.
상술한 목적 및 다른 목적, 특징, 모양 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 이하의 본 발명의 상세한 설명에 의해 명백하게 된다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은 제2 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4a는 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4b는 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 제4 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9는 비교예의 기판처리장치에서의 액막의 형성 시간과 액막의 두께 및 온도와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 제5 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 12는 제6 실시형태에 따른 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(1)는 반도체 기판(9)(이하, 간단히 「기판(9)」이라고 함)을 1매씩 처리하는 매엽식(枚葉式)의 장치이다. 기판처리장치(1)에서는, 기판(9)상에 동결막을 형성하고, 이 동결막을 제거함으로써, 기판(9)상으로부터 파티클 등을 제거하는 동결 세정 처리가 행해진다.
기판처리장치(1)는 기판유지부(2)와, 컵부(21)와, 제1 액체공급부(31)와, 제2 액체공급부(32)와, 동결부(4)와, 기판회전기구(5)와, 가열액공급부(6)와, 챔버(7)와, 제어부(8)를 구비한다. 제어부(8)는 제1 액체공급부(31), 제2 액체공급부(32), 동결부(4), 기판회전기구(5) 및 가열액공급부(6) 등의 구성을 제어한다. 기판유지부(2)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9)의 한쪽의 주면(91)(이하, 「상면(91)」이라고 함)을 상측으로 향한 상태로 기판(9)을 유지한다. 기판(9)의 상면(91)에는, 회로 패턴 등이 형성되어 있다. 컵부(21)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9) 및 기판유지부(2)의 주위를 둘러싼다. 기판회전기구(5)는 기판(9)의 중심을 통과함과 함께 기판(9)의 상면(91)에 수직한 회전축을 중심으로 하여, 기판(9)을 기판유지부(2)와 함께 수평면 내에서 회전한다.
제1 액체공급부(31)는 응고점보다 낮은 온도까지 과냉각된 액체인 과냉각액을 기판(9)의 상면(91)에 공급한다. 과냉각이란, 물질의 상변화(phase change)에 있어서, 변화해야 할 온도 이하에서도 그 상태가 변화하지 않는 상태를 가리킨다.본 실시형태에서는, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여, 0℃보다 낮은 온도(예를 들면, 약 -5℃)까지 과냉각된 순수인 과냉각수가 토출된다. 또한, 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 다른 쪽의 주면(92)(이하, 「하면(92)」이라고 함)의 중앙부를 향하여, 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 과냉각수와 같은 과냉각액이 토출된다. 과냉각액으로서는, 탈이온수(DIW)가 이용되는 것이 바람직하다.
동결부(4)는 기판(9)의 상면(91)을 향하여 냉각가스를 공급한다. 냉각가스는 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 과냉각액의 응고점보다 낮은 온도까지 냉각된 가스이다. 과냉각액의 응고점이란, 과냉각액으로서 이용되는 액체가 과냉각되는 일 없이 응고하는 온도이다. 동결부(4)는 냉각가스를 토출하여 냉각가스 노즐(41)과, 냉각가스 노즐(41)을 회전축(421)을 중심으로 수평으로 회동(回動)하는 노즐회동기구(42)를 구비한다. 노즐회동기구(42)는 회전축(421)으로부터 수평 방향으로 뻗음과 함께 냉각가스 노즐(41)이 장착되는 아암(422)을 구비한다. 냉각가스로서는, 냉각된 질소(N2)가스가 사용된다. 냉각가스의 온도는 바람직하게는, -100℃∼-20℃이며, 본 실시형태에서는, 약 -50℃이다.
가열액공급부(6)는 기판(9)의 상면(91)의 중앙부에, 가열된 액체인 가열액을 공급한다. 도 1에서는, 도시의 형편상, 가열액공급부(6)를 제1 액체공급부(31)의 위쪽에 도시하고 있지만, 실제로는 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한 상태에서, 가열액공급부(6)가 기판(9)의 외측으로부터 위쪽으로 이동한다. 또한, 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 위쪽에 위치할 때에는, 가열액공급부(6)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한다. 가열액으로서는, 상온보다 높은 온도까지 가열된 순수(바람직하게는, 탈이온수)가 사용된다. 가열액의 온도는 바람직하게는, 50℃∼90℃이며, 본 실시형태에서는, 약 80℃이다.
도 2는 기판처리장치(1)에서의 기판(9)의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1)에서는, 먼저, 기판(9)이 챔버(7) 내에 반입되어 기판유지부(2)에 의해 유지되고, 제어부(8)의 제어에 의해, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 시작된다(단계 S11). 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 300rpm∼900rpm이며, 본 실시형태에서는, 400rpm이다.
이어서, 제어부(8)에 의해 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)가 제어되어, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 대한 과냉각액의 공급이 시작되고, 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 하면(92)에 대한 과냉각액의 공급이 시작된다(단계 S12, S13). 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 공급된 과냉각액은 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91) 및 하면(92)의 전면에 걸쳐 퍼지고, 기판(9)의 엣지(edge)로부터 외측으로 비산된다. 기판(9)으로부터 비산된 과냉각액은 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다.
기판처리장치(1)에서는, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터의 과냉각액의 공급이 소정의 시간만큼 계속된다. 그리고, 적어도 기판(9)의 상면(91)의 온도가 0℃(즉, 과냉각액의 응고점)보다 낮아질 때까지 기판(9)이 냉각된다(단계 S14).
보다 바람직하게는, 기판(9) 전체의 온도가 0℃보다 낮아질 때까지, 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 대한 과냉각액의 공급이 계속된다. 이하의 설명에서는, 단계 S14에서의 기판(9)의 냉각을, 「예비 냉각(preliminary cooling)」이라고 한다. 본 실시형태에서는, 예비 냉각에 의해, 기판(9) 전체가 약 -1℃까지 냉각된다.
그 후, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 감소되고, 과냉각액에 의한 기판(9)의 예비 냉각시보다 작은 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 50rpm∼300rpm이며, 본 실시형태에서는, 80rpm이다. 이어서, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에의 과냉각액의 공급이 정지된다(단계 S15). 기판처리장치(1)에서는, 저속으로 회전하는 기판(9)의 상면(91)에 있어서, 상면(91)상에 남아 있는 과냉각액의 일부가 기판(9)의 중앙부로부터 엣지를 향하여 기판(9)으로부터 외측으로 비산된다. 그리고, 기판(9)의 상면(91)상에는, 과냉각액이 얇은 액막이 형성된다(단계 S16). 액막의 두께는 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 대략 균일하고, 본 실시형태에서는, 약 50㎛이다. 또한, 액막의 두께는 반드시 균일한 필요는 없다.
기판처리장치(1)에서는, 기판(9)의 상면(91)상에 액막이 형성될 때에도, 제2 액체공급부(32)에 의해, 회전 중의 기판(9)의 하면(92)에 과냉각액이 계속적으로 공급되어, 기판(9)의 하면(92)이 냉각된다. 바꿔 말하면, 제2 액체공급부(32)는 액막형성 중에도 기판(9)의 하면(92)의 냉각을 행하는 냉각부이다.
액막의 형성이 종료되면, 제2 액체공급부(32)로부터의 과냉각액의 공급이 정지된다(단계 S17). 이어서, 제어부(8)의 제어에 의해, 동결부(4)의 노즐회동기구(42)에 의한 냉각가스 노즐(41)의 회동이 시작되고, 기판(9)의 중앙부와 엣지 사이에서 냉각가스 노즐(41)이 왕복 이동을 반복한다. 그리고, 기판처리장치(1)의 외부에 설치된 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스가 공급되고, 냉각가스 노즐(41)로부터 회전 중의 기판(9)의 상면(91)을 향하여 공급된다. 이에 의해, 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 냉각가스가 공급되고, 상면(91)상의 액막이 냉각되어 동결된다(단계 S18). 이하, 동결된 액막을 「동결막」이라고도 부른다 또한, 기판처리장치(1)에서는, 기판(9)의 중앙부의 위쪽에서 정지한 냉각가스 노즐(41)로부터 냉각가스의 공급이 행해져, 기판(9)의 회전에 의해 냉각가스가 기판(9)의 중앙부로부터 외연부로 퍼짐으로써 동결막이 형성되어도 좋다.
기판(9)상에서는, 기판(9)과 파티클 등 사이에 침입한 과냉각액이 동결(응고)되어 체적이 증가됨으로써, 파티클 등이 기판(9)으로부터 미소(微小) 거리만큼 떠오른다. 그 결과, 파티클 등과 기판(9) 사이의 부착력이 저감되어, 파티클 등이 기판(9)으로부터 이탈된다. 또한, 과냉각액이 동결될 때에, 기판(9)의 상면(91)에 평행한 방향으로 체적이 증가됨으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등이 기판(9)으로부터 박리된다.
동결막의 형성이 종료되면, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 공급이 정지되어, 냉각가스 노즐(41)이 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 이동한다. 이어서, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 증가하여, 동결막의 형성 시보다 큰 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 1500rpm∼2500rpm이며, 본 실시형태에서는, 2000rpm이다.
다음으로, 제어부(8)에 의해 가열액공급부(6)가 제어되어, 가열액공급부(6)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향하여 가열액이 공급된다. 가열액은 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼진다. 이에 의해, 상면(91)상의 동결막이 급속히 해동되어(즉, 액화되어), 가열액과 함께 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다(단계 S19). 기판(9)의 상면(91)에 부착되어 있던 파티클 등은 기판(9)상으로부터 비산되는 액체와 함께 기판(9)상으로부터 제거된다. 기판(9)상에서 외측으로 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다. 기판처리장치(1)에서는, 가열액공급부(6)는 기판(9)상의 동결막에 해동용 액체인 가열액을 공급하여 동결막을 제거하는 동결막제거부의 역할을 한다.
동결막의 제거가 종료되면, 도시 생략한 린스액공급부로부터 기판(9)의 상면(91)상에 린스액(예를 들면, 상온의 탈이온수)이 공급되어, 기판(9)의 린스 처리가 행해진다(단계 S20). 린스 처리중의 기판(9)의 회전수는 바람직하게는, 300rpm∼1000rpm이며, 본 실시형태에서는, 800rpm이다. 그 후, 기판(9)의 회전수를 1500rpm∼3000rpm(본 실시형태에서는, 2000rpm)로 변경하고, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상의 린스액을 제거하는 건조 처리가 행해진다(단계 S21). 기판(9)의 건조 처리가 종료되면, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 정지된다(단계 S22).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1)에서는, 기판(9)의 상면(91)에 공급된 과냉각액에 의해 상면(91)상에 액막이 형성되어, 그 액막이 동결부(4)로부터의 냉각가스에 의해 냉각되어 동결막이 형성된다. 과냉각액에 의해 형성된 액막의 온도는 그 액체(순수)의 응고점보다 낮고, 응고점보다 고온인 순수에 비해 동결이 생기기 쉬운 상태로 있다. 이 때문에, 동결부(4)에 의해 냉각되었을 때에, 액막의 동결에 필요로 하는 시간(즉, 액체가 고체로 변화하는 상변화 시간)을 짧게 할 수 있다. 또한, 상변화 시간을 짧게 함으로써, 파티클 등의 제거율을 향상시킬 수 있다.
기판처리장치(1)에서는, 응고점보다 고온인 순수로 액막을 형성하는 경우에 비하여, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 온도를 높게 해도 신속히 액막을 동결할 수 있다. 이 때문에, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스를 공급하는 배관 등의 단열 설비를 간소화할 수 있다. 그 결과, 동결부(4)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상변화 시간은 과냉각 상태의 액막의 온도와 응고점 차이인 과냉폭(過冷幅)이 클수록 짧아진다.
기판처리장치(1)에서는, 위에서 설명한 바와 같이 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 과냉각액이 공급되어, 기판(9)의 온도가 과냉각액의 응고점보다 낮아진 후에, 기판(9)상에의 액막의 형성이 행해진다. 이 때문에, 액막이 기판(9)의 열을 흡수하여 액막의 온도가 상승되는 것이 억제된다. 그 결과, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 보다 억제할 수 있다.
[0061)
기판처리장치(1)에서는, 액막이 형성될 때에, 냉각부인 제2 액체공급부(32)에 의해 기판(9)의 하면(92)이 냉각되기 때문에, 액막형성 중에서의 기판(9) 및 액막의 온도 상승이 더 억제된다. 이에 의해, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 한층 짧게 할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 더 억제할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 제2 액체공급부(32)로부터 하면(92)에 공급되는 액체는 제1 액체공급부(31)로부터 상면(91)에 공급되는 과냉각액과 같은 액체이다. 이 때문에, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)의 배관의 일부를 공통으로 하는 등, 기판처리장치(1)의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 공급된 액체를 한데 모아 회수하여 기판처리장치(1)의 처리에 재이용할 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이 기판(9)상의 동결막은 체적 팽창율이 비교적 큰 순수에 의해 형성되기 때문에, 다른 액체에 의해 동결막을 형성하는 경우에 비하여, 파티클 등의 기판(9)에 대한 부착력을 보다 한층 저감할 수 있다. 그 결과, 기판(9)으로부터의 파티클 등의 제거율을 향상시킬 수 있다. 또한, 가열액을 공급하여 기판(9)으로부터 동결막을 제거함으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등을 동결막과 함께 효율 좋게 제거할 수 있다. 기판처리장치(1)에서는, 가열액을, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 과냉각액과 같은 액체로 함으로써, 동결막의 해동시에 기판(9)으로부터 비산되는 액체도 회수하여 재이용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판처리장치(1a)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(1a)는 반도체 기판(9)(이하, 간단히 「기판(9)」이라고 함)을 1매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판처리장치(1a)에서는, 기판(9)상에 동결막을 형성하고, 이 동결막을 제거함으로써, 기판(9)상으로부터 파티클 등을 제거하는 동결 세정 처리가 행해진다.
기판처리장치(1a)는 기판유지부(2)와, 컵부(21)와, 제1 액체공급부(31)와, 제2 액체공급부(32)와, 제3 액체공급부(33)와, 동결부(4)와, 기판회전기구(5)와, 가열액공급부(6)와, 챔버(7)와, 제어부(8)를 구비한다. 제어부(8)는 제1 액체공급부(31), 제2 액체공급부(32), 제3 액체공급부(33), 동결부(4), 기판회전기구(5) 및 가열액공급부(6) 등의 구성을 제어한다. 기판유지부(2)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9)의 한쪽의 주면(91)(이하, 「상면(91)」이라고 함)을 상측으로 향한 상태로 기판(9)을 유지한다. 기판(9)의 상면(91)에는, 회로 패턴 등이 형성되어 있다. 컵부(21)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9) 및 기판유지부(2)의 주위를 둘러싼다. 기판회전기구(5)는 기판(9)의 중심을 통과함과 함께 기판(9)의 상면(91)에 수직한 회전축을 중심으로 하여 기판(9)을 기판유지부(2)와 함께 수평면 내에서 회전한다.
제1 액체공급부(31)는 상온보다 낮은 온도까지 미리 냉각된 제1 액체를, 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여 공급한다. 제2 액체공급부(32)는 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제2 액체를, 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여 공급한다. 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 제2 액체도, 상온보다 낮은 온도까지 미리 냉각되어 있다.
제2 액체로서는, 순수, 탄산수, 수소수, SC1(암모니아 과산화수소수), 터셔리부탄올(TBA) 등, 여러 가지의 액체가 사용된다. 바람직하게는, 응고점이 0℃인 순수, 보다 바람직하게는, 탈이온수(DIW)가 제2 액체로서 사용된다. 제1 액체공급부(31)로부터는, 제2 액체의 응고점 이하의 온도인 여러 가지의 액체가 제1 액체로서 공급된다. 바람직하게는, SC1, 불화수소산, 암모니아수 등과 같이 에칭 성능을 갖는 기능액이 제1 액체로서 사용된다. TBA의 응고점은 25.7℃이며, 불화수소산의 응고점은 -35℃이다. 또한, SC1의 응고점은 성분의 혼합비에 따라 변화하지만, 대체로 -10℃이하이다.
제3 액체공급부(33)는 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제3 액체를, 기판(9)의 다른 쪽의 주면(92)(이하, 「하면(92)」이라고 함)의 중앙부를 향하여 공급한다. 제3 액체로서는, 제2 액체와 마찬가지로, 순수, SC1(암모니아 과산화 수소수), 터셔리부탄올(TBA) 등, 여러 가지의 액체가 사용된다. 바람직하게는, 순수, 보다 바람직하게는, 탈이온수가 제3 액체로서 사용된다. 본 실시형태에서는, 제1 액체로서 불화수소산이 사용되며, 제2 액체 및 제3 액체로서 순수가 사용된다. 또한, 제3 액체는 반드시 제2 액체와 같은 액체일 필요는 없다.
동결부(4)는 기판(9)의 상면(91)을 향하여 냉각가스를 공급한다. 냉각가스는 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 제2 액체의 응고점보다 낮은 온도까지 냉각된 가스이다. 도 3에서는, 도시의 형편상, 동결부(4)를 제1 액체공급부(31)의 위쪽에 도시하고 있지만, 실제로는 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한 상태에서, 동결부(4)가 기판(9)의 외측으로부터 위쪽으로 이동한다. 또한, 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 위쪽에 위치할 때, 동결부(4)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한다.
동결부(4)는 냉각가스를 토출하여 냉각가스 노즐(41)과, 냉각가스 노즐(41)을 회전축(421)을 중심으로 수평으로 회동하는 노즐회동기구(42)를 구비한다. 노즐회동기구(42)는 회전축(421)으로부터 수평 방향으로 뻗음과 함께 냉각가스 노즐(41)이 장착되는 아암(422)을 구비한다. 냉각가스로서는, 냉각된 질소(N2)가스가 사용된다. 냉각가스의 온도는 바람직하게는, -100℃∼-20℃이며, 본 실시형태에서는, 약 -50℃이다.
가열액공급부(6)는 기판(9)의 상면(91)의 중앙부에, 가열된 액체인 가열액을 공급한다. 도 3에서는, 도시의 형편상, 가열액공급부(6)를 제2 액체공급부(32)의 위쪽에 도시하고 있지만, 실제로는 제2 액체공급부(32)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한 상태에서, 가열액공급부(6)가 기판(9)의 외측으로부터 위쪽으로 이동한다. 또한, 제2 액체공급부(32)가 기판(9)의 위쪽에 위치할 때, 가열액공급부(6)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한다. 가열액으로서는, 상온보다 높은 온도까지 가열된 순수(바람직하게는, 탈이온수)가 사용된다. 가열액의 온도는 바람직하게는, 50℃∼90℃이며, 본 실시형태에서는, 약 80℃이다.
도 4a 및 도 4b는 기판처리장치(1a)에서의 기판(9)의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1a)에서는, 먼저, 기판(9)이 챔버(7) 내에 반입되어 기판유지부(2)에 의해 유지되고, 제어부(8)의 제어에 의해, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 시작된다(단계 S31). 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 300rpm∼900rpm이며, 본 실시형태에서는, 400rpm이다.
이어서, 제어부(8)에 의해 제1 액체공급부(31) 및 제3 액체공급부(33)이 제어되어, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 대한 제1 액체의 공급이 시작되고, 제3 액체공급부(33)로부터 기판(9)의 하면(92)에 대한 제3 액체의 공급이 시작된다(단계 S32, S33). 제1 액체는 제2 액체 및 제3 액체의 응고점 이하의 온도(예를 들면, -5℃∼0℃)까지 미리 냉각되어 있다. 제3 액체도, 상온보다 낮은 온도까지 미리 냉각되어 있다. 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 각각 공급된 제1 액체 및 제3 액체는 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91) 및 하면(92)의 전면에 걸쳐 퍼져, 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다. 기판(9)으로부터 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다.
기판처리장치(1a)에서는, 기판회전기구(5)에 의해 기판(9)을 회전시키면서, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향한 제1 액체의 공급이 소정의 시간만큼 계속된다. 이에 의해, 기판(9)이 냉각되어 기판(9)의 온도가 0℃(즉, 제2 액체 및 제3 액체의 응고점) 이하로 된다(단계 S34). 이하의 설명에서는, 단계 S34에서의 기판(9)의 냉각을 「예비 냉각」이라고 한다(후술하는 단계 S53에 대하여도 마찬가지임). 본 실시형태에서는, 예비 냉각에 의해, 기판(9) 전체가 약-5℃까지 냉각된다.
기판처리장치(1a)에서는, 제1 액체공급부(31)에 의한 예비 냉각과 병행하여, 제3 액체공급부(33)로부터 기판(9)의 하면(92)을 향한 제3 액체의 공급이 소정의 시간만큼 계속된다. 위에서 설명한 바와 같이 기판(9)의 온도는 예비 냉각에 의해 제3 액체의 응고점 이하로 되기 때문에, 기판(9)의 하면(92)에 공급되는 제3 액체의 일부가 응고하여 입상(粒狀)의 응고체가 된다. 그리고, 입상의 응고체가 액상의 제3 액체와 함께 기판(9)의 하면(92)의 중앙부로부터 외연부로 이동하고, 이동중에 파티클 등과 충돌함으로써, 기판(9)의 하면(92)으로부터 파티클 등이 제거된다. 바꿔 말하면, 제3 액체공급부(33)로부터 공급되는 제3 액체에 의해, 기판(9)의 하면(92)의 세정 처리가 행해진다(단계 S35).
기판(9)의 예비 냉각, 및 하면(92)의 제3 액체에 의한 세정이 종료되면, 제1 액체공급부(31)로부터의 제1 액체의 공급, 및 제3 액체공급부(33)로부터의 제3 액체의 공급이 정지된다(단계 S36). 이어서, 제어부(8)에 의해 제2 액체공급부(32)가 제어됨으로써, 예비 냉각된 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여, 상온보다 낮은 온도(예를 들면, 1℃)까지 미리 냉각된 제2 액체의 공급이 시작된다(단계 S37). 기판(9)의 상면(91)에 공급된 제2 액체는 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부로 퍼진다. 기판(9)의 상면(91)상에 남아 있는 제1 액체는 제2 액체에 의해 밀려 나와 상면(91)상으로부터 제거된다. 바꿔 말하면, 기판(9)의 상면(91)상의 제1 액체가 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 제2 액체로 치환된다(단계 S38).
기판(9)상의 제1 액체의 제2 액체에 의한 치환이 종료되면, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 감소되어, 액체의 치환시보다 작은 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 50rpm∼300rpm이며, 본 실시형태에서는, 80rpm이다. 그리고, 제2 액체공급부(32)로부터의 제2 액체의 공급이 정지된다(단계 S39). 기판처리장치(1a)에서는, 저속으로 회전하는 기판(9)의 상면(91)에 있어서, 상면(91)상에 공급된 제2 액체의 일부가 기판(9)의 중앙부로부터 엣지를 향하여, 기판(9)으로부터 외측으로 비산된다. 그리고, 기판(9)의 상면(91)상에는, 제2 액체가 얇은 액막이 형성된다(단계 S40). 액막의 두께는 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 대략 균일하고, 본 실시형태에서는, 약 50㎛이다. 또한, 액막의 두께는 반드시 균일한 필요는 없다.
액막의 형성이 종료되면, 제어부(8)의 제어에 의해, 동결부(4)의 노즐회동기구(42)에 의한 냉각가스 노즐(41)의 회동이 시작되어, 기판(9)의 중앙부와 엣지 사이에서 냉각가스 노즐(41)이 왕복 이동을 반복한다. 그리고, 기판처리장치(1a)의 외부에 설치된 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스가 공급되어 냉각가스 노즐(41)로부터 회전 중의 기판(9)의 상면(91)을 향하여 공급된다, 이에 의해, 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 냉각가스가 공급되어, 상면(91)상의 제2 액체의 액막이 냉각되어 동결된다(단계 S41). 이하, 동결된 액막을 「동결막」이라고도 부른다. 또한, 기판처리장치(1a)에서는, 기판(9)의 중앙부의 위쪽에서 정지한 냉각가스 노즐(41)로부터 냉각가스의 공급이 행해지고, 기판(9)의 회전에 의해 냉각가스가 기판(9)의 중앙부로부터 외연부로 퍼짐으로써 동결막이 형성되어도 좋다(후술하는 기판처리장치(1b)에 대하여도 마찬가지임).
기판(9)상에서는, 기판(9)과 파티클 등 사이에 침입한 제2 액체가 동결(응고)되어 체적이 증가됨으로써, 파티클 등이 기판(9)으로부터 미소 거리만큼 떠오른다. 그 결과, 파티클 등과 기판(9) 사이의 부착력이 저감되어, 파티클 등이 기판(9)으로부터 이탈된다. 또한, 제2 액체가 동결될 때에, 기판(9)의 상면(91)에 평행한 방향으로 체적이 증감됨으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등이 기판(9)으로부터 박리된다.
동결막의 형성이 종료되면, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 공급이 정지되어, 냉각가스 노즐(41)이 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 이동한다. 이어서, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 증가되어, 동결막의 형성 시보다 큰 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 1500rpm∼2500rpm이며, 본 실시형태에서는, 2000rpm로이다.
다음으로, 제어부(8)에 의해 가열액공급부(6)가 제어되어, 가열액공급부(6)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향하여 가열액이 공급된다. 가열액은 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼진다. 이에 의해, 상면(91)상의 동결막이 급속히 해동되어(즉, 액화되어), 가열액과 함께 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다(단계 S42). 기판(9)의 상면(91)에 부착되어 있던 파티클 등은 기판(9)상으로부터 비산되는 액체와 함께 기판(9)상으로부터 제거된다. 기판(9)상에서 외측으로 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다. 기판처리장치(1a)에서는, 가열액공급부(6)는 기판(9)상의 동결막에 해동용 액체인 가열액을 공급하여 동결막을 제거하는 동결막제거부의 역할을 한다.
동결막의 제거가 종료되면, 도시 생략한 린스액공급부로부터 기판(9)의 상면(91)상에 린스액(예를 들면, 상온의 탈이온수)이 공급되어, 기판(9)의 린스 처리가 행해진다(단계 S43). 린스 처리중의 기판(9)의 회전수는 바람직하게는, 300rpm∼1000rpm이며, 본 실시형태에서는, 800rpm이다. 그 후, 기판(9)의 회전수를 1500rpm∼3000rpm(본 실시형태에서는, 2000rpm)로 변경하고, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상의 린스액을 제거하는 건조 처리가 행해진다(단계 S44). 기판(9)의 건조 처리가 종료되면, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 정지된다(단계 S45).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1a)에서는, 제2 액체의 응고점 이하의 온도인 제1 액체에 의해 기판(9)이 예비 냉각된 후에, 기판(9)의 상면(91)상에 제2 액체의 액막이 형성되고, 이 액막이 동결부(4)로부터의 냉각가스에 의해 냉각되어 동결막이 형성된다. 이 때문에, 액막이 기판(9)의 열을 흡수하여 액막의 온도가 상승하는 것이 억제된다. 그 결과, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 기판(9)을 예비 냉각하는 일 없이 액막을 형성하여 동결시키는 경우에 비하여, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 온도를 높게 해도 신속히 액막을 동결할 수 있다. 이 때문에, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스를 공급하는 배관 등의 단열 설비를 간소화할 수 있다. 그 결과, 동결부(4)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.
기판처리장치(1a)에서는, 제1 액체공급부(31)에 의한 기판(9)의 예비 냉각에 의해, 기판(9)이 제2 액체의 응고점 이하의 온도까지 냉각된다. 이에 의해, 기판(9)의 상면(91)상의 액막이 기판(9)의 열을 흡수하여 액막의 온도가 상승하는 것이 방지된다. 그 결과, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 동결부(4)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 보다 억제할 수 있다. 또한, 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 제2 액체가 미리 냉각되어 있음으로써, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 한층 짧게 할 수 있어, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 보다 한층 억제할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1a)에서는, 기판(9)의 예비 냉각 시에, 에칭 성능을 갖는 기능액인 제1 액체가 기판(9)의 상면(91)에 공급됨으로써, 파티클 등과 기판(9) 사이의 부착력이 더 저감된다. 그 결과, 기판(9)으로부터의 파티클 등의 제거율을 향상시킬 수 있다. 또한, 기판(9)의 예비 냉각 시에, 제3 액체공급부(33)로부터 기판(9)의 하면(92)에 공급된 제3 액체의 일부가 입상의 응고체로 되어 파티클 등과 충돌된다. 이에 의해, 기판(9)의 하면(92)에 부착되어 있는 파티클 등을 제거할 수도 있다. 또한, 제3 액체공급부(33)로부터 기판(9)에 공급되는 제3 액체가 미리 냉각되어 있기 때문에, 제3 액체의 일부를 신속히 응고시켜 입상의 응고체를 형성할 수 있다.
기판(9)상의 동결막은 체적 팽창율이 비교적 큰 순수에 의해 형성되기 때문에, 다른 액체에 의해 동결막을 형성하는 경우에 비하여, 파티클 등의 기판(9)에 대한 부착력을 보다 한층 저감할 수 있다. 그 결과, 기판(9)으로부터의 파티클 등의 제거율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 가열액을 공급하여 기판(9)으로부터 동결막을 제거함으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등을 동결막과 함께 효율 좋게 제거할 수 있다. 기판처리장치(1a)에서는, 가열액을, 동결막을 형성하는 제2 액체와 같은 액체로 함으로써, 동결막의 해동시에 기판(9)으로부터 비산되는 액체를 회수하여 재이용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판처리장치에 관하여 설명한다. 도 5는 제3 실시형태에 따른 기판처리장치(1b)의 구성을 나타내는 도면인 기판처리장치(1b)에서는, 도 3에 나타내는 기판처리장치(1a)로부터 제3 액체공급부(33)가 생략되어 있고, 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 아래쪽에 배치되는 도 5에 나타내는 기판처리장치(1b)에서는, 제1 액체공급부(31)로부터, 기판(9)의 하면(92)의 중앙부를 향하여, 제2 액체의 응고점 이하의 온도까지 미리 냉각된 제1 액체가 공급된다. 그 이외의 구성은 도 3에 나타내는 기판처리장치(1a)와 같고, 이하의 설명에서는, 대응하는 구성에 동일 부호를 부여하고 있다. 기판처리장치(1b)에 있어서도, 기판처리장치(1a)와 마찬가지로, 에칭 성능을 갖는 기능액의 하나인 불화수소산이 제1 액체로서 이용되고, 제2 액체로서 순수, 보다 바람직하게는, 탈이온수가 이용된다.
도 6은 기판처리장치(1b)에서의 기판(9)의 처리의 흐름의 일부를 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1b)에서는, 먼저, 기판처리장치(1a)와 마찬가지로, 기판(9)이 챔버(7) 내에 반입되어 기판유지부(2)에 의해 유지되고, 제어부(8)의 제어에 의해, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 시작된다(단계 S51). 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 300rpm∼900rpm이며, 본 실시형태에서는, 400rpm이다.
이어서, 제어부(8)에 의해 제1 액체공급부(31)가 제어되어, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 하면(92)에 대한 제1 액체의 공급이 시작된다(단계 S52). 제1 액체는 제2 액체의 응고점 이하의 온도(예를 들면, -5℃∼0℃)까지 미리 냉각되어 있다. 기판(9)의 하면(92)에 공급된 제1 액체는 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 하면(92)의 전면에 걸쳐 퍼져, 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다. 기판(9)으로부터 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다.
기판처리장치(1b)에서는, 기판회전기구(15)에 의해 기판(9)을 회전시키면서, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 하면(92)을 향한 제1 액체의 공급이 소정의 시간만큼 계속된다. 이에 의해, 기판(9)이 예비 냉각되어, 기판(9) 전체의 온도가 0℃(즉, 제2 액체의 응고점) 이하로 된다(단계 S53). 기판(9)의 예비 냉각이 종료되면, 제1 액체공급부(31)로부터의 제1 액체의 공급이 정지된다(단계 S54).
다음으로, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 감소되어, 예비 냉각시보다 작은 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 50rpm∼300rpm이며, 본 실시형태에서는, 80rpm이다. 그리고, 제어부(8)에 의해 제2 액체공급부(32)가 제어됨으로써, 예비 냉각된 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여, 상온보다 낮은 온도(예를 들면, 1℃)까지 미리 냉각된 제2 액체의 공급이 시작된다(단계 S55).
기판(9)의 상면(91)에 공급된 제2 액체는 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부로 퍼진다. 소정 시간의 경과후, 제2 액체의 공급이 정지된다(단계 S56).
기판처리장치(1b)에서는, 저속으로 회전하는 기판(9)의 상면(91)에 있어서, 상면(91)상에 공급된 제2 액체의 일부가 기판(9)의 중앙부로부터 엣지를 향하여, 기판(9)으로부터 외측으로 비산된다. 그리고, 기판(9)의 상면(91)상에는, 제2 액체가 얇은 액막이 형성된다(단계 S57). 액막의 두께는 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 대략 균일하고, 본 실시형태에서는, 약 50㎛이다. 또한, 액막의 두께는 반드시 균일한 필요는 없다.
액막의 형성이 종료되면, 도 3에 나타내는 기판처리장치(1a)와 마찬가지로, 제어부(8)에 의해 동결부(4)가 제어되어, 기판(9)의 중앙부와 엣지 사이에서 왕복 이동을 반복하는 냉각가스 노즐(41)로부터, 회전 중의 기판(9)의 상면(91)을 향하여 냉각가스가 공급된다. 이에 의해, 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 냉각가스가 공급되어 상면(91)상의 제2 액체의 액막이 동결되어 동결막이 형성된다(도 4a：단계 S41).
동결막의 형성이 종료되면, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 공급이 정지되어 기판(9)의 회전 속도가 동결막의 형성 시보다 큰 회전 속도로 변경된다. 이어서, 제어부(8)에 의해 가열액공급부(6)가 제어되어, 가열액공급부(6)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향하여 가열액이 공급된다. 가열액은 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼진다. 이에 의해, 상면(91)상의 동결막이 급속히 해동되어(즉, 액화되어), 가열액과 함께 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다(단계 S42). 기판(9)의 상면(91)에 부착되어 있던 파티클 등은 기판(9)상으로부터 비산되는 액체와 함께 기판(9)상으로부터 제거된다. 기판(9)상에서 외측으로 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다.
동결막의 제거가 종료되면, 기판(9)의 상면(91)상에 린스액(예를 들면, 상온의 탈이온수)이 공급되어, 기판(9)의 린스 처리가 행해진다(단계 S43). 그 후, 기판(9)의 회전 속도를 크게 하고, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상의 린스액을 제거하는 건조 처리가 행해진다(단계 S44). 기판(9)의 건조 처리가 종료되면, 기판(9)의 회전이 정지된다(단계 S45).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1b)에서는, 제2 액체의 응고점 이하의 온도의 제1 액체에 의해 기판(9)이 예비 냉각된 후에, 기판(9)의 상면(91)상에 제2 액체의 액막이 형성되어, 그 액막이 동결부(4)로부터의 냉각가스에 의해 냉각되어 동결막이 형성된다. 이 때문에, 도 3에 나타내는 기판처리장치(1a)와 마찬가지로, 기판(9)의 열에 의한 액막의 온도 상승이 억제되어, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 동결부(4)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.
기판처리장치(1b)에서는, 도 3에 나타내는 기판처리장치(1a)와 마찬가지로, 기판(9)이 제2 액체의 응고점 이하의 온도까지 예비 냉각된다. 이에 의해, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 보다 억제할 수 있다. 또한, 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 제2 액체가 미리 냉각되어 있음으로써, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 한층 짧게 할 수 있어, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 보다 한층 억제할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1b)에서는, 기판(9)의 예비 냉각 시에, 제1 액체가 기판(9)의 하면(92)에 공급된다. 이 때문에, 제2 액체의 액막의 형성 전에, 기판(9)상에 있어 제1 액체를 제2 액체로 치환하는 공정이 불필요하게 된다. 그 결과, 기판(9)의 동결 세정 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 제1 액체로서 에칭 성능을 갖는 기능액이 이용됨으로써, 기판(9)의 하면(92)의 파티클 등을 효율적으로 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 기판처리장치(1c)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(1c)는 반도체 기판(9)(이하, 간단히 「기판(9)」이라고 함)을 1매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판처리장치(1c)에서는, 기판(9)상에 동결막을 형성하고, 그 동결막을 제거함으로써, 기판(9)상으로부터 파티클 등을 제거하는 동결 세정 처리가 행해진다.
기판처리장치(1c)는 기판유지부(2)와, 컵부(21)와, 제1 액체공급부(31)와, 제2 액체공급부(32)와, 동결부(4)와, 기판회전기구(15)와, 가열액공급부(6)와, 챔버(7)와, 제어부(8)를 구비한다. 제어부(8)는 제1 액체공급부(31), 제2 액체공급부(32), 동결부(4), 기판회전기구(5) 및 가열액공급부(6) 등의 구성을 제어한다. 기판유지부(2)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9)의 한쪽의 주면(91)(이하, 「상면(91)」이라고 함)을 상측으로 향한 상태로 기판(9)을 유지한다. 기판(9)의 상면(91)에는, 회로 패턴 등이 형성되어 있다. 컵부(21)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9) 및 기판유지부(2)의 주위를 둘러싼다. 기판회전기구(15)는 기판(9)의 중심을 통과함과 함께 기판(9)의 상면(91)에 수직한 회전축을 중심으로 하여 기판(9)을 기판유지부(2)와 함께 수평면 내에서 회전한다.
제1 액체공급부(31)는 미리 냉각된 액체를 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여 토출한다. 또한, 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 한쪽의 주면(92)(이하, 「하면(92)」이라고 함)의 중앙부를 향하여, 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 액체와 같은 액체가 토출된다. 본 실시형태에서는, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터, 약 0.5℃로 냉각된 순수(바람직하게는, 탈이온수(DIW))가 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 공급된다.
동결부(4)는 기판(9)의 상면(91)을 향하여 냉각가스를 공급한다. 냉각가스는 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 순수의 응고점인 0℃보다 낮은 온도까지 냉각된 가스이다. 동결부(4)는 냉각가스를 토출하여 냉각가스 노즐(41)과, 냉각가스 노즐(41)을 회전축(421)을 중심으로 수평으로 회동하는 노즐회동기구(42)를 구비한다. 노즐회동기구(42)는 회전축(421)으로부터 수평 방향으로 뻗음과 함께 냉각가스 노즐(41)이 장착되는 아암(422)을 구비한다. 냉각가스로서는, 냉각된 질소(N2) 가스가 사용된다. 냉각가스의 온도는 바람직하게는, -100℃∼-20℃이며, 본 실시형태에서는, 약 -50℃이다.
가열액공급부(6)는 기판(9)의 상면(91)의 중앙부에, 가열된 액체인 가열액을 공급하는 도 7에서는, 도시의 형편상, 가열액공급부(6)를 제1 액체공급부(31)의 위쪽에 도시하고 있지만, 실제로는 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한 상태에서, 가열액공급부(6)가 기판(9)의 외측으로부터 위쪽으로 이동한다. 또한, 제1 액체공급부(31)가 기판(9)의 위쪽에 위치할 때, 가열액공급부(6)가 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 퇴피한다. 가열액으로서는, 상온보다 높은 온도까지 가열된 순수(바람직하게는, 탈이온수)가 사용된다.
가열액의 온도는 바람직하게는, 50℃∼90℃이며, 본 실시형태에서는, 약 80℃이다.
도 8은 기판처리장치(1c)에서의 기판(9)의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1c)에서는, 먼저, 기판(9)이 챔버(7) 내에 반입되어 기판유지부(2)에 의해 유지되고, 제어부(8)의 제어에 의해, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 시작된다(단계 S61). 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 300rpm∼900rpm이며, 본 실시형태에서는, 400rpm이다.
이어서, 제어부(8)에 의해 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)가 제어되어, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 대한 순수의 공급이 시작되고, 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 하면(92)에 대한 순수의 공급이 시작된다(단계 S62, S63). 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 공급된 순수는 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91) 및 하면(92)의 전면에 걸쳐 퍼져, 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다. 기판(9)으로부터 비산된 순수는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다.
기판처리장치(1c)에서는, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터의 순수의 공급이 소정의 시간만큼 계속되어, 기판(9)의 온도가 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 순수와 거의 같은 온도까지 냉각된다(단계 S64). 이하의 설명에서는, 단계 S64에서의 기판(9)의 냉각을, 「예비 냉각」이라고 한다. 본 실시형태에서는, 예비 냉각에 의해, 기판(9) 전체가 약 0.5℃까지 냉각된다.
그 후, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 감소되어, 기판(9)의 예비 냉각시보다 작은 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 50rpm∼300rpm이며, 본 실시형태에서는, 80rpm이다. 이어서, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에의 순수의 공급이 정지된다(단계 S65). 기판처리장치(1c)에서는, 저속으로 회전하는 기판(9)의 상면(91)에 있어서, 상면(91)상에 남아 있는 순수의 일부가 기판(9)의 중앙부로부터 엣지를 향하여, 기판(9)으로부터 외측으로 비산된다. 그리고, 기판(9)의 상면(91)상에는, 순수가 얇은 액막이 형성된다(단계 S66). 액막의 두께는 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 대략 균일하고, 본 실시형태에서는, 약 50㎛이다. 또한, 액막의 두께는 반드시 균일할 필요는 없다.
기판처리장치(1c)에서는, 기판(9)의 상면(91)상에 액막이 형성될 때에도, 제2 액체공급부(32)에 의해, 회전 중의 기판(9)의 하면(92)에 순수가 계속적으로 공급되어, 기판(9)의 하면(92)이 냉각된다. 바꿔 말하면, 제2 액체공급부(32)는 냉각된 냉각용 액체를 액막형성 중의 기판(9)의 하면(92)에 공급하여, 기판(9)을 냉각하는 냉각부이다.
액막의 형성이 종료되면, 제2 액체공급부(32)로부터의 순수의 공급이 정지된다(단계 S67). 이어서, 제어부(8)의 제어에 의해, 동결부(4)의 노즐회동기구(42)에 의한 냉각가스 노즐(41)의 회동이 시작되어, 기판(9)의 중앙부와 엣지 사이에서 냉각가스 노즐(41)이 왕복 이동을 반복한다. 그리고, 기판처리장치(1c)의 외부에 설치된 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스가 공급되어, 냉각가스 노즐(41)로부터 회전 중의 기판(9)의 상면(91)을 향하여 공급된다. 이에 의해, 기판(9)의 상면(91)의 전면에 걸쳐 냉각가스가 공급되어 상면(91)상의 액막이 냉각되어 동결된다(단계 S68). 이하, 동결된 액막을 「동결막」이라고도 부른다. 또한, 기판처리장치(1c)에서는, 기판(9)의 중앙부의 위쪽에서 정지된 냉각가스 노즐(41)로부터 냉각가스의 공급이 행해져, 기판(9)의 회전에 의해 냉각가스가 기판(9)의 중앙부로부터 외연부로 퍼짐으로써 동결막이 형성되어도 좋다.
기판(9)상에서는, 기판(9)과 파티클 등 사이에 침입된 순수가 동결(응고)되어 체적이 증가됨으로써, 파티클 등이 기판(9)으로부터 미소 거리만큼 떠오른다. 그 결과, 파티클 등과 기판(9) 사이의 부착력이 저감되어, 파티클 등이 기판(9)으로부터 이탈된다. 또한, 순수가 동결될 때에, 기판(9)의 상면(91)에 평행한 방향으로 체적이 증가되는 것에 의해서도, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등이 기판(9)으로부터 박리된다.
동결막의 형성이 종료되면, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 공급이 정지되어, 냉각가스 노즐(41)이 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 이동한다. 이어서, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 증가되어, 동결막의 형성 시보다 큰 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 1500rpm∼2500rpm이며, 본 실시형태에서는, 2000rpm이다.
다음으로, 제어부(8)에 의해 가열액공급부(6)가 제어되어, 가열액공급부(6)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향하여 가열액이 공급되는 가열액은 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼진다. 이에 의해, 상면(91)상의 동결막이 급속히 해동되어(즉, 액화되어), 가열액과 함께 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다(단계 S69). 기판(9)의 상면(91)에 부착되어 있던 파티클 등은 기판(9)상으로부터 비산되는 액체와 함께 기판(9)상으로부터 제거된다. 기판(9)상에서 외측으로 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다. 기판처리장치(1c)에서는, 가열액공급부(6)는 기판(9)상의 동결막에 해동용 액체인 가열액을 공급하여 동결막을 제거하는 동결막제거부의 역할을 한다.
동결막의 제거가 종료되면, 도시 생략한 린스액공급부로부터 기판(9)의 상면(91)상에 린스액(예를 들면, 상온의 탈이온수)이 공급되어, 기판(9)의 린스 처리가 행해진다(단계 S70). 린스 처리중의 기판(9)의 회전수는 바람직하게는, 300rpm∼1000rpm이며, 본 실시형태에서는, 800rpm이다. 그 후, 기판(9)의 회전수를 1500rpm∼3000rpm(본 실시형태에서는, 2000rpm)로 변경하여, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상의 린스액을 제거하는 건조 처리가 행해진다(단계 S71). 기판(9)의 건조 처리가 종료되면, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 정지된다(단계 S72).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1c)에서는, 기판(9)의 상면(91)에 액막이 형성될 때에, 회전 중의 기판(9)의 하면(92)이 제2 액체공급부(32)에 의해 냉각된다. 이에 의해, 액막형성 시에서의 기판(9) 및 액막의 온도 상승이 억제된다. 그 결과, 동결부(4)에 의해 냉각되었을 때에, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 동결부(4)로부터의 냉각가스의 온도를 높게 해도 신속히 액막을 동결할 수 있다. 이 때문에, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스를 공급하는 배관 등의 단열 설비를 간소화할 수 있다. 그 결과, 동결부(4)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.
기판처리장치(1c)에서는, 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 하면(92)에의 순수의 공급은 동결부(4)에 의한 기판(9)에의 냉각가스의 공급이 시작되기 직전까지 행해지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판(9) 및 액막의 온도를 낮게 유지한 상태로 액막의 동결을 시작할 수 있다.
그런데, 액막의 형성 시에 기판의 하면의 냉각이 행해지지 않는 기판처리장치(이하, 「비교예의 기판처리장치」라고 함)에서는, 액막을 형성하기 위한 기판의 회전 시간, 즉, 액막의 형성 시간이 길어지면, 기판 주위의 가스 등으로부터 기판 및 액막에 유입되는 열량이 증대되어, 기판 및 액막의 온도가 상승되어 버린다.
도 9는 비교예의 기판처리장치에서의 액막의 형성 시간과, 기판상의 소정 위치에서의 액막의 두께 및 액막의 온도와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 9의 횡축은 액막의 형성 시간을 나타내며, 좌측 및 우측의 세로축은 각각, 기판상의 소정 위치에서의 액막의 두께, 및 액막의 온도를 나타낸다. 도 9 중의 실선 95는 액막의 두께를 나타내며, 파선 96은 액막의 온도를 나타낸다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 액막의 형성 시간을 길게 하면, 액막을 얇게 할 수 있지만, 액막의 온도가 상승하여 버려, 액막의 동결에 필요로 하는 시간이 길어지거나 동결부로부터 공급되는 냉각가스의 온도를 매우 낮게 할 필요가 생긴다. 이 때문에, 비교예의 기판처리장치에서는, 액막의 형성 시간을 충분히 확보하지 못하여, 액막을 소망하는 두께까지 얇게 하는 것이 어렵다. 액막의 두께는 기판으로부터의 파티클 등의 제거율에 관계되어 있어, 액막의 두께가 소망하는 두께로부터 크게 벗어나면, 파티클 등의 제거율이 저하하여 버린다.
이에 대하여, 본 실시형태에 따른 기판처리장치(1c)에서는, 위에서 설명한 바와 같이 액막의 형성 시에 기판(9)을 하면(92)으로부터 냉각하여 기판(9) 및 액막의 온도 상승을 억제할 수 있다. 이 때문에, 액막의 형성 시간을 충분히 확보할 수 있어, 소망하는 두께의 액막을 형성할 수 있다. 그 결과, 기판(9)으로부터의 파티클 등의 제거율을 향상시킬 수 있다.
기판처리장치(1c)에서는, 제2 액체공급부(32)에 의해 냉각용 액체인 순수가 기판(9)의 하면(92)에 공급됨으로써, 냉각가스를 기판(9)의 하면(92)에 공급하여 냉각하는 경우에 비하여, 액막형성 시의 기판(9)의 냉각을 효율 좋게 행할 수 있다. 또한, 액막의 동결시에는, 기판(9)의 하면(92)에 남아 있는 순수도 상면(91)상의 액막과 함께 동결시키게 되지만, 기판(9)의 열용량이 상면(91) 및 하면(92)상의 순수의 열용량에 비해 크기 때문에, 하면(92)상의 순수를 동결하기 위해서 필요로 하게 되는 열량은 예비냉각에 의한 기판(9)의 온도 상승의 억제에 의해 불필요하게 된 열량에 비해 작아진다. 따라서, 기판처리장치(1c)에 있어서 액막의 동결에 필요한 열량은 비교예의 기판처리장치에 있어서 액막의 동결에 필요한 열량보다 작아지게 된다.
기판처리장치(1c)에서는, 제2 액체공급부(32)로부터 하면(92)에 공급되는 액체가 제1 액체공급부(31)로부터 상면(91)에 공급되는 액체와 같기 때문에, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)의 배관의 일부를 공통으로 하거나 그 배관의 냉각 기구를 공통화하는 등, 기판처리장치(1c)의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 기판(9)의 상면(91) 및 하면(92)에 공급된 액체를 한데 모아서 회수하여 기판처리장치(1c)의 처리에 재이용할 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 기판(9)상의 동결막은 체적 팽창율이 비교적 큰 순수에 의해 형성되기 때문에, 다른 액체에 의해 동결막을 형성하는 경우에 비하여, 파티클 등의 기판(9)에 대한 부착력을 보다 한층 저감할 수 있다. 그 결과, 기판(9)으로부터의 파티클 등의 제거율을 향상시킬 수 있다. 또한, 가열액을 공급하여 기판(9)으로부터 동결막을 제거함으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등을 동결막과 함께 효율 좋게 제거할 수 있다. 기판처리장치(1c)에서는, 가열액을, 제1 액체공급부(31) 및 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 액체와 같은 액체로 함으로써, 동결막의 해동시에 기판(9)으로부터 비산되는 액체도 회수하여 재이용할 수 있다.
기판처리장치(1c)에서는, 액막형성 중의 기판(9)을 냉각하는 냉각부로서, 제2 액체공급부(32)를 대신하여, 기판(9)의 하면(92)을 향하여 냉각된 가스(예를 들면, 질소가스)를 공급하는 기구가 설치되어도 좋다. 이와 같이, 기판(9)의 냉각에 가스가 사용됨으로써, 액막형성 시보다 기판(9)의 회전 속도가 작은 동결막형성 시에서, 기판(9)의 하면(92)으로부터 순수가 상면(91)으로 돌아서 들어가 동결하여 버릴 우려가 없어, 동결막의 막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 기판처리장치(1d)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(1d)는 반도체 기판(9)(이하, 간단히 「기판(9)」이라고 함)을 1매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판처리장치(1d)에서는, 기판(9)상에 동결막을 형성하고, 그 동결막을 제거함으로써, 기판(9)상으로부터 파티클 등을 제거하는 동결 세정 처리가 행해진다.
기판처리장치(1d)는 기판유지부(2)와, 컵부(21)와, 처리가스공급부(3)와, 냉매공급부(4a)와, 기판회전기구(5)와, 가열액공급부(6)와, 챔버(7)와, 습도계(71)와, 제어부(8)를 구비한다. 제어부(8)는 챔버(7) 내의 습도를 제어하는 습도제어부(81)와, 후술하는 냉각가스의 온도를 제어하는 냉각가스 온도제어부(82)를 구비한다. 제어부(8)는 처리가스공급부(3), 냉매공급부(4a), 기판회전기구(5) 및 가열액공급부(6) 등의 구성을 제어한다.
기판유지부(2)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9)의 한쪽의 주면(91)(이하, 「상면(91)」이라고 함)을 상측으로 향한 상태에서 기판(9)을 유지한다. 기판유지부(2)는 대략 원판형상의 유지부 본체(22)와, 유지부 본체(22)상에 설치되는 복수의 지지부(23)를 구비한다. 복수의 지지부(23)는 기판(9)의 한쪽의 주면인 하면(92)을 지지한다. 기판(9)의 하면(92)과 유지부 본체(22) 사이에는, 틈(간격)이 형성된다. 기판(9)의 상면(91)에는, 회로 패턴 등이 형성되어 있다. 컵부(21)는 챔버(7) 내에 있어서 기판(9) 및 기판유지부(2)의 주위를 둘러싼다. 기판회전기구(5)는 기판(9)의 중심을 통과함과 함께 기판(9)의 상면(91)에 수직한 회전축을 중심으로 하여 기판(9)을 기판유지부(2)와 함께 수평면 내에서 회전한다.
처리가스공급부(3)는 챔버(7)의 내부 공간에 상온의 청정한 가스를 공급한다. 처리가스공급부(3)는 기판처리장치(1d)의 외부에 설치된 드라이 가스 공급원(도시 생략)과 챔버(7)를 접속하는 가스 배관(36)과, 드라이 가스 공급원으로부터의 청정하면서도 가습(加濕)이 없는 드라이 가스의 유량을 조정하는 유량조정부(37)와, 드라이 가스에 수증기를 첨가하는 가습부(35)를 구비한다. 이하의 설명에서는, 처리가스공급부(3)로부터 챔버(7) 내에 공급되는 가스를 「처리가스」라고 한다. 드라이 가스로서는, 에어나 질소(N2) 가스 등이 사용된다. 처리가스는 챔버(7) 상부의 공급구(24)로부터 공급되어 챔버(7)의 저부(底部)로 향하여, 챔버(7)의 저부 근방으로부터 외부로 배출된다. 기판처리장치(1d)에서는, 습도계(71)에 의해 챔버(7) 내의 습도가 측정되어, 제어부(8)의 습도제어부(81)에 출력된다. 습도제어부(81)는 습도계(71)에 의해 측정된 습도가 소정의 목표 습도로 되도록, 처리가스공급부(3)의 가습부(35)를 제어한다.
냉매공급부(4a)는 기판(9)의 상면(91)을 향하여 냉매인 냉각가스를 공급한다. 냉각가스는 순수의 응고점(0℃)보다 낮은 온도까지 냉각된 가스이다. 냉매공급부(4a)는 냉각가스를 토출하여 냉각가스 노즐(41)과, 냉각가스 노즐(41)을 회전축(421)을 중심으로 수평으로 회동하는 노즐이동기구(42)를 구비한다. 노즐이동기구(42)는 회전축(421)으로부터 수평 방향으로 뻗음과 함께 냉각가스 노즐(41)이 장착되는 아암(422)을 구비한다. 냉각가스로서는, 냉각된 질소가스가 사용된다. 냉매공급부(4a)로부터 공급되는 냉각가스의 온도는 냉각가스 온도제어부(82)에 의해 제어되며, 본 실시형태에서는, -100℃∼-5℃의 범위에서 제어된다.
가열액공급부(6)는 기판(9)의 상면(91)의 중앙부에, 가열된 액체인 가열액을 공급한다. 가열액으로서는, 상온보다 높은 온도까지 가열된 순수(바람직하게는, 탈이온수)가 사용된다. 가열액의 온도는 바람직하게는, 50℃∼90℃이며, 본 실시형태에서는, 약 80℃이다.
도 11은 기판처리장치(1d)에서의 기판(9)의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1d)에서는, 먼저, 기판(9)이 챔버(7) 내에 반입되어 기판유지부(2)에 의해 유지되는 챔버(7)의 반입구가 폐쇄되면, 제어부(8)의 습도제어부(81)에 의해 처리가스공급부(3)가 제어되어, 챔버(7) 내의 습도가 소정의 제1 습도로 될 때까지, 가습부(35)에 의한 수증기의 첨가를 하지 않은 드라이 가스가 처리가스로서 챔버(7) 내에 공급된다.
이어서, 가습부(35)에 의해 드라이 가스에 수증기가 첨가되어, 챔버(7) 내의 습도가 제1 습도보다 높은 소정의 제2 습도로 된다(단계 S81). 기판처리장치(1d)에서는, 처리가스공급부(3)가 습도제어부(81)에 의해 제어됨으로써, 챔버(7) 내의 습도가 제2 습도로 유지되도록 처리가스의 공급이 계속된다. 다음으로, 제어부(8)의 제어에 의해, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 시작된다(단계 S82). 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 10rpm∼500rpm이며, 본 실시형태에서는, 50rpm이다.
그 후, 기판처리장치(1d)의 외부에 설치된 냉각가스 공급원으로부터 냉매공급부(4a)의 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스가 공급되어, 냉각가스 노즐(41)로부터 회전 중의 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여 공급된다. 냉각가스는 기판(9)의 회전에 의해 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼져, 기판(9) 전체가 냉각된다. 이에 의해, 챔버(7) 내의 처리가스 중의 수분(순수)이 기판(9)의 상면(91)에 결로(結露)되어, 상면(91) 전체를 덮는 순수의 얇은 액막이 형성된다(단계 S83). 바꿔 말하면, 냉매공급부(4a)는 기판(9)을 냉각하는 기판냉각부이며, 기판(9)의 상면(91)상에 전면에 걸친 순수의 액막을 형성하는 액막형성부이다. 또한, 기판(9)의 하면(92)에도 결로는 생긴다.
액막의 형성이 종료되면, 제어부(8)의 제어에 의해, 냉매공급부(4a)의 노즐이동기구(42)에 의한 냉각가스 노즐(41)의 회동이 시작되어, 기판(9)의 중앙부와 외연부 사이에서 냉각가스 노즐(41)이 왕복 이동을 반복한다. 이에 의해, 기판(9)의 상면(91) 전체에 냉각가스가 공급되어, 상면(91)상의 액막이 냉각되어 동결된다(단계 S84). 이하, 동결된 액막을 「동결막」이라고도 부른다. 기판처리장치(1d)에서는, 냉매공급부(4a)는 기판(9)의 상면(91)상의 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부로서도 기능한다.
이와 같이 기판처리장치(1d)에서는, 액막을 동결시킬 때에, 기판회전기구(5)에 의해 기판(9)을 회전시키면서, 노즐이동기구(42)에 의해 왕복 이동하는 냉각가스 노즐(41)로부터, 기판(9)의 상면(91)에 냉각가스가 공급된다. 이에 의해, 기판(9)의 지름 방향의 어느 위치에 있어도, 상면(91)가 냉각가스 노즐(41)로 대향하게 되어, 기판(9)의 표면 91둘 수 있는 냉각의 균일성을 향상시킬 수 있다.
기판(9)상에서는, 기판(9)과 파티클 등 사이에 침입된 순수가 동결(응고)되어 체적이 증가함으로써, 파티클 등이 기판(9)으로부터 미소 거리만큼 떠오른다. 그 결과, 파티클 등과 기판(9) 사이의 부착력이 저감되어 파티클 등이 기판(9)으로부터 이탈된다. 또한, 순수가 동결될 때에, 기판(9)의 상면(91)에 평행한 방향으로 체적이 증감됨으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등이 기판(9)으로부터 박리된다.
냉매공급부(4a)에서는, 기판(9)의 중앙부와 외연부 사이에서 왕복 이동하는 냉각가스 노즐(41)로부터 공급되는 냉각가스의 온도가 냉각가스 노즐(41)의 위치에 기초하여 제어된다. 구체적으로는, 냉각가스 온도제어부(82)에 의해 냉매공급부(4a)가 제어됨으로써, 기판(9)의 외연부에 대향하는 위치에서 냉각가스 노즐(41)로부터 토출되는 냉각가스의 온도가 기판(9)의 중앙부에 대향하는 위치에서 냉각가스 노즐(41)로부터 토출되는 냉각가스의 온도보다 낮아진다. 바꿔 말하면, 냉각가스 노즐(41)로부터 기판(9)의 외연부에 공급되는 냉각가스의 온도가 기판(9)의 중앙부에 공급되는 냉각가스의 온도보다 낮아진다.
기판처리장치(1d)에서는, 기판(9)의 주위에서 아래쪽으로 향하여 흐르는 상온의 처리가스에 의해, 기판(9)의 외연부의 온도는 기판(9)의 중앙부의 온도보다 상온에 가까워지기 쉽다. 따라서, 위에서 설명한 바와 같이 냉각가스 노즐(41)로부터 공급되는 냉각가스의 온도를, 기판(9)의 외연부에서 중앙부보다 낮아짐으로써, 기판(9)의 상면(91)에서의 냉각의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
동결막의 형성이 종료되면, 냉매공급부(4a)로부터의 냉각가스의 공급이 정지되어, 냉각가스 노즐(41)이 기판(9)의 위쪽으로부터 외측으로 이동한다. 이어서, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 증가되어, 동결막의 형성 시보다 큰 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 1500rpm∼2500rpm이며, 본 실시형태에서는, 2000rpm이다.
이어서, 제어부(8)에 의해 가열액공급부(6)가 제어되어, 가열액공급부(6)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향하여 가열액이 공급된다. 가열액은 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼진다. 이에 의해, 상면(91)상의 동결막이 급속히 해동되어(즉, 액화되어), 가열액과 함께 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다(단계 S85). 기판(9)의 상면(91)에 부착되어 있던 파티클 등은 기판(9)상으로부터 비산되는 액체와 함께 기판(9)상으로부터 제거되는 기판(9)상에서 외측으로 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다. 기판처리장치(1d)에서는, 가열액공급부(6)는 기판(9)상의 동결막에 해동용 액체인 가열액을 공급하여 동결막을 제거하는 동결막제거부의 역할을 한다.
동결막의 제거가 종료되면, 도시 생략한 린스액공급부로부터 기판(9)의 상면(91)상에 린스액(예를 들면, 상온의 탈이온수)이 공급되어 기판(9)의 린스 처리가 행해진다(단계 S86).린스 처리중의 기판(9)의 회전수는 바람직하게는, 300rpm∼1000rpm이며, 본 실시형태에서는, 800rpm이다. 그 후, 기판(9)의 회전수를 1500rpm∼3000rpm(본 실시형태에서는, 2000rpm)로 변경하고, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상의 린스액을 제거하는 건조 처리가 행해진다(단계 S87). 기판(9)의 건조 처리가 종료되면, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 정지된다(단계 S88).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1d)에서는, 기판(9)의 상면(91)에 순수를 결로시킴으로써 액막이 형성된다. 이에 의해, 액막형성용의 액체를 기판(9)의 상면(91)을 향하여 토출하여 공급하는 구조를 생략할 수 있는 그 결과, 기판처리장치(1d)를 소형화할 수 있다. 또한, 기판의 회전에 의해 액체를 기판의 중앙부로부터 외연부로 펼치는 것으로 액막을 형성하는 경우에 비하여, 기판(9)의 상면(91) 전체에 얇은 액막을 용이하게 형성할 수 있다. 이와 같이 액막을 얇게 함으로써, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 냉매공급부(4a)로부터의 냉각가스의 온도를 높게 해도 신속히 액막을 동결할 수 있다. 이 때문에, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41)로 냉각가스를 공급하는 배관 등의 단열 설비를 간소화할 수 있다. 그 결과, 냉매공급부(4a)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.
기판처리장치(1d)에서는, 냉매공급부(4a)에 의해 기판(9)을 냉각함으로써, 기판(9)의 상면(91)에 순수를 결로시켜 액막이 형성된다. 이에 의해, 기판(9)의 상면(91)상에 상온보다 낮은 온도의 액막이 형성되기 때문에, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 더 억제할 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 냉매공급부(4a)는 기판(9)의 상면(91)상에 액막을 형성하는 액막형성부와, 그 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부의 양쪽의 역할을 한다. 이에 의해, 기판처리장치(1d)의 구조를 간소화할 수 있다. 또한, 기판(9)의 상면(91)상에 액막을 형성할 때에, 습도제어부(8)에 의해 챔버(7) 내의 습도가 소정의 제2 습도로 유지된다. 이에 의해, 기판(9)상에서의 결로속도(즉, 단위시간 당 액화하는 순수의 양)를 일정하게 유지하고, 소망하는 두께의 액막을 용이하게 형성할 수 있다
기판처리장치(1d)에서는, 가열액공급부(6)에 의해 가열액을 공급하여 기판(9)으로부터 동결막을 제거함으로써, 기판(9)에 부착되어 있는 파티클 등을 동결막과 함께 효율 좋게 제거할 수 있다. 또한, 동결막을 형성하는 순수를 가열액으로서 이용함으로써, 동결막의 해동시에 기판(9)으로부터 비산되는 액체를 회수하여 재이용할 수 있다.
기판처리장치(1d)에서는, 단계 S84에 있어서, 기판(9)의 중앙부의 위쪽에 배치되어 그 중앙부에 대하여 상대적으로 고정된 냉각가스 노즐(41)로부터, 기판(9)의 상면(91)의 중앙부를 향하여 냉각가스의 공급이 행해져, 기판(9)의 회전에 의해 냉각가스가 기판(9)의 중앙부로부터 외연부로 퍼짐으로써 동결막이 형성되어도 좋다.
또한, 단계 S83에 있어서, 회전 중의 기판(9)의 중앙부와 외연부 사이에서 냉각가스 노즐(41)을 왕복 이동시켜, 냉각가스 노즐(41)로부터 기판(9)의 상면(91)에 냉각가스가 공급되어도 좋다. 이에 의해, 액막의 형성 시에 있어도, 기판(9)의 상면(91)에서의 냉각의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 단계 S83, S84에서는, 노즐이동기구(42)에 의한 냉각가스 노즐(41)의 이동은 기판(9)에 대하여 상대적으로 행해지고 있으면 좋고, 예를 들면, 냉각가스 노즐(41)이 고정된 상태로, 기판(9)이 기판유지부(2)와 함께 이동해도 좋다. 이 경우도, 기판(9)의 상면(91)에서의 냉각의 균일성이 향상된다.
다음으로, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 기판처리장치에 관하여 설명한다. 도 12는 제6 실시형태에 따른 기판처리장치(1e)의 구성을 나타내는 도면이다. 기판처리장치(1e)에서는, 냉매공급부(4a)가 기판(9)의 아래쪽에 배치되어, 냉매공급부(4a)의 냉각가스 노즐(41a)로부터, 기판(9)의 하면(92)의 중앙부를 향하여, 냉매인 냉각가스가 공급된다. 그 이외의 구성은 도 10에 나타내는 기판처리장치(1d)와 같고, 이하의 설명에서는, 대응하는 구성에 동일 부호를 부여하고 있다.
기판처리장치(1e)에서의 기판(9)의 처리의 흐름은 도 11에 나타내는 기판처리장치(1d)에서의 처리의 흐름과 같기 때문에, 이하, 도 11을 참조하여 설명한다. 기판처리장치(1e)에서는, 먼저, 기판처리장치(1d)와 마찬가지로, 기판(9)이 챔버(7) 내에 반입되어 기판유지부(2)에 의해 유지되고, 처리가스공급부(3)에 의해 처리가스가 공급되어 챔버(7) 내의 습도가 제1 습도로 된다. 이어서, 제어부(8)의 습도제어부(81)에 의해, 습도계(71)으로부터의 출력에 기초하여 처리가스공급부(3)가 제어됨으로써, 챔버(7) 내의 습도가 제1 습도보다 높은 소정의 제2 습도로 되어, 제2 습도가 유지된다(단계 S81). 또한, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전이 시작된다(단계 S82). 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 10rpm∼500rpm이며, 본 실시형태에서는, 50rpm이다.
다음으로, 회전 중의 기판(9)의 하면(92)의 중앙부를 향하여, 기판냉각부인 냉매공급부(4a)로부터 냉각가스가 공급되는 냉각가스는 기판(9)의 회전에 의해 하면(92)의 전면(全面)에 걸쳐 퍼져, 기판(9) 전체가 냉각된다. 이에 의해, 챔버(7) 내의 처리가스 중의 수분(순수)이 기판(9)의 상면(91)에 결로되어, 상면(91)상에 순수가 얇은 액막이 형성된다(단계 S83). 또한, 기판(9)의 하면(92)에도 결로는 생긴다.
액막의 형성이 종료된 후도, 냉매공급부(4a)로부터의 냉각가스의 공급이 계속된다. 냉각가스는 기판(9)의 회전에 의해 기판(9)의 하면(92)의 전면에 걸쳐 공급되어, 상면(91)상의 액막이 냉각되어 동결됨으로써 동결막으로 된다(단계 S84), 동결막의 형성이 종료되면, 냉매공급부(4a)로부터의 냉각가스의 공급이 정지되고, 기판회전기구(5)에 의한 기판(9)의 회전 속도가 증가되어, 동결막의 형성 시보다 큰 회전 속도로 변경된다. 기판(9)의 회전수는 예를 들면, 1500rpm∼2500rpm이며, 본 실시형태에서는, 2000rpm이다.
이어서, 가열액공급부(6)로부터 기판(9)의 상면(91)을 향하여 가열액이 공급되어, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)의 중앙부로부터 외연부를 향하여 상면(91)의 전면에 걸쳐 퍼진다. 이에 의해, 상면(91)상의 동결막이 급속히 해동되어(즉, 액화되어), 가열액과 함께 기판(9)의 엣지로부터 외측으로 비산된다(단계 S85). 기판(9)의 상면(91)에 부착되어 있던 파티클 등은 기판(9)상으로부터 비산되는 액체와 함께 기판(9)상으로부터 제거된다. 기판(9)상에서 외측으로 비산된 액체는 컵부(21)에 의해 받쳐져 회수된다.
동결막의 제거가 종료되면, 기판(9)의 상면(91)상에 린스액(예를 들면, 상온의 탈이온수)이 공급되어 기판(9)의 린스 처리가 행해진다(단계 S86). 그 후, 기판(9)의 회전 속도를 크게 하고, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상의 린스액을 제거하는 건조 처리가 행해진다(단계 S87). 기판(9)의 건조 처리가 종료되면, 기판(9)의 회전이 정지된다(단계 S88).
이상으로 설명한 바와 같이, 기판처리장치(1e)에서는, 도 10에 나타내는 기판처리장치(1d)와 마찬가지로, 기판(9)의 상면(91)에 순수를 결로시킴으로써 액막이 형성된다. 이에 의해, 액막형성용의 액체를 기판(9)의 상면(91)을 향하여 토출하여 공급하는 구조를 생략할 수 있어, 기판처리장치(1e)를 소형화할 수 있다. 또한, 기판(9)상에 얇은 액막을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 냉매공급부(4a)로부터의 냉각가스의 온도를 높게 해도 신속히 액막을 동결할 수 있다. 이 때문에, 냉각가스 공급원으로부터 냉각가스 노즐(41a)로 냉각가스를 공급하는 배관 등의 단열 설비를 간소화할 수 있어, 냉매공급부(4a)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.
기판처리장치(1e)에서는, 냉매공급부(4a)에 의해 기판(9)을 냉각함으로써, 기판(9)의 상면(91)에 순수를 결로시켜 상온보다 낮은 온도의 액막을 형성할 수 있기 때문에, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 보다 짧게 할 수 있어, 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 더 억제할 수도 있다. 또한, 냉매공급부(4a)가 기판(9)의 상면(91)상에 액막을 형성하는 액막형성부와, 그 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부의 양쪽의 역할을 함으로써, 기판처리장치(1e)의 구조를 간소화할 수 있다.
기판처리장치(1e)에서는, 단계 S83, S84에 있어서, 냉매공급부(4a)의 냉각가스 노즐(41a)을 이동하는 일 없이 액막 형성 및 동결막 형성이 행해진다. 이 때문에, 냉각가스 노즐(41a)을 이동하는 기구를 생략할 수 있어 기판처리장치(1e)의 구조를 간소화할 수 있다.
한편, 기판처리장치(1e)에서는, 냉각가스 노즐(41a)을 기판(9)의 중앙부와 외연부 사이에서 왕복 이동시키는 노즐이동기구가 설치됨으로써, 단계 S83, S84에 있어서, 기판(9)의 상면(91)에서의 냉각의 균일성이 향상되어도 좋다. 또한, 냉각가스 노즐(41a)은 노즐이동기구에 의해 기판(9)에 대하여 상대적으로 이동하면 좋고, 예를 들면, 냉각가스 노즐(41a)이 고정된 상태로, 기판(9)이 기판유지부(2)와 함께 이동해도 좋다.
이 경우도, 기판(9)의 상면(91)에서의 냉각의 균일성이 향상된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 기판처리장치(1)에서는, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 순수 이외의 액체(예를 들면, 수소수, 탄산수, SC1(암모니아 과산화수소수), 터셔리부탄올(TBA))가 과냉각된 과냉각액이 공급되어, 그 과냉각액의 액막이 동결됨으로써 동결막이 형성되어도 좋다.
기판처리장치(1, 1a∼1c)에서는, 동결부(4)에 의한 액막의 동결은 액막을 형성하는 액체의 응고점보다 저온의 질소 이외의 냉각가스(예를 들면, 산소, 공기, 오존, 아르곤)가 기판(9)의 상면(91)에 공급되는 것으로 행해져도 좋다. 액막의 동결은 액막을 형성하는 액체의 응고점보다 저온인 냉각가스나 액체가 기판(9)의 하면(92)에 공급되는 것으로 행해져도 좋다. 또한, 가열액공급부(6)에서는, 순수 이외의 여러 가지의 액체가 해동용 액체로서 상온보다 높은 온도까지 가열되어 기판(9)의 상면(91)에 공급되어도 좋다. 또한, 해동용 액체로서 상온 이하의 액체가 사용되어도 좋다.
제1 실시형태에서는, 기판(9)의 상면(91)에 액막이 형성되는 것보다도 전(前), 및 액막이 형성될 때에, 냉각부인 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 하면(92)에 순수의 과냉각액이 공급됨으로써 하면(92)이 냉각되지만, 하면(92)의 냉각은 순수 이외의 액체가 과냉각된 과냉각액이 공급되는 것으로 행해져도 좋다. 또한, 기판(9)의 하면(92)의 냉각은 상온보다 저온인 과냉각되지 않은 액체(보다 바람직하게는, 기판(9)의 상면(91)에 대해 액막을 형성하는 액체의 응고점보다 저온인 액체)가 냉각부로부터 하면(92)에 공급되는 것으로 행해져도 좋고, 상온보다 저온인 기체의 공급에 의해 행해져도 좋다.
기판처리장치(1)에서는, 액막 형성 중에서의 액막의 온도 상승이 허용범위 내이면, 냉각부에 의한 기판(9)의 하면(92)의 냉각은 생략되어도 좋다. 또한, 액막이 기판(9)의 열을 흡수함으로써 생기는 온도 상승이 허용범위 내이면, 단계 S14에서의 기판(9)의 예비 냉각은 생략되어도 좋다. 이 경우, 동결부(4)에 의한 동결 처리가 개시될 때의 액막의 온도가 응고점 이상이 될 가능성은 있지만, 응고점보다 고온인 액체가 기판(9)의 상면(91)에 공급되어 액막이 형성되는 경우에 비하여, 액막의 동결에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있고, 또한 동결부(4)에 의한 액막의 동결에 필요로 하는 냉각 비용을 억제할 수 있다.
예를 들면, 제2 실시형태에 따른 기판처리장치(1a)에서는, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 공급되는 제1 액체는 반드시 에칭 성능을 갖는 기능액일 필요는 없고, 예를 들면, 이소프로필알콜(IPA：응고점은 -89.5℃) 등과 같이 에칭 성능을 가지지 않는 액체이어도 좋다.
기판처리장치(1a)에서는, 단계 S36에서 제1 액체 및 제3 액체의 공급이 정지된 후, 단계 S37에서 제2 액체의 공급이 개시되는 것보다도 전에, 기판(9)의 회전에 의해, 기판(9)상으로부터 제1 액체 및 제3 액체를 제거하는 건조 공정을 해도 좋다. 이 경우, 단계 S38의 제1 액체의 제2 액체에 의한 치환은 행해지지 않는다. 또한, 기판처리장치(1a)에서는, 기판(9)의 하면(92)의 세정 처리를 행할 필요가 없는 경우, 제3 액체공급부(33)는 생략되어도 좋다.
기판처리장치(1a) 및 기판처리장치(1b)에서는, 제2 액체의 응고점 이하의 온도인 액체가 제1 액체로서 공급된다면, 반드시 제1 액체의 응고점은 제2 액체의 응고점보다 낮을 필요는 없다. 예를 들면, 제1 액체는 응고점 이하의 온도까지 냉각된(즉, 과냉각된) 제2 액체와 같은 액체이어도 좋다. 제2 액체가 0℃보다 고온, 또한 상온보다 저온인 순수인 경우, 제1 액체는 0℃ 이하로 과냉각된 순수이어도 좋다. 또한, 과냉각이란, 물질의 상변화에 있어서, 변화해야 할 온도 이하에서도 그 상태가 변화하지 않는 상태를 가리킨다. 다만, 제1 액체로서 제2 액체의 응고점보다 낮은 응고점을 갖는 액체가 사용됨으로써, 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 제1 액체의 온도를, 용이하게 제2 액체의 응고점 이하로 할 수 있다.
기판처리장치(1a)에서는, 제3 액체의 응고점 이하의 온도의 액체가 제1 액체로서 공급된다면, 반드시 제1 액체의 응고점은 제3 액체의 응고점보다 낮을 필요는 없고, 제3 액체와 같은 액체를 과냉각 한 것이 제1 액체로서 사용되어도 좋다. 다만, 제1 액체로서 제3 액체의 응고점보다 낮은 응고점을 갖는 액체가 사용됨으로써, 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 제1 액체의 온도를, 용이하게 제3 액체의 응고점 이하로 할 수 있다.
기판처리장치(1a) 및 기판처리장치(1b)에서는, 제1 액체공급부(31)에 의한 예비 냉각에 의해, 기판(9) 전체의 온도(적어도, 기판(9)의 상면(91)의 온도)가 제2 액체의 응고점 이하가 되는 것이 바람직하지만, 제2 액체의 응고점 이하의 온도인 제1 액체에 의해 기판(9)이 예비 냉각된다면, 예비 냉각 후의 기판(9)의 온도는 제2 액체의 응고점보다 높아도 좋다. 또한, 제2 액체공급부(32)로부터 공급되는 제2 액체는 반드시 미리 냉각될 필요는 없다.
기판처리장치(1c)의 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 하면(92)에 공급되는 액체는 순수에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각된 탄산수나 수소수 등이 제2 액체공급부(32)로부터 기판(9)의 하면(92)에 공급되어도 좋다. 또한, 이소프로필알콜이나 불화수소산 등과 같이 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 순수보다 응고점이 낮은 액체가 순수의 응고점 이하의 온도까지 냉각된 상태로 기판(9)의 하면(92)에 공급되어도 좋고 혹은 응고점 이하의 온도까지 과냉각된 순수가 기판(9)의 하면(92)에 공급되어도 좋다. 이와 같이 제1 액체공급부(31)로부터 공급되는 순수의 응고점 이하의 저온인 액체가 기판(9)의 하면(92)에 공급됨으로써, 액막형성 시에서의 기판(9) 및 액막의 온도 상승을 보다 한층 억제할 수 있다.
기판처리장치(1c)에서는, 제1 액체공급부(31)로부터 기판(9)의 상면(91)에 공급되는 액체는 반드시, 미리 냉각된 순수일 필요는 없고, 예를 들면, 상온의 순수가 기판(9)의 상면(91)에 공급되어, 그 순수에 의해 액막이 형성되어도 좋다. 이 경우, 제1 액체공급부(31)에 순수를 공급하는 기구의 냉각 설비나 단열 설비 등을 생략할 수 있어, 기판처리장치(1c)의 구조를 간소화할 수 있다. 또한, 제1 액체공급부(31)로부터, 순수 이외의 액체(탄산수, 수소수, SC1(암모니아 과산화수소수), 터셔리부탄올(TBA) 등 )가 공급되어, 그 액체에 의해 액막이 형성되어도 좋다.
제6 실시형태에 따른 기판처리장치(1e)에서는, 냉매공급부(4a)의 냉각가스 노즐(41a)을 대신하여, 액상의 냉매(즉, 냉각액)를 기판(9)의 하면(92)을 향하여 토출하여 냉각액 노즐이 설치되어도 좋다. 이 경우, 냉매공급부(4a)로부터 공급되는 냉각액의 온도는 순수의 응고점인 0℃보다 저온이다. 바람직하게는, 냉각액 노즐로부터의 냉각액은 기판(9)의 하면(92)과 기판유지부(2) 사이에 충전되어 유지된다. 이에 의해, 기판(9)이 효율적으로 냉각된다.
제5 및 제6 실시형태에 따른 기판처리장치(1d, 1e)에서는, 냉매공급부(4a)가 기판(9)의 상면(91)상에 액막을 형성하는 액막형성부와, 그 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부의 양쪽의 역할을 하고 있지만, 액막형성부와 동결부와는 개별적으로 설치되어도 좋다. 예를 들면, 기판처리장치(1d)의 냉각가스 노즐(41)과 기판처리장치(1e)의 냉각가스 노즐(41a)의 양쪽이 기판처리장치에 설치되어, 액막형성부인 냉각가스 노즐(41a)에 의해 기판(9)의 하면(92)에 냉각가스가 공급되어, 기판(9)의 상면(91)에 액막이 형성되고, 동결부인 냉각가스 노즐(41)에 의해 기판(9)의 상면(91)에 냉각가스가 공급되어 액막이 동결되어도 좋다.
기판처리장치(1d, 1e)에서는, 단계 S83, S84에서의 기판(9)의 냉각은 반드시 냉매의 공급에 의하는 것에는 한정되지 않으며, 기판유지부(2)의 유지부 본체(22)에 냉각기구가 설치되어, 기판(9)의 하면(92)에 근접하는 유지부 본체(22)에 의해 기판(9)이 냉각되어도 좋다. 혹은 기판유지부(2)가 기판(9)의 하면(92)에 접촉함으로써, 기판(9)이 냉각되어도 좋다. 이 경우, 기판유지부(2)가 기판냉각부의 역할을 한다.
기판처리장치(1d, 1e)에서는, 기판(9)상에서의 액막의 형성은 반드시 기판(9)의 냉각에 의하는 것일 필요는 없다. 예를 들면, 제어부(8)의 습도제어부(81)에 의해 처리가스공급부(3)가 제어되어 수증기가 과포화 상태인 처리가스(즉, 수증기의 분압이 포화수증기압보다 높은 상태인 처리가스)가 챔버(7) 내에 공급되어, 상온의 기판(9)상에서 수증기가 액화됨으로써, 기판(9)의 상면(91)상에 액막이 형성되어도 좋다. 이 경우, 과포화 상태의 처리가스를 공급하는 처리가스공급부(3)가 액막형성부로서 기능한다.
기판처리장치(1, 1a∼1e)에 의해 처리되는 기판은 포토마스크용 유리 기판, 액정 표시용 유리 기판, 플라즈마 표시용 유리 기판, FED(Field Emission Display) 용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판 등이어도 좋다.
상기 실시형태 및 각 변형예에서의 구성은 서로 모순되지 않는 한 적당히 조합되어도 좋다.
본 발명을 상세하게 묘사하여 설명하였지만, 기술의 설명은 예시적인 것으로 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 다수의 변형이나 형태가 가능하다라는 것이 이해된다.
1, 1a∼1e : 기판처리장치
2 : 기판유지부
4 : 동결부
4a : 냉매 공급부
5 : 기판회전기구
6 : 가열액공급부
7 : 챔버
9 : 기판
31 : 제1 액체공급부
32 : 제2 액체공급부
33 : 제3 액체공급부
41, 41a : 냉각가스 노즐
42 : 노즐이동기구
81 : 습도제어부
82 : 냉각가스 온도제어부
91 : 상면
92 : 하면
S11∼S22, S31∼S45, S51∼S57, S61∼S72, S81∼S88 : 단계

Claims (32)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 기판을 처리하는 기판처리장치로서,
    챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 기판을 유지하는 기판유지부와,
    상기 기판에 미리 냉각된 제1 액체를 공급하여 상기 기판을 예비 냉각하는 제1 액체공급부와,
    예비 냉각된 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 상기 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제2 액체를 공급하는 제2 액체공급부와,
    상기 제2 액체가 공급된 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 상기 제2 액체의 액막을 형성하는 기판회전기구와,
    상기 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부를 구비하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 액체공급부가 미리 냉각된 상기 제2 액체를 상기 기판에 공급하는 기판처리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 액체공급부에 의한 예비 냉각에 의해, 상기 기판의 온도가 상기 제2 액체의 응고점 이하로 되는 기판처리장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제3 액체를 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 공급하는 제3 액체공급부를 더 구비하고,
    상기 기판회전기구에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 제1 액체공급부로부터 상기 기판의 상기 한쪽의 주면을 향하여 상기 제3 액체의 응고점 이하로 냉각된 상기 제1 액체를 공급함과 함께, 상기 제3 액체공급부로부터 상기 기판의 상기 다른 쪽의 주면을 향하여 상기 제3 액체를 공급하는 기판처리장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 액체공급부가 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 상기 제1 액체를 공급하는 기판처리장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제2 액체가 순수인 기판처리장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 액체가 에칭 성능을 갖는 기능액(機能液)인 기판처리장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 기판을 처리하는 기판처리장치로서,
    챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서 기판을 유지하는 기판유지부와,
    상기 기판의 한쪽의 주면에 상기 챔버 내의 가스 중의 수분을 결로(結露)시켜, 결로한 수분에 의한 액막을 상기 한쪽의 주면상에 형성하는 액막형성부와,
    상기 액막을 냉각하여 동결시키는 동결부를 구비하는 기판처리장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 액막형성부가, 상기 기판을 냉각하는 기판냉각부인 기판처리장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기판냉각부가, 상기 동결부이기도 한 기판처리장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 기판냉각부가, 상기 기판의 다른 쪽의 주면을 향하여 냉각가스를 공급하는 기판처리장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전하는 기판회전기구를 더 구비하고,
    상기 기판회전기구에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판냉각부로부터 상기 기판의 상기 한쪽의 주면의 중앙부, 또는, 다른 쪽의 주면의 중앙부를 향하여 냉각가스를 공급하는 기판처리장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전하는 기판회전기구를 더 구비하고,
    상기 기판냉각부가,
    상기 기판에 냉각가스를 공급하는 냉각가스 노즐과,
    상기 냉각가스 노즐을 상기 기판의 중앙부와 외연부(外緣部) 사이에서 상대적으로 왕복 이동하는 노즐이동기구를 구비하고,
    상기 기판회전기구에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 노즐이동기구에 의해 왕복 이동하는 상기 냉각가스 노즐로부터, 상기 기판의 상기 한쪽의 주면 또는 다른 쪽의 주면을 향하여 냉각가스를 공급하는 기판처리장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 기판냉각부로부터 상기 기판에 공급되는 냉각가스의 온도를 제어하는 냉각가스 온도제어부를 더 구비하고,
    상기 기판의 상기 외연부에 상기 냉각가스 노즐로부터 공급되는 냉각가스의 온도가, 상기 기판의 상기 중앙부에 상기 냉각가스 노즐로부터 공급되는 냉각가스의 온도보다 낮은 기판처리장치.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 챔버 내의 습도를 제어하는 습도제어부를 더 구비하는 기판처리장치.
  27. 제6~12, 19~26항 중 어느 한 항에 있어서,
    동결한 상기 액막인 동결막에 가열된 해동용 액체를 공급하여 상기 동결막을 제거하는 동결막제거부를 더 구비하는 기판처리장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 동결막을 제거할 때에, 상기 해동용 액체가 상기 기판의 다른 쪽의 주면에 공급되지 않는 기판처리장치.
  29. 삭제
  30. 기판을 처리하는 기판처리방법으로서,
    a) 챔버 내에 있어서 한쪽의 주면을 상측으로 향한 상태로 유지된 기판에 미리 냉각된 제1 액체를 공급하여 상기 기판을 예비 냉각하는 공정과,
    b) 상기 기판의 상기 한쪽의 주면에 상기 제1 액체의 온도 이상의 응고점을 갖는 제2 액체를 공급하고, 상기 기판을 상기 한쪽의 주면에 수직한 축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상기 한쪽의 주면상에 상기 제2 액체의 액막을 형성하는 공정과,
    c) 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 공정을 구비하는 기판처리방법.
  31. 삭제
  32. 기판을 처리하는 기판처리방법으로서,
    a) 챔버 내에 있어서 기판의 한쪽의 주면에 상기 챔버 내의 가스 중의 수분을 결로시켜, 결로한 수분에 의한 액막을 상기 한쪽의 주면상에 형성하는 공정과,
    b) 상기 액막을 냉각하여 동결시키는 공정을 구비하는 기판처리방법.
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