KR101624038B1

KR101624038B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR101624038B1
Application number: KR1020140108213A
Authority: KR
Inventors: 유지 나가시마; 준 마츠시타; 유키 사이토; 고노스케 하야시; 구니히로 미야자키
Original assignee: 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-05-24
Also published as: JP2015092537A; JP6426924B2; EP2854165A1; KR20150037509A; CN104517875A; US20150090298A1; TW201523724A

Abstract

본 발명은 기판 표면의 세정액을 휘발성 용매로 확실하게 치환하여 기판 건조시의 패턴 도괴(倒壞)를 유효하게 방지하고, 그와 같은 기판의 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기판 처리 장치(10)는, 용매 공급부(58)가 자기장 형성 수단을 부대적으로 포함하며, 자기장 형성 수단(100)은 세정액과 휘발성 용매가 병존하고 있는 기판(W)의 표면에 자기장을 가하고, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매와 교반 혼합하여, 상기 세정액의 상기 휘발성 용매로의 치환을 촉진하는 것이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATMENT DEVICE AND SUBSTRATE TREATMENT METHOD}

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

기판 처리 장치는, 반도체 등의 제조 공정에 있어서, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판의 표면에 처리액을 공급하여 그 기판 표면을 처리하고, 그 후, 기판 표면에 초순수 등의 세정액을 공급하여 그 기판 표면을 세정하며, 또한 이것을 건조시키는 장치이다. 이 건조 공정에 있어서, 최근의 반도체의 고집적화나 고용량화에 따른 미세화에 의해, 예컨대 기판 상의 메모리 셀이나 게이트 주위의 패턴이 도괴(倒壞)되는 문제가 발생하고 있다. 이것은, 패턴끼리의 간격이나 구조, 세정액의 표면 장력 등에 기인하고 있다. 기판 건조시에 패턴 사이에 잔존하는 세정액의 표면 장력에 의한 패턴끼리의 끌어당김에 의해, 패턴끼리가 탄성 변형적으로 쓰러져, 패턴 도괴를 발생시키는 것이다.

그래서, 전술한 패턴 도괴를 억제하는 것을 목적으로 하여, 표면 장력이 초순수보다도 작은 IPA(2-프로판올: 이소프로필알코올)를 이용한 기판 건조 방법이 제안되어 있으며(예컨대, 특허문헌 1 참조), 기판 표면 상의 초순수를 IPA로 치환하여 기판 건조를 행하는 방법이 양산 공장 등에서 이용되고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-34779호 공보

그러나, 종래 기술에서는, 기판의 표면에 공급한 세정액을 표면 장력이 낮은 IPA 등의 휘발성 용매로 충분히 치환하는 것에 어려움이 있어, 기판 건조시의 패턴 도괴를 유효하게 방지할 수 없다. 이 패턴 도괴는, 반도체의 미세화가 진행됨과 아울러 현저해진다.

본 발명의 과제는, 기판 표면의 세정액을 휘발성 용매로 확실하게 치환하여 기판 건조시의 패턴 도괴를 유효하게 방지하는 것에 있다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와,

세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 용매 공급부와,

휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하고, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적(液滴)을 제거하며, 기판의 표면을 건조시키는 가열 건조 수단을 포함하는 기판 처리 장치로서,

세정액과 휘발성 용매가 병존하고 있는 기판의 표면에 자기장을 가하고, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매와 교반 혼합하여, 세정액의 휘발성 용매로의 치환을 촉진하는 자기장 형성 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 기판의 표면에 세정액을 공급하는 공정과,

세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 공정과,

휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하고, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하며, 기판의 표면을 건조시키는 공정을 포함하는 기판 처리 방법으로서,

자기장 형성 수단을 이용해서 세정액과 휘발성 용매가 병존하고 있는 기판의 표면에 자기장을 가하고, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매와 교반 혼합하여, 세정액의 휘발성 용매로의 치환을 촉진하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 따르면, 기판 표면의 세정액을 휘발성 용매로 확실하게 치환하여 기판 건조시의 패턴 도괴를 유효하게 방지할 수 있다.

도 1은 기판 처리 장치를 도시한 모식도이다.
도 2는 기판 처리 장치에 있어서의 기판 세정실의 구성을 도시한 모식도이다.
도 3은 자기장 형성 수단을 구성하는 자석을 도시한 모식도이다.
도 4는 기판 표면에 있어서의 세정액의 치환 상황을 도시한 모식도이다.
도 5는 기판 처리 장치에 있어서의 기판 건조실의 구성을 도시한 모식도이다.
도 6은 기판 처리 장치에 있어서의 반송 수단의 구성을 도시한 모식도이다.
도 7은 기판 세정실의 변형예를 도시한 모식도이다.
도 8은 자기장 형성 수단을 구성하는 자석을 도시한 모식도이다.
도 9는 기판 표면에 있어서의 휘발성 용매의 건조 상황을 도시한 모식도이다.
도 10은 모세 효과(Moses effect)를 설명하는 모식도이다.

기판 처리 장치(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 공급 배출부(20)와, 기판 보관용 버퍼부(30)와, 복수의 기판 처리실(40)을 갖고, 기판 공급 배출부(20)와 기판 보관용 버퍼부(30) 사이에 반송 로봇(11)을 설치하며, 기판 보관용 버퍼부(30)와 기판 처리실(40) 사이에 반송 로봇(12)을 설치하고 있다. 여기서, 기판 처리실(40)은, 후술하는 바와 같이, 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)의 세트로 이루어진다.

기판 공급 배출부(20)는, 복수의 기판 수납 카세트(21)를 반입, 반출 가능하게 되어 있다. 기판 수납 카세트(21)는, 미처리의 웨이퍼나 액정 기판 등의 복수의 기판(W)이 수납되어 기판 공급 배출부(20)에 반입된다. 또한, 기판 수납 카세트(21)는, 기판 처리실(40)에서 처리된 기판(W)이 수납되어 기판 공급 배출부(20)로부터 반출된다. 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(11)에 의해 기판 공급 배출부(20) 내의 기판 수납 카세트(21)에 있어서 다단을 이루는 각 수납 선반으로부터 순서대로 취출되고, 기판 보관용 버퍼부(30)의 후술하는 인(in) 전용 버퍼(31)에 공급된다. 인 전용 버퍼(31)에 공급된 미처리의 기판(W)은, 또한 반송 로봇(12)에 의해 취출되고, 기판 처리실(40)의 기판 세정실(50)에 공급되어 세정 처리된다. 기판 세정실(50)에서 세정 처리된 기판(W)은, 반송 로봇(12)에 의해 기판 세정실(50)로부터 기판 건조실(70)로 이송되어 건조 처리된다. 이렇게 해서 처리가 완료된 기판(W)은, 반송 로봇(12)에 의해 기판 건조실(70)로부터 취출되고 기판 보관용 버퍼부(30)의 후술하는 아웃 전용 버퍼(32)에 투입되어 일시 보관된다. 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32) 내에서 일시 보관된 기판(W)은, 반송 로봇(11)에 의해 취출되고, 기판 공급 배출부(20) 내의 기판 수납 카세트(21)의 빈 수납 선반에 순서대로 배출된다. 처리가 완료된 기판(W)으로 가득 찬 기판 수납 카세트(21)가, 기판 공급 배출부(20)로부터 반출되게 된다.

기판 보관용 버퍼부(30)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 미처리의 기판(W)을 보관하는 복수의 인 전용 버퍼(31)가, 다단을 이루는 선반 형상으로 설치되고, 기판 처리실(40)에서 세정 및 건조 처리된 기판(W)을 보관하는 복수의 아웃 전용 버퍼(32)가, 다단을 이루는 선반 형상으로 설치된다. 아웃 전용 버퍼(32)의 내부에는, 일시 보관 중인 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단을 설치할 수도 있다. 한편, 인 전용 버퍼(31)나 아웃 전용 버퍼(32)는, 다단이 아니어도 좋다.

기판 처리실(40)은, 기판 보관용 버퍼부(30)로부터 이격된 기판 처리실(40)쪽의 이동단에 위치하는 반송 로봇(12)의 주위(또는 양측)에, 한 세트를 이루는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 배치하고, 이 한 세트의 기판 세정실(50)에서 세정 처리된 기판(W)을 상기 한 세트의 기판 건조실(70)로 이송하여 건조 처리하는 것으로 하고 있다. 기판 처리실(40)에서는, 기판 세정실(50)에 의한 세정 작업 시간을 N으로 할 때에, 기판 건조실(70)에 의한 건조 작업 시간이 1이 되는 경우, 한 세트를 이루는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)의 각 설치 개수 i, j가, i 대 j=N 대 1이 되도록 설정되어 있다. 이에 따라, 기판 처리실(40) 내에서 한 세트를 이루는, 모든 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 동일 시간대에 병렬하여 가동시킬 때, 후속하는 기판(W)을 이들 기판 세정실(50)에서 세정하는 생산량과, 기판 세정실(50)에서 세정이 완료된 선행하는 기판(W)을 이들 기판 건조실(70)에서 건조시키는 생산량을 대략 동등하게 하는 것을 도모하는 것이다.

본 실시예의 기판 처리실(40)은, 복수의 계층, 예컨대 3계층의 각각에, 한 세트를 이루는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 배치하고, 기판 세정실(50)에 의한 세정 작업 시간을 N=3으로 할 때에, 기판 건조실(70)에 의한 건조 작업 시간이 1이 되기 때문에, 각 계층에 i=3개의 기판 세정실(50)과 j=1개의 기판 건조실(70)을 설치하였다.

이하, 기판 처리실(40)을 구성하는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)에 대해서 상세히 설명한다. 기판 세정실(50)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 처리실이 되는 처리 박스(51)와, 이 처리 박스(51) 내에 설치된 컵(52)과, 이 컵(52) 내에서 기판(W)을 수평 상태로 지지하는 테이블(53)과, 이 테이블(53)을 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(54)와, 테이블(53)의 주위에서 승강하는 용매 흡인 배출부(55)를 구비한다. 또한, 기판 세정실(50)은, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 약액을 공급하는 약액 공급부(56)와, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(57)와, 휘발성 용매를 공급하는 용매 공급부(58)와, 각부를 제어하는 제어부(60)를 구비한다.

처리 박스(51)는, 기판 출납구(51A)를 둘레벽의 일부에 개구되어 있다. 기판 출납구(51A)는 셔터(51B)에 의해 개폐된다.

컵(52)은, 원통 형상으로 형성되어 있으며, 테이블(53)을 주위로부터 둘러싸서 내부에 수용한다. 컵(52)의 둘레벽의 상부는 비스듬히 상향으로 축경되어 있고, 테이블(53) 상의 기판(W)이 상방을 향해 노출되도록 개구되어 있다. 이 컵(52)은, 회전하는 기판(W)으로부터 흘러내린 또는 비산된 약액, 세정액을 수취한다. 한편, 컵(52)의 저부에는, 수취한 약액, 세정액을 배출하기 위한 배출관(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

테이블(53)은, 컵(52)의 중앙 부근에 위치되며, 수평면 내에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 테이블(53)은, 핀 등의 지지 부재(53A)를 복수 갖고, 이들 지지 부재(53A)에 의해, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판(W)을 탈착 가능하게 유지한다.

회전 기구(54)는, 테이블(53)에 연결된 회전축이나, 이 회전축을 회전시키는 구동원이 되는 모터(모두 도시하지 않음) 등을 갖고, 모터의 구동에 의해 회전축을 통해 테이블(53)을 회전시킨다. 이 회전 기구(54)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다.

용매 흡인 배출부(55)는, 테이블(53)의 주위를 둘러싸며 환형으로 개구되는 용매 흡인구(55A)를 구비한다. 용매 흡인 배출부(55)는 용매 흡인구(55A)를 승강하는 승강 기구(도시하지 않음)를 갖고, 테이블(53)의 테이블면보다 하위에 용매 흡인구(55A)를 위치시키는 대기 위치와, 테이블(53)에 유지된 기판(W)의 주위에 용매 흡인구(55A)를 위치시키는 작업 위치로, 용매 흡인구(55A)를 승강한다. 용매 흡인구(55A)는, 회전하는 기판(W) 상으로부터 비산된 휘발성 용매를 흡인하여 수취한다. 한편, 용매 흡인구(55A)에는, 휘발성 용매를 흡인하기 위한 배기 팬 또는 진공 펌프(도시하지 않음), 및 흡인하여 수취한 휘발성 용매를 배출하기 위한 배출관(도시하지 않음)이 접속되어 있다.

약액 공급부(56)는, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 비스듬한 방향으로부터 약액을 토출하는 노즐(56A)을 갖고, 이 노즐(56A)로부터 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 약액, 예컨대 유기물 제거 처리용의 APM(암모니아수 및 과산화수소수의 혼합액)을 공급한다. 노즐(56A)은 컵(52)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 약액이 공급되도록 조정되어 있다. 이 약액 공급부(56)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다. 한편, 약액 공급부(56)는, 약액을 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 구비한다.

세정액 공급부(57)는, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 비스듬한 방향으로부터 세정액을 토출하는 노즐(57A)을 갖고, 이 노즐(57A)로부터 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 세정액, 예컨대 세정 처리용의 순수(초순수)를 공급한다. 한편, 세정액 공급부(57)가 공급하는 세정액은, 오존 등의 기능수여도 좋다. 노즐(57A)은 컵(52)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 세정액이 공급되도록 조정되어 있다. 이 세정액 공급부(57)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다. 한편, 세정액 공급부(57)는, 세정액을 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 구비한다.

용매 공급부(58)는, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 비스듬한 방향으로부터 휘발성 용매를 토출하는 노즐(58A)을 갖고, 이 노즐(58A)로부터 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 휘발성 용매, 예컨대 IPA를 공급한다. 이 용매 공급부(58)는, 세정액 공급부(57)에 의해 공급된 세정액으로 세정된 기판(W)의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환한다. 노즐(58A)은 컵(52)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 휘발성 용매가 공급되도록 조정되어 있다. 이 용매 공급부(58)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다. 한편, 용매 공급부(58)는, 휘발성 용매를 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 구비한다.

여기서, 휘발성 용매로서는, IPA 이외에도, 예컨대 에탄올 등의 1가의 알코올류, 또한 디에틸에테르나 에틸메틸에테르 등의 에테르류, 또한 탄산에틸렌 등을 이용하는 것이 가능하다. 한편, 휘발성 용매는, 물에 가용성인 것이 바람직하다.

여기서, 용매 공급부(58)는 자기장 형성 수단(100)을 부대적으로 갖는다. 자기장 형성 수단(100)은, 세정액 공급부(57)가 공급한 세정액과 용매 공급부(58)가 공급한 휘발성 용매가 병존하고 있는 기판(W)의 표면에 자기장을 가하고, 이 자기장의 모세 효과(Moses effect)를 이용해서, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매와 교반 혼합하여, 상기 세정액의 상기 휘발성 용매로의 치환을 촉진한다. 여기서, 모세 효과란, 도 10에 도시한 바와 같이, 기판(W)의 표면의 물에 상부 자석(101)(N극)과 하부 자석(102)(S극) 사이에서 발생하는 강한 자력선을 가하면, 물이 반자성의 물질이기 때문에, 자기장이 강한 곳으로부터 약한 곳으로 도피하여, 그 수면이 움푹 패이는 현상을 말한다. 한편, 도 10에 있어서, 상부 자석(101)을 S극, 하부 자석(102)을 N극으로 해도 좋다.

자기장 형성 수단(100)은, 테이블(53)에 유지되어 있는 기판(W)의 표면측과 이면측의 2위치의 각각에 배치되어 한 쌍을 이루는 상부 자석(101)과 하부 자석(102)으로 이루어진다.

상부 자석(101)은, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 처리 박스(51)의 천장면에 설치한 승강부(101A)에 의해 승강 가능하게 매달린 1개의 막대형[도 3의 (b)] 또는 십자 막대형[도 3의 (c)]을 이루며, 기판(W)의 표면으로부터 이격되는 대기 위치(도 2의 일점쇄선 위치)와, 기판(W)의 표면에 근접하는 작업 위치(도 2의 실선 위치)에 선택적으로 위치되도록 승강시켜진다.

하부 자석(102)은, 도 2, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 테이블(53)의 상면에 고정되고, 상기 테이블(53)과 함께 회전하는 원반 형상을 이룬다.

자기장 형성 수단(100)은, 상부 자석(101)을 작업 위치에 위치시킴으로써, 상부 자석(101)과 하부 자석(102) 사이에서 발생하는 자력선을 조밀하게 해서 자기장을 강하게 하여, 기판(W)의 표면의 세정액과 휘발성 용매의 교반 혼합 효율을 높인다. 즉, 기판(W)이 테이블(53) 상에 세팅되고, 상부 자석(101)과 하부 자석(102) 사이의 자기장에 기판(W)이 위치하게 되면, 기판(W)에 있어서의 상부 자석(101)에 대향하는 영역에서는, 기판(W)의 표면의 패턴 사이에 있는 물의 수면이 모세 효과에 의해 움푹 패인다. 이때, 기판(W)에 있어서의 상부 자석(101)에 대향하고 있지 않은 영역에서는, 기판(W)의 표면의 패턴 사이의 물에 모세 효과가 미치지 않기 때문에, 그 수면을 움푹 패이게 하는 힘이 작용하지 않는다. 따라서, 테이블(53)과 일체로 기판(W)을 회전시키도록 함으로써, 회전하는 기판(W)의 표면의 패턴 사이의 물에는 자기장에 의한 힘이 가해지거나, 가해지지 않기 때문에, 그 패턴 사이의 물은 이들의 힘의 변동에 따라 진동하도록 교반되어, 휘발성 용매와의 혼합에 이른다.

제어부(60)는, 각부를 집중적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부를 구비한다. 이 제어부(60)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 회전 기구(54)나 용매 흡인 배출부(55), 약액 공급부(56), 세정액 공급부(57), 용매 공급부(58), 자기장 형성 수단(100) 등을 제어하여, 회전 중인 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여, 약액 공급부(56)에 의한 약액의 공급, 세정액 공급부(57)에 의한 세정액의 공급, 용매 공급부(58)에 의한 휘발성 용매의 공급 등의 제어를 행한다.

기판 건조실(70)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 처리실이 되는 처리 박스(71)와, 이 처리 박스(71) 내에 설치된 컵(72)과, 이 컵(72) 내에서 기판(W)을 수평 상태로 지지하는 테이블(73)과, 이 테이블(73)을 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(74)와, 가스를 공급하는 가스 공급부(75)와, 휘발성 용매가 공급된 기판(W)의 표면을 가열하는 가열 수단(76)과, 가열 수단(76)에 의해 가열된 기판(W)의 표면을 건조시키기 위한 흡인 건조 수단(77)과, 각부를 제어하는 제어부(80)를 구비한다.

처리 박스(71), 컵(72), 테이블(73), 회전 기구(74)는, 기판 세정실(50)에 있어서의 처리 박스(51), 컵(52), 테이블(53), 회전 기구(54)와 동일하다. 한편, 도 5에 있어서, 도면 부호 71A는 기판 출납구, 도면 부호 71B는 셔터, 도면 부호 73A는 핀 등의 지지 부재를 나타낸다.

가스 공급부(75)는, 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 비스듬한 방향으로부터 가스를 토출하는 노즐(75A)을 갖고, 이 노즐(75A)로부터 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 가스, 예컨대 질소 가스를 공급하여, 처리 박스(71) 내에서 기판(W)의 표면 상의 공간을 질소 가스 분위기로 만든다. 노즐(75A)은 컵(72)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 가스가 공급되도록 조정되어 있다. 이 가스 공급부(75)는 제어부(80)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(80)에 의해 제어된다. 한편, 가스 공급부(75)는, 가스를 저류하는 탱크나 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 구비한다.

여기서, 공급하는 가스로서는, 질소 가스 이외의 불활성 가스, 예컨대 아르곤 가스나 이산화탄소 가스, 헬륨 가스 등을 이용하는 것이 가능하다. 이 불활성 가스가 기판(W)의 표면에 공급되기 때문에, 기판(W)의 표면 상의 산소를 제거하여, 워터 마크(물얼룩)의 생성을 방지하는 것이 가능해진다. 한편, 공급하는 가스는, 가열된 가스로 하면 바람직하다.

가열 수단(76)은, 복수의 램프(76A)를 갖고, 테이블(73)의 상방에 설치되며, 각 램프(76A)의 점등에 의해 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 빛을 조사한다. 이 가열 수단(76)은 이동 기구(76B)에 의해 상하 방향(승강 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 컵(72)에 근접한 조사 위치[도 5 중의 실선으로 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 표면에 근접한 위치]와 컵(72)으로부터 소정 거리만큼 이격된 대기 위치[도 5 중의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 표면으로부터 이격된 위치]로 이동한다. 기판 건조실(70)의 테이블(73)에 기판(W)이 세팅될 때, 가열 수단(76)을 대기 위치에 위치시켜 둠으로써, 가열 수단(76)이 기판(W)의 반입의 방해가 되는 것이 회피된다. 가열 수단(76)은, 램프 점등 후 하강, 하강 후 램프 점등 중의 어느 쪽이어도 좋다. 이 가열 수단(76)은 제어부(80)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(80)에 의해 제어된다.

여기서, 가열 수단(76)으로서는, 예컨대 곧은 관 타입의 램프(76A)를 복수 개 병렬로 설치한 것이나 전구 타입의 램프(76A)를 복수 개 어레이 형상으로 설치한 것을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 램프(76A)로서는, 예컨대 할로겐 램프나 크세논 플래시 램프 등을 이용하는 것이 가능하다.

가열 수단(76)을 이용한 기판(W)의 가열 공정에서는, 이 가열 수단(76)에 의한 가열에 의해, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매의 액체(A1)가 다른 부분의 휘발성 용매의 액체(A1)보다도 빨리 기화를 시작한다. 즉, 기판(W)의 표면에 공급된 휘발성 용매의 액체(A1) 중, 기판(W)의 표면에 접촉하고 있는 부분만이 기상(氣相)이 되도록 급속 가열된다. 이에 따라, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)의 주위에는, 휘발성 용매의 액체(A1)의 기화(비등)에 의해 가스의 층(기포의 집합), 즉 휘발성 용매의 기층(A2)이 박막 같이 형성된다. 이 때문에, 인접하는 패턴(P) 사이의 휘발성 용매의 액체(A1)는 그 기층(A2)에 의해 기판(W)의 표면으로 압출되면서 자기의 표면 장력으로 다수의 액적이 된다. 한편, 도 9의 (b)는 액체가 건조되어 가는 과정에서 기판 표면의 각부의 건조 속도에 불균일이 발생하여, 일부의 패턴(P) 사이에 액체(A1)가 남았을 때, 그 부분의 액체(A1)의 표면 장력에 의해 패턴이 도괴되는 현상이 나타난다.

흡인 건조 수단(77)은, 기판 세정실(50)에 있어서의 전술한 용매 흡인 배출부(55)와 실질적으로 동일하며, 테이블(73)의 주위를 향해 환형으로 개구되는 용매 흡인구(77A)를 테이블(73)에 유지된 기판(W)의 주위에 위치시키는 작업 위치로 설정되어 기능한다. 용매 흡인구(77A)는, 회전하는 기판(W) 상으로부터 비산된 휘발성 용매를 흡인하여 수취한다. 이 흡인 건조 수단(77)은 제어부(80)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(80)에 의해 제어된다. 한편, 용매 흡인구(77A)에는, 휘발성 용매의 액적을 흡인하기 위한 진공 펌프(도시하지 않음), 및 흡인하여 수취한 휘발성 용매의 액적을 배출하기 위한 배출관(도시하지 않음)이 접속되어 있다.

제어부(80)는, 각부를 집중적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부를 구비한다. 이 제어부(80)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 회전 기구(74)나 가스 공급부(75), 가열 수단(76), 흡인 건조 수단(77) 등을 제어하여, 회전 중인 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 대하여, 가스 공급부(75)에 의한 가스의 공급, 가열 수단(76)에 의한 가열, 흡인 건조 수단(77)에 의한 흡인 등의 제어를 행한다.

이하, 기판 처리 장치(10)에 의한 기판(W)의 세정 및 건조 처리 순서에 대해서 설명한다.

(1) 반송 로봇(11)이 기판 공급 배출부(20)의 기판 수납 카세트(21)로부터 기판 보관용 버퍼부(30)의 인 전용 버퍼(31)에 공급한 기판(W)을 반송 로봇(12)에 의해 취출하고, 이 기판(W)을 기판 처리실(40)에 있어서의 기판 세정실(50)의 테이블(53) 상에 세팅한 상태에서, 기판 세정실(50)의 제어부(60)는 회전 기구(54)를 제어하여, 테이블(53)을 소정의 회전수로 회전시키고, 계속해서, 용매 흡인 배출부(55)를 대기 위치에 위치시킨 상태에서, 약액 공급부(56)를 제어하여, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(56A)로부터 약액, 즉 APM을 소정 시간 공급한다. 약액으로서의 APM은, 노즐(56A)로부터, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 중앙을 향해 토출되고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 표면 전체로 퍼져 간다. 이에 따라, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면은 APM에 의해 덮여져 처리되게 된다.

한편, 제어부(60)는 테이블(53)을 전술한 (1)로부터 후술하는 (3)까지 계속해서 회전시킨다. 이때, 테이블(53)의 회전수나 소정 시간 등의 처리 조건은 미리 설정되어 있으나, 조작자에 의해 임의로 변경 가능하다.

(2) 다음으로, 제어부(60)는, 약액의 공급이 정지되고 나서, 세정액 공급부(57)를 제어하여, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(57A)로부터 세정액, 즉 초순수를 소정 시간 공급한다. 세정액으로서의 초순수는, 노즐(57A)로부터, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 중앙을 향해 토출되고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 표면 전체로 퍼져 간다. 이에 따라, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면은 초순수에 의해 덮여져 세정되게 된다.

(3) 다음으로, 제어부(60)는, 세정액 공급부(57)에 의한 세정액의 공급이 정지되고 나서, 용매 흡인 배출부(55)를 작업 위치에 위치시키고, 용매 공급부(58)를 제어하여, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(58A)로부터 휘발성 용매, 즉 IPA를 소정 시간 공급한다. 휘발성 용매로서의 IPA는, 노즐(58A)로부터, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 중앙을 향해 토출되고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 표면 전체로 퍼져 간다. 이때, 회전하는 기판(W) 상으로부터 비산되는 IPA는 용매 흡인 배출부(55)에 흡인된다. 이에 따라, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면은 초순수로부터 IPA로 치환되게 된다. 한편, 이때의 테이블(53), 즉 기판(W)의 회전수는, 기판(W)의 표면이 노출되지 않을 정도로, 휘발성 용매의 막이 기판(W)의 표면 상에서 박막이 되도록 설정되어 있다.

또한, 용매 공급부(58)의 노즐(58A)로부터 토출되는 IPA의 온도는 그 비점 미만으로 되며, IPA를 확실하게 액체의 상태로 해서 기판(W)의 표면에 공급하는 것으로 함으로써, 기판(W)의 표면의 전역에 있어서 초순수가 확실하게 IPA로 균등하게 치환되도록 한다. 본 예에 있어서, 기판(W)에 대하여 IPA는, 액체의 상태로 연속적으로 공급된다.

여기서, 제어부(60)는, 용매 공급부(58)의 노즐(58A)로부터 기판(W)의 표면에 IPA의 토출을 개시시킨 후, 자기장 형성 수단(100)의 상부 자석(101)을 작업 위치에 위치시키고, 상부 자석(101)과 하부 자석(102) 사이에 발생하는 자기장을 기판(W)의 표면에 가한다. 이에 따라, 세정액 공급부(57)에 의해 앞서 공급이 완료된 기판(W)의 표면의 세정액이, 자기장 형성 수단(100)에 의한 모세 효과에 의해 하기 i~ⅲ과 같이 휘발성 용매와 교반 혼합하여, 세정액의 휘발성 용매로의 치환이 촉진된다(도 4). 도 4에 있어서, A는 물, B는 물과 IPA의 혼합액을 나타낸다.

한편, 기판 세정실(50)의 테이블(53)에 기판(W)이 세팅될 때, 자기장 형성 수단(100)의 상부 자석(101)을 대기 위치에 위치시켜 둠으로써, 상부 자석(101)이 기판(W)의 반입의 방해가 되지 않고, 또한 상부 자석(101)에 약액이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상부 자석(101)을 작업 위치에 위치시키는 타이밍은, 용매 공급부(58)의 노즐(58A)로부터 기판(W)의 표면에 IPA의 토출이 개시되기 전이어도 좋다.

ⅰ. 용매 공급부(58)에 의한 IPA의 공급 당초, 기판(W)의 패턴 간극의 내부에는 물이 부착되고, 그 상부에 공급된 IPA는 물과 혼합하지 않고 분리되어 있다[도 4의 (a)].

ⅱ. 자기장 형성 수단(100)의 상부 자석(101)과 하부 자석(102)이 형성하는 자기장에 의한 모세 효과에 의해, 기판(W)의 표면 상의 물이 전술한 바와 같이 진동하도록 교반되고, 이에 따라 물이 IPA와 서서히 혼합되기 시작하며[도 4의 (b)], 나아가서는 기판(W)의 패턴 간극의 내부의 전역에 부착되어 있던 물 전체가 IPA와 혼합되기에 이른다[도 4의 (c)].

ⅲ. 자기장 형성 수단(100)에 의한 전술한 (ⅱ)의 자기장의 형성하에서, 테이블(53)의 회전에 의해 기판(W)의 표면의 액체를 원심력으로 떨쳐 제거하면서, 용매 공급부(58)에 의해 새로운 IPA가 계속 공급된다. 이에 따라, 전술한 (ⅱ)에서 기판(W)의 패턴 간극의 내부의 전역에 걸친 물과 IPA의 혼합액은, 새로운 IPA의 공급에 의해 그 IPA 농도가 점차로 높아지는 것이 되며, 나아가서는 기판(W)의 표면의 전역이 확실하게 IPA로 치환되는 것이 된다[도 4의 (d)].

제어부(60)는, IPA의 공급이 종료된 후, 자기장 형성 수단(100)의 상부 자석(101)을 대기 위치에 위치시킨다. 이에 따라, 자기장 형성 수단(100)의 상부 자석(101)이 하기 (4)의 기판(W)의 취출의 방해가 되지 않는다. 한편, IPA의 치환 처리가 끝나는 시기이며, 아직 IPA가 기판(W)에 대하여 공급되고 있는 중에, 상부 자석(101)을 대기 위치에 위치시키도록 해도 좋다. 이렇게 하면, IPA의 치환 처리 종료시에는, 이미 상부 자석(101)은 대기 위치까지 이동하고 있기 때문에, 상부 자석(101)의 이동에 따른 대기 시간 없이 기판(W)의 취출을 행할 수 있어, 작업 효율이 좋다.

(4) 다음으로, 제어부(60)는, 기판 세정실(50)의 테이블(53)의 회전을 정지시키고, 회전 정지된 테이블(53) 상의 기판(W)을 반송 로봇(12)이 기판 세정실(50)로부터 취출하며, 이 기판(W)을 기판 처리실(40)에 있어서의 기판 건조실(70)의 테이블(73) 상에 세팅한다. 기판 건조실(70)의 제어부(80)는, 가스 공급부(75)를 제어하여, 회전하는 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(75A)로부터 가스, 즉 질소 가스를 소정 시간 공급한다. 질소 가스는, 노즐(75A)로부터, 테이블(73) 상의 기판(W)의 전역을 향해 토출된다. 이에 따라, 테이블(73) 상의 기판(W)을 둘러싸는 공간은 질소 분위기가 된다. 이 공간을 질소 분위기로 함으로써, 산소 농도를 감소시켜, 기판(W)의 표면에 있어서의 워터 마크의 발생을 억제할 수 있다.

한편, 제어부(80)는, 테이블(73)을 전술한 (4)로부터 후술하는 (6)까지 계속해서 회전시킨다. 이때, 테이블(73)의 회전수나 소정 시간 등의 처리 조건은 미리 설정되어 있으나, 조작자에 의해 임의로 변경 가능하다.

(5) 다음으로, 제어부(80)는, 가열 수단(76)을 제어하여, 지금까지 대기 위치에 있던 가열 수단(76)을 조사 위치에 위치시키고, 가열 수단(76)의 각 램프(76A)를 점등하여, 회전하는 테이블(73) 상의 기판(W)을 소정 시간 가열한다. 이때, 가열 수단(76)은, 기판(W)의 온도가 10초에 100도 이상이 되는 것을 가능하게 하는 가열을 행할 수 있다. 이에 따라, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매의 액체(A1)를 순식간에 기화시키고, 기판(W)의 표면 상에 있어서의 다른 부분의 휘발성 용매의 액체(A1)를 즉시 액적화시키는 것이 가능해진다.

여기서, 가열 수단(76)에 의한 가열 건조에서는, 기판(W)의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매인 IPA를 순식간에 기화시키기 위해서, 수초에 수백도의 고온까지 기판(W)을 가열하는 것이 중요하다. 또한 IPA는 가열하지 않고, 기판(W)만을 가열하는 것도 필요하다. 이를 위해서는, 파장 500 ㎚~3000 ㎚에 피크 강도를 갖는 램프(76A)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 확실한 건조를 위해서는, 기판(W)의 최종 온도(가열에 의해 도달하는 최종 온도)는, 처리액이나 용매의 대기압에 있어서의 비점보다도 20℃ 이상 높은 가열 온도인 것이 바람직하고, 게다가 최종 온도에 도달하는 시간이 10초 이내, 예컨대 수십 msec~수초의 범위 내인 것이 바람직하다.

(6) 가열 수단(76)에 의한 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 외주로 비산되고, 흡인 건조 수단(77)에 도달한다. 이때 용매 흡인구(77A)에는 흡인력이 부여되어 있기 때문에, 흡인 건조 수단(77)에 도달한 IPA의 액적은, 용매 흡인구(77A)를 경유해서 흡인되어 제거된다. 이에 따라 건조가 종료된다. 따라서, 본 실시예에서는, 회전 테이블(73), 회전 기구(74), 흡인 건조 수단(77) 등은, 가열 수단(76)에 의한 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하고, 기판의 표면을 건조시키는, 건조 수단을 구성한다.

(7) 다음으로, 제어부(80)는, 테이블(73)의 회전을 정지시키고, 회전 정지된 테이블(73) 상에서 건조가 완료된 기판(W)을 반송 로봇(12)이 기판 건조실(70)로부터 취출하며, 이 기판(W)을 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32)에 투입한다. 한편, 전술한 바와 같이, 아웃 전용 버퍼(32)의 내부에 냉각 수단이 설치되어 있는 경우에는, 이 냉각 수단에 의해 기판(W)은 강제적으로 냉각된다.

한편, 전술한 (7)의 기판(W)의 취출 전에, 제어부(80)는, 가열 수단(76)의 램프(76A)를 소등시키고, 또한 대기 위치에 위치시킨다. 이에 따라, 기판(W)의 취출 시에 가열 수단(76)이 방해가 되지 않는다.

(8) 반송 로봇(11)은, 기판(W)을 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32)로부터 취출하고, 기판 공급 배출부(20)의 기판 수납 카세트(21)에 배출한다.

따라서, 기판 처리 장치(10)에 있어서는, 기판 처리실(40)이 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 갖고, 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70) 사이에 기판 반송 수단으로서의 반송 로봇(12)을 설치하였다. 이에 따라, 기판 세정실(50)에서는, 기판(W)의 표면에 세정액을 공급하는 공정과, 세정액이 공급된 기판(W)의 표면에 휘발성 용매를 공급하고, 자기장 형성 수단(100)에 의해 기판(W)의 표면의 세정액의 휘발성 용매로의 치환을 촉진하는 공정이 행해지며, 기판 세정실(50)에서 휘발성 용매가 공급된 기판(W)은 반송 로봇(12)에 의해 기판 건조실(70)에 반송된다. 그리고, 기판 건조실(70)에서는, 기판 세정실(50)에서 휘발성 용매가 공급된 기판(W)을 가열하는 공정과, 기판(W)의 가열에 의해 기판(W)의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하고, 기판(W)의 표면을 건조시키는 공정이 행해진다.

본 실시예에 따르면 이하의 작용 효과가 발휘된다.

세정액 공급부(57)에 의해 기판(W)의 표면에 세정액을 공급한 후에, 이 기판(W)의 표면에 용매 공급부(58)에 의해 IPA를 공급했을 때, 자기장 형성 수단(100)을 이용해서 세정액과 IPA가 병존하고 있는 기판(W)의 표면에 자기장을 가하여, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매와 교반 혼합하였다. 이 모세 효과에 의한 세정액과 휘발성 용매의 교반 혼합은, 기판(W)의 패턴 간극의 내부의 전역에 빠짐없이, 그리고 기판(W)의 패턴 간극의 내부의 전역에 침입하고 있던 물의 전체를 IPA에 잘 혼합할 수 있는 것이 된다. 이에 따라, 기판(W)의 패턴 간극에 존재하는 세정액을 표면 장력이 낮은 IPA로 확실하게 치환하여, 기판(W)의 건조시의 패턴 도괴를 유효하게 방지할 수 있다.

자기장 형성 수단(100)에 의한 모세 효과에 의해, 비교적 소량의 휘발성 용매의 공급으로, 기판(W)의 표면의 세정액을 효율적으로 휘발성 용매로 치환할 수 있고, 휘발성 용매의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 휘발성 용매를 기판(W)의 패턴 간극에 효율적으로 보낼 수 있어, 세정 치환 공정의 실행 시간을 단축할 수 있다. 이에 따라, 기판(W)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

자기장 형성 수단(100)이 기판(W)의 표면측과 이면측의 2위치의 각각에 배치되어 한 쌍을 이루는 상부 자석(101)과 하부 자석(102)으로 이루어지는 것으로 함으로써, 상부 자석(101)과 하부 자석(102) 사이에 발생하는 자력선을 조밀하게 하여, 기판(W)의 표면에 강한 자기장을 가할 수 있고, 기판(W)의 표면의 세정액과 휘발성 용매의 교반 혼합 효율을 향상시킬 수 있다.

도 7은, 도 2의 용매 공급부(58)에 부대시킨 자기장 형성 수단(100)을 자기장 형성 수단(200)으로 변경한 변형예를 나타낸 것이다. 자기장 형성 수단(200)은, 테이블(53)에 유지되어 있는 기판(W)의 표면측과 이면측의 각각에 배치되어 한 쌍을 이루는 상부 자석(210)과 하부 자석(220)으로 이루어진다.

상부 자석(210)은, 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이, 스윙 아암(212)과, 이 스윙 아암(212)을 승강 및 요동시키는 승강 요동부(211)를 갖는다. 승강 요동부(211)는 처리 박스(51)의 천장면에 설치되고, 평면에서 보아 테이블(53)에 유지되어 있는 기판(W)의 외측에는, 스윙 아암(212)을 승강 및 요동시키는 요동축(211A)을 배치하고 있다. 승강 요동부(211)는, 요동축(211A)의 하단부에 고정 지지한 스윙 아암(212)을, 기판(W)의 표면으로부터 이격하는 대기 위치(도 7의 일점쇄선 위치)와, 기판(W)의 표면에 근접하는 작업 위치(도 7의 실선 위치)에 선택적으로 위치시키도록 승강시켜지고, 스윙 아암(212)을 그 기판(W)의 표면에 대하여 상대적으로 수평 요동 가능하게 하고 있다.

또한, 상부 자석(210)은, 스윙 아암(212)의 양측부의 전체 길이를 따라 설치되는 막대형 자석(213)을 구비하고, 중앙부의 길이 방향 복수 위치의 각각에 용매 공급부(58)의 노즐(58A)을 대신할 수 있는, 용매 공급부(214)의 노즐(214A)을 구비한다. 한편, 자기장 형성 수단(200)이 적용되는 기판 세정실(50)에 있어서는, 용매 공급부(58)의 노즐(58A)을 용매 공급부(214)의 노즐(214A)과 겸비하도록 해도 좋고, 용매 공급부(58)의 노즐(58A)을 철거할 수도 있다.

하부 자석(220)은, 테이블(53)의 상면에 고정되고, 상기 테이블(53)과 함께 회전하는 원반 형상을 이룬다.

자기장 형성 수단(200)은, 상부 자석(210)을 작업 위치에 위치시키는 상태에서 수평 방향으로 요동(왕복 요동도 포함)시켜, 용매 공급부(214)의 노즐(214A)로부터 기판(W)의 표면에 IPA를 토출함과 아울러, 상부 자석(210)과 하부 자석(220) 사이에 발생하는 자기장을 기판(W)의 표면에 가한다. 이에 따라, 세정액 공급부(57)에 의해 앞서 공급이 완료된 기판(W)의 표면의 세정액이, 자기장 형성 수단(100)에 있어서와 동일한 모세 효과의 이용에 의해 휘발성 용매와 교반 혼합되어, 세정액의 휘발성 용매로의 치환이 촉진된다.

본 실시예의 자기장 형성 수단(200)에 따르면, 자기장 형성 수단(100)에 의한 전술한 작용 효과에 더하여, 이하의 작용 효과가 발휘된다. 즉, 자기장 형성 수단(200)은, 하부 자석(220)을 회전시킬 뿐만 아니라, 상부 자석(210)이 수평 요동하면서 자기장을 형성하기 때문에, 기판(W)의 표면에 미치는 자기장을 다이나믹하게 변화시키는 것이 되며, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매에 한층 잘 교반하여 혼합하는 것이 된다.

또한, 자기장 형성 수단(200)은, 상부 자석(210)의 스윙 아암(212)에 자석(213)과 용매 공급부(214)를 구비하고, 기판(W)의 표면의 각부에 대한 휘발성 용매의 공급과 자기장의 형성을 동시에 행함으로써, 기판(W)의 표면의 각부에 있어서의, 세정액과 휘발성 용매의 교반 혼합 정도의 균등을 도모하면서, 치환을 촉진할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 상세히 설명하였으나, 본 발명의 구체적인 구성은 이 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.

예컨대, 자기장 형성 수단(100, 200)을 구성하는 자석은, 네오디뮴 자석 등의 영구자석, 전자석, 초전도 자석의 어떠한 것이어도 좋다. 전자석이면, 기판(W)의 표면의 각부[기판(W)의 표면의 중심부, 외주부 등]의 각각에 미치는 자기장의 강도를 조정하여, 기판(W)의 표면에 있어서의, 세정액과 휘발성 용매의 치환성이 뒤떨어지는 부분[예컨대 기판(W)의 외주부]에는, 보다 강한 자기장을 가하도록 하며, 이에 따라 기판(W)의 표면의 각부에 있어서의, 세정액과 휘발성 용매의 교반 혼합 정도의 균등을 도모할 수 있다. 자기장의 강도는, 상부 자석(101, 210)의 하강 위치, 즉 기판 표면과의 간격을 바꿈으로써 변경해도 좋다. 상부 자석(101, 210)을 기판 표면에 가까이하면 자기장의 강도는 강해지고, 멀리하면 약해진다.

또한, 자기장 형성 수단(200)은, 예컨대 기판(W)의 표면에 있어서의, 세정액과 휘발성 용매의 치환성이 뒤떨어지는 부분에 스윙 아암(212)이 대향하고 있을 때에는, 스윙 아암(212)의 요동 속도를 상대적으로 느리게 한다고 하는 것처럼, 스윙 아암(212)의 요동 속도를 변경하도록 해도 좋다.

또한, 자기장 형성 수단(100, 200)의 상부 자석과 하부 자석이 전자석으로 이루어질 때, 전자석의 급전 방향을 경시적으로 정역 반전하여, 기판(W)의 표면의 세정액과 휘발성 용매에 부여하는 자력선의 방향을 경시적으로 상하 반전하면, 기판의 표면의 패턴 사이의 물에 가해지는 자기장의 힘이 변동되고, 이 패턴 사이의 물은 이들의 힘의 변동에 의해 진동하도록 교반되어, 결과적으로 세정액과 휘발성 용매의 교반 혼합 효율을 한층 향상시킬 수 있다.

가스 공급부(75)에 의한 질소 가스 등의 불활성 가스의 공급 동작은, 기판(W)이 기판 건조실(70)에 세팅된 후에 개시되도록 하였으나, 세팅되기 전부터 공급이 개시되도록 해도 좋다.

각 실시예에 있어서, 가열 수단(76)에 의한 기판(W)의 가열은, 처리 박스(71) 내를 감압한 상태에서 행하도록 해도 좋다. 처리 박스(71) 내에 있어서의 IPA 등 휘발성 용매의 비점이 내려가, 대기압하에 비하여 낮은 온도에서 비등하기 때문에, 기판에 부여하는 열 손상을 경감할 수 있다.

각 실시예에 있어서, 기판(W)에 대한 세정액의 공급이 정지되고 나서 IPA 등의 휘발성 용매의 공급을 개시하였으나, 세정액에 의한 세정이 끝나는 시기이며, 아직 세정액이 기판(W)에 대하여 공급되고 있을 때부터 휘발성 용매의 공급을 개시시키도록 해도 좋다.

또한, 기판(W)에 IPA 등의 휘발성 용매를 공급하기에 앞서, 처리 박스(51) 내를 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 하도록 해도 좋다.

산업상 이용가능성

본 발명에 따르면, 기판 표면의 세정액을 휘발성 용매로 확실하게 치환하여 기판 건조시의 패턴 도괴를 유효하게 방지할 수 있다.

10: 기판 처리 장치 50: 기판 세정실
57: 세정액 공급부 58: 용매 공급부
70: 기판 건조실 76: 가열 수단
77: 흡인 건조 수단(건조 수단) 100: 자기장 형성 수단
101: 상부 자석 102: 하부 자석
200: 자기장 형성 수단 210: 상부 자석
212: 스윙 아암 214: 용매 공급부
214A: 노즐 220: 하부 자석
W: 기판

Claims

기판의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와,
세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 용매 공급부를 포함하는 기판 처리 장치로서,
세정액과 휘발성 용매가 병존하고 있는 기판의 표면에 자기장을 가하고, 세정액의 휘발성 용매로의 치환을 촉진하는 자기장 형성 수단을 가지며,
상기 자기장 형성 수단은,
상부 자석과 하부 자석을 갖고,
상기 상부 자석 및 상기 하부 자석은, 상이한 자기극이 대향하도록, 한쪽의 자석은 기판 표면측에, 다른쪽의 자석은 이면측에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 하부 자석은, 상기 상부 자석에 대향하고 있는 영역과, 상기 상부 자석에 대향하고 있지 않은 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자기장 형성 수단은 기판의 표면에 대하여 상대 이동하는 아암에 설치되고, 이 아암에는 휘발성 용매의 공급 노즐이 마련되어, 기판의 표면에 대한 휘발성 용매의 공급과 자기장의 형성을 동시에 행하는 것인 기판 처리 장치.
기판의 표면에 세정액을 공급하는 공정과,
세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법으로서,
상부 자석과 하부 자석을 갖는 자기장 형성 수단으로서, 상기 상부 자석 및 상기 하부 자석이 상이한 자기극이 대향하도록, 한쪽의 자석은 기판 표면측에, 다른쪽의 자석은 이면측에 배치되는 자기장 형성 수단을 이용해서 세정액과 휘발성 용매가 병존하고 있는 기판의 표면에, 자기장을 가하고, 세정액의 휘발성 용매로의 치환을 촉진하는 것인 기판 처리 방법.
제4항에 있어서, 상기 하부 자석은, 상기 상부 자석에 대향하고 있는 영역과, 상기 상부 자석에 대향하고 있지 않은 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 자기장 형성 수단은 기판의 표면에 대하여 상대 이동하는 아암에 설치되고, 이 아암에는 휘발성 용매의 공급 노즐이 마련되어, 기판의 표면에 대한 휘발성 용매의 공급과 자기장의 형성을 동시에 행하는 것인 기판 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하고, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하며, 기판의 표면을 건조시키는 가열 건조 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하고, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하며, 기판의 표면을 건조시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.