KR101746346B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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마사시 가나오카
히데토시 사가와
요시노리 다와라타니
마사아키 후루카와
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판이 유지되고, 회전된다. 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 피처리면에 도포액 공급계에 의해 도포액이 공급된다. 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액이 공급된다. 이 상태에서, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치가 이동된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 기판 상에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서의 리소그래피 공정에 있어서는, 노광 처리에 의해 기판 상에 패턴을 형성하기 위해서, 기판 처리 장치에 의해 레지스트액 등의 도포액이 기판에 도포된다. 근년, 반도체 회로의 고집적화에 의해, 3차원 구조를 갖는 디바이스가 개발되고 있다. 이와 같은 디바이스를 제조하기 위해서, 종래보다도 큰 막 두께의 도포막이 형성되도록 고점도의 도포액이 기판에 도포된다.
일본국 특허 공개 2014-93371호 공보에 기재된 레지스트 도포 장치는, 스핀척, 용제 노즐 및 레지스트 노즐을 포함한다. 웨이퍼가 스핀척에 의해 수평하고 유지되고, 수직으로 연장되는 회전축을 중심으로 제1의 회전 속도로 회전되면서, 용제 노즐로부터 웨이퍼의 중심부에 용제가 토출된다. 다음에, 웨이퍼의 회전 속도가 제1의 회전 속도보다 작은 제2의 회전 속도로 저하되면서, 용제 노즐로부터 웨이퍼의 중심부에 용제가 토출된다. 그 후, 레지스트 노즐로부터 웨이퍼의 중심부에 레지스트액이 토출됨으로써, 레지스트액의 스핀 코팅이 행해진다.
일본국 특허 공개 2014-93371호 공보에는, 상기 도포 방법에 의해 표면에 오목형 패턴이 형성된 기판에 대해 고점도의 도포액에 의해 도포막을 형성함에 있어서, 도포액이 오목형 패턴 내까지 골고루 퍼져, 양호한 도포막을 얻을 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나, 도포액의 점도가 높은 경우에는, 일본국 특허 공개 2014-93371호 공보에 기재된 바와 같은 원심력을 이용한 종래의 스핀 코팅에 있어서는, 도포액이 기판 상에서 퍼지기 어렵다. 그 때문에, 다량의 도포액을 사용하지 않으면, 기판 상에 방사상의 도포 불균일 또는 도포 결락이 발생하거나, 도포막의 두께가 불균일해진다.
한편, 다량의 도포액을 이용하여 기판 처리를 행하면, 기판 처리의 비용이 증가한다. 이와 같이, 도포액의 점도가 높은 경우에는, 상기 도포 불균일, 도포 결락 및 막 두께의 불균일을 발생시키지 않고 도포액의 사용량을 삭감하는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은, 도포 불균일, 도포 결락 및 막 두께의 불균일을 발생시키지 않고 도포액의 사용량을 삭감하는 것이 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 일국면에 따르는 기판 처리 장치는, 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 장치로서, 기판을 수평 자세로 유지하여 회전시키는 회전 유지 장치와, 기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 구성되는 도포액 공급계와, 도포액을 제거하는 제1의 제거액을 기판의 한 면의 주연부에 공급하도록 구성되는 제1의 제거액 공급계와, 도포액 공급계 및 제1의 제거액 공급계의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 도포액 공급계를 제어하고, 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액을 공급함과 더불어 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 제1의 제거액 공급계를 제어한다.
이 기판 처리 장치에 있어서는, 회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판이 유지되고, 회전된다. 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액이 공급된다. 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액이 공급된다. 이 상태에서, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치가 이동된다.
도포액의 점도가 높은 경우에는, 기판의 중심부의 도포액의 두께가 가장 커짐과 더불어, 기판의 주연부의 도포액의 두께가 약간 커진다. 한편, 기판의 중심부와 주연부 사이의 부분의 도포액의 두께가 작아진다. 도포액의 공급량이 작아지면, 이 경향은 커진다.
이와 같은 경우에도, 상기 구성에 의하면, 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리에 제1의 제거액이 공급된다. 이 경우, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 도포액이 제거되고, 기판의 중심부에 축적된 도포액이 주연부에 인도되면서 건조가 진행된다. 이에 의해, 기판의 중심부의 도포액의 두께가 작아짐과 더불어, 기판의 주연부의 도포액의 두께가 커진다. 따라서, 도포액의 두께를 균일하게 근접시킬 수 있다. 그 결과, 도포 불균일, 도포 결락 및 막 두께의 불균일을 발생시키지 않고 도포액의 사용량을 삭감할 수 있다.
(2) 제어부는, 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리로 이동한 후, 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 제1의 제거액 공급계를 제어해도 된다.
제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 개시시에는 도포액의 유동성이 유지되고 있으므로, 제1의 제거액의 공급 개시시에 있어서의 공급 위치를 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로 하면, 기판으로부터의 제1의 제거액의 비산량이 커진다. 상기 구성에 의하면, 제1의 제거액의 공급 개시시에 있어서의 공급 위치를 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로 했을 때보다 제1의 제거액의 비산량이 저감된다. 이에 의해, 제1의 제거액의 비산에 의한 제1의 제거액 공급계의 오염을 저감할 수 있다.
(3) 제어부는, 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도보다도 커지도록 제1의 제거액 공급계를 제어해도 된다.
이 경우, 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로 단시간에 이동된다. 이에 의해, 도포액이 유동성을 상실하기 전에 제1의 환상 영역의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 도포액이 충분히 제거된다. 또, 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 저속도로 이동되므로, 도포액의 확산 속도를 초과하지 않고 기판의 중심부에 축적된 도포액이 주연부에 충분히 인도된다. 그 결과, 도포액의 두께를 효율적으로 균일하게 근접시킬 수 있다.
(4) 제어부는, 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액이 공급되는 기간과 제1의 제거액 공급계에 의해 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액이 공급되는 기간이 부분적으로 중복되도록 도포액 공급계 및 제1의 제거액 공급계를 제어해도 된다.
이 경우, 도포액 공급계에 의한 도포액의 공급이 정지되기 전에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액이 공급된다. 이에 의해, 도포액이 유동성을 상실하기 전에 제1의 환상 영역의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 도포액이 충분히 제거된다. 그 후, 기판의 중심부에 축적된 도포액이 주연부에 충분히 인도됨으로써, 도포액의 두께를 효율적으로 균일하게 근접시킬 수 있다.
(5) 제1의 제거액 공급계는, 제1의 제거액을 비스듬한 하측 외방으로 토출하면서 제1의 환상 영역에 공급해도 된다.
제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 개시시에는 도포액의 유동성이 유지되고 있으므로, 제1의 제거액을 직하방으로 토출하면, 기판으로부터의 제1의 제거액의 비산량이 커진다. 상기 구성에 의하면, 제1의 제거액을 직하방으로 토출했을 때보다도 제1의 제거액의 비산량이 저감된다. 이에 의해, 제1의 제거액의 비산에 의한 제1의 제거액 공급계의 오염을 저감할 수 있다.
(6) 기판 처리 장치는, 도포액을 제거하는 제2의 제거액을 기판의 한 면의 주연부에 공급하도록 구성되는 제2의 제거액 공급계를 더 구비하고, 제어부는, 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실한 후에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제2의 환상 영역에 제2의 제거액을 공급하도록 제2의 제거액 공급계를 제어하고, 제2의 환상 영역의 내측 가장자리는, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리보다도 외방에 위치해도 된다.
이 경우, 기판의 주연부에 있어서의 제2의 환상 영역에는, 도포액의 막이 형성되지 않는다. 이에 의해, 기판을 반송하는 반송 기구가 기판의 주연부를 파지한 경우라도, 도포액의 막이 박리되어 파티클이 되는 것이 방지된다. 또, 제2의 환상 영역의 내측 가장자리는 제1의 환상 영역의 내측 가장자리보다도 외방에 위치하므로, 기판 상에 있어서의 도포액의 막의 형성 영역은 거의 삭감되지 않는다. 이에 의해, 제품을 제작하기 위해서 이용 가능한 기판의 영역을 크게 할 수 있다.
(7) 제1 및 제2의 제거액 공급계는, 공통의 제거액 공급계에 의해 구성되어도 된다. 이 경우, 제1의 제거액 공급계와 제2의 제거액 공급계를 별개로 설치할 필요가 없다. 이에 의해, 기판 처리 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.
(8) 제1 및 제2의 제거액은, 동일한 제거액이어도 된다. 이 경우, 제1의 제거액과 제2의 제거액으로 다른 종류의 제거액을 준비할 필요가 없다. 이에 의해, 기판 처리 장치의 비용을 저감할 수 있다.
(9) 기판 처리 장치는, 제1의 제거액 공급계에 있어서의 제1의 제거액의 공급 부분을 세정하는 세정 기구를 더 구비해도 된다.
제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 개시시에는 도포액의 유동성이 유지되고 있으므로, 기판으로부터의 제1의 제거액의 비산에 의해 제1의 제거액 공급계가 오염되기 쉽다. 상기 구성에 의하면, 세정 기구에 의해 제1의 제거액 공급계에 있어서의 제1의 제거액의 공급 부분이 세정된다. 이에 의해, 제1의 제거액 공급계를 청정하게 유지할 수 있다.
(10) 기판 처리 장치는, 기판의 한 면에 용제를 공급하도록 구성되는 용제 공급계를 더 구비하고, 제어부는, 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액이 공급되기 전에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 용제를 공급하도록 용제 공급계를 제어해도 된다.
이 경우, 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액을 공급했을 때에, 도포액이 기판의 한 면 상에서 확산되기 쉬워진다. 이에 의해, 보다 소량의 도포액을 이용하여 기판 상에 도포액의 막을 형성할 수 있다.
(11) 본 발명의 다른 국면에 따르는 기판 처리 방법은, 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 방법으로서, 회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판을 유지하고, 회전시키는 단계와, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액을 공급하는 단계와, 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 공급하고, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 단계를 포함한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판이 유지되고, 회전된다. 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액이 공급된다. 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액이 공급된다. 이 상태에서, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치가 이동된다.
도포액의 점도가 높은 경우에는, 기판의 중심부의 도포액의 두께가 가장 커짐과 더불어, 기판의 주연부의 도포액의 두께가 약간 커진다. 한편, 기판의 중심부와 주연부 사이의 부분의 도포액의 두께가 작아진다. 도포액의 공급량이 작아지면, 이 경향은 커진다.
이와 같은 경우에서도, 상기 방법에 의하면, 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리에 제1의 제거액이 공급된다. 이 경우, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 도포액이 제거되고, 기판의 중심부에 축적된 도포액이 주연부에 인도되면서 건조가 진행된다. 이에 의해, 기판의 중심부의 도포액의 두께가 작아짐과 더불어, 기판의 주연부의 도포액의 두께가 커진다. 따라서, 도포액의 두께를 균일하게 근접시킬 수 있다. 그 결과, 도포 불균일, 도포 결락 및 막 두께의 불균일을 발생시키지 않고 도포액의 사용량을 삭감할 수 있다.
(12) 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 단계는, 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리로 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시킨 후, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 것을 포함해도 된다.
제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 개시시에는 도포액의 유동성이 유지되고 있으므로, 제1의 제거액의 공급 개시시에 있어서의 공급 위치를 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로 하면, 기판으로부터의 제1의 제거액의 비산량이 커진다. 상기 방법에 의하면, 제1의 제거액의 공급 개시시에 있어서의 공급 위치를 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로 했을 때보다도 제1의 제거액의 비산량이 저감된다. 이에 의해, 제1의 제거액의 비산에 의한 제1의 제거액 공급계의 오염을 저감할 수 있다.
(13) 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도보다도 커도 된다.
이 경우, 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로 단시간에 이동된다. 이에 의해, 도포액이 유동성을 상실하기 전에 제1의 환상 영역의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 도포액이 충분히 제거된다. 또, 제1의 제거액의 공급 위치가 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 저속도로 이동되므로, 도포액의 확산 속도를 초과하지 않고 기판의 중심부에 축적된 도포액이 주연부에 충분히 인도된다. 그 결과, 도포액의 두께를 효율적으로 균일하게 근접시킬 수 있다.
(14) 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액이 공급되는 기간과 제1의 제거액 공급계에 의해 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액이 공급되는 기간이 부분적으로 중복되어도 된다.
이 경우, 도포액 공급계에 의한 도포액의 공급이 정지되기 전에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액이 공급된다. 이에 의해, 도포액이 유동성을 상실하기 전에 제1의 환상 영역의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 도포액이 충분히 제거된다. 그 후, 기판의 중심부에 축적된 도포액이 주연부에 충분히 인도됨으로써, 도포액의 두께를 효율적으로 균일하게 근접시킬 수 있다.
(15) 제1의 제거액을 공급하는 단계는, 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 비스듬한 하측 외방으로 토출하면서 제1의 환상 영역에 공급하는 것을 포함해도 된다.
제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 개시시에는 도포액의 유동성이 유지되고 있으므로, 제1의 제거액을 직하방으로 토출하면, 기판으로부터의 제1의 제거액의 비산량이 커진다. 상기 방법에 의하면, 제1의 제거액을 직하방으로 토출했을 때보다도 제1의 제거액의 비산량이 저감된다. 이에 의해, 제1의 제거액의 비산에 의한 제1의 제거액 공급계의 오염을 저감할 수 있다.
(16) 방법은, 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실한 후에, 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제2의 환상 영역에 제2의 제거액 공급계에 의해 제2의 제거액을 공급하는 단계를 더 포함하고, 제2의 환상 영역의 내측 가장자리는, 제1의 환상 영역의 내측 가장자리보다도 외방에 위치해도 된다.
이 경우, 기판의 주연부에 있어서의 제2의 환상 영역에는, 도포액의 막이 형성되지 않는다. 이에 의해, 기판을 반송하는 반송 기구가 기판의 주연부를 파지한 경우에도, 도포액의 막이 박리되어 파티클이 되는 것이 방지된다. 또, 제2의 환상 영역의 내측 가장자리는 제1의 환상 영역의 내측 가장자리보다도 외방에 위치하므로, 기판 상에 있어서의 도포액의 막의 형성 영역은 거의 삭감되지 않는다. 이에 의해, 제품을 제작하기 위해서 이용 가능한 기판의 영역을 크게 할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도,
도 2는, 기판 처리 장치에 있어서의 기판의 회전 속도의 변화 및 각 신호의 변화를 나타내는 도면,
도 3은, 막 형성 공정 및 막 두께 제어 공정에 있어서의 기판의 회전 속도의 변화 및 각 신호의 변화를 나타내는 도면,
도 4(a)~(e)는, 기판의 피처리면 상에서 레지스트액의 두께가 조정되는 과정을 나타낸 도면,
도 5(a) 및 (b)는, 세정 공정에 있어서 기판이 세정되는 과정을 나타낸 도면,
도 6은, 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도,
도 7은, 용제 공급원과 용제 노즐 사이의 용제 공급관의 변형예를 나타내는 개략 설명도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 도포액으로서 레지스트액이 이용된다.
(1) 기판 처리 장치
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다. 도 1에 있어서, 기판 처리 장치(100)는 회전식 기판 처리 장치이며, 회전 유지부(10), 비산 방지용 컵(20), 노즐 유닛(30) 및 제어부(40)를 구비한다. 회전 유지부(10)는, 모터(11)의 회전축(12)의 선단에 부착되고, 기판(W)을 수평 자세로 유지한 상태로 연직축의 둘레에서 회전 구동된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 기판(W)의 직경은 예를 들면 300mm이다.
컵(20)은, 회전 유지부(10)에 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싸도록 설치된다. 컵(20)의 상면측에는 개구부(21)가 형성되고, 컵(20)의 하부에는 폐액구(22) 및 복수의 배기구(23)가 형성된다. 배기구(23)는, 공장 내의 배기 설비에 접속된다. 회전 유지부(10)의 하방에는, 정류판(24)이 배치된다. 이 정류판(24)은, 외주부를 향해 비스듬한 하방으로 경사지는 경사면을 갖는다.
노즐 유닛(30)은, 레지스트 노즐(31), 2개의 용제 노즐(32, 33), 에지 린스 노즐(34), 백 린스 노즐(35) 및 노즐 세정 장치(36)를 포함한다. 레지스트 노즐(31), 용제 노즐(32, 33) 및 에지 린스 노즐(34)은, 상하 이동 가능하고 또한 기판(W)의 상방 위치와 컵(20) 밖의 대기 위치 사이에서 이동 가능하게 설치된다. 백 린스 노즐(35)은, 기판(W)의 하방에 설치된다. 도 1의 예에서는, 노즐 유닛(30)은 2개의 백 린스 노즐(35)을 포함한다. 노즐 세정 장치(36)는, 용제 노즐(33)을 세정 가능하게 구성된다.
기판 처리시에는, 레지스트 노즐(31) 및 용제 노즐(32)은, 기판(W)의 피처리면에 있어서의 대략 중심부의 상방에 위치한다. 에지 린스 노즐(34)은, 기판(W)의 피처리면에 있어서의 주연부의 상방에 위치한다. 용제 노즐(33)은, 에지 린스 노즐(34)보다도 기판(W)의 피처리면에 있어서의 중심부에 가까운 부분의 상방에 위치한다.
레지스트 노즐(31)은, 레지스트액 공급관(T1)을 통해 레지스트액 공급원(P1)과 접속된다. 레지스트액 공급원(P1)에는, 레지스트액이 저류된다. 본 실시형태에 있어서는, 레지스트액은 50cP~1000cP의 높은 점도를 갖는다. 레지스트액 공급관(T1)에는, 밸브(V1)가 끼워진다. 밸브(V1)가 개방됨으로써, 레지스트액 공급원(P1)으로부터 레지스트액 공급관(T1)을 통해 레지스트 노즐(31)에 레지스트액이 공급된다. 이에 의해, 레지스트 노즐(31)로부터 기판(W)의 피처리면에 레지스트액이 토출된다.
용제 노즐(32)은, 용제 공급관(T2)을 통해 용제 공급원(P2)과 접속된다. 용제 공급원(P2)에는, 용제가 저류된다. 용제는, 예를 들면 PGMEA(propyleneglycol monomethylether acetate: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), PGME(propyleneglycol monomethyl ether: 프로필렌글리콜모노메틸에테르) 또는 시클로헥사논(cyclohexanone)을 포함한다. 용제 공급관(T2)에는, 밸브(V2)가 끼워진다. 밸브(V2)가 개방됨으로써, 용제 공급원(P2)으로부터 용제 공급관(T2)을 통해 용제 노즐(32)에 용제가 공급된다. 이에 의해, 용제 노즐(32)로부터 기판(W)의 피처리면에 용제가 토출된다.
용제 노즐(33)은, 용제 공급관(T3)을 통해 용제 공급원(P3)과 접속된다. 용제 공급원(P3)에는, 용제 공급원(P2)에 저류된 용제와 동일한 용제가 저류된다. 용제 공급관(T3)에는, 밸브(V3)가 끼워진다. 밸브(V3)가 개방됨으로써, 용제 공급원(P3)으로부터 용제 공급관(T3)을 통해 용제 노즐(33)에 용제가 공급된다. 이에 의해, 용제 노즐(33)로부터 기판(W)의 피처리면에 용제가 토출된다.
에지 린스 노즐(34)은, 에지 린스액 공급관(T4)을 통해 에지 린스액 공급원(P4)과 접속된다. 에지 린스액 공급원(P4)에는, 용제 공급원(P2)에 저류된 용제와 동일한 용제로 이루어지는 린스액(이하, 에지 린스액이라고 부른다.)이 저류된다. 에지 린스액 공급관(T4)에는, 밸브(V4)가 끼워진다. 밸브(V4)가 개방됨으로써, 에지 린스액 공급원(P4)으로부터 에지 린스액 공급관(T4)을 통해 에지 린스 노즐(34)에 에지 린스액이 공급된다. 이에 의해, 에지 린스 노즐(34)로부터 기판(W)의 피처리면의 주연부에 레지스트액의 막(이하, 레지스트막이라고 부른다.)을 제거하기 위한 에지 린스액이 토출된다.
백 린스 노즐(35)은, 백 린스액 공급관(T5)을 통해 백 린스액 공급원(P5)과 접속되어 있다. 백 린스액 공급원(P5)에는, 용제 공급원(P2)에 저류된 용제와 동일한 용제로 이루어지는 린스액(이하, 백 린스액이라고 부른다.)이 저류된다. 백 린스액 공급관(T5)에는 밸브(V5)가 끼워진다. 밸브(V5)가 개방됨으로써, 백 린스액 공급원(P5)으로부터 백 린스액 공급관(T5)을 통해 백 린스 노즐(35)에 백 린스액이 공급된다. 이에 의해, 백 린스 노즐(35)로부터 기판(W)의 이면(피처리면과 반대측의 면)을 세정하기 위한 백 린스액이 토출된다.
레지스트 노즐(31)은 레지스트액의 토출구가 하방을 향하도록 직립한 상태로 설치되고, 용제 노즐(32)은 용제의 토출구가 하방을 향하도록 직립한 상태로 설치된다. 용제 노즐(33)은 용제의 토출구가 비스듬한 하측 외방을 향하도록 경사진 상태로 설치되고, 에지 린스 노즐(34)은 에지 린스액의 토출구가 비스듬한 하측 외방을 향하도록 경사진 상태로 설치된다. 백 린스 노즐(35)은 백 린스액의 토출구가 상방을 향하도록 직립한 상태로 설치된다.
제어부(40)는, 모터(11)에 회전 신호(S0)를 부여함으로써, 모터(11)의 회전 속도를 제어한다. 그에 의해, 회전 유지부(10)에 의해 유지된 기판(W)의 회전 속도가 제어된다. 또, 제어부(40)는, 밸브(V1~V5)에, 레지스트액 토출 신호(S1), 용제 토출 신호(S2, S3), 에지 린스액 토출 신호(S4) 및 백 린스액 토출 신호(S5)를 각각 부여함으로써, 밸브(V1~V5)의 개폐를 제어한다. 그에 의해, 레지스트액, 용제, 에지 린스액 및 백 린스액의 토출 타이밍이 제어된다.
(2) 기판 처리
도 1의 기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 처리 공정에 대해서 설명한다. 도 2는, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 기판(W)의 회전 속도의 변화 및 각 신호(S1~S5)의 변화를 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서는, 신호(S1~S5)가 로우 레벨에 있을 때에는, 대응하는 밸브(V1~V5)는 닫히고, 신호(S1~S5)가 하이 레벨에 있을 때에는, 대응하는 밸브(V1~V5)는 개방된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 처리 공정은, 막 형성 공정, 막 두께 제어 공정, 막 건조 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 포함한다. 막 형성 공정에 있어서는, 기판(W)의 피처리면 상에 레지스트액이 도포된다. 막 두께 제어 공정에 있어서는, 기판(W)의 피처리면 전체에 있어서의 레지스트액의 분포 및 두께의 제어가 행해진다. 막 건조 공정에 있어서는, 레지스트막의 두께의 선정이 행해진다. 세정 공정에 있어서는, 기판(W)의 피처리면의 주연부 및 이면의 세정이 행해진다. 건조 공정에 있어서는, 기판(W)의 건조가 행해진다.
기판(W)은, 피처리면이 상방을 향한 상태로 회전 유지부(10)에 의해 유지된다(도 1 참조). 초기 상태에서는, 기판(W)의 회전이 정지됨과 더불어, 각 신호(S1~S5)가 로우 레벨에 있다. 막 형성 공정에 있어서는, 우선, 용제 노즐(32)이 대기부로부터 기판(W)의 중심부 상방으로 이동한다. 시점 t1에서 용제 토출 신호(S2)가 하이 레벨이 된다. 그에 의해, 용제 노즐(32)로부터 기판(W)의 피처리면의 중심부에 용제가 토출된다.
다음에, 시점 t2에서 용제 토출 신호(S2)가 로우 레벨이 된다. 그에 의해, 용제 노즐(32)로부터의 용제의 토출이 정지된다. 시점 t3에서 기판(W)의 회전이 개시된다. 그에 의해, 기판(W)의 피처리면의 중심부에 토출된 용제가, 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 피처리면의 전체에 확산된다.
계속해서, 레지스트 노즐(31)이 기판(W)의 중심부 상방으로 이동한다. 시점 t5에서 레지스트액 토출 신호(S1)가 하이 레벨이 된다. 그에 의해, 레지스트 노즐(31)로부터 기판(W)의 피처리면의 중심부에 레지스트액이 토출된다. 시점 t6에서 기판(W)의 회전 속도가 상승한다. 기판(W)의 피처리면의 중심부에 토출된 레지스트액은, 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 피처리면 전체로 확산된다. 시점 t12에서 레지스트액 토출 신호(S1)가 로우 레벨이 된다. 그에 의해, 레지스트 노즐(31)로부터의 레지스트액의 토출이 정지된다. 또한, 본 예에 있어서는, 시점 t12는 막 두께 제어 공정의 개시 시점 t11보다도 뒤의 시점이다.
막 두께 제어 공정에 있어서는, 용제 노즐(33)이 기판(W)의 주연부로 이동한다. 시점 t11에서 기판(W)의 회전 속도가 저하됨과 더불어, 용제 토출 신호(S3)가 하이 레벨이 된다. 여기서, 용제 노즐(33)은, 용제를 토출하면서 기판(W)의 중심부를 향하는 방향으로 비교적 빠른 속도로 이동한다. 용제 노즐(33)은, 기판(W)의 주연부로부터 내방으로 미리 정해진 위치까지 이동한 후, 용제를 토출하면서 기판(W)의 주연부를 향하는 방향으로 비교적 늦은 속도로 이동한다.
이에 의해, 용제의 공급 위치가 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리로 비교적 빠른 속도로 이동한 후, 용제의 공급 위치가 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 비교적 늦은 속도로 이동한다. 용제의 공급 위치란, 용제 노즐(33)로부터 토출되는 용제가 기판(W)의 피처리면에 도달하는 위치를 말한다. 시점 t13에서 용제 토출 신호(S3)가 로우 레벨이 된다.
막 두께 제어 공정에 있어서는, 기판(W)의 피처리면에 도포된 레지스트액은, 유동성을 유지하고 있다. 그 때문에, 환상 영역의 내측 가장자리의 위치 및 용제 노즐(33)의 이동 속도를 조정함으로써, 기판(W) 상에서의 레지스트액의 확산을 제어해, 기판(W)의 피처리면 전체에 있어서의 레지스트액의 분포 및 두께를 제어할 수 있다. 레지스트액이 유동성을 유지한 상태란, 레지스트액이 완전히 건조되어 있지 않고, 레지스트액이 기판(W) 상에서 이동 가능한 상태를 말한다. 막 형성 공정 및 막 두께 제어 공정의 상세한 사항에 대해서는 후술한다.
막 건조 공정에 있어서는, 시점 t21에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 1300rpm 정도로 저하된다. 이 상태에서 기판(W)의 회전이 일정기간 지속됨으로써, 기판(W) 상에 도포된 레지스트액의 유동성이 상실되어, 레지스트막의 두께가 선정된다. 레지스트액의 유동성이 상실된 상태란, 레지스트액이 기판(W) 상에서 이동하지 않게 된 상태를 말한다.
세정 공정에 있어서는, 에지 린스 노즐(34)이 기판(W)의 주연부로 이동한다. 시점 t31에서, 에지 린스액 토출 신호(S4) 및 백 린스액 토출 신호(S5)가 하이 레벨이 된다. 이에 의해, 에지 린스 노즐(34)로부터 기판(W)의 피처리면의 주연부에 에지 린스액이 토출됨과 더불어, 백 린스 노즐(35)로부터 기판(W)의 이면에 백 린스액이 토출된다. 이에 의해, 기판(W)의 피처리면의 주연부가 에지 린스액에 의해 세정됨과 더불어, 기판(W)의 이면이 백 린스액에 의해 세정된다.
다음에, 시점 t32에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 2000rpm까지 상승함과 더불어, 에지 린스액 토출 신호(S4) 및 백 린스액 토출 신호(S5)가 로우 레벨이 된다. 그에 의해, 백 린스액의 토출 및 에지 린스액의 토출이 정지된다.
건조 공정에 있어서는, 기판(W)에 부착되어 있는 에지 린스액 및 백 린스액이 떨어내어져, 기판(W)으로부터 제거된다. 그 후, 시점 t33에서 기판(W)의 회전이 정지된다. 이에 의해, 기판 처리 장치(100)에 있어서의 일련의 처리가 종료된다.
도 2의 예에서는, 시점 t31에서 에지 린스액 및 백 린스액이 동시에 토출 개시되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 에지 린스액 및 백 린스액은, 어느 한쪽이 먼저 토출 개시되어도 된다. 마찬가지로, 도 2의 예에서는, 시점 t32에서 에지 린스액 및 백 린스액이 동시에 토출 정지되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 에지 린스액 및 백 린스액은, 어느 한 쪽이 먼저 토출 정지되어도 된다.
(3) 막 형성 공정 및 막 두께 제어 공정
상기 막 형성 공정 및 막 두께 제어 공정의 상세한 사항에 대해서 설명한다. 도 3은, 막 형성 공정 및 막 두께 제어 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도의 변화 및 각 신호(S1~S3)의 변화를 나타내는 도면이다. 도 4는, 기판(W)의 피처리면 상에서 레지스트액의 두께가 조정되는 과정을 나타낸 도면이다.
상기와 같이, 막 형성 공정에 있어서는, 시점 t1에서부터 시점 t2까지의 기간에, 용제 노즐(32)로부터 기판(W)에 용제가 토출된 후, 시점 t3에서 기판(W)의 회전이 개시된다. 이 경우, 기판(W)의 회전 속도는, 예를 들면 1000rpm까지 상승한다. 이에 의해, 기판(W) 상에 토출된 용제가 기판(W)의 피처리면의 경방향 외방으로 확산된다.
이와 같이 하여, 기판(W)의 피처리면 전체에 용제를 도포하는 프리웨트 처리가 행해진다. 그에 의해, 계속해서 레지스트액을 기판(W)의 피처리면에 도포할 때에, 레지스트액이 기판(W)의 피처리면 상에서 확산되기 쉬워진다. 그 결과, 보다 소량의 레지스트액으로 기판(W) 상에 레지스트액의 막을 형성할 수 있다. 시점 t4에서 기판(W)의 회전 속도가 저하되기 시작해, 일정시간 후에 예를 들면 100rpm이 된다.
기판(W)의 피처리면 전체에 용제가 도포된 후, 시점 t5에서 레지스트액 토출 신호(S1)가 하이 레벨이 된다. 이에 의해, 레지스트 노즐(31)로부터 기판(W)의 피처리면의 중심부에 레지스트액이 토출된다. 그 후, 시점 t6에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 3500rpm까지 상승한다. 이에 의해, 기판(W) 상에 토출된 레지스트액이, 기판(W)의 피처리면의 경방향 외방으로 확산된다(도 4(a) 참조).
계속해서, 막 두께 제어 공정에 있어서, 용제 노즐(33)이 기판(W)의 주연부로 이동한다. 시점 t11에서 기판(W)의 회전 속도가 예를 들면 1500rpm까지 저하됨과 더불어, 용제 토출 신호(S3)가 하이 레벨이 된다. 이에 의해, 용제 노즐(33)로부터 용제가 토출된다. 그 후, 시점 t12에서 레지스트액 토출 신호(S1)가 로우 레벨이 되어, 레지스트액의 토출이 정지된다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 레지스트 노즐(31)로부터 레지스트액이 토출되는 기간과 용제 노즐(33)로부터 용제가 토출되는 기간이 부분적으로 중복된다. 시점 t13에서 용제 토출 신호(S3)가 로우 레벨이 되어, 용제의 토출이 정지된다.
시점 t11~t13에 있어서, 용제 노즐(33)은, 용제를 토출하면서 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R1)의 외측 가장자리에서부터 내측 가장자리까지 비교적 빠른 속도로 이동한다(도 4(b) 참조). 환상 영역(R1)의 외측 가장자리에서부터 내측 가장자리까지의 용제 노즐(33)의 이동 시간은, 예를 들면 1초이다. 그 후, 용제 노즐(33)은, 용제를 토출하면서 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R1)의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리까지 비교적 늦은 속도로 이동한다(도 4(c) 및 도 4(d) 참조). 환상 영역(R1)의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리까지의 용제 노즐(33)의 이동 시간은, 예를 들면 10초이다. 또한, 환상 영역(R1)의 경방향의 폭은, 예를 들면 10mm~20mm이다.
기판(W) 상에 도포된 레지스트액은 균일하게는 퍼지지 않는다. 그 때문에, 레지스트액의 점도가 높고, 레지스트액의 토출량이 작은 경우에는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 중심부의 레지스트액의 두께가 가장 커짐과 더불어, 기판(W)의 주연부의 레지스트액의 두께가 약간 커진다. 한편, 기판(W)의 중심부와 주연부 사이의 부분의 레지스트액의 두께가 작아진다. 그래서, 도 4(b)~(d)에 나타내는 바와 같이, 레지스트액의 유동성이 상실되기 전에, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 용제가 토출된다.
이 경우, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 도포된 레지스트액이 제거되어, 기판(W)의 중심부에 축적된 레지스트액이 주연부에 인도되면서 건조가 진행한다. 이에 의해, 기판(W)의 중심부의 레지스트액의 두께가 작아짐과 더불어, 기판(W)의 주연부의 레지스트액의 두께가 커진다. 그 결과, 도 4(e)에 나타내는 바와 같이, 레지스트액의 두께를 균일하게 근접시킬 수 있다. 또, 환상 영역(R1)의 경방향의 폭 및 용제 노즐(33)의 이동 속도를 조정함으로써, 레지스트액의 전체적인 두께를 제어할 수 있다.
막 두께 제어 공정 후에, 도 2의 막 건조 공정, 세정 공정 및 건조 공정이 순차적으로 실행된다. 도 5는, 세정 공정에 있어서 기판(W)이 세정되는 과정을 나타낸 도면이다. 또한, 도 5에 있어서는, 백 린스 노즐(35)을 이용한 기판(W)의 이면의 세정 처리의 도시 및 설명을 생략한다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 세정 공정에 있어서, 레지스트액이 유동성을 상실한 후에, 에지 린스 노즐(34)로부터 회전하는 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R2)에 에지 린스액을 토출한다. 이에 의해, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 환상 영역(R2)의 레지스트액이 제거되어, 환상 영역(R2)이 세정된다. 이와 같이, 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R2)에는, 레지스트액의 막이 형성되지 않는다. 이에 의해, 기판(W)을 반송하는 도시하지 않은 반송 기구가 기판(W)의 주연부를 파지한 경우에도, 레지스트막이 박리되어 파티클이 되는 것이 방지된다.
환상 영역(R2)의 내측 가장자리는, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리보다도 외방에 위치한다. 본 실시형태에 있어서는, 환상 영역(R2)의 외측 가장자리는 환상 영역(R1)의 외측 가장자리와 겹쳐지고, 환상 영역(R2)의 경방향의 폭은, 환상 영역(R1)의 경방향의 폭보다도 작다. 환상 영역(R2)의 경방향의 폭은, 예를 들면 1mm~2mm이다. 이 구성에 있어서는, 기판(W) 상에 있어서의 레지스트막의 형성 영역은 거의 삭감되지 않는다. 이에 의해, 제품을 제작하기 위해서 이용 가능한 기판(W)의 영역을 크게 할 수 있다.
(4) 실시예
실시예에 있어서는, 도 2에 나타나는 막 형성 공정, 막 두께 제어 공정, 막 건조 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 순차적으로 실행함으로써, 기판(W) 상에 균일한 두께를 갖는 레지스트막을 형성했다. 한편, 비교예에 있어서는, 막 두께 제어 공정을 실행하지 않고, 막 형성 공정, 막 건조 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 순차적으로 실행함으로써, 기판(W) 상에 균일한 두께를 갖는 레지스트막을 형성했다. 레지스트액의 사용량을 실시예와 비교예에서 비교한 결과, 실시예에 있어서는, 레지스트액의 사용량이 비교예의 레지스트액의 사용량보다도 40% 삭감되는 것이 판명되었다.
(5) 효과
본 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 있어서는, 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 피처리면에 공급된 레지스트액이 유동성을 상실하기 전에, 용제 노즐(33)에 의해 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 용제가 토출된다. 이 경우, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 레지스트액이 제거되어, 기판(W)의 중심부에 축적된 레지스트액이 주연부에 인도되면서 건조가 진행된다. 이에 의해, 기판(W)의 중심부의 레지스트액의 두께가 작아짐과 더불어, 기판(W)의 주연부의 레지스트액의 두께가 커진다. 따라서, 레지스트액의 두께를 균일하게 근접시킬 수 있다. 그 결과, 도포 불균일, 도포 결락 및 막 두께의 불균일을 발생시키지 않고 레지스트액의 사용량을 삭감할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리로 이동한 후, 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 용제 노즐(33)이 제어된다. 이에 의해, 용제의 공급 개시시에 있어서의 공급 위치를 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로 했을 때보다도 용제의 비산량이 저감된다. 이에 의해, 용제의 비산에 의한 용제 노즐(33)의 오염을 저감할 수 있다.
여기서, 환상 영역(R1)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도는, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도보다도 크다. 그 때문에, 레지스트액이 유동성을 상실하기 전에 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 공급된 레지스트액이 충분히 제거된다. 또, 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 저속도로 이동되므로, 레지스트액의 확산 속도를 초과하지 않고 기판(W)의 중심부에 축적된 레지스트액이 주연부에 충분히 인도된다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 한 면에 레지스트액이 공급되는 기간과 용제 노즐(33)에 의해 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R1)에 용제가 공급되는 기간이 부분적으로 중복된다. 이 경우, 레지스트액이 유동성을 상실하기 전에 환상 영역(R1)의 내측 가장자리에서부터 외측 가장자리에 걸쳐서 공급된 공급된 레지스트액이 충분히 제거된다. 그 후, 기판(W)의 중심부에 축적된 레지스트액이 주연부에 충분히 인도됨으로써, 레지스트액의 두께를 효율적으로 균일하게 근접시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 용제 노즐(33)은 용제를 비스듬한 하측 외방으로 토출하면서 환상 영역(R1)에 공급하므로, 용제를 직하방으로 토출할 때보다도 용제의 비산량이 저감된다. 그 때문에, 용제의 비산에 의한 용제 노즐(33)의 오염을 저감할 수 있다. 또, 용제 노즐(33)이 오염된 경우에도, 노즐 세정 장치(36)에 의해 용제 노즐(33)이 세정된다. 이에 의해, 용제 노즐(33)을 청정하게 유지할 수 있다.
(6) 다른 실시형태
(a) 상기 실시형태에 있어서, 용제 노즐(33)과 에지 린스 노즐(34)이 별개로 설치되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 용제 노즐(33)과 에지 린스 노즐(34)은, 공통의 노즐에 의해 구성되어도 된다.
도 6은, 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 개략 단면도이다. 도 6의 기판 처리 장치(100)에는, 에지 린스 노즐(34), 에지 린스액 공급관(T4), 밸브(V4) 및 에지 린스액 공급원(P4)이 설치되지 않는다. 또, 용제 노즐(33) 대신에 용제 노즐(33a)이 설치된다. 도 6의 기판 처리 장치(100)에 있어서는, 용제 및 에지 린스액으로서 동일한 제거액이 이용된다.
용제 노즐(33a)은, 막 두께 제어 공정에 있어서는 도 1의 용제 노즐(33)과 동일한 동작을 행하고, 세정 공정에 있어서는 도 1의 에지 린스 노즐(34)과 동일한 동작을 행한다. 이 경우, 용제 노즐(33)과 에지 린스 노즐(34)을 별개로 설치할 필요가 없기 때문에, 기판 처리 장치(100)를 컴팩트하게 할 수 있다.
도 7은, 용제 공급원(P3)과 용제 노즐(33a) 사이의 용제 공급관의 변형예를 나타내는 개략 설명도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 용제 노즐(33a)은, 2개의 용제 공급관(T3a, T4a)을 통해 용제 공급원(P3)에 접속된다. 용제 공급관(T3a, T4a)에는, 각각 밸브(V3a, V4a)가 끼워진다. 밸브(V3a, V4a)는, 예를 들면 니들 밸브이며, 용제 공급관(T3a, T4a)을 흐르는 유체의 유량의 미소한 조절을 행할 수 있다.
도 7의 예에서는, 막 두께 제어 공정에서 용제 노즐(33a)로부터 기판(W)의 환상 영역(R1)에 용제를 공급할 때에는, 밸브(V3a)가 개방되고, 밸브(V4a)가 닫힌다. 세정 공정에서 용제 노즐(33a)로부터 기판(W)의 환상 영역(R2)에 에지 린스액으로서의 용제를 공급할 때에는, 밸브(V4a)가 개방되고, 밸브(V3a)가 닫힌다.
밸브(V3a)를 개방했을 때에 용제 공급관(T3a)을 흐르는 용제의 유량은, 밸브(V4a)를 개방했을 때에 용제 공급관(T4a)을 흐르는 용제의 유량보다도 커도 된다. 본 예에서는, 밸브(V3a)를 개방했을 때에 용제 공급관(T3a)을 흐르는 용제의 유량은 예를 들면 30ml/min이며, 밸브(V4a)를 개방했을 때에 용제 공급관(T4a)을 흐르는 용제의 유량은 예를 들면 15ml/min이다.
이 구성에 있어서는, 막 두께 제어 공정에서 용제의 공급을 행하기 위한 용제 공급관의 경로와, 세정 공정에서 에지 린스액을 공급하기 위한 용제 공급관의 경로가 전환된다. 막 두께 제어 공정에 있어서의 용제의 공급량은, 세정 공정에 있어서의 용제의 공급량보다도 크다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 둘레에 걸쳐 보다 균일한 막 두께 제어를 행하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 용제 및 에지 린스액으로서 동일한 제거액이 이용되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 용제 및 에지 린스액으로서 별개의 제거액이 이용되어도 된다. 이 경우, 막 두께 제어 공정에 있어서는 용제 노즐(33a)로부터 용제가 토출되고, 세정 공정에 있어서는 용제 노즐(33a)로부터 에지 린스액이 토출된다.
(b) 상기 실시형태에 있어서, 환상 영역(R1)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도가 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도보다도 큰 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 환상 영역(R1)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도는, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도와 동일해도 된다. 혹은, 환상 영역(R1)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도는, 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 용제의 공급 위치의 이동 속도보다ㄷ 작아도 된다.
(c) 상기 실시형태에 있어서, 막 두께 제어 공정의 개시 시점 t11에서 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 외측 가장자리에 있고, 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리로 이동된 후, 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 막 두께 제어 공정의 개시 시점 t11에서 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 내측 가장자리에 있고, 용제의 공급 위치가 환상 영역(R1)의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동되어도 된다.
(d) 상기 실시형태에 있어서, 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 피처리면에 레지스트액이 공급되는 기간과 용제 노즐(33)에 의해 기판(W)의 환상 영역(R1)에 용제가 공급되는 기간이 부분적으로 중복되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 피처리면에 레지스트액이 공급되는 기간과 용제 노즐(33)에 의해 기판(W)의 환상 영역(R1)에 용제가 공급되는 기간이 중복되지 않아도 되다. 이 경우, 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 피처리면에 레지스트액이 공급되고, 레지스트액의 공급이 정지한 후에, 용제 노즐(33)에 의해 기판(W)의 환상 영역(R1)에 용제가 공급된다.
(e) 상기 실시형태에 있어서, 용제 노즐(33)은 용제의 토출구가 비스듬한 하측 외방을 향하도록 경사진 상태로 설치되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 용제 노즐(33)은, 용제의 토출구가 하방을 향하도록 직립한 상태로 설치되어도 된다.
마찬가지로, 상기 실시형태에 있어서는, 에지 린스 노즐(34)은 에지 린스액의 토출구가 비스듬한 하측 외방을 향하도록 경사진 상태로 설치되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 에지 린스 노즐(34)은, 에지 린스액의 토출구가 하방을 향하도록 직립한 상태로 설치되어도 된다.
(f) 상기 실시형태에 있어서, 기판 처리 장치(100)에 노즐 세정 장치(36)가 설치되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 기판 처리 장치(100)에 노즐 세정 장치(36)가 설치되지 않아도 된다.
(g) 상기 실시형태에 있어서, 막 형성 공정에서 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 피처리면에 레지스트액이 공급되기 전에 용제 노즐(32)에 의해 기판(W)의 피처리면에 용제가 공급되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 막 형성 공정에서 레지스트 노즐(31)에 의해 기판(W)의 피처리면에 레지스트액이 공급되기 전에 용제 노즐(32)에 의해 기판(W)의 피처리면에 용제가 공급되지 않아도 된다. 이 경우에는, 노즐 유닛(30)에 용제 노즐(32), 밸브(V2), 용제 공급관(T2) 및 용제 공급원(P2)이 설치되지 않아도 된다.
(h) 상기 실시형태에 있어서, 세정 공정에서 에지 린스 노즐(34)로부터 회전하는 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R2)에 에지 린스액이 토출되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 환상 영역(R2)의 레지스트액을 제거할 필요가 없는 경우에는, 세정 공정에서 에지 린스 노즐(34)로부터 회전하는 기판(W)의 주연부에 있어서의 환상 영역(R2)에 에지 린스액이 토출되지 않아도 된다. 이 경우에는, 노즐 유닛(30)에 에지 린스 노즐(34), 밸브(V4), 에지 린스액 공급관(T4) 및 에지 린스액 공급원(P4)이 설치되지 않아도 된다.
(i) 상기 실시형태에 있어서, 용제 공급원(P2), 용제 공급원(P3), 에지 린스액 공급원(P4) 및 백 린스액 공급원(P5)이 별체로서 설치되는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 용제, 에지 린스액 및 백 린스액의 일부 또는 전부가 동일한 처리액인 경우에는, 용제 공급원(P2), 용제 공급원(P3), 에지 린스액 공급원(P4) 및 백 린스액 공급원(P5)의 일부 또는 전부가 일체적으로 설치되어도 된다. 이 경우, 다수의 종류의 처리액을 준비할 필요가 없기 때문에, 기판 처리 장치(100)의 비용을 저감할 수 있다.
(j) 상기 실시형태에 있어서, 막 건조 공정에서의 기판(W)의 회전 속도는 막 두께 제어 공정에서의 기판(W)의 회전 속도보다도 작지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 막 건조 공정에서의 기판(W)의 회전 속도는, 막 두께 제어 공정에서의 기판(W)의 회전 속도와 동일해도 된다. 혹은, 막 건조 공정에서의 기판(W)의 회전 속도는, 막 두께 제어 공정에서의 기판(W)의 회전 속도보다도 커도 된다.
(7) 청구항의 각 구성 요소와 실시형태의 각 요소의 대응 관계
이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시형태의 각 요소의 대응의 예에 대해서 설명하는데, 본 발명은 하기의 예로 한정되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 기판(W)이 기판의 예이며, 기판 처리 장치(100)가 기판 처리 장치의 예이며, 회전 유지부(10)가 회전 유지 장치의 예이며, 레지스트 노즐(31)이 도포액 공급계의 예이다. 용제 노즐(33) 및 에지 린스 노즐(34)이 각각 제1 및 제2의 제거액 공급계의 예이며, 제어부(40)가 제어부의 예이며, 환상 영역(R1, R2)이 각각 제1 및 제2의 환상 영역의 예이다. 노즐 세정 장치(36)가 세정 기구의 예이며, 용제 노즐(32)이 용제 공급계의 예이다.
청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 다양한 요소를 이용할 수도 있다.
본 발명은, 다양한 기판의 도포 처리에 유효하게 이용할 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 수평 자세로 유지하여 회전시키는 회전 유지 장치와,
    기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 구성되는 도포액 공급계와,
    도포액을 제거하는 제1의 제거액을 기판의 한 면의 주연부에 공급하도록 구성되는 제1의 제거액 공급계와,
    상기 도포액 공급계 및 상기 제1의 제거액 공급계의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 상기 도포액 공급계를 제어하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 상기 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액을 공급함과 더불어 제1의 제거액의 공급 위치가 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 상기 제1의 제거액 공급계를 제어함으로써, 상기 기판의 중심부에 축적된 상기 도포액이 상기 기판의 주연부로 인도되도록 하는, 기판 처리 장치.
  2. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 수평 자세로 유지하여 회전시키는 회전 유지 장치와,
    기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 구성되는 도포액 공급계와,
    도포액을 제거하는 제1의 제거액을 기판의 한 면의 주연부에 공급하도록 구성되는 제1의 제거액 공급계와,
    상기 도포액 공급계 및 상기 제1의 제거액 공급계의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 상기 도포액 공급계를 제어하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 상기 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액을 공급함과 더불어 제1의 제거액의 공급 위치가 상기 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리로 이동한 후, 제1의 제거액의 공급 위치가 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 상기 제1의 제거액 공급계를 제어하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도가 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도보다도 커지도록 상기 제1의 제거액 공급계를 제어하는, 기판 처리 장치.
  4. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 수평 자세로 유지하여 회전시키는 회전 유지 장치와,
    기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 구성되는 도포액 공급계와,
    도포액을 제거하는 제1의 제거액을 기판의 한 면의 주연부에 공급하도록 구성되는 제1의 제거액 공급계와,
    상기 도포액 공급계 및 상기 제1의 제거액 공급계의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 상기 도포액 공급계를 제어하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 상기 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액을 공급함과 더불어 제1의 제거액의 공급 위치가 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 상기 제1의 제거액 공급계를 제어하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액이 공급되는 기간과 상기 제1의 제거액 공급계에 의해 기판의 상기 주연부에 있어서의 상기 제1의 환상 영역에 제1의 제거액이 공급되는 기간이 부분적으로 중복되는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 제거액 공급계는, 제1의 제거액을 비스듬한 하측 외방으로 토출하면서 상기 제1의 환상 영역에 공급하는, 기판 처리 장치.
  6. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 수평 자세로 유지하여 회전시키는 회전 유지 장치와,
    기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 구성되는 도포액 공급계와,
    도포액을 제거하는 제1의 제거액을 기판의 한 면의 주연부에 공급하도록 구성되는 제1의 제거액 공급계와,
    도포액을 제거하는 제2의 제거액을 기판의 한 면의 상기 주연부에 공급하도록 구성되는 제2의 제거액 공급계와,
    상기 도포액 공급계, 상기 제1의 제거액 공급계 및 상기 제2의 제거액 공급계의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액을 공급하도록 상기 도포액 공급계를 제어하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 상기 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액을 공급함과 더불어 제1의 제거액의 공급 위치가 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 이동하도록 상기 제1의 제거액 공급계를 제어하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실한 후에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 상기 주연부에 있어서의 제2의 환상 영역에 제2의 제거액을 공급하도록 상기 제2의 제거액 공급계를 제어하고,
    상기 제2의 환상 영역의 내측 가장자리는, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리보다도 외방에 위치하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 제거액 공급계는, 공통의 제거액 공급계에 의해 구성되는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    제1 및 제2의 제거액은 동일한 제거액인, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 제거액 공급계에 있어서의 제1의 제거액의 공급 부분을 세정하는 세정 기구를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    기판의 한 면에 용제를 공급하도록 구성되는 용제 공급계를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액이 공급되기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 용제를 공급하도록 상기 용제 공급계를 제어하는, 기판 처리 장치.
  11. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 방법으로서,
    회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판을 유지하고, 회전시키는 단계와,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액을 공급하는 단계와,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 공급하고, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 상기 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시켜, 상기 기판의 중심부에 축적된 상기 도포액이 상기 기판의 주연부로 인도되도록 하는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 방법으로서,
    회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판을 유지하고, 회전시키는 단계와,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액을 공급하는 단계와,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 공급하고, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 상기 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 단계는, 상기 제1의 환상 영역의 외측 가장자리부터 내측 가장자리로 상기 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시킨 후, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 상기 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1의 환상 영역의 외측 가장자리로부터 내측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도가 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리를 향하는 제1의 제거액의 공급 위치의 이동 속도보다도 큰, 기판 처리 방법.
  14. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 방법으로서,
    회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판을 유지하고, 회전시키는 단계와,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액을 공급하는 단계와,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 공급하고, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 상기 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 도포액 공급계에 의해 기판의 한 면에 도포액이 공급되는 기간과 상기 제1의 제거액 공급계에 의해 기판의 상기 주연부에 있어서의 상기 제1의 환상 영역에 제1의 제거액이 공급되는 기간이 부분적으로 중복되는, 기판 처리 방법.
  15. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 제거액을 공급하는 단계는, 상기 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 비스듬한 하측 외방으로 토출하면서 상기 제1의 환상 영역에 공급하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 기판에 도포액의 막을 형성하는 기판 처리 방법으로서,
    회전 유지 장치에 의해 수평 자세로 기판을 유지하고, 회전시키는 단계와,
    상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 한 면에 도포액 공급계에 의해 도포액을 공급하는 단계와,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실하기 전에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 주연부에 있어서의 제1의 환상 영역에 제1의 제거액 공급계에 의해 제1의 제거액을 공급하고, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리로부터 외측 가장자리로 상기 제1의 제거액 공급계에 의한 제1의 제거액의 공급 위치를 이동시키는 단계와,
    상기 도포액 공급계에 의해 공급된 도포액이 유동성을 상실한 후에, 상기 회전 유지 장치에 의해 회전되는 기판의 상기 주연부에 있어서의 제2의 환상 영역에 제2의 제거액 공급계에 의해 제2의 제거액을 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제2의 환상 영역의 내측 가장자리는, 상기 제1의 환상 영역의 내측 가장자리보다 외방에 위치하는, 기판 처리 방법.
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