KR102004045B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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나오히코 요시하라
마나부 오쿠타니
다카시 오타
히로시 아베
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판을 연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에, 상기 기판의 상면을 처리하기 위한 제1 유기 용제를 공급함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 제1 유기 용제의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 하면에 대향하는 대향면을 가지는 히터 유닛의 상기 대향면과, 상기 기판의 하면 사이의 공간에, 제2 유기 용제의 증기를 공급하는 증기 공급 공정과, 상기 기판 회전 공정 및 상기 액막 형성 공정과 병행하여, 상기 제2 유기 용제의 증기에 의해, 상기 회전 상태의 기판을 가열하는 기판 가열 공정과, 상기 기판 가열 공정 후에, 상기 수평으로 유지된 기판으로부터 상기 제1 유기 용제의 액막을 배제하고, 상기 기판의 회전을 정지시키고, 또 상기 기판을 상기 히터 유닛에 접촉시킨 상태에서, 상기 기판의 상면을 건조시키는 기판 건조 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
기판을 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어 스핀 척에 의해 대략 수평으로 유지된 기판에 대해 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되고, 그것에 의해 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제하기 위한 스핀 드라이 공정이 행해진다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는 패턴의 내부로 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 그것에 의해, 건조 불량이 생길 우려가 있다. 패턴의 내부로 들어간 린스액의 액면(공기와 액체의 계면)은, 패턴의 내부에 형성된다. 그 때문에, 액면과 패턴의 접촉 위치에 액체의 표면 장력이 작용한다. 이 표면 장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴가 일어나기 쉬워진다. 전형적인 린스액인 물은, 표면 장력이 크다. 그 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 물보다 표면 장력이 낮은 유기 용제인 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol: IPA)을 사용하는 방법이 생각될 수 있다. 구체적으로는, 기판의 상면에 IPA를 공급함으로써, 패턴의 내부로 들어간 물이 IPA로 치환된다. 패턴의 내부로 들어간 물이 IPA로 치환된 후에, 기판의 상면으로부터 IPA를 제거함으로써 기판의 상면이 건조된다. 이것에 의해, 표면 장력에서 기인하는 패턴의 도괴가 완화된다. 또한, 패턴의 도괴를 억제하기 위하여, 기판의 상면을 발수제로 처리함으로써 패턴이 받는 표면 장력을 저감하는 것도 생각할 수 있다.
그런데, 최근 기판의 표면에는, 고집적화를 위하여 미세하고 또 어스펙트비가 높은 미세 패턴(기둥 형상의 패턴, 라인 형상의 패턴 등)이 형성되어 있다. 미세하고 고어스펙트비의 미세 패턴은 도괴하기 쉽다. 그 때문에, IPA의 액막을 기판의 상면에 형성한 후, 기판에 핫 플레이트를 접촉시킨 상태에서 기판을 가열하는 기판 처리 방법이 제안되어 있다(예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2015/279708호 명세서). 그것에 의해, IPA의 액막의 일부가 증발되어 기상화(氣相化)하고, 미세 패턴 내부가 기상의 IPA로 채워진다. 그 때문에, 미세 패턴에 작용하는 표면 장력을 작게 할 수 있다.
따라서, 기판의 상면을 IPA나 발수제 등의 유기 용제로 처리한 후에 기판 상으로부터 유기 용제를 제거할 때에는, 기판에 핫 플레이트를 접촉시킨 상태에서 기판을 가열하는 것이 바람직하다.
그런데, IPA나 발수제 등의 유기 용제에 의해 기판의 상면을 처리할 때, 기판의 상면에 대해 이들 유기 용제를 효과적으로 작용시키기 위해서는, 이들 유기 용제의 액막을 상면에 유지시킨 상태에서 기판을 가열할 필요가 있다. 기판을 가열할 때 유기 용제의 종류나 처리 내용에 따라서는, 기판을 회전시키지 않으면 당해 액막이 부분적으로 증발하여 기판의 상면이 부분적으로 노출될 우려가 있다. 이러면, 유기 용제로 기판의 상면을 충분히 처리할 수 없을 뿐만 아니라, 액막이 증발할 때에 미세 패턴에 표면 장력이 작용한다. 이것에 의해, 미세 패턴의 도괴가 일어날 가능성이 있다.
미국 특허 출원 공개 제2015/279708호 명세서의 기판 처리에 있어서, 기판을 충분히 가열하기 위해서는 기판에 핫 플레이트를 접촉시켜야 한다. 이와 같은 접촉 상태에서는 기판을 회전시킬 수 없을 우려가 있다. 반대로, 기판을 회전시키기 위해서는, 핫 플레이트를 기판으로부터 이격시켜 핫 플레이트로부터의 복사열로 기판을 가열해야 한다. 이러면 기판을 충분히 가열할 수 없을 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 기판을 유기 용제로 양호하게 처리하고, 또 기판을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판을 연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 상기 기판의 상면을 처리하기 위한 제1 유기 용제를 공급함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 제1 유기 용제의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 하면에 대향하는 대향면을 가지는 히터 유닛의 상기 대향면과, 상기 기판의 하면 사이의 공간에 제2 유기 용제의 증기를 공급하는 증기 공급 공정과, 상기 기판 회전 공정 및 상기 액막 형성 공정과 병행하여, 상기 제2 유기 용제의 증기에 의해 상기 회전 상태의 기판을 가열하는 기판 가열 공정과, 상기 기판 가열 공정 후에 상기 수평으로 유지된 기판으로부터 상기 제1 유기 용제의 액막을 배제하고, 상기 기판의 회전을 정지시키고, 또 상기 기판을 상기 히터 유닛에 접촉시킨 상태에서, 상기 기판의 상면을 건조시키는 기판 건조 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판 가열 공정에서는, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급된 제2 유기 용제의 증기에 의해 기판이 가열된다. 제2 유기 용제의 증기는, 히터 유닛으로부터의 복사열보다 기판을 효율적으로 가열할 수 있다. 그 때문에, 기판에 히터 유닛을 접촉시키지 않아도 기판을 충분히 가열할 수 있다. 요컨대, 회전 상태의 기판이 충분히 가열된다. 그것에 의해, 제1 유기 용제의 액막의 부분적인 증발에서 기인하는 기판 상면의 부분적인 노출이 억제된다. 그 때문에, 제1 유기 용제의 액막을 양호하게 형성할 수 있다. 따라서, 제1 유기 용제에 의해 기판의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
한편, 기판 건조 공정에서는, 기판의 회전이 정지되고, 또 기판이 히터 유닛에 접촉된다. 그것에 의해, 기판이 충분히 가열된다. 따라서, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
이상과 같이, 기판을 제1 유기 용제로 양호하게 처리하고, 또 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 가열 공정이, 상기 히터 유닛에 의해, 상기 공간에 공급된 상기 제2 유기 용제의 증기를 가열하는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급된 제2 유기 용제의 증기가 가열된다. 그 때문에, 제2 유기 용제의 증기에 의해 기판을 효율적으로 가열할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제1 유기 용제가 상기 기판 상면의 발수성을 높이는 발수제를 포함한다.
이 방법에 의하면, 액막 형성 공정에서는, 기판 상면의 발수성을 높이는 발수제가 기판의 상면에 공급된다. 발수제의 액막은 비교적 분열되기 쉽다. 그 때문에, 기판의 상면에 액막을 유지하기 위해서는 기판을 회전시킬 필요가 있다. 그래서, 기판 가열 공정에서는, 회전 상태의 기판이 가열되기 때문에, 발수제에 의해 기판의 상면이 양호하게 처리된다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제가 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제를 포함한다.
이 방법에 의하면, 제2 유기 용제가 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제를 포함한다. 그 때문에, 제2 유기 용제가 증기 상태로 유지되기 쉽다. 따라서, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급된 제2 유기 용제의 증기의 액화가 억제된다. 그것에 의해, 제2 유기 용제의 기판에의 부착이 억제되므로, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 증기 공급 공정이 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 상기 공간에 공급하는 제2 유기 용제 공급 공정과, 상기 히터 유닛에 의해 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 가열함으로써 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 기화시키는 제2 유기 용제 기화 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제는, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급되기 때문에, 히터 유닛에 의해 가열된다. 이 가열에 의해 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제가 기화된다. 따라서, 히터 유닛을 이용함으로써, 회전 상태의 기판을 가열하기 위한 증기를 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급할 수 있다. 그런데 액상이란, 액체의 연속적인 유체이다. 안개상이란, 액적과 기체가 혼합된 유체이다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제 공급 공정이, 상기 히터 유닛의 상기 대향면을 향하여 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 공급하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 히터 유닛의 대향면을 향하여 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제가 공급된다. 그 때문에, 히터 유닛에 의해 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제가 가열되기 쉽다. 그 때문에, 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제의 기화가 촉진된다. 따라서, 히터 유닛을 효율적으로 이용함으로써, 회전 상태의 기판을 가열하기 위한 증기를 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 건조 공정이, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급함으로써 상기 기판의 상면으로부터 상기 제1 유기 용제의 액막을 배제하고, 상기 기판의 상면에 상기 저표면장력 액체의 액막을 형성하는 제2 액막 형성 공정과, 상기 기판의 상면으로부터 상기 저표면장력 액체의 액막을 배제하는 배제 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판 건조 공정에서는, 제1 유기 용제의 액막이 기판의 상면으로부터 배제되고, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체의 액막이 기판의 상면에 형성된다. 그 후, 기판의 상면으로부터 저표면장력 액체의 액막이 배제된다. 그것에 의해, 기판을 건조시킬 때에 기판의 상면에 작용하는 표면 장력을 저감할 수 있다. 따라서, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 배제 공정이, 상기 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 상기 저표면장력 액체의 액막에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 개구를 확대함으로써, 상기 기판의 상면으로부터 상기 저표면장력 액체의 액막을 배제하는 개구 확대 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 액적을 남기는 일 없이 개구를 형성할 수 있다. 이 개구를 확대시켜 기판의 상면으로부터 저표면장력 액체의 액막을 배제함으로써, 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 건조 공정이, 상기 회전을 정지시킨 상태의 기판의 하면에 상기 대향면을 접촉시키기 위하여 상기 히터 유닛을 상기 기판의 하면에 접근시키는 히터 유닛 이동 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 회전을 정지시킨 상태의 기판의 하면에 대향면을 접촉시키기 위하여 히터 유닛을 기판의 하면에 접근시킬 수 있다. 그 때문에, 히터 유닛이 기판으로부터 이격한 상태와, 히터 유닛이 기판에 접촉한 상태를 확실히 전환할 수 있다. 그 때문에, 제1 유기 용제에 의해 기판을 처리할 때에는, 히터 유닛을 기판으로부터 확실히 이격시킨 상태에서, 회전 상태의 기판을 제2 유기 용제의 증기로 가열할 수 있다. 또한, 기판을 건조시킬 때에는, 히터 유닛이 기판에 확실히 접촉한 상태에서 기판을 가열할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제1 유기 용제의 조성과, 상기 제2 유기 용제의 조성이 동일하다. 그 때문에, 제2 유기 용제의 증기에 의해 기판을 가열할 때에, 제2 유기 용제의 증기가 기판의 상면 측으로 돌아 들어간 경우라도, 제2 유기 용제는 제1 유기 용제에 의한 기판의 처리를 저해하지 않는다. 따라서, 제1 유기 용제에 의해 기판의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
본 발명은, 수평으로 유지한 기판을 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 둘레로 회전시키는 기판 유지 회전 유닛과, 상기 기판의 상면을 처리하기 위한 제1 유기 용제의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하기 위하여 상기 기판의 상면에 상기 제1 유기 용제를 공급하는 제1 유기 용제 공급 유닛과, 상기 기판의 하면에 대향하는 대향면을 갖고, 상기 기판과 접촉하는 접촉 위치와 상기 기판으로부터 이격한 이격 위치 사이에서 상기 기판 유지 유닛에 대해 상대적으로 이동 가능한 히터 유닛과, 상기 기판의 하면과 상기 히터 유닛의 상기 대향면 사이의 공간에, 제2 유기 용제의 증기를 공급하는 제2 유기 용제 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 히터 유닛을 기판으로부터 이격시킨 상태에서 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 제2 유기 용제의 증기를 공급하고, 이 증기에 의해 기판을 가열할 수 있다. 제2 유기 용제의 증기는, 히터 유닛으로부터의 복사열보다 효율적으로 기판을 가열할 수 있다. 그 때문에, 기판에 히터 유닛을 접촉시키지 않아도 기판을 충분히 가열할 수 있다. 요컨대, 회전 상태의 기판이 충분히 가열된다. 그것에 의해, 제1 유기 용제의 액막의 부분적인 증발에서 기인하는 기판 상면의 부분적인 노출이 억제된다. 그 때문에, 제1 유기 용제의 액막을 양호하게 형성할 수 있다. 따라서, 제1 유기 용제에 의해 기판의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
한편, 기판의 상면을 건조시킬 때에는, 기판의 회전을 정지시키고, 또 히터 유닛을 기판 유지 수단에 대해 상대 이동시킴으로써, 히터 유닛을 기판에 접촉시킬 수 있다. 그것에 의해, 기판이 충분히 가열된다. 따라서, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
이상과 같이, 기판을 제1 유기 용제로 양호하게 처리하고, 또 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 회전 유닛으로 하여금 상기 기판을 회전하게 하는 기판 회전 공정과, 상기 제1 유기 용제 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 제1 유기 용제를 공급시킴으로써, 상기 기판의 상면에 상기 제1 유기 용제의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 제2 유기 용제 공급 유닛으로부터 상기 제2 유기 용제의 증기를 상기 공간에 공급시키는 증기 공급 공정과, 상기 기판 회전 공정 및 액막 형성 공정과 병행하여, 상기 제2 유기 용제의 증기에 의해 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정과, 상기 기판 가열 공정 후에 상기 기판으로부터 상기 제1 유기 용제의 액막을 배제하고, 상기 기판 유지 회전 유닛으로 하여금 상기 기판의 회전을 정지하게 하고, 또 상기 기판을 상기 히터 유닛에 접촉시킨 상태에서, 상기 기판의 상면을 건조시키는 기판 건조 공정을 실행하는 컨트롤러를 추가로 포함한다.
이 구성에 의하면, 컨트롤러에 의해 증기 공급 공정, 기판 가열 공정 및 기판 건조 공정이 확실히 실행된다. 따라서, 기판을 제1 유기 용제로 양호하게 처리하고, 또 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 저표면장력 액체 공급 유닛에 상기 저표면장력 액체를 공급시킴으로써, 상기 기판의 상면으로부터 상기 제1 유기 용제의 액막을 배제하고 상기 기판의 상면에 상기 저표면장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판의 상면으로부터 상기 저표면장력 액체의 액막을 배제하는 배제 공정을 실행한다.
이 구성에 의하면, 저표면장력 공급 유닛으로부터 기판의 상면에 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 공급함으로써, 기판 상의 제1 유기 용제의 액막이 배제되고, 저표면장력 액체의 액막이 기판의 상면에 형성된다. 그 후, 기판의 상면으로부터 저표면장력 액체의 액막이 배제된다. 그것에 의해, 기판을 건조시킬 때에 기판의 상면에 작용하는 표면 장력을 저감할 수 있다. 따라서, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가 상기 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 불활성 가스 공급 유닛으로부터 불활성 가스를 공급하여 상기 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 개구를 확대함으로써, 상기 기판의 상면으로부터 상기 저표면장력 액체의 액막을 배제하는 개구 확대 공정을 실행한다.
이 구성에 의하면, 불활성 가스 공급 유닛으로부터 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 저표면장력 액체의 액막의 중앙 영역에 액적을 남기지 않고 개구를 형성할 수 있다. 이 개구를 확대시켜 기판의 상면으로부터 저표면장력 액체의 액막을 배제함으로써, 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제1 유기 용제 공급 유닛이, 상기 기판 상면의 발수성을 높이는 발수제를 상기 기판의 상면에 공급하는 발수제 공급 유닛을 포함한다.
이 구성에 의하면, 기판 상면의 발수성을 높이는 발수제가 발수제 공급 유닛으로부터 기판의 상면에 공급된다. 발수제의 액막은 비교적 분열되기 쉽다. 그 때문에, 기판의 상면에 액막을 유지하기 위해서는 기판을 회전시킬 필요가 있다. 그래서, 히터 유닛을 기판으로부터 이격시킨 상태에서, 제2 유기 용제의 증기를 이용하여 기판을 가열함으로써, 기판을 가열하면서 기판을 회전시킬 수 있다. 그 때문에, 발수제에 의해 기판의 상면이 양호하게 처리된다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제 공급 유닛이, 상기 제2 유기 용제의 증기로서의, 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제의 증기를, 상기 공간에 공급하는 휘발성 유기 용제 공급 유닛을 포함한다.
이 구성에 의하면, 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제의 증기가, 휘발성 유기 용제 공급 유닛으로부터 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급된다. 그 때문에, 이 공간에 공급된 제2 유기 용제가 증기 상태로 유지되기 쉽다. 따라서, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급된 제2 유기 용제의 증기의 액화가 억제된다. 그것에 의해, 제2 유기 용제의 기판에의 부착이 억제되므로, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제 공급 유닛이, 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 상기 공간에 공급하는 제2 유기 용제 노즐과, 상기 공간에 공급된 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 가열하는 상기 히터 유닛을 포함한다.
이 구성에 의하면, 제2 유기 용제 노즐이 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제를 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급한다. 이 공간에 공급된 제2 유기 용제는, 히터 유닛에 의해 가열된다. 이 가열에 의해 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제가 기화된다. 따라서, 히터 유닛을 이용함으로써, 회전 상태의 기판을 가열하기 위한 증기를 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급할 수 있다.
그런데, 제2 유기 용제 노즐이 스트레이트 노즐인 경우, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에는, 액상의 제2 유기 용제가 공급된다. 제2 유기 용제 노즐이 스프레이 노즐인 경우, 당해 공간에는 안개상의 제2 유기 용제가 공급된다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제 노즐이 상기 히터 유닛의 상기 대향면을 향하여 액상 또는 안개상의 상기 제2 유기 용제를 공급한다.
이 구성에 의하면, 히터 유닛의 대향면을 향하여 제2 유기 용제 노즐로부터 제2 유기 용제가 공급된다. 그 때문에, 히터 유닛에 의해 제2 유기 용제가 가열되기 쉽다. 그 때문에, 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제의 기화가 촉진된다. 따라서, 히터 유닛을 이용함으로써, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 회전 상태의 기판을 가열하기 위한 증기를 효율적으로 공급할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 히터 유닛의 상기 대향면에는 오목부가 설치되어 있다. 그 때문에, 대향면이 평탄한 경우와 비교해 대향면의 표면적이 증대되어 있다. 따라서, 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 공급되는 액상 또는 안개상의 제2 유기 용제의 기화를 한층 촉진할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제 공급 유닛이, 상기 히터 유닛의 상기 대향면에 노출된 토출구를 가지는 대향면 노즐을 포함한다. 이 구성에 의하면, 대향면 노즐의 토출구가 히터 유닛의 대향면에 노출되어 있다. 그 때문에, 대향면 노즐은, 히터 유닛의 대향면과 기판의 하면 사이의 공간에 제2 유기 용제를 확실히 공급할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제2 유기 용제 공급 유닛이, 상기 히터 유닛의 측방에 배치된 측방 노즐을 포함한다. 이 구성에 의하면, 히터 유닛 측방의 스페이스를 이용하여 제2 유기 용제를 공급하는 노즐을 설치할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 접촉 위치와 상기 이격 위치 사이에서 상기 히터 유닛을 상기 기판 유지 유닛에 대해 상대적으로 이동시키는 히터 유닛 승강 기구를 추가로 포함한다.
이 구성에 의하면, 히터 유닛을 기판 유지 유닛에 대해 상대 이동시켜, 기판의 하면에 대향면을 접촉시키기 때문에 기판의 하면에 히터 유닛을 접근시킬 수 있다. 이것에 의해, 히터 유닛이 기판에 접촉한 상태와, 히터 유닛이 기판으로부터 이격한 상태를 확실하게 전환할 수 있다. 그 때문에, 제1 유기 용제에 의해 기판을 처리할 때에는, 히터 유닛을 기판으로부터 확실하게 이격시킨 상태에서, 회전 상태의 기판을 제2 유기 용제의 증기로 가열할 수 있다. 또한, 기판을 건조시킬 때에는, 히터 유닛이 기판에 확실하게 접촉한 상태에서 기판을 가열할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 제1 유기 용제의 조성과 상기 제2 유기 용제의 조성이 동일하다.
그 때문에, 제2 유기 용제의 증기에 의해 기판을 가열할 때에, 제2 유기 용제의 증기가 기판의 상면 측으로 돌아 들어간 경우라도, 제2 유기 용제는 제1 유기 용제에 의한 기판의 처리를 저해하지 않는다. 따라서, 제1 유기 용제에 의해 기판의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명하게 된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다.
도 3은, 상기 처리 유닛의 스핀 베이스 및 히터 유닛의 모식적인 평면도이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 7a는, 유기 용제 처리(도 5의 S4)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7b는, 발수제 처리(도 5의 S5)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7c∼도 7h는, 건조 처리(도 5의 S6)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다.
도 9는, 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
＜제1 실시형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1) 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판(W)은 원 형상의 기판이다. 기판(W)의 표면에는, 미세한 패턴(도 9 참조)이 형성되어 있다.
기판 처리 장치(1)는, 처리액으로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)에서 처리되는 복수장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 재치(載置)되는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다. 반송 로봇(IR)은, 캐리어(C)와 반송 로봇(CR) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들어 동일한 구성을 가지고 있다.
도 2는, 처리 유닛(2)의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(5)과, 히터 유닛(6)과, 승강 유닛(7)과, 통 형상의 컵(8)과, 하면 노즐(9)과, DIW 노즐(10)과, 제1 이동 노즐(11)과, 제2 이동 노즐(12)을 포함한다. 스핀 척(5)은, 한 장의 기판(W)을 수평인 자세로 유지하면서, 기판(W)의 중앙부를 통과하는 연직의 회전축선(A1) 둘레로 기판(W)을 회전시킨다. 히터 유닛(6)은, 기판(W)의 하면과 대향하는 대향면(6a)을 가진다. 승강 유닛(7)은, 히터 유닛(6)을 스핀 척(5)에 대해 상하로 상대 이동시킨다. 컵(8)은, 스핀 척(5)을 둘러싼다. 하면 노즐(9)은, 기판(W)의 하면과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 공간(70)에 유체를 공급한다. DIW 노즐(10)은, 기판(W)의 상면에 린스액으로서의 탈이온수(DIW)를 공급한다. 제1 이동 노즐(11) 및 제2 이동 노즐(12)은, 기판(W)의 상방에서 이동 가능하다. 처리 유닛(2)은, 추가로 컵(8)을 수용하는 챔버(13)(도 1 참조)를 포함한다. 챔버(13)에는, 기판(W)을 반입/반출하기 위한 반입/반출구(도시 생략)가 형성되어 있다. 챔버(13)에는, 이 반입/반출구를 개폐하는 셔터 유닛이 구비되어 있다.
스핀 척(5)은, 수평으로 유지한 기판(W)을 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선(A1) 둘레로 회전시킨다. 스핀 척(5)은, 기판 유지 회전 유닛에 포함된다. 스핀 척(5)은, 척 핀(20)과, 스핀 베이스(21)와, 회전축(22)과, 전동 모터(23)를 포함한다. 회전축(22) 및 전동 모터(23)는, 스핀 베이스(21)의 하방에 설치된 하우징(26)에 의해 둘러싸여 있다. 회전축(22)은 회전축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축(22)은, 이 실시형태에서는 중공축이다. 회전축(22)의 상단(上端)은, 스핀 베이스(21)의 하면 중앙에 결합되어 있다. 스핀 베이스(21)는, 수평 방향을 따르는 원반 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스(21)의 상면의 주연부(周緣部)에는, 복수의 척 핀(20)이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다(후술하는 도 3도 참조). 복수의 척 핀(20)은, 폐쇄 상태와, 개방 상태 사이에서 개폐 가능하다. 복수의 척 핀(20)은, 폐쇄 상태에 있어서 기판(W)의 주단(周端)에 접촉하여 기판(W)을 파지한다. 복수의 척 핀(20)은, 개방 상태에 있어서, 기판(W)의 주연부의 하면에 접촉하여, 기판(W)을 하방으로부터 지지할 수 있다. 복수의 척 핀(20)은, 개방 상태에 있어서 기판(W)의 주단으로부터 퇴피한다. 스핀 베이스(21) 및 척 핀(20)은, 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 포함된다.
전동 모터(23)는, 회전축(22)에 회전력을 부여한다. 전동 모터(23)에 의해 회전축(22)이 회전됨으로써, 기판(W)이 회전축선(A1) 둘레로 회전된다. 이하에서는, 기판(W)의 회전 직경 방향 내측을 간단히 「직경 방향 내방」이라고 한다. 또한, 기판(W)의 회전 직경 방향 외측을 간단히 「직경 방향 외방」이라고 한다. 회전축(22) 및 전동 모터(23)는, 기판(W)을 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛에 포함된다.
처리 유닛(2)은, 척 핀 구동 유닛(25)을 추가로 포함한다. 척 핀 구동 유닛(25)은, 척 핀(20)을 개폐 구동한다. 척 핀 구동 유닛(25)은, 예를 들어 스핀 베이스(21)에 내장된 링크 기구(27)와, 스핀 베이스(21) 밖에 배치된 구동원(28)을 포함한다. 구동원(28)은, 예를 들어 볼 나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
히터 유닛(6)은, 스핀 베이스(21)의 상방에 배치되어 있다. 히터 유닛(6)의 하면에는, 회전축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축(30)이 결합되어 있다. 승강축(30)은, 스핀 베이스(21)의 중앙부에 형성된 관통공(24)과, 중공의 회전축(22)을 삽입 통과하고 있다. 승강축(30)의 하단(下端)은, 회전축(22)의 하단보다 더욱 하방으로까지 연장되어 있다. 이 승강축(30)의 하단에 승강 유닛(7)이 결합되어 있다. 승강 유닛(7)을 작동시킴으로써 히터 유닛(6)은, 스핀 베이스(21)의 상면에 가까운 하 위치로부터, 기판(W)의 하면에 접촉하여 척 핀(20)으로부터 들어 올리는 상 위치까지의 사이에서 상하 동작한다. 하 위치와 상 위치 사이의 위치에는, 제1 이격 위치와 제2 이격 위치가 포함된다. 히터 유닛(6)이 제1 이격 위치에 위치할 때, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 하면으로부터 이격한다. 히터 유닛(6)이 제2 이격 위치에 위치할 때, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)이, 제1 이격 위치보다 기판(W)의 하면에 근접한 위치에서, 기판(W)의 하면으로부터 이격한다.
히터 유닛(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 하면과 접촉할 때의 히터 유닛(6)의 위치를 접촉 위치라고 한다. 접촉 위치에는 상 위치가 포함된다. 접촉 위치에는, 제2 이격 위치보다 상측이고, 또 대향면(6a)이 기판(W)의 하면과 접촉하는 위치도 포함된다.
히터 유닛(6)이 제1 이격 위치 또는 제2 이격 위치에 있을 때, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이에는, 공간(70)이 형성되어 있다. 히터 유닛(6)은, 기판(W)에 접촉하고 있지 않을 때, 대향면(6a)으로부터의 복사열에 의해 기판을 가열할 수 있다. 히터 유닛(6)은, 접촉 위치에 위치할 때, 대향면(6a)으로부터의 열전도에 의해 기판(W)을 큰 열량으로 가열할 수 있다.
승강 유닛(7)은, 예를 들어 볼 나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다. 이것에 의해 승강 유닛(7)은, 하 위치 및 상 위치 사이의 임의의 중간 위치에 히터 유닛(6)을 배치할 수 있다. 그 때문에 승강 유닛(7)은, 접촉 위치와 제1 이격 위치 사이에서 히터 유닛(6)을 스핀 베이스(21)에 대해 상대적으로 이동(승강)시킬 수 있는 히터 유닛 승강 기구로서 기능한다.
제1 이동 노즐(11)은, 제1 노즐 이동 유닛(15)에 의해 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제1 이동 노즐(11)은, 수평 방향으로의 이동에 의해 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동시킬 수 있다. 제1 이동 노즐(11)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W) 상면의 회전 중심에 대향한다. 제1 이동 노즐(11)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W) 상면에 대향하지 않는다. 기판(W) 상면의 회전 중심이란, 기판(W) 상면에 있어서의 회전축선(A1)과의 교차 위치이다. 제1 이동 노즐(11)은, 홈 위치에 위치할 때, 평면으로 볼 때에 있어서 스핀 베이스(21)의 외방에 위치한다. 보다 구체적으로는 제1 이동 노즐(11)은, 홈 위치에 위치할 때, 컵(8)의 외방에 위치해도 된다. 제1 이동 노즐(11)은, 연직 방향으로의 이동에 의해 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다. 제1 노즐 이동 유닛(15)은, 예를 들어 연직 방향을 따르는 회동축과, 회동축에 결합되어 수평으로 연장되는 암(arm)과, 암을 구동하는 암 구동 기구를 포함한다. 암 구동 기구는, 회동축을 연직의 회동축선 둘레로 회동시킴으로써 암을 요동시킨다. 암 구동 기구는, 회동축을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써 암을 상하 동작시킨다. 제1 이동 노즐(11)은 암에 고정된다. 암의 요동 및 승강에 따라, 제1 이동 노즐(11)이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
제2 이동 노즐(12)은, 제2 노즐 이동 유닛(16)에 의해 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제2 이동 노즐(12)은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동시킬 수 있다. 제2 이동 노즐(12)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W) 상면의 회전 중심에 대향한다. 제2 이동 노즐(12)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W) 상면에 대향하지 않는다. 제2 이동 노즐(12)은, 홈 위치에 위치할 때, 평면으로 볼 때에 있어서 스핀 베이스(21)의 외방에 위치한다. 보다 구체적으로는 제2 이동 노즐(12)은, 홈 위치에 위치할 때, 컵(8)의 외방에 위치해도 된다. 제2 이동 노즐(12)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다. 제2 노즐 이동 유닛(16)은, 예를 들어 연직 방향을 따르는 회동축과, 회동축에 결합되어 수평으로 연장되는 암과, 암을 구동하는 암 구동 기구를 포함한다. 암 구동 기구는, 회동축을 연직의 회동축선 둘레로 회동시킴으로써 암을 요동시킨다. 암 구동 기구는, 회동축을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써, 암을 상하 동작시킨다. 제2 이동 노즐(12)은 암에 고정된다. 암의 요동 및 승강에 따라, 제2 이동 노즐(12)이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
제1 이동 노즐(11)은, 이 실시형태에서는, 발수제를 기판(W)의 상면에 공급하는 발수제 공급 유닛으로서의 기능과, 저표면장력 액체를 기판(W)의 상면에 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛으로서의 기능과, 질소 가스 등의 불활성 가스를 기판(W)의 상면에 공급하는 불활성 가스 공급 유닛으로서의 기능을 가지고 있다. 발수제는, 기판(W) 상면의 발수성을 높일 수 있다. 저표면장력 액체의 표면 장력은, 물의 표면 장력보다 낮다. 이 실시형태에서는, 저표면장력 액체로서 이소프로필알코올(IPA)을 사용하는 예를 나타내고 있다.
제1 이동 노즐(11)에는, 발수제 공급관(39), 저표면장력 액체 공급관(35) 및 불활성 가스 공급관(36)이 결합되어 있다. 발수제 공급관(39)에는, 발수제 공급관(39) 내의 유로를 개폐하는 발수제 밸브(40)가 개장(介裝)되어 있다. 발수제 공급관(39)에는, 발수제 공급원으로부터 발수제가 공급되고 있다. 저표면장력 액체 공급관(35)에는, 저표면장력 액체 공급관(35) 내의 유로를 개폐하는 저표면장력 액체 밸브(37)가 개장되어 있다. 저표면장력 액체 공급관(35)에는, 저표면장력 액체 공급원으로부터 IPA 등의 저표면장력 액체가 공급되고 있다. 불활성 가스 공급관(36)에는, 불활성 가스 공급관(36) 내의 유로를 개폐하는 불활성 가스 밸브(38)가 개장되어 있다. 불활성 가스 공급관(36)에는, 불활성 가스 공급원으로부터 질소 가스 등의 불활성 가스가 공급되고 있다.
발수제로서는, 예를 들어 실리콘 자체 및 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시키는 실리콘계의 발수제, 또는 금속 자체 및 금속을 포함하는 화합물을 소수화시키는 메탈계의 발수제를 사용할 수 있다. 메탈계의 발수제는, 예를 들어 소수기를 가지는 아민, 및 유기 실리콘 화합물 중 적어도 하나를 포함한다. 실리콘계의 발수제는, 예를 들어 실란 커플링제이다. 실란 커플링제는, 예를 들어 HMDS(헥사메틸디실라잔), TMS(테트라메틸실란), 불소화알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계의 발수제 중 적어도 하나를 포함한다. 비클로로계의 발수제는, 예를 들어 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
제1 이동 노즐(11)이 공급하는 저표면장력 액체로서, 기판(W)의 상면 및 기판(W)에 형성된 패턴(도 9 참조)과 화학 반응하지 않는(반응성이 부족하다) 유기 용제가 사용된다. 보다 구체적으로는, IPA, HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 한 개를 포함하는 액이 저표면장력 액체로서 사용되어도 된다. 또한, 저표면장력 액체는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없다. 즉, 저표면장력 액체는, 다른 성분과 혼합한 액체라도 된다. 예를 들어, 저표면장력 액체는, IPA액과 순수의 혼합액이라도 된다. 저표면장력 액체는, IPA액과 HFE액의 혼합액이라도 된다.
제1 이동 노즐(11)이 공급하는 발수제는, 기판(W)의 상면을 처리하기 위한 제1 유기 용제의 일례이다. 즉, 제1 이동 노즐(11)은, 제1 유기 용제를 기판(W)의 상면에 공급하는 제1 유기 용제 공급 유닛에 포함된다.
불활성 가스 공급관(36)으로부터 공급되는 불활성 가스는, 질소 가스로 한정되지 않는다. 불활성 가스는, 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해 불활성인 가스이다. 불활성 가스 공급관(36)으로부터 공급되는 불활성 가스는, 예를 들어 아르곤 등의 희가스류라도 된다.
제2 이동 노즐(12)은, 이 실시형태에서는 산, 알칼리 등의 약액을 기판(W)의 상면에 공급하는 약액 공급 유닛으로서의 기능과, 질소 가스 등의 불활성 가스를 기판(W)의 상면에 공급하는 불활성 가스 공급 유닛으로서의 기능을 가지고 있다. 보다 구체적으로는, 제2 이동 노즐(12)은, 액체와 기체를 혼합하여 토출할 수 있는 이류체(二流體) 노즐의 형태를 가지고 있어도 된다. 이류체 노즐은, 기체의 공급을 정지하고 액체를 토출하면 액체 노즐로서 사용할 수 있고, 액체의 공급을 정지하고 기체를 토출하면 가스 노즐로서 사용할 수 있다.
제2 이동 노즐(12)에는, 약액 공급관(41) 및 불활성 가스 공급관(42)이 결합되어 있다. 약액 공급관(41)에는, 약액 공급관(41) 내의 유로를 개폐하는 약액 밸브(43)가 개장되어 있다. 불활성 가스 공급관(42)에는, 불활성 가스 공급관(42) 내의 유로를 개폐하는 불활성 가스 밸브(44)와, 불활성 가스의 유량을 가변하는 유량 가변 밸브(45)가 개장되어 있다. 약액 공급관(41)에는, 약액 공급원으로부터 산, 알칼리 등의 약액이 공급되고 있다. 불활성 가스 공급관(42)에는, 불활성 가스 공급원으로부터 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스가 공급되고 있다.
약액의 구체예는, 에칭액 및 세정액이다. 더욱 구체적으로는, 약액은, 불산, SC1(암모니아 과산화수소수 혼합액), SC2(염산 과산화수소수 혼합액), 버퍼드 불산(불산과 불화암모늄의 혼합액) 등이라도 된다.
DIW 노즐(10)은, 이 실시형태에서는 기판(W) 상면의 회전 중심을 향하여 DIW를 토출하도록 배치된 고정 노즐이다. DIW 노즐(10)에는, DIW 공급원으로부터 DIW 공급관(46)을 통하여 DIW가 공급된다. DIW 공급관(46)에는, DIW 공급관(46) 내의 유로를 개폐하는 DIW 밸브(47)가 개장되어 있다. DIW 노즐(10)은 고정 노즐일 필요는 없다. DIW 노즐(10)은, 적어도 수평 방향으로 이동하는 이동 노즐이라도 된다.
DIW 노즐(10)은, DIW 이외의 린스액을 공급하는 린스액 노즐이라도 된다. 린스액은 DIW로 한정되지 않는다. 린스액은, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도(예를 들어, 10∼100 ppm 정도)의 염산수, 환원수(수소수) 등이라도 된다.
하면 노즐(9)은, 이 실시형태에서는 히터 유닛(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 물보다 휘발성이 높은 IPA 등의 액상의 휘발성 유기 용제를 공급하는 휘발성 유기 용제 노즐로서의 기능과, DIW 등의 린스액을 기판(W)의 하면에 공급하는 린스액 노즐로서의 기능을 가지고 있다. 하면 노즐(9)은, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)을 향하여 액상의 휘발성 유기 용제를 공급한다. 하면 노즐(9)은, 액상의 휘발성 유기 용제를 공급 가능한 스트레이트 노즐의 형태를 가진다.
이 실시형태와는 달리, 하면 노즐(9)은, 안개상의 휘발성 유기 용제를 공간(70)에 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 하면 노즐(9)은, 안개상의 휘발성 유기 용제를 대향면(6a)을 향하여 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우 하면 노즐(9)은, 안개상의 휘발성 유기 용제를 공급 가능한 스프레이 노즐의 형태를 가지고 있어도 된다.
하면 노즐(9)은, 중공의 승강축(30)을 삽입 통과하고 게다가 히터 유닛(6)을 관통하고 있다. 하면 노즐(9)은, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)으로부터 노출된 토출구(9a)를 상단에 가지는 대향면 노즐의 형태를 가지고 있다. 토출구(9a)는, 평면으로 볼 때 회전축선(A1)과 겹치는 위치에 배치되어 있다.
하면 노즐(9)에는, 휘발성 유기 용제 공급관(50) 및 DIW 공급관(51)이 결합되어 있다. 휘발성 유기 용제 공급관(50)에는, 휘발성 유기 용제 공급관(50) 내의 유로를 개폐하는 휘발성 유기 용제 밸브(52)가 개장되어 있다. DIW 공급관(51)에는, DIW 공급관(51) 내의 유로를 개폐하는 DIW 밸브(53)가 개장되어 있다.
휘발성 유기 용제로서, 기판(W)의 상면, 및 기판(W)에 형성된 패턴(도 9 참조)과 화학 반응하지 않는(반응성이 부족하다), IPA 이외의 유기 용제가 사용된다. 보다 구체적으로는, IPA, HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2디클로로에틸렌 중 적어도 1개를 포함하는 액이 휘발성 유기 용제로서 사용되어도 된다. 또한, 휘발성 유기 용제는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없다. 즉, 휘발성 유기 용제는, 다른 성분과 혼합한 액체라도 된다. 예를 들어, 휘발성 유기 용제는 IPA액과 HFE액의 혼합액이라도 된다. 휘발성 유기 용제는, 물의 함유량이 가능한 한 낮게 억제되어 있는 것이 바람직하다. 휘발성 유기 용제로서, 상술한 발수제가 사용되어도 된다.
하면 노즐(9)이 공급하는 휘발성 유기 용제는, 제2 유기 용제의 일례이다. 즉, 하면 노즐(9)은, 기판(W)의 하면과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 공간(70)에 액상의 제2 유기 용제를 공급하는 제2 유기 용제 노즐에 포함된다.
도 3은, 스핀 베이스(21) 및 히터 유닛(6)의 모식적인 평면도이다. 스핀 척(5)의 스핀 베이스(21)는, 평면으로 볼 때에 있어서 회전축선(A1)을 중심으로 하는 원형이다. 스핀 베이스(21)의 직경은 기판(W)의 직경보다 크다. 스핀 베이스(21)의 주연부에는, 간격을 두고 복수개(이 실시형태에서는 6개)의 척 핀(20)이 배치되어 있다.
히터 유닛(6)은, 원판 형상의 핫 플레이트의 형태를 가지고 있다. 히터 유닛(6)은, 플레이트 본체(60)와, 히터(62)를 포함한다(도 2도 참조). 플레이트 본체(60)는, 평면으로 볼 때에 있어서 기판(W)의 외형과 대략 동형 동대이고, 회전축선(A1)을 중심으로 하는 원형으로 구성되어 있다. 보다 정확하게는, 플레이트 본체(60)는, 기판(W)의 직경보다 약간 작은 직경의 원형의 평면 형상을 가지고 있다. 예를 들어, 기판(W)의 직경이 300 ㎜이고, 플레이트 본체(60)의 직경(특히 대향면(6a)의 직경)이 그것보다 6 ㎜만큼 작은 294 ㎜라도 된다. 이 경우, 플레이트 본체(60)의 반경은 기판(W)의 반경보다 3 ㎜ 작다.
플레이트 본체(60)의 상면이기도 한 대향면(6a)은, 수평면을 따르는 평면이다. 대향면(6a)에는 오목부(65)가 설치되어 있다. 오목부(65)에는, 하면 노즐(9)의 토출구(9a)로부터 직경 방향 외방을 향하여 방사상으로 연장되는 직경 방향 오목부(65a)와, 하면 노즐(9)의 토출구(9a) 주변(회전축선(A1) 주변)의 둘레 방향을 따라 연장되는 둘레 방향 오목부(65b)가 포함된다.
이 실시형태에서는, 직경 방향 오목부(65a)는, 직선 형상으로 연장되어 있고, 둘레 방향 오목부(65b)는, 평면으로 볼 때 원 형상이다. 직경 방향 오목부(65a)는, 복수 설치되어 있어도 된다. 복수의 직경 방향 오목부(65a)는, 회전축선(A1) 주변의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 둘레 방향 오목부(65b)는, 복수 설치되어 있어도 된다. 복수의 둘레 방향 오목부(65b)는, 회전 직경 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 직경 방향 오목부(65a)는, 둘레 방향 오목부(65b)와 교차하고 있고, 서로 연통되어 있다. 각 직경 방향 오목부(65a)가, 모든 둘레 방향 오목부(65b)와 연통하고 있어도 되고, 각 둘레 방향 오목부(65b)가, 모든 직경 방향 오목부(65a)와 연통하고 있어도 된다. 이 실시형태와는 달리, 직경 방향 오목부(65a)가 1개만 설치되어 있는 형태도 있을 수 있고, 둘레 방향 오목부(65b)가 1개만 설치되어 있는 형태도 있을 수 있다. 대향면(6a)은, 기판(W)을 하측으로부터 지지하는 복수의 돌기(도시 생략)를 포함하고 있어도 된다.
히터(62)는, 플레이트 본체(60)에 내장되어 있는 저항체라도 된다. 히터(62)에 통전함으로써, 대향면(6a)이 실온(예를 들어 20∼30 ℃. 예를 들어 25 ℃)보다 고온으로 가열된다. 구체적으로는, 히터(62)에의 통전에 의해, 제1 이동 노즐(11)로부터 공급되는 유기 용제의 비점보다 고온으로 대향면(6a)을 가열할 수 있다. 히터 유닛(6)의 대향면(6a)의 온도는, 예를 들어 150 ℃ 정도이고, 대향면(6a)은 면 내에서 균일하다. 복사열에 의한 가열로는, 기판(W)을 30 ℃ 정도까지 데울 수 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 히터(62)에의 급전선(63)은, 승강축(30) 내로 통과되어 있다. 그리고, 급전선(63)에는, 히터(62)에 전력을 공급하는 히터 통전 유닛(64)이 접속되어 있다. 히터 통전 유닛(64)은, 기판 처리 장치(1)의 동작 중에 항상 통전되어도 된다.
도 4는, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러(3)는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 제어 프로그램에 따라, 기판 처리 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 프로세서(CPU)(3A)와, 제어 프로그램이 격납된 메모리(3B)를 포함하고, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 스핀 척(5)을 회전 구동하는 전동 모터(23), 제1 노즐 이동 유닛(15), 제2 노즐 이동 유닛(16), 히터 통전 유닛(64), 히터 유닛(6)을 승강하는 승강 유닛(7), 척 핀 구동 유닛(25), 밸브류(37, 38, 40, 43, 44, 45, 47, 52, 53) 등의 동작을 제어한다.
도 5는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(IR, CR)에 의해 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)으로 반입되고, 스핀 척(5)에 건네진다(S1). 이 후 기판(W)은, 반송 로봇(CR)에 의해 반출될 때까지, 스핀 척(5)에 수평으로 유지된다(기판 유지 공정). 그리고, 컨트롤러(3)는, 히터 유닛(6)을 하 위치에 배치하도록 승강 유닛(7)을 제어한다.
다음으로, 약액 처리(S2)에 대해 설명한다. 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피한 후, 약액 처리(S2)가 개시된다.
컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 구동하여 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이것에 의해, 수평으로 유지된 기판(W)이 회전한다(기판 회전 공정). 그 한편으로, 컨트롤러(3)는, 제2 노즐 이동 유닛(16)을 제어하여, 제2 이동 노즐(12)을 기판(W) 상방의 약액 처리 위치에 배치한다. 제2 이동 노즐(12)이 약액 처리 위치에 위치할 때 제2 이동 노즐(12)로부터 토출되는 약액은, 기판(W) 상면의 회전 중심에 착액한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 약액 밸브(43)를 개방한다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여, 제2 이동 노즐(12)로부터 약액이 공급된다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판(W) 상면의 전체로 골고루 퍼진다.
약액 처리 동안, 컨트롤러(3)는 DIW 밸브(53)를 개방한다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 하면을 향하여, 하면 노즐(9)로부터 DIW가 공급된다. 공급된 DIW는 원심력에 의해 기판(W)의 하면 전체로 골고루 퍼진다. 이것에 의해, 기판(W)의 하면이 세정된다. 그 때문에, 약액 처리에 의해 기판(W)의 상면에 공급된 약액이 기판(W)의 하면으로 돌아 들어가는 것을 억제할 수 있다. 기판(W)의 하면에 약액이 부착되었다고 해도, 기판(W)의 하면에 부착된 약액이 하면 노즐(9)로부터 공급되는 DIW에 의해 씻어내어진다.
다음으로, DIW 린스 처리(S3)에 대해 설명한다. 일정 시간의 약액 처리 후, DIW 린스 처리(S3)가 실행된다. DIW 린스 처리(S3)에서는, 기판(W) 상의 약액이 DIW로 치환됨으로써, 기판(W) 상으로부터 약액이 배제된다.
구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 약액 밸브(43)를 폐쇄하고, 대신에 DIW 밸브(47)를 개방한다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 DIW 노즐(10)로부터 DIW가 공급된다. 공급된 DIW는 원심력에 의해 기판(W) 상면의 전체로 골고루 퍼진다. 이 DIW에 의해 기판(W) 상의 약액이 씻어내어진다. 이 동안에 컨트롤러(3)는, 제2 노즐 이동 유닛(16)을 제어하여, 제2 이동 노즐(12)을 기판(W)의 상방으로부터 컵(8)의 측방으로 퇴피시킨다. DIW 린스 처리가 종료하기 전에 컨트롤러(3)는, DIW 밸브(53)를 폐쇄하여 하면 노즐(9)로부터의 기판(W)의 하면으로의 DIW의 공급을 정지시킨다.
다음으로, 유기 용제 처리(S4)에 대해 설명한다. 일정 시간의 DIW 린스 처리 후, 유기 용제 처리(S4)가 실행된다. 유기 용제 처리(S4)에서는, 기판(W) 상의 DIW가, DIW보다 발수제와 친화되기 쉬운 유기 용제(예를 들어 IPA)로 치환된다.
컨트롤러(3)는, 제1 노즐 이동 유닛(15)을 제어하여, 제1 이동 노즐(11)을 기판(W) 상방의 유기 용제 린스 위치로 이동시킨다. 제1 이동 노즐(11)이 유기 용제 린스 위치에 위치할 때, 제1 이동 노즐(11)로부터 토출되는 유기 용제(예를 들어 IPA)는, 기판(W) 상면의 회전 중심에 착액한다. 그리고, 컨트롤러(3)는, DIW 밸브(47)를 폐쇄하고, 저표면장력 액체 밸브(37)를 개방한다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여, 제1 이동 노즐(11)로부터 IPA 등의 유기 용제(저표면장력 액체)가 공급된다. 공급된 유기 용제는 원심력에 의해 기판(W) 상면의 전체로 골고루 퍼지고, 기판(W) 상의 DIW를 치환한다.
다음으로, 발수제 처리(S5)에 대해 설명한다. 일정 시간의 유기 용제 처리 후, 발수제 처리(S5)가 실행된다. 발수제 처리(S5)에서는, 기판(W) 상의 IPA 등의 유기 용제가 발수제로 치환됨으로써, 기판(W) 상면의 발수성이 높아진다.
컨트롤러(3)는, 제1 노즐 이동 유닛(15)을 제어하여, 제1 이동 노즐(11)을 기판(W) 상방의 발수제 처리 위치로 이동시킨다. 제1 이동 노즐(11)이 발수제 처리 위치에 위치할 때, 제1 이동 노즐(11)로부터 토출되는 발수제는, 기판(W) 상면의 회전 중심에 착액한다. 발수제 처리 위치는, 유기 용제 린스 위치와 동일한 위치라도 된다. 컨트롤러(3)는, 저표면장력 액체 밸브(37)를 폐쇄하고, 발수제 밸브(40)를 개방한다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여, 제1 이동 노즐(11)로부터 발수제가 공급된다(발수제 공급 공정). 공급된 발수제는 원심력에 의해 기판(W) 상면의 전체로 골고루 퍼지고, 기판(W) 상의 IPA를 치환한다. 이것에 의해, 발수제가 기판(W) 상면에 얇은 막을 형성하여, 기판(W) 상면의 발수성이 높아진다.
다음으로, 건조 처리(S6)에 대해 설명한다. 일정 시간의 발수제 처리 후, 건조 처리(S6)가 실행된다. 건조 처리(S6)에서는, 기판(W) 상면의 발수제를 IPA 등의 저표면장력 액체로 치환함으로써 저표면장력 액체의 액막이 형성된다. 그 후, 기판(W) 상면으로부터 저표면장력 액체의 액막이 배제됨으로써 기판(W) 상면이 건조된다.
컨트롤러(3)는, 승강 유닛(7)을 제어하여, 히터 유닛(6)을 기판(W)을 향하여 상승시키고, 그것에 의해 기판(W)을 가열한다. 또한, 컨트롤러(3)는, 스핀 척(5)의 회전을 감속하여 기판(W)의 회전을 정지하고, 또 저표면장력 액체 밸브(37)를 폐쇄하여 저표면장력 액체의 공급을 정지한다. 그것에 의해, 정지 상태의 기판(W) 상에 저표면장력 액체의 액막이 지지된 패들 상태로 된다. 그리고, 기판(W)을 히터 유닛(6)에 접촉시킨 상태에서 기판(W)을 가열함으로써, 기판(W)의 상면에 접하고 있는 저표면장력 액체의 일부가 증발한다. 이것에 의해, 저표면장력 액체의 액막과 기판(W)의 상면 사이에 기상층이 형성된다. 그 기상층에 지지된 상태의 저표면장력 액체의 액막이 배제된다.
저표면장력 액체의 액막의 배제 시에, 컨트롤러(3)는, 제1 노즐 이동 유닛(15)을 제어하여, 제1 이동 노즐(11)을 기판(W)의 상방으로부터 컵(8)의 측방으로 퇴피시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 제2 노즐 이동 유닛(16)을 제어하여, 제2 이동 노즐(12)을 기판(W) 상방의 기체 토출 위치에 배치한다. 제2 이동 노즐(12)이 기체 토출 위치에 위치할 때, 제2 이동 노즐(12)로부터 토출되는 불활성 가스류는, 기판(W) 상면의 회전 중심을 향하게 된다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 불활성 가스 밸브(44)를 개방한다. 이것에 의해, 기판(W) 상의 저표면장력 액체의 액막을 향하여 불활성 가스가 토출된다. 이것에 의해, 불활성 가스의 토출을 받는 위치, 즉 기판(W)의 중앙에 있어서, 저표면장력 액체가 불활성 가스에 의해 배제된다. 기판(W)의 중앙에 있어서 저표면장력 액체가 배제됨으로써, 저표면장력 액체의 액막의 중앙에, 기판(W)의 상면을 노출시키는 개구가 형성된다. 이 개구를 확대함으로써, 기판(W) 상의 저표면장력 액체가 기판(W) 밖으로 배출된다. 기판(W) 상으로부터 IPA가 기판(W) 밖으로 배출됨으로써, 기판(W)의 상면이 건조된다. 이상과 같이, 기판(W)의 회전이 정지되고, 또 기판(W)이 히터 유닛(6)에 접촉한 상태에서, 기판(W)의 상면이 건조된다(기판 건조 공정).
그리고, 컨트롤러(3)는, 불활성 가스 밸브(44)를 폐쇄한다. 컨트롤러(3)는, 제2 이동 노즐(12)을 퇴피시킨 후, 전동 모터(23)를 제어하여, 기판(W)을 고속으로 회전시킨다. 그것에 의해, 스핀 드라이가 행해진다. 스핀 드라이에서는, 기판(W) 상의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐냄으로써, 기판(W)의 상면이 한층 건조된다.
다음으로, 기판 반출(S7)에 대해 설명한다.
그 후, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 제어하여 스핀 척(5)의 회전을 정지시킨다. 또한, 컨트롤러(3)는, 승강 유닛(7)을 제어하여, 히터 유닛(6)을 하 위치로 제어한다. 더욱이, 컨트롤러(3)는, 척 핀 구동 유닛(25)을 제어하여, 척 핀(20)을 개방 위치로 제어한다. 그 후, 반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 스핀 척(5)으로부터 처리가 완료된 기판(W)을 집어내고, 처리 유닛(2) 밖으로 반출한다(S7). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)으로 건네지고, 반송 로봇(IR)에 의해 캐리어(C)에 수납된다.
도 6은, 기판 처리의 유기 용제 처리(도 5의 S4), 발수제 처리(도 5의 S5) 및 건조 처리(도 5의 S6)의 상세를 설명하기 위한 타임 차트이다. 또한, 도 7a는, 유기 용제 처리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 7b는, 발수제 처리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 7c∼도 7h는, 건조 처리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 6 및 도 7a를 참조하고, 유기 용제 처리에서는, 컨트롤러(3)는 제1 노즐 이동 유닛(15)을 제어하여, 제1 이동 노즐(11)을 중심 위치에 배치한다. 컨트롤러(3)는, 저표면장력 액체 밸브(37)를 개방하여, IPA 등의 유기 용제(저표면장력 액체)에 의해 기판(W) 상면의 DIW를 치환한다. 또한, 유기 용제 처리에서는, 컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 제어하여, 스핀 베이스(21)가 회전한 상태를 유지한다(기판 회전 공정). 유기 용제 처리 동안에 기판(W)은, 예를 들어 400 rpm으로 회전된다. 또한, 히터 유닛(6)은, 제1 이격 위치에 배치되어 있다. 또한, 제2 이동 노즐(12)은, 컵(8) 측방의 홈 위치로 퇴피하고 있다. 또한, 약액 밸브(43) 및 불활성 가스 밸브(38, 44)는 폐쇄 상태로 제어된다. 따라서, 제2 이동 노즐(12)은, 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)를 토출하지 않는다.
도 6 및 도 7b를 참조하고, 발수제 처리에서는, 컨트롤러(3)가 제1 노즐 이동 유닛(15)을 제어하여, 제1 이동 노즐(11)이 중심 위치에 위치하는 상태를 유지한다. 컨트롤러(3)는, 발수제 밸브(40)를 개방하고, 제1 이동 노즐(11)로부터 기판(W)의 상면에 발수제를 공급한다. 컨트롤러(3)는, 기판(W) 상면의 IPA를 발수제로 치환한 후에도 발수제 밸브(40)가 개방된 상태를 유지하여, 기판(W) 상면에의 발수제 공급을 계속한다. 그것에 의해, 기판(W) 상면에 발수제(제1 유기 용제)의 액막(95)이 형성된다(액막 형성 공정). 또한, 발수제 처리에서는, 컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 제어하여, 스핀 베이스(21)가 회전한 상태를 유지한다(기판 회전 공정). 발수제 처리 동안에 기판(W)은, 예를 들어 200 rpm으로 회전된다. 또한, 제2 이동 노즐(12)은, 컵(8) 측방의 홈 위치에 퇴피한 상태로 유지된다. 또한, 약액 밸브(43) 및 불활성 가스 밸브(38, 44)는 폐쇄 상태로 유지된다.
컨트롤러(3)는, 휘발성 유기 용제 밸브(52)를 개방하여, 하면 노즐(9)로부터의 히터 유닛(6)의 대향면(6a)으로의 IPA 등의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 공급을 개시한다(휘발성 유기 용제 공급 공정, 제2 유기 용제 공급 공정). 그리고, 컨트롤러(3)는, 승강 유닛(7)을 제어하여, 히터 유닛(6)을 제2 이격 위치로 이동시킨다. 기판(W) 상면에의 발수제의 공급, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)에의 휘발성 유기 용제의 공급, 및 제2 이격 위치를 향한 히터 유닛(6)의 이동은, 이 순서로 개시된다. 이것에 의해, 기판(W) 상면의 전체에 발수제가 충분히 퍼진 상태에서, 기판(W) 전체가 균일하게 가열된다. 그 때문에, 기판(W) 상면에 있어서 발수제에 의한 처리의 불균일이 억제된다. 기판(W) 상면에의 발수제의 공급, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)에의 휘발성 유기 용제의 공급, 및 제2 이격 위치를 향한 히터 유닛(6)의 이동은, 반드시 이 순서로 개시될 필요는 없다. 발수제의 공급, 휘발성 유기 용제의 공급, 및 히터 유닛(6)의 이동은, 개시의 순서가 이 실시형태와는 상이해도 된다. 또한, 발수제의 공급, 휘발성 유기 용제의 공급, 및 히터 유닛(6)의 이동은, 동시에 개시되어도 된다.
하면 노즐(9)로부터 대향면(6a)을 향하여 공급되는 IPA 등의 휘발성 유기 용제는, 예를 들어 액상이다. 대향면(6a) 상에 착액된 휘발성 유기 용제는, 토출구(9a)의 주변인 대향면(6a)의 중앙 영역으로부터 대향면(6a)의 외주(外周)를 향하여 퍼진다. 그때, 휘발성 유기 용제는, 대향면(6a)에 설치된 오목부(65) 내로도 진입한다. 대향면(6a)의 중앙 영역은, 대향면(6a)과 회전축선(A1)의 교차 위치를 포함하는 대향면(6a)의 중앙 부근의 영역이다.
대향면(6a) 상의 액상의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)는, 히터 유닛(6)에 의해 가열됨으로써 기화한다(휘발성 유기 용제 기화 공정, 제2 유기 용제 기화 공정). 액상의 휘발성 유기 용제가 기화함으로써, 휘발성 유기 용제의 증기가 형성된다. 대향면(6a) 상에서 형성된 휘발성 유기 용제의 증기는, 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 공급된다(증기 공급 공정). 휘발성 유기 용제의 증기는, 휘발성 유기 용제의 비점보다 고온이다. 한편, 복사열에 의한 가열에 의해 기판(W)은 30 ℃ 정도로 가열된다. 기판(W)을 30 ℃보다 고온으로 가열할 수 있는 휘발성 유기 용제의 증기를 공간에 공급함으로써, 복사열로 가열되는 경우와 비교해 효율적으로 기판을 가열할 수 있다.
이와 같이, 액상의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)를 공간(70)에 공급하는 휘발성 유기 용제 노즐(제2 유기 용제 노즐)로서의 하면 노즐(9)과, 히터 유닛(6)은, 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기를 공간(70)에 공급하는 휘발성 유기 용제 공급 유닛(제2 유기 용제 공급 유닛)을 구성하고 있다. 본 실시형태와는 달리 하면 노즐(9)이 안개상의 IPA를 공간(70)에 공급하는 경우에도, 본 실시형태와 마찬가지로 하면 노즐(9)과 히터 유닛(6)이 휘발성 유기 용제 공급 유닛(제2 유기 용제 공급 유닛)을 구성한다.
대향면(6a)에의 액상의 휘발성 유기 용제의 공급 및 히터 유닛(6)에 의한 당해 액상의 휘발성 유기 용제의 가열을 계속함으로써, 액상의 휘발성 유기 용제가 계속 기화되어, 공간(70)에 휘발성 유기 용제의 증기가 충만한다. 또한, 기화된 휘발성 유기 용제의 일부는, 공간(70)으로부터 기판(W) 및 히터 유닛(6)의 측방(직경 방향 외방)으로 흐른다. 기화된 휘발성 유기 용제의 기류에 의해, 원심력에 의해 기판(W)의 상면으로부터 비산한 발수제가 기판(W)의 하면으로 돌아 들어가는 것이 억제된다.
공간(70)에 휘발성 유기 용제의 증기가 공급됨으로써, 상면에의 발수제의 공급이 계속된 회전 상태의 기판(W)이 가열된다. 즉, 기판 회전 공정 및 액막 형성 공정과 병행하여, IPA 등의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기에 의해, 회전 상태의 기판(W)이 가열된다(기판 가열 공정). 이때, 히터 유닛(6)에 의해, 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기가 계속 가열되고 있어도 된다(증기 가열 공정). 또한, 기판(W)은, 휘발성 유기 용제의 증기에 의한 가열에 추가로, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)으로부터의 복사열에 의해 가열되고 있어도 된다.
건조 처리(S6)에서는, IPA 등의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기에 의한 회전 상태의 기판의 가열(기판 가열 공정) 후, 기판(W)으로부터 발수제(제1 유기 용제)의 액막(95)이 배제되고, 또한 그 후 기판(W)의 회전을 정지시키고, 또 기판(W)을 히터 유닛(6)에 접촉시킨 상태에서, 기판(W)의 상면이 건조된다(기판 건조 공정).
상세하게는, 기판 건조 공정에서는, 린스 스텝(T1)과, 패들 스텝(T2)과, 들어 올림 패들 스텝(T3)과, 노즐 교체 스텝(T4)과, 개구 형성 스텝(T5)과, 개구 확대 스텝(T6)이 이 순서로 실행된다.
린스 스텝(T1)은, 기판(W)을 회전하면서, 기판(W)의 상면에 IPA 등의 저표면장력 액체를 공급하는 스텝이다. 린스 스텝(T1)에서는, 도 6 및 도 7c를 참조하고, 기판(W)의 상면에 제1 이동 노즐(11)로부터 IPA가 공급된다. 공급된 저표면장력 액체는, 원심력을 받아 기판(W) 상면의 중심으로부터 외방을 향해, 기판(W)의 상면을 덮는 액막(90)을 형성한다(제2 액막 형성 공정). 액막(90)이 기판(W)의 상면 전역을 덮는 것에 의해, 발수제 처리(도 5의 S6)에서 기판(W)의 상면에 공급된 발수제가 모두 저표면장력 액체로 치환되고, 발수제의 액막(95)이 기판(W)의 상면으로부터 배제된다.
린스 스텝(T1) 동안에 기판(W)은, 스핀 척(5)에 의해, 예를 들어 300 rpm 정도로 회전된다. 제1 이동 노즐(11)은, 기판(W)의 회전 중심에 대향하는 중심 위치에 배치된다. 저표면장력 액체 밸브(37)는 개방 상태로 되고, 따라서 제1 이동 노즐(11)로부터 토출되는 IPA 등의 저표면장력 액체가 기판(W) 상면의 회전 중심을 향하여 상방으로부터 공급된다. 히터 유닛(6)은, 하 위치보다 상방으로 위치 제어되고, 예를 들어 제2 이격 위치에 유지된다. 제2 이동 노즐(12)은, 컵(8) 측방의 홈 위치에 퇴피한 상태로 유지되고 있다. 약액 밸브(43) 및 불활성 가스 밸브(44)는 폐쇄 상태로 제어된다.
린스 스텝(T1)의 개시 후, 즉 기판(W)의 상면에 대한 발수제의 공급 종료 후, 컨트롤러(3)는, 소정 기간(예를 들어 린스 스텝(T1)이 개시되고 나서 종료되기까지의 사이) 휘발성 유기 용제 밸브(52)를 개방 상태로 유지해도 된다. 이것에 의해, 린스 스텝(T1)이 개시되고 나서 종료되기까지의 사이, 기판(W)의 하면과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 공간(70)에의 IPA 등의 휘발성 유기 용제의 증기의 공급이 계속된다. 이것에 의해, 기화된 휘발성 유기 용제의 기류가, 원심력에 의해 기판(W)의 상면으로부터 비산한 발수제의 기판(W)의 하면으로의 돌아 들어감을 억제할 수 있다. 린스 스텝(T1)이 종료할 때까지 공간(70)에의 휘발성 유기 용제의 증기 공급을 계속함으로써, 원심력에 의해 기판(W)의 상면으로부터 비산한 발수제의 기판(W)의 하면으로의 돌아 들어감을 한층 억제할 수 있다.
패들 스텝(T2)은, 도 7d에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 회전을 감속하여 정지시켜, 기판(W) 표면에 IPA 등의 저표면장력 액체의 두꺼운 액막(90)을 형성하고 유지하는 스텝이다.
도 6 및 도 7d를 참조하고, 기판(W)의 회전은, 이 예에서는 린스 스텝(T1)에 있어서의 회전 속도로부터 단계적으로 감속된다(감속 공정, 점차 감속 공정, 단계적 감속 공정). 보다 구체적으로는, 기판(W)의 회전 속도는 300 rpm으로부터 50 rpm으로 감속되어 소정 시간(예를 들어 10초) 유지되고, 그 후 10 rpm으로 감속되어 소정 시간(예를 들어 10초) 유지되고, 그 후 0 rpm(정지)으로 감속되어 소정 시간(예를 들어 10초) 유지된다(회전 정지 공정). 한편, 제1 이동 노즐(11)은, 중심 위치에 유지되고, 계속해서 기판(W) 상면의 회전 중심을 향하여 저표면장력 액체를 토출한다. 제1 이동 노즐(11)로부터의 저표면장력 액체의 토출은, 패들 스텝(T2)의 전체 기간에 있어서 계속된다. 즉, 기판(W)이 정지해도, 저표면장력 액체의 토출이 계속된다. 이와 같이, 기판(W)의 회전 감속으로부터 정지에 이르는 전체 기간에 있어서 저표면장력 액체의 공급이 계속됨으로써, 기판(W) 상면의 도처에서 저표면장력 액체가 상실되는 일이 없다. 또한, 기판(W)의 회전이 정지한 후에도 저표면장력 액체의 공급이 계속됨으로써, 기판(W)의 상면에 두꺼운 액막(90)을 형성할 수 있다.
패들 스텝(T2)에 있어서의 히터 유닛(6)의 위치는, 린스 스텝(T1) 때와 동일한 위치이고, 제2 이격 위치이다. 이것에 의해 기판(W)은, 대향면(6a)으로부터의 복사열에 의해 예열된다(기판 예열 공정). 척 핀(20)은, 기판(W)의 회전이 정지한 후, 그 정지 상태가 유지되고 있는 동안에, 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환된다. 그것에 의해 척 핀(20)은, 기판(W)의 주연부를 파지하지 않고 기판(W)의 주연부의 하면을 하방으로부터 지지한다. 그 때문에, 기판(W) 상면의 전역이 개방된다. 제2 이동 노즐(12)의 위치는, 홈 위치인 상태이다. 약액 밸브(43), 불활성 가스 밸브(38, 44) 및 발수제 밸브(40)는 폐쇄 상태로 제어된다.
들어 올림 패들 스텝(T3)은, 도 7e에 나타내는 바와 같이 히터 유닛(6)으로 기판(W)을 들어 올린 상태에서, 즉 대향면(6a)을 기판(W)의 하면에 접촉시킨 상태에서 기판(W)을 가열하면서, 기판(W)의 상면에 저표면장력 액체의 액막(90)을 유지하는 스텝이다.
도 6 및 도 7e를 참조하고, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 제어하여, 기판(W)의 회전이 정지한 상태를 유지한다(회전 정지 공정). 컨트롤러(3)는, 회전 정지 상태의 기판(W)의 하면에 대향면(6a)을 접촉시키기 위하여 히터 유닛(6)을 상승시켜, 히터 유닛(6)을 기판(W)의 하면에 접근시킨다(히터 유닛 이동 공정). 히터 유닛(6)이 제2 이격 위치로부터 상 위치까지 상승되고, 소정 시간(예를 들어 10초간) 유지된다. 히터 유닛(6)이 상 위치까지 상승되는 과정에서, 척 핀(20)으로부터 대향면(6a)으로 기판(W)이 건네지고, 대향면(6a)에 기판(W)의 하면이 접촉한다(히터 유닛 접촉 공정). 제1 이동 노즐(11)로부터의 저표면장력 액체의 토출은, 들어 올림 패들 스텝(T3)의 도중까지 계속된다. 따라서, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 하면에 접촉하고 대향면(6a)으로부터의 열전도에 의한 기판(W)의 급가열이 개시됨으로써 기판(W)에 부여되는 열량이 증가(열량 증가 공정)할 때에는, 저표면장력 액체의 공급은 계속되고 있다. 그것에 의해, 기판(W)의 급격한 승온에 수반하는 IPA의 증발에 의해 저표면장력 액체의 액막(90)에 불특정 위치에서 구멍이 형성되는 것이 회피된다. 저표면장력 액체의 공급은, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 하면에 접촉한 후(열량 증가 공정 후), 소정 시간의 경과 후에 정지된다(공급 정지 공정). 즉, 컨트롤러(3)는, 저표면장력 액체 밸브(37)를 폐쇄하여, 제1 이동 노즐(11)로부터의 저표면장력 액체의 토출을 정지시킨다.
들어 올림 패들 스텝(T3)에서는, 스핀 척(5)의 회전은 정지되어 있다. 또한, 제2 이동 노즐(12)은 홈 위치에 위치한다. 또한, 약액 밸브(43), 불활성 가스 밸브(38, 44) 및 발수제 밸브(40)는 폐쇄 상태이다. 또한, 제1 이동 노즐(11)은 기판(W)의 회전 중심의 상방에 위치하고 있다.
제1 이동 노즐(11)로부터의 저표면장력 액체의 공급이 정지된 후, 소정 시간이 경과할 때까지, 히터 유닛(6)은 상 위치에 유지된다. 기판(W)의 상면에 공급된 저표면장력 액체는, 중심에 공급되는 새로운 저표면장력 액체에 의해 외주 측으로 밀리고, 그 과정에서 히터 유닛(6)에 의해 가열된 기판(W)의 상면으로부터의 열에 의해 가열되어 승온되어 간다. 저표면장력 액체의 공급을 계속하고 있는 기간에 있어서, 기판(W) 상면의 중앙 영역의 저표면장력 액체의 온도는 비교적 낮다. 그래서, 저표면장력 액체의 공급을 정지한 후, 소정의 단시간만 히터 유닛(6)의 접촉 상태를 유지함으로써, 기판(W) 상면의 중앙 영역에 있어서의 저표면장력 액체를 승온시킬 수 있다. 그것에 의해, 기판(W) 상면에 지지된 저표면장력 액체의 액막(90)의 온도를 균일화할 수 있다.
기판(W)의 상면으로부터의 열을 받은 액막(90)에서는, 기판(W)의 상면과의 계면에 있어서 증발이 발생한다. 그것에 의해, 기판(W)의 상면과 액막(90) 사이에, 저표면장력 액체의 기체로 이루어지는 기상층이 생긴다. 따라서, 액막(90)은, 기판(W) 상면의 전역에 있어서, 기상층 상에 지지된 상태가 된다(기상층 형성 공정).
노즐 교체 스텝(T4)은, 도 7f에 나타내는 바와 같이 제1 이동 노즐(11)을 중심 위치로부터 퇴피시키고, 대신에 제2 이동 노즐(12)을 중심 위치에 배치하는 스텝이다. 구체적으로는, 도 6 및 도 7f를 참조하고, 저표면장력 액체의 공급을 정지한 후에, 제1 이동 노즐(11)은, 컵(8)의 측방에 설정한 홈 위치로 퇴피된다. 그 후, 제2 이동 노즐(12)이, 홈 위치로부터 회전축선(A1) 상의 중심 위치로 이동된다. 노즐 교체 스텝(T4)의 기간 중, 히터 유닛(6)은 상 위치보다 약간 하방으로 하강된다. 그것에 의해 기판(W)은, 히터 유닛(6)으로부터 척 핀(20)으로 건네지고, 대향면(6a)은, 기판(W)의 하면으로부터 간격을 둔 비접촉 상태에서 기판(W)의 하면에 대향한다. 이것에 의해, 기판(W)의 가열은 대향면(6a)으로부터의 복사열에 의한 가열로 전환되어, 기판(W)에 부여되는 열량이 감소한다(열량 감소 공정). 이것에 의해, 노즐을 교체하고 있는 동안에 기판(W)의 과열이 회피된다. 또한, 증발에서 기인하는 액막(90)의 균열(특히 기판(W)의 외주 영역에서의 균열)의 발생이 회피된다.
그리고, 개구 형성 스텝(T5) 및 개구 확대 스텝(T6)이 실행됨으로써 기판(W)의 상면으로부터 저표면장력 액체의 액막(90)이 배제된다(배제 공정). 배제 공정에는, 액막(90)의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 액막(90)에 개구(91)를 형성하는 개구 형성 공정과, 개구(91)를 확대함으로써, 기판(W)의 상면으로부터 액막(90)을 배제하는 개구 확대 공정이 포함된다. 액막(90)의 중앙 영역이란, 액막(90)에 있어서의 회전축선(A1)과의 교차 위치를 포함하는 액막(90)의 중앙 부근의 영역이다.
개구 형성 스텝(T5)은, 도 7g에 나타내는 바와 같이 제2 이동 노즐(12)(불활성 가스 공급 유닛)로부터 액막(90)의 중앙 영역을 향하여 소유량(제1 유량. 예를 들어 3리터/분)으로 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)를 분사하고(공급하고), 저표면장력 액체의 액막(90)의 중앙 영역에 작은 개구(91)를 형성하여 기판(W) 상면의 중앙 영역을 노출시키는 스텝이다(개구 형성 공정). 개구 형성 스텝(T5)에 있어서, 기판(W)의 회전은 정지 상태인 채이다. 따라서, 정지 상태의 기판(W) 상의 액막(90)에 대해 개구 형성 스텝(T5)이 행해진다.
도 6 및 도 7g를 참조하고, 컨트롤러(3)는, 불활성 가스 밸브(44)를 개방하고, 또 유량 가변 밸브(45)의 개방도를 제어한다. 이것에 의해, 제2 이동 노즐(12)로부터 소유량(제1 유량. 예를 들어 3리터/분)으로 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)가 토출된다. 불활성 가스의 토출과 거의 동시에 히터 유닛(6)이 상승된다. 그것에 의해, 대향면(6a)이 기판(W)의 하면에 접촉하고, 기판(W)이 히터 유닛(6)에 의해 들어 올려진다(히터 유닛 이동 공정).
따라서, 불활성 가스가 기판(W)의 상면에 도달하는 시점에서는 히터 유닛(6)으로부터 기판(W)에 부여되는 열량이 적기 때문에, 불활성 가스에 의한 기판(W)의 냉각과 히터 유닛(6)에 의한 가열에서 기인하는 기판(W)의 상하면 간의 온도차를 적게 할 수 있다. 그것에 의해, 기판(W) 상하면의 온도차에서 기인하는 기판(W)의 휨을 회피할 수 있다. 불활성 가스를 공급하였을 때에 히터 유닛(6)을 기판(W)의 하면에 접촉시키고 있으면, 기판(W)의 상면 측의 온도가 그 하면 측의 온도보다 낮아지고, 기판(W)은 상면 측이 패이는 것처럼 휠 우려가 있다. 이 경우, 기판(W)의 상면은, 중심부가 낮아지고 주연부가 높아진다. 그 때문에, 액막(90)의 외방으로의 이동이 방해받는다. 그래서, 이 실시형태에서는 히터 유닛(6)을 기판(W)의 하면으로부터 이격시킨 상태에서 불활성 가스가 기판(W)의 상면 중앙에 공급된다. 이것에 의해, 기판(W)의 상하면에 있어서의 온도차가 완화되고 있다.
한편, 개구(91)의 형성 직후부터(즉, 거의 동시에), 기판(W)의 급가열이 시작된다(재열량 증가 공정). 그것에 의해, 불활성 가스에 의한 개구(91)의 형성에 의해 액막(90)의 외방으로의 이동이 시작되면, 기판(W)의 가열이 신속하게(거의 동시에) 개시된다. 그것에 의해, 액막(90)은 멈추는 일 없이 기판(W)의 외방으로 이동해 간다.
보다 구체적으로는, 개구(91)가 형성된 액막(90)이 없어진 중앙 영역에서는, 액막(90)이 존재하고 있는 그 주위의 영역과 비교해, 기판(W)의 온도가 신속하게 상승한다. 그것에 의해, 개구(91)의 주연에 있어서 기판(W) 내에 큰 온도 구배가 생긴다. 즉, 개구(91)의 주연의 내측이 고온이고, 그 외측이 저온이 된다. 이 온도 구배에 의해, 기상층 상에 지지되고 있는 액막(90)이 저온 측, 즉 외방을 향해 이동을 시작하고, 그것에 의해 액막(90) 중앙의 개구(91)가 확대되어 간다.
이렇게 하여, 기판(W)의 가열에 의해 생기는 온도 구배를 이용하여, 개구(91)가 확대되고, 기판(W) 상의 액막(90)이 기판(W) 밖으로 배제된다(개구 확대 공정, 액막 이동 공정). 보다 구체적으로는, 기판(W)의 상면에 있어서, 패턴이 형성된 영역 내의 액막(90)은, 온도 구배에 의한 저표면장력 액체의 이동에 의해 배제된다.
불활성 가스의 분사에 의해 기판(W)의 회전 중심에 개구(91)를 형성한 후에, 긴 시간을 비우고 히터 유닛(6)을 기판(W)에 접촉시키면, 그 동안에 개구(91)의 확대가 정지한다. 이때, 액막(90)의 내주연(內周緣)은, 내방을 향하거나 외방을 향하거나 하는 평형 상태가 된다. 이때, 기판(W)의 표면에 형성된 패턴 내로 유기 용제의 액면이 들어가고, 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원인이 될 우려가 있다. 그래서, 이 실시형태에서는, 불활성 가스에 의한 개구(91)의 형성과 대략 동시에 히터 유닛(6)을 기판(W)의 하면에 접촉시켜, 기판(W)에 부여하는 열량을 순시에 증가시키고 있다.
개구 확대 스텝(T6)은, 도 6 및 도 7h에 나타내는 바와 같이, 제2 이동 노즐(12)로부터 토출되는 불활성 가스의 유량을 증량하여, 대유량(제2 유량. 예를 들어 30리터/분)의 불활성 가스를 기판(W)의 중심에 분사하여, 액막(90) 중앙의 개구(91)를 불활성 가스에 의해 더욱 확대하는 스텝이다(개구 확대 공정). 즉, 컨트롤러(3)는, 유량 가변 밸브(45)를 제어하여, 제2 이동 노즐(12)에 공급되는 불활성 가스의 유량을 증가시킨다. 그것에 의해, 기판(W) 상면의 외주 영역까지 이동한 액막(90)이 더욱 기판(W) 밖으로 밀린다. 기판(W)의 회전은 정지 상태로 유지된다.
구체적으로는, 온도 구배에 의해 개구(91)가 확대되어 가는 과정에서, 더욱 불활성 가스의 유량을 증가시킨다. 이것에 의해, 액막(90)의 이동이 정지하는 것을 회피하여, 액막(90)의 기판(W) 외방을 향하는 이동을 계속시킬 수 있다. 온도 구배를 이용하는 액막(90)의 이동만으로는, 기판(W) 상면의 주연 영역에서 액막(90)의 이동이 멈출 우려가 있다. 그래서, 불활성 가스의 유량을 증가시킴으로써, 액막(90)의 이동이 어시스트된다. 그것에 의해, 기판(W) 상면의 전역으로부터 액막(90)이 배제된다.
불활성 가스의 유량을 증량한 후에, 히터 유닛(6)이 하강되고, 대향면(6a)으로부터 척 핀(20)으로 기판(W)이 건네진다. 그 후, 대유량으로의 불활성 가스 토출이 종료하기 전에, 척 핀(20)이 폐쇄 상태로 되고, 척 핀(20)에 의해 기판(W)이 파지된다. 도 6에 나타낸 예에서는, 히터 유닛(6)은, 척 핀(20)에 기판(W)이 건네진 후, 기판(W)의 하면에 미소 거리를 두고 대향하는 비접촉 가열 위치에 단시간 유지되고, 그 후 히터 유닛(6)은, 더욱 하강되어, 기판(W)의 하면에 소정 거리만큼 떨어져 대향하는 제1 이격 위치에 배치된다.
척 핀(20)에 의해 기판(W)이 파지된 후, 제2 이동 노즐(12)에의 불활성 가스의 공급이 정지되고, 제2 이동 노즐(12)이 홈 위치로 퇴피한다. 그것과 함께, 예를 들어 30∼100 rpm으로 스핀 척(5)과 함께 기판(W)이 회전된다. 그것에 의해, 대유량의 불활성 가스의 공급에 의해서도 전부 배제할 수 없어 기판(W)의 외주부(특히 주단면(周端面))에 남은 IPA가 떨어뜨려진다.
제1 실시형태에 의하면, 기판 가열 공정에서는, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 공급된 IPA 등의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기에 의해 기판(W)이 가열된다. 휘발성 유기 용제의 증기는, 히터 유닛(6)으로부터의 복사열보다 기판(W)을 효율적으로 가열할 수 있다. 그 때문에, 기판(W)에 히터 유닛(6)을 접촉시키지 않아도 기판(W)을 충분히 가열할 수 있다. 요컨대, 회전 상태의 기판(W)이 충분히 가열된다. 그것에 의해, 발수제(제1 유기 용제)의 액막(95)의 부분적인 증발에서 기인하는 기판(W) 상면의 부분적인 노출이 억제된다. 그 때문에, 발수제의 액막(95)을 양호하게 형성할 수 있다. 따라서, 발수제에 의해 기판(W)의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
한편, 기판 건조 공정에서는, 기판(W)의 회전을 정지시키고, 또 기판(W)을 히터 유닛(6)에 접촉시킨 상태에서, 기판(W)의 상면을 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 기판(W)이 충분히 가열된다. 따라서, 기판(W)을 양호하게 건조시킬 수 있다.
이상과 같이, 기판(W)을 발수제(제1 유기 용제)로 양호하게 처리하고, 또 기판(W)을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 공간(70)에 공급된 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기가 히터 유닛(6)에 의해 가열된다. 그 때문에, 휘발성 유기 용제의 증기에 의해 기판(W)을 효율적으로 가열할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 액막 형성 공정에서는, 기판(W) 상면의 발수성을 높이는 발수제가 제1 이동 노즐(11)(발수제 공급 유닛, 제1 유기 용제 공급 유닛)로부터 기판(W)의 상면에 공급된다. 발수제의 액막(95)은 비교적 분열되기 쉽다. 그 때문에, 기판(W)의 상면에 액막(95)을 유지하기 위해서는, 기판(W)을 회전시킬 필요가 있다. 그래서, 기판 가열 공정에서는, 회전 상태의 기판(W)이 가열되기 때문에, 발수제에 의해 기판(W)의 상면이 양호하게 처리된다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)가, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 공급된다. 그 때문에, 공간(70)에 공급된 휘발성 유기 용제가 증기 상태로 유지되기 쉽다. 따라서, 공간(70)에 공급된 휘발성 유기 용제의 증기의 액화가 억제된다. 그것에 의해, 휘발성 유기 용제의 기판에의 부착이 억제되므로, 기판(W)을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 액상 또는 안개상의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)는, 공간(70)에 공급되기 때문에, 히터 유닛(6)에 의해 가열된다. 이 가열에 의해 액상 또는 안개상의 휘발성 유기 용제가 기화된다. 따라서, 히터 유닛(6)을 이용함으로써, 회전 상태의 기판(W)을 가열하기 위한 증기를 공간(70)에 공급할 수 있다.
제1 실시형태와는 달리, 미리 기화된 휘발성 유기 용제를 공간(70)에 공급하는 구성에서는, 휘발성 유기 용제 공급관(50)이나 휘발성 유기 용제 공급원에 히터를 설치할 필요가 있다. 혹은, 액체보다 체적이 큰 기체의 휘발성 유기 용제를 휘발성 유기 용제 공급원에 수용할 필요가 있다. 그 때문에, 기판 처리 장치(1)의 구성이 복잡화된다. 한편, 제1 실시형태와 같이 액상 또는 안개상의 휘발성 유기 용제를 공간(70)에 공급하는 구성에서는, 히터 유닛(6)과는 별도로 히터를 설치할 필요가 없다. 또한, 제1 실시형태의 구성에서는, 액상의 휘발성 유기 용제를 유기 용제 공급원에 수용할 수 있다. 그 때문에, 간단한 구성의 기판 처리 장치(1)를 사용하여 기판(W)을 유기 용제로 양호하게 처리하고, 또 기판(W)을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)을 향하여 하면 노즐(9)로부터 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)가 공급된다. 그 때문에, 히터 유닛(6)에 의해 휘발성 유기 용제가 가열되기 쉽다. 그 때문에, 액상 또는 안개상의 휘발성 유기 용제의 기화가 촉진된다. 따라서, 히터 유닛(6)을 효율적으로 이용하여, 회전 상태의 기판(W)을 가열하기 위한 증기를 공간(70)에 공급할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에 의하면, 기판 건조 공정에서는, 제1 이동 노즐(11)(저표면장력 공급 유닛)로부터 기판(W)의 상면에 IPA 등의 저표면장력 액체를 공급함으로써, 발수제의 액막(95)이 기판(W)의 상면으로부터 배제되고, IPA의 액막(90)이 기판(W)의 상면에 형성된다. 그것에 의해, 기판(W)의 상면에 작용하는 표면 장력을 저감할 수 있다. 따라서, 저표면장력 액체의 액막(90)을 기판(W)의 상면으로부터 배제함으로써 기판(W)을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 저표면장력 액체의 액막(90)의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 저표면장력 액체의 액막(90)의 중앙 영역에 액적을 남기는 일 없이 개구(91)를 형성할 수 있다. 이 개구(91)를 확대시켜 기판(W)의 상면으로부터 IPA의 액막(90)을 배제함으로써, 기판(W)의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 히터 유닛(6)을 스핀 척(5)에 대해 상대 이동시킴으로써, 기판(W)의 하면에 대향면(6a)을 접촉시키기 위하여 기판(W)의 하면에 히터 유닛(6)을 접근시킬 수 있다. 그 때문에, 히터 유닛(6)이 기판(W)에 접촉한 상태와, 히터 유닛(6)이 기판(W)으로부터 이격한 상태를 확실하게(용이하게) 전환할 수 있다. 그 때문에, 발수제(제1 유기 용제)에 의해 기판(W)을 처리할 때에는, 히터 유닛(6)이 기판(W)으로부터 확실하게 이격한 상태에서, 회전 상태의 기판(W)을 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기로 가열할 수 있다. 또한, 기판(W)을 건조시킬 때에는, 히터 유닛(6)이 기판(W)에 확실하게 접촉한 상태에서 기판(W)을 가열할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)에는, 오목부(65)가 설치되어 있다. 그 때문에, 대향면(6a)이 평탄한 경우와 비교해 대향면(6a)의 표면적이 증대되어 있다. 따라서, 히터 유닛(6)은, 공간(70)에 공급되는 액상 또는 안개상의 IPA 등의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 기화를 한층 촉진할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 의하면, 대향면 노즐인 하면 노즐(9)의 토출구(9a)가 히터 유닛(6)의 대향면(6a)에 노출되어 있다. 그 때문에, 하면 노즐(9)은, 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 IPA 등의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)를 확실하게 공급할 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 기판 처리와는 달리, 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)에 제1 유기 용제와 동일한 조성의 발수제를 사용하는 경우, 발수제(제2 유기 용제)의 증기에 의해 기판(W)을 가열할 때에, 발수제(제2 유기 용제)의 증기가 기판(W)의 상면 측으로 돌아 들어갔다고 해도, 발수제(제1 유기 용제)에 의한 기판(W)의 처리가 저해되지 않는다. 따라서, 발수제(제1 유기 용제)에 의해 기판(W)의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
＜제2 실시형태＞
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1P)에 구비된 처리 유닛(2P)의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
제2 실시형태에 관련된 처리 유닛(2P)이 제1 실시형태에 관련된 처리 유닛(2)(도 2 참조)과 주로 상이한 점은, 처리 유닛(2P)이, 히터 유닛(6)의 측방에 배치된 측방 노즐(14)을 포함하는 점이다. 측방 노즐(14)은, 예를 들어 측방 노즐 지지 부재(18)의 내부에 삽입 통과 지지되어 있다. 측방 노즐 지지 부재(18)는, 스핀 베이스(21)의 하방에서 회전축(22) 및 전동 모터(23)를 둘러싸는 하우징(26)으로부터 상방으로 연장되고 있다. 스핀 베이스(21)의 측방에 배치된 측방 노즐(14)은, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)을 향하는 토출구(14a)를 상단부에 가지고 있다.
측방 노즐(14)은, 이 실시형태에서는, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 물보다 휘발성이 높은 IPA 등의 휘발성 유기 용제의 증기를 공급하는 휘발성 유기 용제 공급 유닛으로서의 기능을 가지고 있다. 제2 실시형태에서는, 측방 노즐(14)이 공급하는 휘발성 유기 용제가, 제2 유기 용제의 일례이고, 측방 노즐(14)이, 제2 유기 용제를 기판(W)의 상면에 공급하는 제2 유기 용제 공급 유닛의 일례이다.
측방 노즐(14)에는, 휘발성 유기 용제 공급관(54)이 결합되어 있다. 휘발성 유기 용제 공급관(54)에는, 그 유로를 개폐하는 휘발성 유기 용제 밸브(55)가 개장되어 있다. 한편, 하면 노즐(9)에는, 휘발성 유기 용제 공급관(50)이 결합되어 있지 않다. 그 때문에, 하면 노즐(9)의 토출구(9a)로부터는 휘발성 유기 용제가 토출되지 않는다.
측방 노즐(14)은, 안개상의 휘발성 유기 용제를 히터 유닛(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 공간(70)에 공급한다. 상세하게는, 측방 노즐(14)은, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)을 향하여 안개상의 휘발성 유기 용제를 공급한다. 측방 노즐(14)은, 대향면(6a)을 향하여 공간(70)에 안개상의 제2 유기 용제를 공급하는 제2 유기 용제 노즐의 일례이다. 이 실시형태와는 달리, 하면 노즐(9)이, 액상의 휘발성 유기 용제를 공간(70)에 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 하면 노즐(9)이 액상의 휘발성 유기 용제를 대향면(6a)을 향하여 공급하도록 구성되어 있어도 된다.
제2 실시형태의 기판 처리 장치(1P)에서는, 제1 실시형태의 기판 처리 장치(1)와 동일한 기판 처리가 가능하다. 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리에서는, 컨트롤러(3)가 측방 노즐(14)에 결합된 휘발성 유기 용제 밸브(55)를 제어한다.
제2 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 발휘하므로, 기판(W)을 IPA 등의 발수제(제1 유기 용제)로 양호하게 처리하고, 또 기판(W)을 양호하게 건조시킬 수 있다. 또한, 제2 실시형태에 의하면, 히터 유닛(6)의 측방의 스페이스를 이용하여 제2 유기 용제를 공급하는 노즐(측방 노즐(14))을 설치할 수 있다.
본 발명은, 이상에 설명한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상술한 각 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1, 1P)에서는, 제1 이동 노즐(11)이 공급하는 발수제가 제1 유기 용제이고, 제1 이동 노즐(11)이 제1 유기 용제를 기판(W)의 상면에 공급하는 제1 유기 용제 공급 유닛이라고 설명했다. 그러나, 이들 실시형태와는 달리, 제1 이동 노즐(11)이 공급하는 저표면장력 액체가, 기판(W)의 상면을 처리하기 위한 제1 유기 용제라도 된다. 이 경우, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 제1 이동 노즐(11)이 제1 유기 용제를 기판(W)의 상면에 공급하는 제1 유기 용제 공급 유닛의 일례이다. 이 경우, 기판 처리 장치(1, 1P)에 있어서, 제1 이동 노즐(11)이 발수제를 기판(W)의 상면에 공급하는 발수제 공급 유닛으로서의 기능을 가지고 있지 않아도 된다. 즉, 제1 이동 노즐(11)은, 물보다 표면 장력이 낮은 IPA 등의 저표면장력 액체를 기판(W)의 상면에 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛으로서의 기능과, 질소 가스 등의 불활성 가스를 기판(W)의 상면에 공급하는 불활성 가스 공급 유닛으로서의 기능을 갖도록 구성되어 있어도 된다.
제1 이동 노즐(11)이, 제1 유기 용제로서의 저표면장력 액체(예를 들어 IPA)를 기판(W)의 상면에 공급하는 제1 유기 용제 공급 유닛의 일례인 경우, 기판 처리 장치(1, 1P)에 의한 기판 처리에서는, 유기 용제 처리(S4) 및 발수제 처리(S5)가 실행되지 않아도 된다(도 5 참조). 이 경우, 건조 처리(S6)의 린스 스텝(T1)(도 6 및 도 7c 참조)에서는, 발수제를 IPA 등의 저표면장력 액체로 치환하는 대신에, DIW 린스 처리(S3)에서 기판(W)의 상면에 공급한 DIW를 저표면장력 액체로 치환한다. 그리고, 린스 스텝(T1) 동안에 제2 유기 용제로서의 휘발성 유기 용제(예를 들어 IPA)의 증기가 기판(W)의 하면에 공급된다.
이 실시형태에 있어서도 제1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.
저표면장력 액체(제1 유기 용제) 및 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제) 양방이 동일한 조성의 유기 용제(예를 들어 IPA)인 경우, 제2 유기 용제의 증기에 의해 기판(W)을 가열할 때에, 제2 유기 용제의 증기가 기판(W)의 상면 측으로 돌아 들어갔다고 해도, 제1 유기 용제에 의한 기판(W)의 처리가 저해되지 않는다. 따라서, 제1 유기 용제에 의해 기판(W)의 상면을 양호하게 처리할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1, 1P)에서는, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)에 액상 또는 안개상의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)가 공급되고, 히터 유닛(6)에 의해 액상 또는 안개상의 휘발성 유기 용제가 가열되어 기화함으로써, 공간(70)에 IPA의 증기가 공급된다고 설명했다. 그러나, 이들 실시형태와는 달리, 하면 노즐(9) 또는 측방 노즐(14)이, 공간(70)을 향하여 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기를 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 유기 용제의 증기를 공간(70)에 공급하는 제2 유기 용제 공급 유닛에는, 히터 유닛(6)은 포함되지 않고, 제2 유기 용제 공급 유닛은, 하면 노즐(9) 또는 측방 노즐(14)에 의해 구성된다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 하면 노즐(9)로부터 공간(70)으로의 휘발성 유기 용제(제2 유기 용제)의 증기의 공급은, 건조 공정(도 5의 S6)의 패들 스텝(T2)이 종료하기까지 사이에 계속되어도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 제1 이동 노즐(11)이, 휘발성 유기 용제 공급 유닛 및 저표면장력 액체 공급 유닛으로서 기능한다고 설명했다. 그러나, 상술한 실시형태와는 달리, 휘발성 유기 용제 공급 유닛으로서 기능하는 노즐과, 저표면장력 액체 공급 유닛으로서 기능하는 노즐이, 따로따로 설치된 구성이라도 된다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 제2 이동 노즐(12)이 IPA의 액막(90)의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급한다고 설명했다. 그러나, 상술한 실시형태와는 달리, 제1 이동 노즐(11)이 IPA의 액막(90)의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 기판 처리의 건조 처리(도 5의 S6)에 있어서, 노즐 교체 스텝(T4)이 생략된다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 히터 유닛(6)이 스핀 척(5)에 대해 상대 이동하는 구성에 대해 설명했다. 그러나, 상술한 실시형태와는 달리, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)이 승강하도록 구성되어 있어도 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명했지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명하게 하기 위하여 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2016년 9월 26일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허 출원 2016-187248호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (23)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 수평으로 유지된 기판을 연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 수평으로 유지되고, 또한 회전하는 기판의 상면에, 상기 기판의 상면을 처리하기 위한 발수제를 공급함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 발수제의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 수평으로 유지된 기판의 하면에 대향하는 대향면을 가지는 히터 유닛의 상기 대향면과, 상기 기판의 하면 사이의 공간에, 제1 유기 용제의 증기를 공급하는 증기 공급 공정과,
    상기 기판 회전 공정 및 상기 액막 형성 공정과 병행하여, 상기 공간에 공급된 상기 제1 유기 용제의 증기에 의해, 상기 회전 상태의 기판을 가열하는 기판 가열 공정과,
    상기 기판 가열 공정 후에, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면의 상기 발수제의 액막을 제2 유기 용제의 액막으로 치환하여 상기 기판으로부터 상기 발수제의 액막을 배제하고, 상기 기판의 회전을 정지시키고, 또 상기 기판을 상기 히터 유닛에 접촉시킨 상태에서, 상기 기판의 상면으로부터 상기 제2 유기 용제의 액막을 배제하여 상기 기판을 건조시키는 기판 건조 공정을 포함하며,
    상기 발수제는, 실리콘 자체 및 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시키는 실리콘계의 발수제, 또는, 금속 자체 및 금속을 포함하는 화합물을 소수화시키는 메탈계의 발수제이고,
    상기 실리콘계의 발수제는, 실란 커플링제이며, 상기 실란 커플링제는, HMDS(헥사메틸디실라잔), TMS(테트라메틸실란), 불소화알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계의 발수제 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 비클로로계의 발수제는, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 메탈계의 발수제는, 소수기를 가지는 아민, 및 유기 실리콘 화합물 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 유기 용제는, 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제로서, IPA(이소프로필알코올), HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 한 개를 포함하는 액, 또는 상기 발수제이고,
    상기 제2 유기 용제는, 물보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체로서, IPA(이소프로필알코올), HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 한 개를 포함하는 액인, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 가열 공정이, 상기 히터 유닛에 의해, 상기 공간에 공급된 상기 제2 유기 용제의 증기를 가열하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 증기 공급 공정이, 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 상기 공간에 공급하는 제1 유기 용제 공급 공정과, 상기 히터 유닛에 의해 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 가열함으로써 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 기화시키는 제1 유기 용제 기화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 유기 용제 공급 공정이, 상기 히터 유닛의 상기 대향면을 향하여 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 건조 공정에서의 상기 제2 유기 용제의 액막의 배제가, 상기 제2 유기 용제의 액막의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 상기 제2 유기 용제의 액막에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 개구를 확대함으로써, 상기 기판의 상면으로부터 상기 제2 유기 용제의 액막을 배제하는 개구 확대 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 건조 공정이, 상기 회전을 정지시킨 상태의 기판의 하면에 상기 대향면을 접촉시키기 위하여 상기 히터 유닛을 상기 기판의 하면에 접근시키는 히터 유닛 이동 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 유기 용제의 조성과, 상기 제2 유기 용제의 조성이 동일한, 기판 처리 방법.
  11. 수평으로 유지한 기판을 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 둘레로 회전시키는 기판 유지 회전 유닛과,
    상기 기판의 상면을 처리하기 위한 발수제의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하기 위하여, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 수평으로 유지되고, 또한 회전하는 상기 기판의 상면에 상기 발수제를 공급하여, 상기 기판의 상면에 상기 발수제의 액막을 형성하는 발수제 공급 유닛과,
    상기 기판의 하면에 대향하는 대향면을 갖고, 상기 기판과 접촉하는 접촉 위치와 상기 기판으로부터 이격한 이격 위치 사이에서 상기 기판 유지 회전 유닛에 대해 상대적으로 이동 가능한 히터 유닛과,
    상기 기판의 하면과 상기 히터 유닛의 상기 대향면 사이의 공간에, 제1 유기 용제의 증기를 공급하는 제1 유기 용제 공급 유닛과,
    상기 발수제의 액막이 형성된 상기 기판의 상면에 제2 유기 용제를 공급하여, 상기 기판의 상면의 상기 발수제의 액막을 상기 제2 유기 용제로 치환하는 제2 유기 용제 공급 유닛을 포함하며,
    상기 제1 유기 용제 공급 유닛이, 상기 제1 유기 용제의 증기로서의, 물보다도 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제의 증기를, 상기 공간에 공급하는 휘발성 유기 용제 공급 유닛을 포함하고,
    상기 제1 유기 용제 공급 유닛에 의해 상기 공간에 공급된 상기 제1 유기 용제의 증기에 의해, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되고 있는 상태의 기판을 가열하며,
    상기 발수제는, 실리콘 자체 및 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시키는 실리콘계의 발수제, 또는, 금속 자체 및 금속을 포함하는 화합물을 소수화시키는 메탈계의 발수제이고,
    상기 실리콘계의 발수제는, 실란 커플링제이며, 상기 실란 커플링제는, HMDS(헥사메틸디실라잔), TMS(테트라메틸실란), 불소화알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계의 발수제 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 비클로로계의 발수제는, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 메탈계의 발수제는, 소수기를 가지는 아민, 및 유기 실리콘 화합물 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 유기 용제는, 물보다 휘발성이 높은 휘발성 유기 용제로서, IPA(이소프로필알코올), HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 한 개를 포함하는 액, 또는 상기 발수제이고,
    상기 제2 유기 용제는, 물보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체로서, IPA(이소프로필알코올), HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 한 개를 포함하는 액인, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판 유지 회전 유닛으로 하여금 상기 기판을 회전하게 하는 기판 회전 공정과, 상기 발수제 공급 유닛으로부터 회전하는 상기 기판의 상면에 상기 발수제를 공급시킴으로써, 상기 기판의 상면에 상기 발수제의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 제1 유기 용제 공급 유닛으로부터 상기 제1 유기 용제의 증기를 상기 공간에 공급시키는 증기 공급 공정과, 상기 기판 회전 공정 및 상기 액막 형성 공정과 병행하여, 상기 제1 유기 용제의 증기에 의해 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정과, 상기 기판 가열 공정 후에, 상기 기판의 상면의 상기 발수제의 액막을 상기 제2 유기 용제의 액막으로 치환하여 상기 기판으로부터 상기 발수제의 액막을 배제하고, 상기 기판 유지 회전 유닛으로 하여금 상기 기판의 회전을 정지하게 하고, 또 상기 기판을 상기 히터 유닛에 접촉시킨 상태에서, 상기 기판의 상면으로부터 상기 제2 유기 용제의 액막을 배제하여 상기 기판을 건조시키는 기판 건조 공정을 실행하는 컨트롤러를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 유기 용제의 액막의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 불활성 가스 공급 유닛으로부터 불활성 가스를 공급시켜 상기 제2 유기 용제의 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 개구를 확대함으로써, 상기 기판의 상면으로부터 상기 제2 유기 용제의 액막을 배제하는 개구 확대 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 유기 용제 공급 유닛이, 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 상기 공간에 공급하는 제1 유기 용제 노즐과, 상기 공간에 공급된 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 가열하는 상기 히터 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 유기 용제 노즐이, 상기 히터 유닛의 상기 대향면을 향하여 액상 또는 안개상의 상기 제1 유기 용제를 공급하는, 기판 처리 장치.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 히터 유닛의 상기 대향면에는, 오목부가 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  20. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 유기 용제 공급 유닛이, 상기 히터 유닛의 상기 대향면에 노출된 토출구를 가지는 대향면 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치.
  21. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 유기 용제 공급 유닛이, 상기 히터 유닛의 측방에 배치된 측방 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치.
  22. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 접촉 위치와 상기 이격 위치 사이에서 상기 히터 유닛을 상기 기판 유지 회전 유닛에 대해 상대적으로 이동시키는 히터 유닛 승강 기구를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  23. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 유기 용제의 조성과 상기 제2 유기 용제의 조성이 동일한, 기판 처리 장치.
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