KR102006552B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 방법은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판을 유지시킨 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태로, 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 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 거의 수평으로 유지된 기판에 대해 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되며, 그것에 의해, 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제하기 위한 스핀 드라이 공정이 행해진다.
도 11에 도시한 바와 같이, 기판의 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴의 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 이것에 의해, 기판의 건조 불량이 생길 우려가 있다. 패턴의 내부에 들어간 린스액의 액면(공기와 액체의 계면)은, 패턴의 내부에 형성되므로, 액면과 패턴의 접촉 위치에, 액체의 표면장력이 작용한다. 이 표면장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴가 일어나기 쉬워진다. 전형적인 린스액인 물은, 표면장력이 크기 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 물보다 표면장력이 낮은 유기용제인 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol:IPA)를 공급하는 것이 제안되고 있다. 기판의 상면이 IPA로 처리됨으로써, 패턴의 내부에 들어간 물이 IPA로 치환된다. 그 후에 IPA가 제거됨으로써, 기판의 상면이 건조된다.
그런데, 근년, 기판의 표면에는, 고집적화를 위해, 미세하고 또한 종횡비가 높은 미세 패턴(기둥형상의 패턴, 라인형상의 패턴 등)이 형성되어 있다. 미세하고 고종횡비인 미세 패턴은 도괴하기 쉽다. 미세 패턴 내부의 IPA를 상방으로부터 서서히 증발시키면, IPA가 완전히 증발할 때까지, IPA의 액면과 미세 패턴의 접촉 위치에 표면장력이 계속 작용한다. 그로 인해, 패턴이 도괴할 우려가 있다. 따라서, IPA의 액막이 기판의 상면에 형성된 후, 미세 패턴에 표면장력이 작용하는 시간을 단축할 필요가 있다.
그래서, 미국 특허출원 공개 제2014/127908호 명세서에는, 히터를 이용하여 기판을 가열하는 기판 처리 방법이 제안되어 있다. 히터에 의해서 기판이 가열됨으로써, IPA의 액막과 기판의 상면 사이에는, IPA의 증기층이 형성된다. 이것에 의해, 미세 패턴의 내부가 기상(氣相)의 IPA로 채워진다. 그로 인해, 미세 패턴의 내부에 IPA의 액면이 발생되어 있는 시간을 짧게 할 수 있다. 따라서, 미세 패턴 내부의 IPA를 상방으로부터 서서히 증발시키는 방법에 비해, 미세 패턴에 표면장력이 작용하는 시간을 짧게 할 수 있다.
미국 특허출원 공개 제2014/127908호 명세서에 기재된 기판 처리 방법에서는, IPA의 액막과 기판의 상면 사이에 IPA의 증기층이 형성된 상태에서, IPA의 액막이 기판 밖으로 배제된다. 미국 특허출원 공개 제2014/127908호 명세서에는, 증기층이 형성된 상태에서 IPA의 액막을 기판 밖으로 배제하는 방법으로서, 예를 들어, 기판을 기울여 IPA의 액막을 미끄러져 떨어뜨리는 방법(미국 특허출원 공개 제2014/127908호의 도 11A~도 11C 참조)이나, IPA의 액막을 흡인 노즐로 흡인함으로써 IPA의 액막을 배제하는 방법(미국 특허출원 공개 제2014/127908호의 도 12A~도 12C 참조) 등이 개시되어 있다.
IPA의 액막과 기판의 상면 사이에 IPA의 증기층이 형성된 상태에서 IPA의 액막을 기판 밖으로 배제하는 방법은, 기판 처리 장치의 구성 등에 따라 선택 가능한 것이 바람직하다.
그래서, 이 발명 중 하나의 목적은, IPA 등의 처리액의 액막과 기판의 상면 사이에 처리액의 증기층이 형성되는 구성에 있어서, 기판 상으로부터 액막을 양호하게 배제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판을 유지시킨 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태로, 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 가열 공정에서는, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성될 정도의 고온이 되도록, 기판이 가열된다. 그로 인해, 기판의 상면 부근의 처리액이 순식간에 증발하여, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성된다. 따라서, 처리액의 액막을 상방으로부터 서서히 증발시키는 방법에 비해, 기판의 상면에 표면장력이 작용하는 시간이 단축된다.
액막 배제 공정에 있어서의 내부 공간의 감압에서는, 증기층이 유지된 상태에서, 내부 공간의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 된다. 여기서, 상기 서술한 증기층이 형성될 정도의 고온이란, 제2 압력에 있어서의 비점보다 높은 온도이다. 그로 인해, 감압에 의해서 내부 공간의 압력이 제2 압력이 된 상태에서는, 액막의 온도가 처리액의 비점보다 높다. 따라서, 처리액이 순식간에 증발하므로, 액막이 기판 상으로부터 순식간에 배제된다.
그 결과, 처리액의 액막과 기판의 상면 사이에 처리액의 증기층이 형성되는 구성에 있어서, 기판 상으로부터 액막을 양호하게 배제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판을 유지시킨 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태로, 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하도록 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 액막 배제 공정에서는, 밀폐된 챔버의 내부 공간을 감압함으로써, 액막과 기판 사이에 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하고 난 후부터 액막이 기판 상으로부터 배제된다. 기판의 온도는, 밀폐된 내부 공간의 감압 과정에서는, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성될 정도의 고온으로 되어 있다. 그로 인해, 기판의 상면 부근의 처리액은 순식간에 증발하여, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성된다. 따라서, 처리액의 액막을 상방으로부터 서서히 증발시키는 방법에 비해, 기판의 상면에 표면장력이 작용하는 시간이 단축된다.
액막 배제 공정에 있어서의 내부 공간의 감압에서는, 대기압에서의 처리액의 비점보다 높은 온도로 액막의 온도가 유지된 상태에서, 내부 공간의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 된다. 그로 인해, 감압에 의해서 내부 공간의 압력이 제2 압력이 된 상태에서는, 액막의 온도는, 대기압에 있어서의 처리액의 비점보다 고온이다. 따라서, 처리액이 순식간에 증발하므로, 액막이 기판 상으로부터 순식간에 배제된다.
그 결과, 처리액의 액막과 기판의 상면 사이에 처리액의 증기층이 형성되는 구성에 있어서, 기판 상으로부터 액막을 양호하게 배제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 제2 압력이 대기압 이하의 압력이다. 그로 인해, 제2 압력이 대기압보다 큰 구성에 비해, 제1 압력과 제2 압력의 차를 크게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 압력이 대기압보다 큰 구성에 비해, 액막의 온도와, 내부 공간을 감압한 후의 처리액의 비점의 차를 크게 할 수 있다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 처리액이 증발할 때의 증발 속도가 증대된다. 따라서, 처리액이 한층 순식간에 증발하기 때문에, 기판 상으로부터 액막이 한층 순식간에 배제된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 제2 압력이 대기압과 동일한 압력이다. 그리고, 상기 액막 배제 공정이, 상기 내부 공간을 감압하기 위해서, 상기 내부 공간의 외부에 상기 내부 공간을 개방하여 상기 내부 공간 내의 기체를 상기 내부 공간의 외부로 배출하는 기체 배출 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제2 압력이 대기압과 동일한 압력이다. 그로 인해, 내부 공간의 외부에 내부 공간을 개방한다고 하는 간단한 수법으로, 내부 공간 내의 기체를 내부 공간의 외부로 배출시켜, 내부 공간을 감압할 수 있다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 간단한 수법으로 내부 공간을 감압함으로써, 처리액을 순식간에 증발시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 가압 공정 및 상기 가열 공정이 병행하여 실행된다. 그로 인해, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키고 난 후부터, 챔버의 내부 공간의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액막 형성 공정 및 상기 가압 공정이 병행하여 실행된다. 그로 인해, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키고 난 후부터, 챔버의 내부 공간의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 가열 공정이, 상기 기판의 하면에 히터 유닛을 접촉시킨 상태로 상기 기판을 가열하는 접촉 가열 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 하면에 히터 유닛을 접촉시킨 상태로 기판이 가열된다. 이것에 의해, 기판을 효율적으로 가열할 수 있으므로, 가열 공정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 그로 인해, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키고 난 후부터, 챔버의 내부 공간의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛을 수용 가능한 내부 공간을 갖는 챔버와, 상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 가열하는 히터 유닛과, 상기 내부 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛과, 상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과, 상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 기체 공급 유닛 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 가열 공정에서는, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성될 정도의 고온이 되도록, 기판이 가열된다. 그로 인해, 기판의 상면 부근의 처리액이 순식간에 증발하여, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성된다. 따라서, 처리액의 액막을 상방으로부터 서서히 증발시키는 구성에 비해, 기판의 상면에 표면장력이 작용하는 시간이 단축된다.
액막 배제 공정에 있어서의 내부 공간의 감압에서는, 증기층이 유지된 상태에서, 내부 공간의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 된다. 여기서, 상기 서술한 증기층이 형성될 정도의 고온이란, 제2 압력에 있어서의 비점보다 높은 온도이다. 그로 인해, 감압에 의해서 내부 공간의 압력이 제2 압력이 된 상태에서는, 액막의 온도가 처리액의 비점보다 높다. 따라서, 처리액이 순식간에 증발하므로, 액막이 기판 상으로부터 순식간에 배제된다.
그 결과, 처리액의 액막과 기판의 상면 사이에 처리액의 증기층이 형성되는 구성에 있어서, 기판 상으로부터 액막을 양호하게 배제할 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛을 수용 가능한 내부 공간을 갖는 챔버와, 상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 가열하는 히터 유닛과, 상기 내부 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛과, 상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과, 상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 기체 공급 유닛 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
그리고, 상기 컨트롤러는, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 된 상태를 유지하면서, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하도록 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 액막 배제 공정에서는, 밀폐된 챔버의 내부 공간을 감압함으로써, 액막과 기판 사이에 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하고 난 후부터 액막이 기판 상으로부터 배제된다. 기판의 온도는, 밀폐된 내부 공간의 감압 과정에서는, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성될 정도의 고온으로 되어 있다. 그로 인해, 기판의 상면 부근의 처리액은 순식간에 증발하여, 액막과 기판 사이에 증기층이 형성된다. 따라서, 처리액의 액막을 상방으로부터 서서히 증발시키는 구성에 비해, 기판의 상면에 표면장력이 작용하는 시간이 단축된다.
액막 배제 공정에 있어서의 내부 공간의 감압에서는, 대기압에서의 처리액의 비점보다 높은 온도로 액막의 온도가 유지된 상태에서, 내부 공간의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 된다. 그로 인해, 감압에 의해서 내부 공간의 압력이 제2 압력이 된 상태에서는, 액막의 온도는, 대기압에 있어서의 처리액의 비점보다 고온이다. 따라서, 처리액이 순식간에 증발하므로, 액막이 기판 상으로부터 순식간에 배제된다.
그 결과, 처리액의 액막과 기판의 상면 사이에 처리액의 증기층이 형성되는 구성에 있어서, 기판 상으로부터 액막을 양호하게 배제할 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 제2 압력이 대기압 이하의 압력이다. 그로 인해, 제2 압력이 대기압보다 큰 구성에 비해, 제1 압력과 제2 압력의 차를 크게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 압력이 대기압보다 큰 구성에 비해, 액막의 온도와, 내부 공간을 감압한 후의 처리액의 비점의 차를 크게 할 수 있다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 처리액이 증발할 때의 증발 속도가 증대된다. 따라서, 처리액이 한층 순식간에 증발하기 때문에, 기판 상으로부터 액막이 한층 순식간에 배제된다.
이 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 제2 압력이 대기압과 동일한 압력이다. 그리고, 상기 감압 유닛이, 상기 내부 공간을 상기 내부 공간의 외부에 개방함으로써 상기 내부 공간 내의 기체를 상기 내부 공간의 외부로 배출하는 배출 유닛을 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 배출 유닛을 제어함으로써, 상기 내부 공간을 감압하기 위해서 상기 내부 공간 내의 기체를 상기 내부 공간의 외부로 배출하는 기체 배출 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 제2 압력이 대기압과 동일한 압력이다. 그로 인해, 내부 공간의 외부에 내부 공간을 개방한다고 하는 간단한 수법으로, 내부 공간 내의 기체를 내부 공간의 외부로 배출시켜, 내부 공간을 감압할 수 있다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 간단한 수법으로 내부 공간을 감압함으로써, 처리액을 순식간에 증발시킬 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 가압 공정 및 상기 가열 공정을 병행하여 실행하도록 프로그램되어 있다. 그로 인해, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키고 난 후부터, 챔버의 내부 공간의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 액막 형성 공정 및 상기 가압 공정을 병행하여 실행하도록 프로그램되어 있다. 그로 인해, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키고 난 후부터, 챔버의 내부 공간의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 히터 유닛을 승강시키는 히터 승강 유닛을 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 히터 승강 유닛을 제어함으로써, 상기 기판의 하면에 상기 히터 유닛을 접촉시킨 상태로 상기 기판을 가열하는 접촉 가열 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 기판의 하면에 히터 유닛을 접촉시킨 상태로 기판이 가열된다. 이것에 의해, 기판을 효율적으로 가열할 수 있으므로, 가열 공정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키고 난 후부터, 챔버의 내부 공간의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시 형태의 설명에 의해 분명히 한다.
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에서 처리되는 기판의 표면 구조의 일례를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 건조 처리(도 5의 S4)를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a~도 7f는, 건조 처리(도 5의 S4)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8a~도 8c는, 가열 공정으로 증기층이 형성되는 경우에 있어서, 기판 상으로부터 액막이 배제될 때의 기판 상면의 주변의 모식적인 단면도이다.
도 9a~도 9c는, 액막 배제 공정에서 증기층이 형성되는 경우에 있어서, 기판 상으로부터 액막이 배제될 때의 기판(W) 상면의 주변의 모식적인 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다.
도 11은, 표면장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치(1)의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시 형태에서는, 기판(W)은, 원판형상의 기판이다. 기판 처리 장치(1)는, IPA 등의 처리액으로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)으로 처리되는 복수 장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 올려놓여지는 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 갖고 있다. 처리액이란, 기판(W)의 상면을 처리하기 위한 액이다. 처리액에는, 탈이온수(DIW：Deionized Water) 등의 린스액이나, 물보다 표면장력이 작은 IPA 등의 저표면장력 액체가 포함된다.
도 2는, 기판 처리 장치(1)에서 처리되는 기판(W) 상면(33)의 구조의 일례를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 2를 참조하여, 기판 처리 장치(1)에 의해서 처리되는 기판(W)은, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼의 표면에 미세 패턴(30)이 형성된 것이다. 미세 패턴(30)은, 복수의 볼록형상의 구조체(31)를 포함한다. 복수의 구조체(31)는, 서로 같은 방향을 따라 배열되어 있다.
각 구조체(31)의 패턴폭(W1)은, 통상 10nm~45nm 정도이다. 미세 패턴(30)의 간극(W2)은, 10nm~수μm 정도이다. 미세 패턴(30)은 라인형상의 구조체의 패턴이어도 된다. 이 경우, 미세 패턴(30)에는 홈(트렌치)형상의 간극이 설치되어 있다.
미세 패턴(30)은, 통상, 절연막을 포함하고 있다. 미세 패턴(30)은, 도체막을 포함하고 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 미세 패턴(30)은, 절연막 및 도체막이 적층된 적층막에 의해 형성되어 있어도 된다. 미세 패턴(30)은, 단층막으로 구성되어 있어도 된다.
절연막은, SiO2막이나 질화막이어도 된다. 또, 도체막은, 저저항화를 위한 불순물을 도입한 아몰퍼스 실리콘막이어도 되고, 금속막(예를 들어 금속 배선막)이어도 된다.
적층막을 구성하는 각 막으로서, 폴리실리콘막, SiN막, BSG막(붕소를 포함하는 SiO2막), 및 TEOS막(TEOS(테트라에톡시실란)을 이용하여 CVD법으로 형성된 SiO2막) 등을 예시할 수 있다.
또, 미세 패턴(30)의 막두께(T)는, 예를 들어, 50nm~5μm 정도이다. 미세 패턴(30)에 있어서, 종횡비가, 예를 들어, 5~500 정도여도 된다(전형적으로는 5~50 정도이다). 종횡비는, 패턴폭(W1)에 대한 막두께(T)의 비인 것이다.
이러한 미세 패턴(30)이 형성된 기판(W)을 건조시킬 때에, 인접하는 구조체(31)들을 끌어당기는 표면장력(도 11도 참조)이 미세 패턴(30)에 작용한다. 이것에 의해, 미세 패턴(30)이 패턴 도괴를 일으킬 우려가 있다.
도 3은, 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다.
처리 유닛(2)은, 한 장의 기판(W)을 수평의 자세로 유지하는 기판 유지 유닛(5)과, 기판(W)을 가열하는 히터 유닛(6)과, 밀폐 가능한 내부 공간(7a)을 갖는 밀폐 챔버(7)와, 기판(W)의 상면에 약액을 공급하는 약액 공급 유닛(8)과, 기판(W)의 상면에 DIW 등의 린스액을 공급하는 린스액 공급 유닛(9)을 포함한다.
처리 유닛(2)은, 내부 공간(7a)에 질소(N2) 가스 등의 기체를 공급하는 기체 공급 유닛(10)과, 기판(W)의 상면에 IPA 등의 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛(11)과, 내부 공간(7a) 내의 기체를 밀폐 챔버(7)의 외부로 배출하는 배출 유닛(12)과, 밀폐 챔버(7)를 수용하는 수용 챔버(13)를 더 포함한다.
수용 챔버(13)에는, 수용 챔버(13) 내에 기판(W)을 반입하거나, 수용 챔버(13) 내로부터 기판(W)을 반출하기 위한 출입구(도시 생략)가 형성되어 있다. 수용 챔버(13)에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛(도시 생략)이 구비되어 있다.
기판 유지 유닛(5)은, 하방으로부터 기판(W)에 접촉 가능한 복수의 하측 접촉핀(20)과, 복수의 하측 접촉핀(20)을 지지하는 하측 지지 부재(21)와, 상방으로부터 기판(W)에 접촉 가능한 복수의 상측 접촉핀(22)과, 복수의 상측 접촉핀(22)을 지지하는 상측 지지 부재(23)를 포함한다. 하측 지지 부재(21) 및 상측 지지 부재(23)의 각각은, 이 실시 형태에서는 환형상이다.
처리 유닛(2)은, 기판(W)을 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛(14)을 더 포함한다. 기판 회전 유닛(14)은, 하측 지지 부재(21)에 회전력을 부여하는 전동 모터(도시 생략)를 포함한다. 하측 지지 부재(21)가 당해 전동 모터에 의해서 회전됨으로써, 기판 유지 유닛(5)에 유지된 기판(W)이 회전축선(A1) 둘레로 회전된다.
하측 지지 부재(21)의 상면에는, 복수의 하측 접촉핀(20)이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 하측 접촉핀(20)은, 수평 방향에 대해서 경사지는 경사면(20a)을 갖는다. 하측 접촉핀(20)은, 경사면(20a)이 회전축선(A1)측을 향하게 배치되어 있다.
상측 지지 부재(23)의 하면의 주연부에는, 복수의 상측 접촉핀(22)이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 상측 접촉핀(22)은, 수평 방향에 대해서 경사지는 경사면(22a)을 갖는다. 상측 접촉핀(22)은, 경사면(22a)이 회전축선(A1)측을 향하게 배치되어 있다.
복수의 하측 접촉핀(20)에는, 기판(W)이 수평으로 올려놓여진다. 기판(W)이 복수의 하측 접촉핀(20)에 올려놓여지면, 기판(W)의 하면의 주연부에 하측 접촉핀(20)의 경사면(20a)이 맞닿는다. 이것에 의해, 기판(W)은, 기판 유지 유닛(5)에 수평으로 유지된다. 기판(W)은, 복수의 하측 접촉핀(20)과 복수의 상측 접촉핀(22)에 의해서 협지됨으로써, 확실히 수평으로 유지된다.
기판 유지 유닛(5)은, 이 실시 형태와는 상이하게, 기판(W)을 수평 방향으로 끼우는 것에 의해 기판(W)을 수평으로 유지하는 협지식의 척이어도 된다.
밀폐 챔버(7)는, 기판 유지 유닛(5)을 수용 가능한 내부 공간(7a)을 갖는 챔버의 일례이다. 밀폐 챔버(7)는, 상단에 개구를 갖는 하측 수용 부재(70)와, 하측 수용 부재(70)보다 상방에 배치되고, 하단에 개구를 갖는 상측 수용 부재(71)를 포함한다. 하측 수용 부재(70) 및 상측 수용 부재(71)의 각각은, 바닥이 있는 원통형상의 형태를 갖고 있다. 하측 수용 부재(70)에는, 하측 지지 부재(21)가 수용되어 있다. 상측 수용 부재(71)에는, 상측 지지 부재(23)가 수용되어 있다.
하측 수용 부재(70)는, 대략 원판형상의 저벽(73)과, 저벽(73)으로부터 상방으로 연장되는 둘레벽(74)을 일체로 포함한다. 둘레벽(74)은, 회전축선(A1)을 중심으로 하는 원통형상의 형태를 갖고 있다. 둘레벽(74)은, 원환형상의 상단면(74a)을 갖는다.
저벽(73)의 상면에는, 폐액 배관(도시 생략)이나 회수 배관(도시 생략)이 접속된 환형상 홈(73a)이 형성되어 있다. 환형상 홈(73a)으로 이끌린 약액이나 린스액은, 폐액 배관 또는 회수 배관을 통해서, 회수 또는 폐기된다.
상측 수용 부재(71)는, 대략 원판형상의 저벽(75)과, 저벽(75)으로부터 하방으로 연장되는 둘레벽(76)을 일체로 포함한다. 둘레벽(76)은, 회전축선(A1)을 중심으로 하는 원통형상의 형태를 갖고 있다. 둘레벽(76)은, 원환형상의 하단면(76a)을 갖는다.
상측 수용 부재(71)의 주연부와 하측 수용 부재(70)의 주연부 사이에는, 원환형상의 시일 부재(72)가 설치되어 있다. 상세하게는, 시일 부재(72)는, 하측 수용 부재(70)의 둘레벽(74)의 상단면(74a)과 상측 수용 부재(71)의 둘레벽(76)의 하단면(76a) 사이에 설치되어 있다. 이 실시 형태에서는, 시일 부재(72)는, 상측 수용 부재(71)의 둘레벽(76)의 하단면(76a)에 장착되어 있다.
상측 수용 부재(71)의 저벽(75)의 중앙 영역에 설치된 원통형상의 중앙 돌기부(75a)가 상측 지지 부재(23)의 중앙 영역에 설치된 삽입 통과 구멍(23a)에 삽입 통과되어 있다. 이것에 의해, 상측 지지 부재(23)는, 상측 수용 부재(71)에 대해 회전축선(A1) 둘레로 회전 가능하도록, 상측 수용 부재(71)에 의해서 유지되고 있다.
상측 수용 부재(71)에는, 상측 수용 부재(71)를 승강시키는 수용 부재 승강 유닛(77)이 결합되어 있다. 수용 부재 승강 유닛(77)은, 예를 들어, 볼 나사 기구(도시 생략)와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터(도시 생략)를 포함한다. 상측 지지 부재(23)는, 상측 수용 부재(71)에 의해서 지지되어 있기 때문에, 상측 수용 부재(71)와 일체로 승강 가능하다.
상측 수용 부재(71)는, 하측 위치와 상측 위치 사이에서 승강 가능하다. 상측 수용 부재(71)의 하측 위치는, 상측 수용 부재(71)와 하측 수용 부재(70) 사이에서 시일 부재(72)가 압축되는 위치(후술하는 도 7b에 도시하는 위치)이다. 상측 수용 부재(71)의 상측 위치는, 상측 수용 부재(71)가 하측 수용 부재(70)로부터 이격하는 위치(후술하는 도 7a에 도시하는 위치)이다. 상측 수용 부재(71)가 하측 위치에 위치할 때, 시일 부재(72)에 의해서 상측 수용 부재(71)와 하측 수용 부재(70)의 사이가 막히므로, 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)이 밀폐된다. 내부 공간(7a)이 밀폐된 상태로, 기판 유지 유닛(5)이 내부 공간(7a)에 수용되어 있다.
상측 수용 부재(71)가 하측 위치에 위치할 때, 복수의 상측 접촉핀(22)이 상방으로부터 기판(W)에 맞닿는다. 그로 인해, 기판(W)은, 복수의 하측 접촉핀(20)과 복수의 상측 접촉핀(22)에 의해서 협지된다. 복수의 하측 접촉핀(20)과 복수의 상측 접촉핀(22)에 의해서 기판(W)이 협지된 상태로, 하측 지지 부재(21)가 기판 회전 유닛(14)에 의해서 회전되면, 하측 지지 부재(21), 상측 지지 부재(23) 및 기판(W)이 회전축선(A1) 둘레로 일체로 회전한다. 즉, 기판 유지 유닛(5)에 유지된 기판(W)이 기판 회전 유닛(14)에 의해서 회전축선(A1) 둘레로 회전된다.
히터 유닛(6)은, 기판(W)의 하방에 배치되어 있다. 히터 유닛(6)은, 원판형상의 핫 플레이트의 형태를 갖고 있다. 히터 유닛(6)은, 기판(W)의 하면에 하방으로부터 대향하는 대향면(6a)을 갖는다.
히터 유닛(6)은, 플레이트 본체(60)와, 히터(61)를 포함한다. 플레이트 본체(60)는, 회전축선(A1)을 중심으로 하는 원형으로 구성되어 있다. 보다 정확하게는, 플레이트 본체(60)는, 기판(W)의 직경보다 아주 약간 작은 직경의 원형의 평면 형상을 갖고 있다.
히터(61)는, 플레이트 본체(60)에 내장되어 있는 저항체여도 된다. 히터(61)에 통전함으로써, 대향면(6a)이 실온(예를 들어 20~30℃. 예를 들어 25℃)보다 고온으로 가열된다. 구체적으로는, 히터(61)로의 통전에 의해서, 대기압에 있어서의 IPA의 비점(86.4℃)보다 고온으로 대향면(6a)을 가열할 수 있다.
히터 유닛(6)의 하면에는, 회전축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축(62)이 결합되어 있다. 히터(61)에 접속된 급전선(63)은, 승강축(62) 내에 삽입되어 있다. 그리고, 급전선(63)에는, 히터(61)에 전력을 공급하는 히터 통전 유닛(64)이 접속되어 있다.
승강축(62)은, 하측 수용 부재(70)의 저벽(73)의 중앙부에 형성된 관통 구멍(73b)에 삽입 통과되어 있다. 승강축(62)의 하단은, 저벽(73)보다 더욱 하방에까지 연장되어 있다. 승강축(62)과 관통 구멍(73b)의 사이는, 원환형상의 시일 부재(65)에 의해서 막혀 있다. 그로 인해, 하측 수용 부재(70)에 관통 구멍(73b)이 설치되어 있음에도 불구하고, 내부 공간(7a)의 밀폐성을 충분히 확보할 수 있다.
처리 유닛(2)은, 히터 유닛(6)을 승강시키는 히터 승강 유닛(66)을 포함한다. 히터 승강 유닛(66)은, 승강축(62)에 결합되어 있다. 히터 승강 유닛(66)을 작동시킴으로써, 히터 유닛(6)은, 기판(W)의 하면으로부터 하방으로 이격한 하측 위치(후술하는 도 7a에 도시하는 위치)로부터, 대향면(6a)이 기판(W)의 하면에 접촉하는 상측 위치(접촉 위치, 후술하는 도 7d에 도시하는 위치)까지의 사이에서 상하 이동한다.
히터 유닛(6)이 기판(W)에 접촉되어 있지 않은 상태에서는, 대향면(6a)으로부터의 복사열에 의해서 기판(W)을 가열할 수 있다. 히터 유닛(6)이 접촉 위치에 위치할 때, 기판(W)은, 대향면(6a)으로부터의 열전도에 의해서 큰 열량으로 가열된다.
히터 승강 유닛(66)은, 예를 들어, 볼 나사 기구(도시 생략)와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터(도시 생략)를 포함한다.
약액 공급 유닛(8)은, 기판(W)의 상면에 약액을 공급하는 약액 노즐(81)과, 약액 노즐(81)에 결합된 약액 공급관(82)과, 약액 공급관(82)에 개재되어, 약액의 유로를 개폐하는 약액 밸브(83)를 포함한다. 약액 공급관(82)에는, 약액 공급원으로부터, 불산 등의 약액이 공급되고 있다.
약액은, 불산에 한정되지 않고, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들어, 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들어, TMAH：테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면활성제, 부식 방지제 중 적어도 1개를 포함하는 액이어도 된다. 이들을 혼합한 약액의 예로는, SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：황산과산화수소수 혼합액), SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture：암모니아과산화수소수 혼합액) 등을 들 수 있다.
약액 노즐(81)은, 약액 노즐 이동 유닛(84)에 의해서, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동된다. 약액 노즐(81)은, 수평 방향으로의 이동에 의해서, 기판(W) 상면의 회전 중심 위치에 대향하는 중앙 위치와, 기판(W)의 상면에 대향하지 않는 퇴피 위치의 사이에서 이동할 수 있다. 기판(W) 상면의 회전 중심 위치란, 기판(W)의 상면에 있어서의 회전축선(A1)과의 교차 위치이다. 기판(W)의 상면에 대향하지 않는 퇴피 위치란, 평면으로부터 볼 때 밀폐 챔버(7)의 외방의 위치이다. 본 실시 형태와는 상이하게, 약액 노즐(81)은, 밀폐 챔버(7)의 외방에 배치된 고정 노즐이어도 된다.
린스액 공급 유닛(9)은, 기판(W)의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 노즐(91)과, 린스액 노즐(91)에 결합된 린스액 공급관(92)과, 린스액 공급관(92)에 개재되어, 린스액의 유로를 개폐하는 린스액 밸브(93)를 포함한다. 린스액 공급관(92)에는, 린스액 공급원으로부터, DIW 등의 린스액이 공급되고 있다.
린스액은, DIW에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도(예를 들어, 10~100ppm 정도)의 염산수, 암모니아수, 환원수(수소수)여도 된다.
린스액 노즐(91)은, 린스액 노즐 이동 유닛(94)에 의해, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동된다. 린스액 노즐(91)은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판(W) 상면의 회전 중심 위치에 대향하는 중앙 위치와, 기판(W)의 상면에 대향하지 않는 퇴피 위치의 사이에서 이동할 수 있다. 본 실시 형태와는 상이하게, 린스액 노즐(91)은, 밀폐 챔버(7)의 외방에 배치된 고정 노즐이어도 된다.
기체 공급 유닛(10)은, 기판(W) 상면의 중앙 영역에 질소 가스 등의 기체를 공급하는 기체 노즐(101)과, 기체 노즐(101)에 결합된 기체 공급관(102)과, 기체 공급관(102)에 개재되어, 기체의 유로를 개폐하는 기체 밸브(103)를 포함한다. 기체 공급관(102)에는, 기체 공급원으로부터, 질소 가스 등의 기체가 공급되고 있다.
기체 공급원으로부터 기체 공급관(102)에 공급되는 기체로는, 질소 가스 등의 불활성 가스가 바람직하다. 불활성 가스는, 질소 가스에 한정되지 않고, 기판(W)의 상면 및 미세 패턴(30)(도 2 참조)에 대해 불활성인 가스이면 된다. 불활성 가스의 예로는, 질소 가스 이외에, 아르곤 등의 희가스류를 들 수 있다.
저표면장력 액체 공급 유닛(11)은, 기판(W)의 상면을 처리하는 처리액을 기판(W)의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛의 일례이다. 저표면장력 액체 공급 유닛(11)은, 기판(W) 상면의 중앙 영역에 IPA 등의 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 노즐(111)과, 저표면장력 액체 노즐(111)에 결합된 저표면장력 액체 공급관(112)과, 저표면장력 액체 공급관(112)에 개재되어, 저표면장력 액체의 유로를 개폐하는 저표면장력 액체 밸브(113)를 포함한다. 저표면장력 액체 공급관(112)에는, 저표면장력 액체 공급원으로부터, IPA 등의 저표면장력 액체가 공급되고 있다.
저표면장력 액체 공급원으로부터 저표면장력 액체 공급관(112)에 공급되는 저표면장력 액체로는, 기판(W)의 상면 및 기판(W)에 형성된 미세 패턴(30)(도 2 참조)과 화학 반응하지 않는(반응성이 부족한), IPA 이외의 유기용제를 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, IPA, HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 1개를 포함하는 액을 저표면장력 액체로서 이용할 수 있다. 또, 저표면장력 액체는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, IPA액과 순수의 혼합액이어도 되고, IPA액과 HFE액의 혼합액이어도 된다.
배출 유닛(12)은, 내부 공간(7a)의 기체를 밀폐 챔버(7)의 외부로 이끄는 배출관(122)과, 배출관(122)을 개폐하는 배출 밸브(123)를 포함한다. 내부 공간(7a)이 밀폐된 상태에서 배출 밸브(123)가 열림으로써, 내부 공간(7a)과 내부 공간(7a)의 외부 사이에서 기체가 이동한다. 이것에 의해, 내부 공간(7a)과 내부 공간(7a)의 외부의 압력이 균일해진다.
배출관(122)의 선단부(121), 기체 노즐(101) 및 저표면장력 액체 노즐(111)은, 각각 상측 수용 부재(71)의 저벽(75)의 중앙 돌기부(75a)에 설치된 복수의 삽입 통과 구멍(75b)에 삽입 통과되어 있다. 배출관(122)의 선단부(121), 기체 노즐(101) 및 저표면장력 액체 노즐(111)의 각각과, 상측 수용 부재(71)의 사이는, 시일 부재(도시 생략) 등에 의해 밀폐되어 있다. 그로 인해, 상측 수용 부재(71)에 복수의 삽입 통과 구멍(75b)이 설치되어 있음에도 불구하고, 내부 공간(7a)의 밀폐성을 충분히 확보할 수 있다.
도 4는, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다. 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 저장된 메모리(3B)를 포함하고, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 기판 회전 유닛(14), 노즐 이동 유닛(84, 94), 밸브류(83, 93, 103, 113, 123), 수용 부재 승강 유닛(77), 히터 승강 유닛(66) 및 히터 통전 유닛(64) 등의 동작을 제어한다.
도 5는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 컨트롤러(3)에 의해서 작성된 처리 스케줄에 의거하여, 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 기판 반입(S1), 약액 처리(S2), 린스 처리(S3), 건조 처리(S4) 및 기판 반출(S5)이 이 순서대로 실행된다.
기판 처리에서는, 우선, 기판 반입(S1)이 행해진다. 기판 반입(S1) 동안, 히터 유닛(6)은 하측 위치에 위치하고, 상측 수용 부재(71)는 상측 위치에 위치하고 있다. 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(IR, CR)에 의해서 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)에 반입되고, 하측 접촉핀(20)에 올려놓여진다(S1). 이 후, 기판(W)은, 반송 로봇(CR)에 의해서 반출될 때까지, 기판 유지 유닛(5)에 의해서 수평으로 유지된다(기판 유지 공정).
다음으로, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피한 후, 약액 처리(S2)가 개시된다.
기판 회전 유닛(14)은, 하측 지지 부재(21)를 회전시킨다. 이것에 의해, 수평으로 유지된 기판(W)이 회전한다(기판 회전 공정). 한편, 약액 노즐 이동 유닛(84)은, 약액 노즐(81)을 기판(W)의 상방의 약액 처리 위치에 배치한다. 약액 처리 위치는, 약액 노즐(81)로부터 토출되는 약액이 기판(W) 상면의 회전 중심에 착액하는 위치여도 된다. 그리고, 약액 밸브(83)가 열린다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 약액 노즐(81)로부터 약액이 공급된다. 공급된 약액은 원심력에 의해서 기판(W) 상면의 전체에 널리 퍼진다.
기판 처리에 있어서, 회전 상태의 기판(W) 상에 공급된 약액은, 원심력에 의해서 기판(W)의 둘레 가장자리로부터 외방으로 비산하고, 하측 수용 부재(70)의 둘레벽(74)에 의해서 받아진다. 그리고, 둘레벽(74)에 의해서 받아진 약액은, 저벽(73)에 설치된 환형상 홈(73a)으로 이끌려, 폐액 배관 또는 회수 배관을 통해서, 회수 또는 폐기된다. 후술하는 린스액 및 저표면장력 액체에 대해서도, 약액과 같은 경로로 회수 또는 폐기된다.
다음으로, 일정 시간의 약액 처리 후, 기판(W) 상의 약액을 DIW로 치환함으로써, 기판(W) 상으로부터 약액을 배제하기 위한 DIW 린스 처리(S3)가 실행된다.
린스액 노즐 이동 유닛(94)은, 린스액 노즐(91)을 기판(W)의 상방의 린스액 처리 위치에 배치한다. 린스액 처리 위치는, 린스액 노즐(91)로부터 토출되는 린스액이 기판(W) 상면의 회전 중심에 착액하는 위치여도 된다. 그리고, 약액 밸브(83)가 닫히고, 린스액 밸브(93)가 열린다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해 린스액 노즐(91)로부터 DIW가 공급된다. 공급된 DIW는 원심력에 의해서 기판(W) 상면의 전체에 널리 퍼진다. 이 DIW에 의해서 기판(W) 상의 약액이 씻어 내어진다. 이 사이에, 약액 노즐 이동 유닛(84)은, 약액 노즐(81)을 기판(W)의 상방으로부터 밀폐 챔버(7)의 측방으로 퇴피시킨다.
다음으로, 상세하게는 후술하나, 일정 시간의 DIW 린스 처리(S3) 후, 기판(W)을 건조시키는 건조 처리(S4)가 실행된다. 건조 처리(S4)는, 수용 부재 승강 유닛(77)이 상측 수용 부재(71)를 하측 위치에 이동시킴으로써 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)을 밀폐한 상태로 실행된다(밀폐 공정). 건조 처리(S4)에 있어서 기판(W)이 건조된 후, 수용 부재 승강 유닛(77)은, 상측 수용 부재(71)를 상측 위치에 이동시킨다. 그 후, 반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 기판 유지 유닛(5)으로부터 처리 완료된 기판(W)을 건져 올려, 처리 유닛(2) 밖으로 반출한다(S5). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)에 건네져, 반송 로봇(IR)에 의해서, 캐리어(C)에 수납된다.
도 6은, 건조 처리(도 5의 S4)를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7a~도 7f는, 건조 처리(도 5의 S4)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 건조 처리(도 5의 S4)에서는, 우선, 린스액 밸브(93)가 닫힌다. 그리고, 린스액 노즐 이동 유닛(94)이, 린스액 노즐(91)을 기판(W)의 상방으로부터 밀폐 챔버(7)의 측방으로 퇴피시킨다.
다음으로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 수용 부재 승강 유닛(77)이, 상측 수용 부재(71)를 하측 위치에 이동시킨다. 이것에 의해서, 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)을 밀폐하는 밀봉 공정이 실행된다(단계 T1). 그리고, 저표면장력 액체 밸브(113)가 열린다. 이것에 의해, 저표면장력 액체 노즐(111)로부터 기판(W)의 상면으로의 IPA 등의 저표면장력 액체의 공급이 개시된다(단계 T2). 즉, 저표면장력 액체 공급 공정이 개시된다. 이 기판 처리에서는, 밀폐 공정의 종료 후에 저표면장력 액체 공급 공정이 개시된다. 그러나, 저표면장력 액체 공급 공정은, 밀폐 공정의 개시보다 먼저 개시되어도 되고, 밀폐 공정의 도중에 개시되어도 된다.
그리고, 기체 밸브(103)가 열린다. 이것에 의해, 기체 노즐(101)로부터 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)으로의, 질소 가스 등의 기체의 공급이 개시된다(단계 T3). 한편, 배출 밸브(123)은, 닫힌 상태로 유지되어 있다. 그로 인해, 내부 공간(7a)에 공급된 기체는, 내부 공간(7a)의 외부로 배출되는 일 없이 내부 공간(7a)에 머물기 때문에, 내부 공간(7a)이 가압된다(가압 공정).
그리고, 도 7c에 도시한 바와 같이, DIW가 IPA에 의해서 치환된 후, 기판(W)의 상면으로의 IPA의 공급이 계속됨으로써, IPA의 액막(40)이 기판(W) 상에 형성된다(액막 형성 공정).
그리고, 도 7d에 도시한 바와 같이, 저표면장력 액체 밸브(113)가 닫힘으로써, 기판(W)의 상면으로의 IPA의 공급이 정지된다(단계 T4). 이것에 의해, 저표면장력 액체 공급 공정이 종료한다. 액막 형성 공정은, 저표면장력 액체 공급 공정의 개시와 동시에 개시되고, 저표면장력 액체 공급 공정의 종료와 동시에 종료한다. 가압 공정은, 저표면장력 액체 공급 공정의 도중에 개시되고 있다. 바꾸어 말하면, 가압 공정 및 액막 형성 공정은, 병행하여 실행되고 있다.
그리고, 기판 회전 유닛(14)은, 기판 유지 유닛(5)의 회전을 정지시킨다. 기판(W)의 회전이 정지한 후, 히터 승강 유닛(66)은, 히터 유닛(6)을 상측 위치에 배치한다. 이것에 의해, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 하면에 맞닿는다. 이 상태에서, 히터 통전 유닛(64)이 히터 유닛(6)에 대한 통전을 개시한다. 이것에 의해, 히터 유닛(6)의 온도가 상승하여, 기판(W)을 가열하는 가열 공정(접촉 가열 공정)이 개시된다(단계 T5). 가열 공정에서는, 기판(W)은, 예를 들어, 대기압하에서의 IPA의 비점(82.6℃)보다 10℃~100℃ 정도 높은 온도가 될 때까지 가열된다.
히터 유닛(6)의 복사열에 의해서 기판(W) 상의 액막(40)을 충분히 가열할 수 있는 경우, 반드시 플레이트 본체(60)를 기판(W)의 하면에 맞닿게 할 필요는 없다. 히터 통전 유닛(64)은, 기판 처리 장치(1)의 동작 중, 상시, 통전되어도 된다.
내부 공간(7a)의 압력이 제1 압력에 도달하면, 기체 밸브(103)가 닫힘으로써, 내부 공간(7a)으로의 기체의 공급이 정지된다(단계 T6). 이것에 의해, 가압 공정이 종료한다. 제1 압력은, 대기압보다 높은 압력이다.
기판(W)의 가열은, 내부 공간(7a)의 압력이 제1 압력이 되었을 때의 IPA의 액막(40)의 온도가 대기압에 있어서의 IPA의 비점(82.6℃)보다 높은 온도(예를 들어 90℃~100℃)가 되도록 행해진다. 대기압에 있어서의 IPA의 비점보다 높은 온도가 되도록 가열된 액막(40)의 상태를 과열 상태라고 한다.
가압 공정 및 가열 공정은, 액막(40)의 온도가 내부 공간(7a)의 압력에 있어서의 IPA의 비점을 넘지 않도록 병행하여 실행된다.
그리고, 도 7e에 도시한 바와 같이, 대기압에 있어서의 IPA의 비점보다 높은 온도로 액막(40)의 온도가 유지된 상태에서, 내부 공간(7a)의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 내부 공간(7a)을 감압하는 감압 공정이 개시된다(단계 T7). 본 실시 형태에서는, 내부 공간(7a)을 감압하기 위해서, 배출 유닛(12)의 배출 밸브(123)가 열린다. 이것에 의해, 내부 공간(7a)이, 내부 공간(7a)의 외부(예를 들어 수용 챔버(13)의 내부 공간(13a))에 개방된다. 그리고, 내부 공간(7a) 내의 기체가, 배출관(122)을 개재하여 내부 공간(7a)의 외부로 배출된다(기체 배출 공정). 내부 공간(7a)의 감압은, 약 1초간으로 행해진다. 이와 같이, 배출 유닛(12)은, 내부 공간(7a)을 감압하는 감압 유닛으로서 기능한다.
내부 공간(7a)의 압력이 제2 압력이 되면, 배출 밸브(123)가 닫힌다(단계 T8). 이것에 의해, 기체 배출 공정(감압 공정)이 종료한다. 내부 공간(7a)의 외부의 압력은, 대기압과 동일하기 때문에, 감압 공정 종료 후의 내부 공간(7a)의 압력(제2 압력)은, 대기압과 동일하다.
내부 공간(7a)의 압력이 제2 압력이 될 때까지 내부 공간(7a)이 감압됨으로써, IPA의 비점이 저하한다. 그로 인해, 액막(40)의 온도가 비점보다 높아지므로, 액막(40)의 온도가 비점과 같은 경우에 비해, IPA가 기세 좋게(순식간에) 증발한다. 따라서, 기판(W) 상으로부터 IPA의 액막(40)이 배제된다(액막 배제 공정).
그리고, 도 7f에 도시한 바와 같이, 기판(W) 상으로부터 IPA의 액막(40)이 배제된 후, 히터 승강 유닛(66)이, 히터 유닛(6)을 기판(W)으로부터 이격시키기 위해서, 히터 유닛(6)을 하측 위치에 배치한다. 그리고, 히터 통전 유닛(64)에 의한 히터 유닛(6)에 대한 통전이 정지된다. 이것에 의해, 기판(W)을 가열하는 가열 공정(접촉 가열 공정)이 종료한다(단계 T9).
수용 부재 승강 유닛(77)이, 상측 수용 부재(71)를 상측 위치에 이동시킴으로써, 밀폐 챔버(7)가 상하로 열린다. 이것에 의해, 내부 공간(7a)이 밀폐 챔버(7)의 외부에 개방된다(단계 T10). 이 후, 상기 서술한 바와 같이, 기판 반출(도 5의 S5)이 실행된다.
또한, 액막 배제 공정의 종료 후, 내부 공간(7a)의 개방 전에, 기판(W)을 고속 회전시켜 기판(W)의 IPA를 기판(W)의 주위에 흩뿌리는 스핀 드라이가 실행되어도 된다. 상세하게는, 기판 회전 유닛(14)이, 소정의 건조 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 건조 속도는, 예를 들어, 500rpm~3000rpm이다. 이것에 의해, 큰 원심력이 기판(W) 상의 IPA에 작용하여, 기판(W) 상의 IPA가 기판(W)의 주위에 흩뿌려진다.
스핀 드라이시, 내부 공간(7a)이 밀폐되어 있으므로, 상측 수용 부재(71)가 하측 위치에 배치되어 있다. 그로 인해, 기판(W)은, 복수의 하측 접촉핀(20)과 복수의 상측 접촉핀(22)에 의해서 상하 방향으로 끼워져 있다. 그로 인해, 안정적으로 기판(W)을 회전시킬 수 있다.
건조 처리(S4)에 있어서, 기판(W) 상의 액막(40)이 배제될 때, 기판(W)의 상면(33)과 액막(40) 사이에는, IPA의 증기층(41)이 형성된다. 이 기판 처리에서는, 가열 공정에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우와, 액막 배제 공정(감압 공정)에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우가 있을 수 있다.
우선, 가열 공정에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우의 기판(W)의 상면 부근의 모습에 대해 설명한다. 도 8a~도 8c는, 가열 공정에서 증기층(41)이 형성되는 경우에 있어서, 기판(W) 상으로부터 액막(40)이 배제될 때의 기판(W)의 상면(33)의 주변의 모식적인 단면도이다.
도 8a에 도시한 바와 같이, IPA 등의 저표면장력 액체의 액막(40)이 형성된 상태(도 6의 단계 T4)에서는, 기판(W)의 상면(33)에 형성된 미세 패턴(30)의 간극의 저부까지 IPA가 널리 퍼지고 있다. 건조 처리(도 5의 S4)에 있어서, 가열 공정이 개시될 때까지(단계 T5의 전까지)는, 이 상태가 유지되어 있다.
그리고, 가열 공정에 있어서, 기판(W)이 가열되어 액막(40)의 온도가 대기압(제2 압력)에 있어서의 IPA의 비점보다 높은 온도가 됨으로써, 기판(W) 상면의 IPA의 액막(40)의 일부가, 증발하여 기상화한다. 이것에 의해, IPA의 증기가, 미세 패턴(30)의 간극을 채워, 기판(W)의 상면(각 구조체(31)의 상단면(31a))으로부터 IPA의 액막(40)이 부상한다. 그 결과, 도 8b에 도시한 바와 같이, 기판(W)과 액막(40) 사이에 IPA의 증기층(41)이 형성된다. 증기층(41)은, 기판(W)의 가열이 개시되어 액막(40)이 충분히 가열된 후(적어도 도 6의 단계 T5 후)에, 또한, 내부 공간(7a)의 배기가 개시되기 전(도 6의 단계 T7 전)에 형성된다.
증기층(41)이 형성된 상태에서, 내부 공간(7a)이 배기되면(도 6의 단계 T7 후), 액막(40)을 구성하는 IPA가 증발하여, 도 8c에 도시한 바와 같이 기판(W) 상으로부터 액막(40)이 배제된다.
다음으로, 액막 배제 공정(감압 공정)에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우의 기판(W)의 상면 부근의 모습에 대해 설명한다. 도 9a~도 9c는, 액막 배제 공정에서 증기층(41)이 형성되는 경우에 있어서, 기판(W) 상으로부터 액막(40)이 배제될 때의 기판(W)의 상면(33)의 주변의 모식적인 단면도이다.
도 9a에 도시한 바와 같이, IPA 등의 저표면장력 액체의 액막(40)이 형성된 상태(도 6의 단계 T4)에서는, 기판(W)의 상면(33)에 형성된 미세 패턴(30)의 간극의 저부까지 IPA가 널리 퍼지고 있다. 내부 공간(7a)의 감압이 개시되기 전까지(도 6의 단계 T7 전까지)는, 이 상태가 유지된다.
그리고, 액막 배제 공정에 있어서, 내부 공간(7a)이 감압되면, 내부 공간(7a)의 압력이 제2 압력에 도달하기 전에 기판(W)의 상면(33)의 IPA의 액막(40)의 일부가, 증발하여 기상화한다. 이것에 의해, IPA의 증기가, 미세 패턴(30)의 간극을 채워, 기판(W)의 상면(각 구조체(31)의 상단면(31a))으로부터 IPA의 액막(40)이 부상한다. 그 결과, 도 9b에 도시한 바와 같이, 기판(W)과 액막(40) 사이에 IPA의 증기층(41)이 형성된다.
그리고, 내부 공간(7a)의 감압을 더욱 계속함으로써, 도 9c에 도시한 바와 같이 액막(40)을 구성하는 IPA가 증발하여, 기판(W) 상으로부터 액막(40)이 배제된다.
이와 같이, 액막 배제 공정에서는, 액막(40)의 온도가 제2 압력(대기압)에서의 IPA의 비점보다 높은 온도가 된 상태로 내부 공간(7a)의 압력이 제2 압력이 될 때까지 내부 공간(7a)을 감압함으로써, 액막(40)과 기판(W) 사이에 증기층(41)이 형성된 상태를 경유하고 난 후부터 액막(40)이 배제된다.
본 실시 형태에 의하면, 가열 공정에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우(도 8a~도 8c 참조), 가열 공정에서는, 액막(40)과 기판(W) 사이에 증기층(41)이 형성될 정도의 고온(예를 들어, 대기압하의 IPA의 비점(82.6℃)보다 10℃~100℃ 정도 높은 온도)이 되도록, 기판(W)이 가열된다. 그로 인해, 기판(W)의 상면(33) 부근의 IPA(처리액)가 순식간에 증발하여, 증기층(41)이 형성된다. 따라서, IPA의 액막(40)을 상방으로부터 서서히 증발시키는 방법에 비해, 기판(W)의 상면(에 형성된 미세 패턴(30)의 각 구조체(31))에 표면장력이 작용하는 시간이 단축된다.
액막 배제 공정에 있어서의 내부 공간(7a)의 감압에서는, 증기층(41)이 유지된 상태에서, 내부 공간(7a)의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 된다. 감압에 의해서 내부 공간(7a)의 압력이 제2 압력이 된 상태에서는, 액막(40)의 온도가 IPA의 비점(82.6℃)보다 높다. 따라서, IPA는 순식간에 증발하므로, 액막(40)이 기판(W) 상으로부터 순식간에 배제된다.
그 결과, 가열 공정에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우에 있어서, 기판(W) 상으로부터 액막(40)을 양호하게 배제할 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 액막 배제 공정에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우(도 9a~도 9c 참조), 액막 배제 공정에 있어서, 밀봉된 내부 공간(7a)을 감압함으로써, 액막(40)과 기판(W) 사이에 IPA의 증기층(41)이 형성된 상태를 경유하고 난 후부터, 액막(40)이 기판(W) 상으로부터 배제된다. 기판(W)의 온도는, 밀폐된 내부 공간(7a)의 감압 과정에서는, 액막(40)과 기판(W) 사이에 증기층(41)이 형성될 정도의 고온으로 되어 있다. 그로 인해, 기판(W)의 상면(33) 부근의 IPA는 순식간에 증발하여, 증기층(41)이 형성된다. 따라서, IPA의 액막(40)을 상방으로부터 서서히 증발시키는 방법에 비해, 기판(W)의 상면(33)(에 형성된 미세 패턴(30)의 각 구조체(31))에 표면장력이 작용하는 시간이 단축된다.
액막 배제 공정에 있어서의 내부 공간(7a)의 감압에서는, 제2 압력(대기압)에서의 IPA의 비점보다 높은 온도로 액막(40)의 온도가 유지된 상태에서, 내부 공간(7a)의 압력이 제1 압력보다 작은 제2 압력이 된다. 그로 인해, 감압에 의해서 내부 공간(7a)의 압력이 제2 압력이 된 상태에서는, 액막(40)의 온도는, 제2 압력(대기압)에 있어서의 IPA의 비점보다 고온이다. 따라서, IPA가 순식간에 증발하므로, 액막(40)이 기판(W) 상으로부터 순식간에 배제된다.
그 결과, 액막 배제 공정에 있어서 증기층(41)이 형성되는 경우에 있어서, 기판(W) 상으로부터 액막(40)을 양호하게 배제할 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 제2 압력이 대기압과 동일한 압력이다. 그로 인해, 내부 공간(7a)의 외부에 내부 공간(7a)을 개방한다고 하는 간단한 수법으로, 내부 공간(7a) 내의 기체를 내부 공간(7a)의 외부로 배출시켜(기체 배출 공정), 내부 공간(7a)을 감압할 수 있다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 간단한 수법으로 내부 공간(7a)을 감압함으로써, IPA를 순식간에 증발시킬 수 있다.
또한, 기판(W) 상으로부터 액막(40)이 배제된 상태로 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)의 압력이 대기압이 되어 있으므로, 내부 공간(7a)의 감압 후에 내부 공간(7a)의 압력을 조정하는 일 없이, 밀폐 챔버(7)로부터 기판(W)을 취출할 수 있다.
또한, 제2 압력이 대기압과 동일한 압력인 것에 의해, 제2 압력이 대기압보다 높은 압력으로 설정되는 기판 처리에 비해, 제1 압력과 제2 압력의 차를 크게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 압력이 대기압보다 큰 구성에 비해, 액막(40)의 온도와, 내부 공간(7a)을 제2 압력으로 감압한 후의 IPA의 비점의 차를 크게 할 수 있다. 따라서, 내부 공간(7a)의 감압에 의해서 IPA가 증발할 때의 증발 속도가 증대된다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 내부 공간(7a)의 감압에 의해서 IPA가 한층 순식간에 증발하기 때문에, 기판(W) 상으로부터 액막(40)이 한층 순식간에 배제된다.
이 실시 형태에 의하면, 가압 공정 및 가열 공정이 병행하여 실행된다. 그로 인해, 기판 유지 유닛(5)에 기판(W)을 유지시키고 난 후에, 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 액막 형성 공정 및 가압 공정이 병행하여 실행된다. 그로 인해, 기판 유지 유닛(5)에 기판(W)을 유지시키고 난 후에, 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 가열 공정이, 기판(W)의 하면에 히터 유닛(6)을 접촉시킨 상태로 기판(W)을 가열하는 접촉 가열 공정을 포함한다. 이것에 의해, 기판(W)을 효율적으로 가열할 수 있으므로, 가열 공정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 그로 인해, 기판 유지 유닛(5)에 기판(W)을 유지시키고 난 후에, 밀폐 챔버(7)의 내부 공간(7a)의 감압을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
도 6을 참조하여, 이 실시 형태에 있어서의 기판 처리의 건조 처리(도 5의 S4)에서는, 단계 T1~단계 T10이 이 순서대로 실행되었다. 그러나, 상기 서술한 실시 형태에 있어서의 건조 처리(도 5의 S4)와는 상이하게, 단계 T2~단계 T6의 순서는, 임의로 변경할 수 있다. 단, 가열 공정에서는, 액막(40)의 온도가 내부 공간(7a)의 압력에 있어서의 처리액의 비점을 넘지 않도록, 기판(W)을 가열할 필요가 있다. 이것에 의해, 가압 공정, 가열 공정 및 액막 형성 공정을, 임의의 순서로 순차적으로 개시할 수 있다. 따라서, 이러한 공정을 순차적으로 실행할 수도 있고, 이들 공정을 병행하여 실행할 수도 있다.
이 실시 형태에 있어서의 기판 처리의 건조 처리(도 5의 S4)의 액막 형성 공정에 있어서, 저표면장력 액체의 액막(40)이 아닌 린스액의 액막(40)을 형성해도 된다. 이 경우, 기판(W)의 상면으로의 저표면장력 액체의 공급은, 행해지지 않는다. 즉, 도 6의 단계 T2 및 단계 T4는, 생략된다. 그 대신에, 밀봉 공정의 전(도 6의 단계 T1 전)에, 린스액 노즐(91)로부터 공급되는 DIW 등의 린스액에 의해서, 린스액의 액막(40)이 기판(W) 상에 형성된다. 이 경우, 린스액 공급 유닛(9)이, 기판(W)의 상면을 처리하는 처리액을 기판(W)의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛으로서 기능한다.
＜제2 실시 형태＞
도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치(1)에 구비된 처리 유닛(2P)의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 부분 단면도이다. 도 10의 제2 실시 형태에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 따르는 처리 유닛(2P)은, 제1 실시 형태의 처리 유닛(2)과는 상이하게, 린스액 공급 유닛(9)이, 린스액 노즐(91)을 대신하여, 상측 수용 부재(71)의 저벽(75)의 중앙 돌기부(75a)에 설치된 삽입 통과 구멍(75b)에 삽입 통과된 린스액 노즐(95)을 포함한다. 린스액 노즐(95)은, 고정 노즐이다. 린스액 공급관(92)은, 린스액 노즐(95)에 결합되어 있다. 처리 유닛(2P)은, 저표면장력 액체 공급 유닛(11)을 포함하고 있지 않다.
제2 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 린스 처리(도 5의 S3)에 있어서, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해 린스액 노즐(95)로부터 DIW가 공급된다. 건조 처리(도 5의 S4)에 있어서, DIW 등의 린스액의 액막(40)이 기판(W) 상에 형성된다(액막 형성 공정). 그리고, 가열 공정 또는 액막 배제 공정에 있어서, 린스액의 증기층(41)이 형성된다. 그리고, 액막 배제 공정에서는, 린스액이 증발하여 린스액의 액막(40)이 배제된다. 이 실시 형태에 따르는 기판 처리에서는, 린스액 공급 유닛(9)이, 기판(W)의 상면을 처리하는 처리액을 기판(W)의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛으로서 기능한다.
이 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 같은 효과를 발휘한다.
이 발명은, 이상으로 설명한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 서술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와는 상이하게, 도 3의 이점쇄선 및 도 10의 이점쇄선을 참조하여, 처리 유닛(2, 2P)이, 내부 공간(7a) 내의 기체를 흡인하는 흡인 유닛(12A)을 포함하고 있어도 된다.
흡인 유닛(12A)은, 진공 펌프 등의 흡인 펌프(124)와, 흡인 펌프(124)와 내부 공간(7a)에 접속된 흡인관(125)과, 흡인관(125)에 개재된 흡인 밸브(126)를 포함한다. 흡인관(125)의 선단은, 상측 수용 부재(71)의 저벽(75)의 중앙 돌기부(75a)에 설치된 삽입 통과 구멍(75b)에 삽입 통과되어 있다.
흡인 펌프(124)는, 컨트롤러(3)에 의해서 제어된다(도 4의 이점쇄선 참조). 흡인 밸브(126)는, 컨트롤러(3)에 의해서 개폐된다(도 4 참조). 이 변형예에 따르는 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 액막 배제 공정(감압 공정)에 있어서, 배출 밸브(123)를 대신하여 흡인 밸브(126)가 열림으로써, 내부 공간(7a)의 압력이 대기압보다 낮은 압력이 되도록 내부 공간(7a)을 감압할 수 있다. 즉, 제2 압력을 대기압보다 낮게 할 수 있다. 이와 같이, 흡인 유닛(12A)이, 밀폐된 내부 공간(7a)을 감압하는 감압 유닛으로서 기능한다.
이 기판 처리에서는, 감압 공정의 종료 후이고, 또한, 밀폐 챔버(7)가 상하로 열리기 전에, 배출 밸브(123)가 열린다. 이것에 의해서, 내부 공간(7a)의 압력이 대기압과 동일해지기 때문에, 밀폐 챔버(7)를 상하로 열어, 내부 공간(7a)을 외부에 개방할 수 있다(단계 T10).
이 변형예에 의하면, 제2 압력은, 대기압보다 낮은 압력으로 할 수 있다. 그로 인해, 제2 압력이 대기압과 동일한 압력으로 설정되는 기판 처리(도 5~도 9로 설명한 기판 처리)나 제2 압력이 대기압보다 높은 압력으로 설정되는 기판 처리에 비해, 제1 압력과 제2 압력의 차를 한층 크게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 압력이 대기압과 동일한 압력으로 설정되는 기판 처리(도 5~도 9로 설명한 기판 처리)나 제2 압력이 대기압보다 높은 압력으로 설정되는 기판 처리에 비해, 액막(40)의 온도와, 내부 공간(7a)을 제2 압력으로 감압한 후의 IPA의 비점의 차를 크게 할 수 있다.
따라서, 내부 공간(7a)의 감압에 의해서 IPA가 증발할 때의 증발 속도가 증대된다. 따라서, 액막 배제 공정에 있어서, 내부 공간(7a)의 감압에 의해서 IPA가 한층 순식간에 증발하기 때문에, 액막(40)이 기판(W) 상으로부터 한층 순식간에 배제된다.
또, 상기 서술한 실시 형태에 있어서의 기판 처리에서는, 제2 압력이, 제1 압력보다 낮고, 또한, 대기압보다 높은 압력이어도 된다. 그러기 위해서는, 액막 배제 공정에 있어서, 내부 공간(7a)의 압력이 대기압 이하가 되기 전에 배출 밸브(123) 또는 흡인 밸브(126)가 닫히면 된다.
본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명해 왔으나, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2017년 1월 12일에 일본 특허청에 제출된 일본국 특허출원 2017-003512호에 대응되어 있으며, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.

Claims (20)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과,
    상기 기판을 유지시킨 상기 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태로, 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과,
    상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과,
    상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과,
    상기 기판을 유지시킨 상기 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태로, 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과,
    상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과,
    상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하도록 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 압력이 대기압 이하의 압력인, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 압력이, 대기압과 동일한 압력이며,
    상기 액막 배제 공정이, 상기 내부 공간을 감압하기 위해서, 상기 내부 공간의 외부에 상기 내부 공간을 개방하여 상기 내부 공간 내의 기체를 상기 내부 공간의 외부로 배출하는 기체 배출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가압 공정 및 상기 가열 공정이 병행하여 실행되는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 액막 형성 공정 및 상기 가압 공정이 병행하여 실행되는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가열 공정이, 상기 기판의 하면에 히터 유닛을 접촉시킨 상태로 상기 기판을 가열하는 접촉 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛을 수용하는 내부 공간을 갖는 챔버와,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하는 히터 유닛과,
    상기 내부 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛과,
    상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 기체 공급 유닛 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  9. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛을 수용하는 내부 공간을 갖는 챔버와,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하는 히터 유닛과,
    상기 내부 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛과,
    상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 기체 공급 유닛 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간을 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 된 상태를 유지하면서, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하도록 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 압력이 대기압 이하의 압력인, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 압력이, 대기압과 동일한 압력이며,
    상기 감압 유닛이, 상기 내부 공간을 상기 내부 공간의 외부에 개방함으로써 상기 내부 공간 내의 기체를 상기 내부 공간의 외부로 배출하는 배출 유닛을 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 배출 유닛을 제어함으로써, 상기 내부 공간을 감압하기 위해서 상기 내부 공간 내의 기체를 상기 내부 공간의 외부로 배출하는 기체 배출 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 가압 공정 및 상기 가열 공정을 병행하여 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 액막 형성 공정 및 상기 가압 공정을 병행하여 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 히터 유닛을 승강시키는 히터 승강 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 히터 승강 유닛을 제어함으로써, 상기 기판의 하면에 상기 히터 유닛을 접촉시킨 상태로 상기 기판을 가열하는 접촉 가열 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  15. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판을 유지시킨 상기 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태에서, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다도 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과,
    상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과,
    상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판을 유지시킨 상기 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용한 상태에서, 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다도 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과,
    상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과,
    상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하도록 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  17. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판을 유지시킨 상기 기판 유지 유닛을 챔버의 내부 공간에 수용하고, 상기 내부 공간의 압력이 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과,
    상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  18. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛을 수용하는 내부 공간을 갖는 챔버와,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하는 히터 유닛과,
    상기 내부 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛과,
    상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 기체 공급 유닛 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  19. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛을 수용하는 내부 공간을 갖는 챔버와,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하는 히터 유닛과,
    상기 내부 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛과,
    상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 기체 공급 유닛 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간에 기체를 공급함으로써, 상기 내부 공간의 압력이 대기압보다 높은 제1 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 가압하는 가압 공정과, 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 되도록, 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막의 온도가 대기압에서의 상기 처리액의 비점보다 높은 온도가 된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 경유하도록 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  20. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛을 수용하는 내부 공간을 갖는 챔버와,
    상기 기판의 상면을 처리하는 처리액을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하는 히터 유닛과,
    상기 내부 공간을 감압하는 감압 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 챔버, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 및 상기 감압 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 기판을 유지시키는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급함으로써 상기 처리액의 액막을 상기 기판 상에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판 유지 유닛을 수용한 상태의 상기 내부 공간의 압력이 제1 압력이 된 상태에서 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성되도록 상기 기판을 가열하는 가열 공정과, 상기 액막과 상기 기판 사이에 상기 처리액의 증기층이 형성된 상태를 유지하면서 상기 내부 공간의 압력이 상기 제1 압력보다 작은 제2 압력이 될 때까지 상기 내부 공간을 감압함으로써, 상기 처리액을 증발시켜 상기 기판 상으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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