KR102021660B1 - 에칭 장치, 기판 처리 장치, 에칭 방법 및 기판 처리 방법 - Google Patents

에칭 장치, 기판 처리 장치, 에칭 방법 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

제1 기간에, 기판이 회전되면서 저휘발액으로서의 순수가 기판 상에 공급된다. 저휘발액의 토출이 정지된 후에는, DSA막 상의 광범위한 영역에 저휘발액이 잔류한다. 저휘발액은 DSA막과 반응하지 않고 DSA막 상에 유지된다. 이어지는 제2 기간에, 기판이 회전되면서 기판에 유기용제가 공급된다. 기판에 공급되는 유기용제는 DSA막 상에 잔류하는 저휘발액과 혼합된다. 이 경우, DSA막 상에서 유기용제의 휘발이 억제된다.

Description

에칭 장치, 기판 처리 장치, 에칭 방법 및 기판 처리 방법{ETCHING DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, ETCHING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판에 에칭 처리를 행하는 에칭 장치, 그것을 구비한 기판 처리 장치, 기판에 에칭 처리를 행하는 에칭 방법, 및 그것을 포함하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 기판, 액정표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판 등의 각종 기판에 여러 가지 처리를 행하기 위해, 기판 처리 장치가 이용되고 있다.
최근, 기판 상의 패턴의 미세화를 한층 더 실현하기 위해, 블록 공중합체의 마이크로상 분리를 이용한 DSA(Directed Self Assembly；유도 자기 조직화) 기술이 제안되어 있다.
예를 들면, 일본국 특허 제5918122호 공보에 기재된 패턴 형성 방법에서는, 폴리스티렌(PS)－폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 블록 공중합체의 막이 기판에 형성된다. 블록 공중합체의 막이 가열됨으로써, PS 영역과 PMMA 영역이 교대로 배열된다. 가열된 막에 대해 불활성 가스의 분위기 하에서 Xe 엑시머 램프로부터 자외광이 조사되고, 자외광이 조사된 막에 유기용제가 공급된다. 이에 따라, 막 중의 PMMA 영역이 용해된다. 그 결과, 기판 상에 PS 영역에 의한 패턴이 얻어진다.
자외선이 조사된 막에 공급되는 유기용제(예를 들면, 이소프로필알코올)는, 통상 높은 휘발성을 갖는다. 그 때문에, 기판 상의 막 전체에 균일하게 유기용제를 공급하는 것이 어렵고, 막의 부분에 따라 처리의 편차가 생기기 쉽다. 다량의 유기용제를 이용함으로써 처리의 편차를 억제하는 것은 가능하지만, 그 경우에는 막대한 비용이 필요해진다.
본 발명의 목적은, 비용의 증대를 억제하면서 에칭 처리의 편차를 억제하는 것이 가능한 에칭 장치, 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 및 에칭 방법 및 그것을 포함하는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 국면에 따른 에칭 장치는, 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 장치로서, 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 처리막에 공급하는 저휘발액 공급부와, 저휘발액 공급부에 의해 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 저휘발액이 처리막 상에 잔류하는 상태로 처리막에 유기용제를 공급하는 유기용제 공급부를 구비한다.
이 에칭 장치에서는, 기판 상의 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 처리막 상에 저휘발액이 잔류하는 상태로 처리막에 유기용제가 공급된다. 그 때문에, 처리막 상에서 유기용제가 저휘발액과 혼합된다. 저휘발액은 유기용제보다 낮은 휘발성을 가지므로, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
또 처리막이 저휘발액에 의해 습윤된 상태로 유기용제가 공급되므로, 유기용제가 처리막 상에서 확산되기 쉽다. 그에 따라 단시간에 처리막 전체에 유기용제를 공급할 수 있다. 따라서, 처리막에서의 에칭 처리의 균일성을 높일 수 있다. 또한 유기용제가 저휘발액에 의해 희석되므로, 유기용제의 농도를 처리막의 에칭 처리에 적합한 농도로 조정할 수 있다.
처리막 상에서 유기용제 공급부에 의해 공급된 유기용제가 저휘발액 공급부에 의해 공급된 저휘발액에 의해 미리 정해진 농도 범위로 희석되도록, 저휘발액 공급부에 의한 저휘발액의 공급량 및 유기용제 공급부에 의한 유기용제의 공급량이 각각 조정되어도 된다.
이 경우, 희석된 유기용제에 의해 처리막에 적절히 에칭 처리를 행할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 에칭 장치는, 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 장치로서, 유기용제를 처리막에 공급하는 유기용제 공급부와, 유기용제 공급부에 의해 처리막에 유기용제가 공급되는 기간에, 당해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 처리막에 공급하는 저휘발액 공급부를 구비한다.
이 에칭 장치에서는, 기판 상의 처리막에 유기용제가 공급되면서 저휘발액이 공급된다. 그 때문에, 처리막 상에서 유기용제가 저휘발액과 혼합된다. 저휘발액은 유기용제보다 낮은 휘발성을 가지므로, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 에칭 장치는, 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 장치로서, 유기용제에, 당해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 혼합하는 혼합부와, 혼합부에 의해 저휘발액이 혼합된 유기용제를 처리막에 공급하는 유기용제 공급부를 구비한다.
이 에칭 장치에서는, 저휘발액이 혼합된 유기용제가 기판 상의 처리막에 공급된다. 저휘발액은 유기용제보다 낮은 휘발성을 가지므로, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
유기용제는 이소프로필알코올, 메틸알코올, 에틸알코올, 아세톤 또는 아세트산을 포함해도 된다. 이 경우, 휘발성이 높은 유기용제의 휘발이 저휘발액에 의해 억제되므로, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다.
저휘발액은 순수를 포함해도 된다. 이 경우, 처리막에 대한 유기용제의 작용을 저해하지 않고, 유기용제의 휘발을 용이하게 억제할 수 있다.
에칭 장치는 유기용제 공급부에 의해 처리막에 유기용제가 공급되는 기간에, 처리막이 형성된 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부를 더 구비해도 된다.
이 경우, 원심력에 의해 처리막 상에서 유기용제를 용이하게 확산시킬 수 있음과 더불어, 유기용제와 저휘발액을 효율적으로 혼합할 수 있다.
에칭 장치는 유기용제 공급부에 의한 유기용제의 공급 후, 유기용제가 처리막 상에 잔류하는 상태로 처리막에 린스액으로서 저휘발액을 공급하는 린스액 공급부를 더 구비해도 된다.
이 경우, 처리막 상의 유기용제가 린스액으로 치환됨으로써, 처리막의 에칭 처리가 정지된다. 린스액으로서 저휘발액이 이용되므로, 장치의 복잡화 및 비용의 증대가 억제된다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 유도 자기 조직화 재료를 도포함으로써 기판 상에 처리막을 형성하는 도포 장치와, 도포 장치에 의해 기판 상에 형성된 처리막에 열처리를 행하는 열처리 장치와, 열처리 장치에 의한 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하는 노광 장치와, 노광 장치에 의한 노광 처리 후의 처리막에 에칭 처리를 행하는 상기의 에칭 장치를 구비한다.
이 기판 처리 장치에서는, 기판 상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막이 형성되고, 처리막에 열처리, 노광 처리 및 에칭 처리가 순서대로 행해짐으로써 패턴이 형성된다. 이 경우, 상기의 에칭 장치에 의해 에칭 처리가 행해지므로, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 에칭 방법은, 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 방법으로서, 저휘발액 공급부에 의해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 처리막에 공급하는 공정과, 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 저휘발액이 처리막 상에 잔류하는 상태로 유기용제 공급부에 의해 처리막에 유기용제를 공급하는 공정을 포함한다.
이 에칭 방법에 의하면, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 에칭 방법은, 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 방법으로서, 유기용제 공급부에 의해 유기용제를 처리막에 공급하는 공정과, 처리막에 유기용제가 공급되는 기간에, 당해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 저휘발액 공급부에 의해 처리막에 공급하는 공정을 포함한다.
이 에칭 방법에 의하면, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 에칭 방법은, 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 방법으로서, 혼합부에서, 유기용제에, 당해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 혼합하는 공정과, 저휘발액이 혼합된 유기용제를 유기용제 공급부에 의해 처리막에 공급하는 공정을 포함한다.
이 에칭 방법에 의하면, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 처리막 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따른 기판 처리 방법은, 도포 장치에서, 기판에 유도 자기 조직화 재료를 도포함으로써 기판 상에 처리막을 형성하는 공정과, 열처리 장치에서, 기판 상에 형성된 처리막에 열처리를 행하는 공정과, 노광 장치에서, 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하는 공정과, 에칭 장치에서, 노광 처리 후의 처리막에 상기의 에칭 방법에 의해 에칭 처리를 행하는 공정을 포함한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 기판 상에 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막이 형성되고, 처리막에 열처리, 노광 처리 및 에칭 처리가 순서대로 행해짐으로써 패턴이 형성된다. 이 경우, 상기의 에칭 방법에 따라 에칭 처리가 행해지므로, 비용의 증대를 억제하면서 처리막에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 에칭 장치의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 2는 도 1의 에칭 장치의 제어 계통의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3(a)~(d)는 도 1의 에칭 장치를 이용한 기판 처리 방법의 일례를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 4는 도 1의 에칭 장치의 동작예를 도시하는 타임차트이다.
도 5(a)~(c)는 도 1의 에칭 장치의 동작에 대해 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 6은 도 1의 에칭 장치를 구비한 기판 처리 장치의 모식적 평면도이다.
도 7은 도 6의 도포 에칭 처리부의 개략 측면도이다.
도 8은 도 6의 열처리부의 개략 측면도이다.
도 9는 도 6의 반송부의 모식적 측면도이다.
도 10은 도 1의 에칭 장치의 다른 동작예에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 에칭 장치의 다른 구성예를 도시하는 모식적 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 에칭 장치 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 및 에칭 방법 및 그것을 포함하는 기판 처리 방법에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 또한 이하의 설명에서, 기판이란, 반도체 기판, 액정표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 포토마스크용 유리 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판 및 포토마스크용 기판 등을 말한다.
(1) 에칭 장치
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 에칭 장치의 구성을 도시하는 모식적 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 에칭 장치(500)는 스핀 척(510), 가드(515), 유기용제 공급부(520) 및 순수 공급부(530)를 포함한다.
스핀 척(510)은 기판(W)을 수평 자세로 유지한다. 스핀 척(510)은 모터(511)의 회전축(512)의 선단에 부착된다. 모터(511)는 스핀 척(510)을 연직축의 둘레로 회전시킨다. 이에 따라, 스핀 척(510)에 의해 유지되는 기판(W)이 연직축의 둘레로 회전된다. 가드(515)는 스핀 척(510)에 의해 유지되는 기판(W)을 둘러싸도록 설치되며, 회전되는 기판(W)으로부터 비산되는 액체 등을 막는다.
유기용제 공급부(520)는 유기용제 노즐(521), 노즐 지지부(522, 523) 및 노즐 구동부(524)를 포함한다. 유기용제 노즐(521)은 공급관(521a)을 통해 유기용제 공급원(G1)에 접속된다. 공급관(521a)에는 밸브 V1이 끼워져 삽입된다. 밸브 V1이 열림으로써, 유기용제 공급원(G1)으로부터 공급관(521a)을 통해 유기용제 노즐(521)에 유기용제가 공급되고, 유기용제 노즐(521)로부터 유기용제가 토출된다. 유기용제로서는 예를 들면, 이소프로필알코올, 메틸알코올, 에틸알코올, 아세톤 또는 아세트산이 이용된다.
노즐 지지부(522)는 연직방향으로 신장되고, 노즐 지지부(523)는 노즐 지지부(522)의 상단으로부터 수평방향으로 신장된다. 노즐 지지부(523)의 선단에 유기용제 노즐(521)이 고정된다. 노즐 구동부(524)는 노즐 지지부(522)를 상하로 승강시킴과 더불어 연직축의 둘레로 회동(回動)시킨다. 이에 따라, 유기용제 노즐(521)이 승강 및 회동하여, 기판(W)의 위쪽 위치와 기판(W)의 바깥쪽 위치의 사이에서 이동한다.
순수 공급부(530)는 순수 노즐(531), 노즐 지지부(532, 533) 및 노즐 구동부(534)를 포함한다. 순수 노즐(531)은 공급관(531a)을 통해 순수 공급원(G2)에 접속된다. 공급관(531a)에는 밸브 V2가 끼워져 삽입된다. 밸브 V2가 열림으로써, 순수 공급원(G2)으로부터 공급관(531a)을 통해 순수 노즐(531)에 순수가 공급되고, 순수 노즐(531)로부터 순수가 토출된다. 본 예에서는, 저휘발액 및 린스액으로서 순수가 이용된다. 저휘발액은 유기용제보다 낮은 휘발성을 가지며, 또한 유기용제에 대해 높은 친화성을 갖는다. 또 저휘발액은 유기용제와 화학 반응하지 않는다. 저휘발액으로서 순수 대신에, 탄산(CO2), 오존(O3) 또는 수소(H2) 등이 첨가된 기능수가 이용되어도 된다.
노즐 지지부(532)는 연직방향으로 신장되고, 노즐 지지부(533)는 노즐 지지부(532)의 상단으로부터 수평방향으로 신장된다. 노즐 지지부(533)의 선단에 순수 노즐(531)이 고정된다. 노즐 구동부(534)는 노즐 지지부(532)를 상하로 승강시킴과 더불어 연직축의 둘레로 회동시킨다. 이에 따라, 순수 노즐(531)이 승강 및 회동하여, 기판(W)의 위쪽 위치와 기판(W)의 바깥쪽 위치의 사이에서 이동한다.
에칭 장치(500)는 에칭 컨트롤러(590)를 구비한다. 에칭 컨트롤러(590)는 CPU(중앙 연산처리 장치), ROM(리드온리 메모리) 및 RAM(랜덤액세스 메모리) 등을 포함한다. ROM에는 제어 프로그램이 기억된다. CPU는 ROM에 기억된 제어 프로그램을 RAM을 이용하여 실행함으로써 에칭 장치(500)의 각 부의 동작을 제어한다.
(2) 에칭 장치의 제어 계통
도 2는 도 1의 에칭 장치(500)의 제어 계통의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에는 에칭 컨트롤러(590)의 기능적인 구성이 도시된다. 에칭 컨트롤러(590)는 노즐 제어부(591), 회전 제어부(592), 저휘발액 공급 제어부(593), 유기용제 공급 제어부(594), 린스액 공급 제어부(595) 및 시간 계측부(596)를 포함한다. 도 2의 에칭 컨트롤러(590)의 각 부의 기능은, CPU가 제어 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
노즐 제어부(591)는 노즐 구동부(524, 534)의 동작을 제어하며, 회전 제어부(592)는 모터(511)의 동작을 제어한다. 유기용제 공급 제어부(594)는 밸브 V1의 개폐를 제어하고, 저휘발액 공급 제어부(593) 및 린스액 공급 제어부(595)는 밸브 V2의 개폐를 제어한다. 시간 계측부(596)는 시간 경과를 계측한다. 각 제어부(591~595)의 동작 타이밍은, 시간 계측부(596)에 의해 계측되는 시간 경과에 의거하여 결정된다.
(3) 기판 처리 방법의 일례
도 3은 후술하는 열처리 장치(300)를 이용한 기판 처리 방법의 일례를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 3(a)~(d)의 공정 중 도 3(d)의 공정이 도 1의 에칭 장치(500)에 의해 행해진다. 본 예에서는, 미세한 홀 패턴의 형성 방법이 나타내어진다.
우선, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면을 덮도록 하지층(L1)이 형성되고, 하지층(L1) 상에 예를 들면 포토레지스트로 이루어지는 가이드 패턴(L2)이 형성된다. 본 예에서는, 가이드 패턴(L2)이 원형의 구멍부(H)를 갖는다. 다음으로 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 가이드 패턴(L2)의 상면 상의 영역 및 가이드 패턴(L2)의 구멍부(H) 내의 하지층(L1) 상의 영역에 DSA(Directed Self Assembly；유도 자기 조직화) 재료에 의해 DSA막(L3)이 형성된다. DSA 재료는 복수 종류의 중합체에 의해 구성되는 블록 공중합체이다. 블록 공중합체를 구성하는 복수 종류의 중합체는, 서로 비상용(非相溶)인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 2종류의 중합체로 구성되는 DSA 재료가 이용된다. 2종류의 중합체의 조합으로서 예를 들면, 폴리스티렌－폴리메틸메타크릴레이트(PS－PMMA), 폴리스티렌－폴리디메틸실록산(PS－PDMS), 폴리스티렌－폴리페로세닐디메틸실란(PS－PFS), 폴리스티렌－폴리에틸렌옥시드(PS－PEO), 폴리스티렌－폴리비닐피리딘(PS－PVP), 폴리스티렌－폴리히드록시스티렌(PS－PHOST), 및 폴리메틸메타크릴레이트－폴리메타크릴레이트 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(PMMA－PMAPOSS) 등을 들 수 있다.
다음으로 기판(W)에 열처리가 행해짐으로써, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 기판(W) 상의 DSA막(L3)에서 마이크로상 분리가 발생한다. 그 결과, 한쪽의 중합체로 이루어지는 패턴 P1 및 다른 쪽의 중합체로 이루어지는 패턴 P2가 형성된다. 본 예에서는, 가이드 패턴(L2)의 상면을 덮고 또한 가이드 패턴(L2)의 원형의 구멍부(H)의 내주면을 따르도록 패턴 P1이 형성됨과 더불어, 패턴 P1의 내측에 원형의 패턴 P2가 형성된다.
다음으로 마이크로상 분리 후의 DSA막(L3)의 전면에 노광 처리가 행해짐으로써, 한쪽의 중합체와 다른 쪽의 중합체 사이의 결합이 절단되어, 패턴 P1과 패턴 P2가 분리된다. 다음으로 기판(W) 상의 DSA막(L3)에 에칭 처리가 행해짐으로써, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이 패턴 P2가 제거된다. 최종적으로, 기판(W) 상에 원형의 구멍부(h)를 갖는 패턴 P1(홀 패턴)이 잔존한다.
(4) 에칭 장치(500)의 동작
도 4는 도 1의 에칭 장치(500)의 동작예를 도시하는 타임차트이다. 도 4에서 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 저휘발액, 유기용제 및 린스액의 토출 유량, 및 기판(W)의 회전 속도를 나타낸다. 도 5는 에칭 장치(500)의 동작에 대해 설명하기 위한 모식적 단면도이다. 이하, 도 1, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면서 도 1의 에칭 장치(500)의 동작을 설명한다.
도 4의 예에서는 시점 t1로부터 시점 t2까지의 기간에, 기판(W)이 속도 S1로 회전되면서 저휘발액으로서의 순수가 기판(W) 상에 공급된다. 이 경우, 도 2의 회전 제어부(592)는, 기판(W)이 속도 S1로 회전되도록 모터(511)를 제어한다. 노즐 제어부(591)는 노즐 구동부(534)를 제어함으로써, 시점 t1의 전에 순수 노즐(531)을 기판(W)의 중심부의 위쪽으로 이동시키고, 시점 t2의 후에 순수 노즐(531)을 기판(W)의 바깥쪽으로 이동시킨다. 저휘발액 공급 제어부(593)는 시점 t1에서 밸브 V2를 여는 것으로, 순수 노즐(531)로부터의 순수의 토출을 개시하고, 시점 t2에서 밸브 V2를 닫음으로써, 순수 노즐(531)로부터의 순수의 토출을 정지한다. 속도 S1은 예를 들면, 0rpm 이상 1000rpm 이하이다. 또한 시점 t1로부터 시점 t2까지의 기간에서 기판(W)이 회전되지 않고 정지(靜止)하는 상태로, 저휘발액이 기판(W)에 공급되어도 된다.
저휘발액의 토출이 정지된 후에는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, DSA막(L3) 상의 광범위한 영역에 저휘발액(Q1)이 잔류한다. 저휘발액(Q1)은 DSA막(L3)과 반응하지 않고 DSA막(L3) 상에 유지된다.
이어서 도 4의 시점 t2로부터 시점 t3까지의 기간에, 기판(W)이 속도 S2로 회전되면서 기판(W)에 유기용제가 공급된다. 이 경우, 도 2의 회전 제어부(592)는, 기판(W)이 속도 S2로 회전되도록 모터(511)를 제어한다. 노즐 제어부(591)는 노즐 구동부(524)를 제어함으로써, 시점 t2의 전에 유기용제 노즐(521)을 기판(W)의 중심부의 위쪽으로 이동시키고, 시점 t3의 후에 유기용제 노즐(521)을 기판(W)의 바깥쪽으로 이동시킨다. 유기용제 공급 제어부(594)는 시점 t2에서 밸브 V1을 여는 것으로, 유기용제 노즐(521)로부터의 유기용제의 토출을 개시하고, 시점 t3에서 밸브 V1을 닫음으로써, 유기용제 노즐(521)로부터의 유기용제의 토출을 정지한다. 속도 S2는 예를 들면, 속도 S1보다 높고, 100rpm 이상 2500rpm 이하이다.
도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 유기용제 노즐(521)로부터 기판(W)에 공급되는 유기용제(Q2)는, DSA막(L3) 상에 잔류하는 저휘발액(Q1)과 혼합된다. 이 경우, DSA막(L3) 상에서 유기용제(Q2)의 휘발이 억제되므로, 유기용제(Q2)의 사용량을 억제하면서 DSA막(L3) 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다.
또 저휘발액(Q1)이 공급되지 않고 유기용제(Q2)가 직접적으로 DSA막(L3)에 공급된 경우, 유기용제가 도달한 DSA막(L3)의 부분으로부터 우선적으로 에칭 처리가 개시된다. 그 때문에, DSA막(L3)의 부분에 따라 에칭 처리의 편차가 생기기 쉽다. 그에 반해 본 예에서는, DSA막(L3)의 상면이 저휘발액(Q1)에 의해 습윤되어 있으므로, 유기용제(Q2)가 DSA막(L3)에서 확산되기 쉽다. 그에 따라, 유기용제(Q2)를 단시간에 DSA막(L3) 전체에 공급할 수 있다. 따라서, DSA막(L3)에서의 에칭 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또 유기용제(Q2)는 저휘발액(Q1)과 혼합됨으로써 희석된다. 희석 후의 유기용제(Q2)의 농도는, 저휘발액(Q1) 및 유기용제(Q2)의 공급량에 의존한다. 그래서, DSA막(L3)의 에칭 처리에 적합한 농도 범위가 미리 정해지고, DSA막(L3) 상에서 유기용제(Q2)가 그 농도 범위로 희석되도록, 저휘발액(Q1)의 공급량 및 유기용제(Q2)의 공급량이 각각 조정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, DSA막(L3)의 에칭 처리를 보다 적절히 행할 수 있다.
이어서 도 4의 시점 t3으로부터 시점 t4까지의 기간에, 유기용제의 공급이 정지된 상태로 기판(W)이 속도 S2로 회전된다. 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, DSA막(L3) 상에는 희석 후의 유기용제(Q2)가 유지된다. 이 경우, 도 2의 회전 제어부(592)는, 기판(W)이 속도 S2로 회전되도록 모터(511)를 제어한다.
또한 시점 t3으로부터 시점 t4까지의 사이에 기판(W)이 정지됨으로써 기판(W) 상에 유기용제가 유지되어도 된다. 또 시점 t2로부터 시점 t4까지의 기간에, 유기용제가 계속적으로 기판(W)에 공급되어도 된다. 또 기판(W)으로의 유기용제의 공급 시에, 유기용제 노즐(521)이 기판(W)의 중심부 위쪽과 기판(W)의 주연부 위쪽의 사이에서 이동해도 된다.
이어서 도 4의 시점 t4로부터 시점 t5까지의 기간에, 기판(W)이 속도 S3으로 회전되면서 기판(W)에 린스액으로서의 순수가 공급된다. 그에 따라, 기판(W) 상의 유기용제(Q2)가 린스액에 의해 치환되고, DSA막(L3)의 에칭이 정지된다. 이 경우, 도 2의 회전 제어부(592)는, 기판(W)이 속도 S3으로 회전되도록 모터(511)를 제어한다. 노즐 제어부(591)는 노즐 구동부(534)를 제어함으로써, 시점 t4의 전에 순수 노즐(531)을 기판(W)의 중심부의 위쪽으로 이동시키고, 시점 t5의 후에 순수 노즐(531)을 기판(W)의 바깥쪽으로 이동시킨다. 린스액 공급 제어부(595)는, 시점 t4에서 밸브 V2를 여는 것으로, 순수 노즐(531)로부터의 순수의 토출을 개시하고, 시점 t5에서 밸브 V2를 닫음으로써, 순수 노즐(531)로부터의 순수의 토출을 정지한다. 속도 S3은 예를 들면, 속도 S2보다 높고, 300rpm 이상 3000rpm 이하이다.
시점 t4로부터 시점 t5까지의 기간에서의 린스액의 토출 유량은, 시점 t1로부터 시점 t2까지의 기간에서의 저휘발액의 토출 유량과 같아도 되고, 달라도 된다. 여기서 토출 유량이란, 단위 시간당의 토출량을 의미한다.
다음으로 시점 t5로부터 시점 t6까지의 기간에, 기판(W)이 속도 S4로 회전된다. 이에 따라, 기판(W) 상의 린스액이 원심력에 의해 제거된다. 이 경우, 도 2의 회전 제어부(592)는, 기판(W)이 속도 S4로 회전되도록 모터(511)를 제어한다. 속도 S4는 예를 들면, 속도 S3보다 높고, 1000rpm 이상 4000rpm 이하이다.
또한 기판(W) 상의 유기용제가 린스액으로 치환되는 대신에, 원심력에 의해 기판(W) 상의 유기용제가 제거됨으로써 DSA막(L3)의 에칭이 정지되어도 된다.
(5) 기판 처리 장치의 구성
도 6은 도 1의 에칭 장치(500)를 구비한 기판 처리 장치의 모식적 평면도이다. 도 6 및 도 7 이후의 소정의 도면에는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해 서로 직교하는 X방향, Y방향 및 Z방향을 나타내는 화살표를 붙이고 있다. X방향 및 Y방향은 수평면 내에서 서로 직교하고, Z방향은 연직방향에 상당한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는 인덱서 블록(11) 및 처리 블록(12)을 구비한다. 인덱서 블록(11)은 복수의 캐리어 재치부(載置部)(40) 및 반송부(112)를 포함한다. 각 캐리어 재치부(40)에는, 복수의 기판(W)을 다단으로 수용하는 캐리어(C)가 각각 놓여진다.
반송부(112)에는 주제어부(114) 및 반송 기구(반송 로봇)(115)가 설치된다. 주제어부(114)는 기판 처리 장치(100)의 여러 가지 구성 요소를 제어한다. 반송 기구(115)는 기판(W)을 유지하기 위한 핸드(116)를 갖는다. 반송 기구(115)는 핸드(116)에 의해 기판(W)을 유지하면서 그 기판(W)을 반송한다. 후술하는 도 9에 나타내는 바와 같이, 반송부(112)에는 캐리어(C)와 반송 기구(115)의 사이에서 기판(W)을 주고 받기 위한 개구부(117)가 형성된다.
반송부(112)의 측면에는 메인 패널(PN)이 설치된다. 유저는 기판 처리 장치(100)에서의 기판(W)의 처리 상황 등을 메인 패널(PN)로 확인할 수 있다. 또 메인 패널(PN)의 근방에는, 예를 들면 키보드로 이루어지는 조작부(도시 생략)가 설치된다. 유저는 조작부를 조작함으로써, 기판 처리 장치(100)의 동작 설정 등을 행할 수 있다.
처리 블록(12)은 도포 에칭 처리부(121), 반송부(122) 및 열처리부(123)를 포함한다. 도포 에칭 처리부(121) 및 열처리부(123)는 반송부(122)를 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 반송부(122)와 인덱서 블록(11)의 사이에는, 기판(W)이 놓여지는 기판 재치부 PASS1 및 후술하는 기판 재치부 PASS2~PASS4(도 9)가 설치된다. 반송부(122)에는 기판(W)을 반송하는 반송 기구(반송 로봇)(127) 및 후술하는 반송 기구(반송 로봇)(128)(도 9)가 설치된다.
도 7은 도 6의 도포 에칭 처리부(121)의 개략 측면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 도포 에칭 처리부(121)에는 에칭 처리실(21, 23) 및 도포 처리실(22, 24)이 계층적으로 설치된다. 에칭 처리실(21, 23)의 각각에는, 상기의 에칭 장치(500)가 설치된다. 도포 처리실(22, 24)의 각각에는 도포 장치(코터)(139)가 설치된다.
본 예에서는, 에칭 처리실(21, 23)의 각각에 2개의 에칭 장치(500)가 설치되고, 도포 처리실(22, 24)의 각각에 2개의 도포 장치(139)가 설치된다. 각 도포 장치(139)는, 기판(W)을 유지하는 스핀 척(35) 및 스핀 척(35)의 주위를 덮도록 설치되는 컵(37)을 구비한다. 스핀 척(35)은 도시 생략의 구동 장치(예를 들면, 전동 모터)에 의해 회전 구동된다. 또 각 도포 장치(139)는, 스핀 척(35)에 의해 유지되는 기판(W)에 DSA 재료로 이루어지는 처리액을 공급하기 위한 노즐(38)을 구비한다.
도포 처리실(22, 24)의 각 도포 장치(139)에서는, 기판(W)에 처리액이 도포됨으로써 기판(W) 상에 DSA막이 형성된다. 에칭 처리실(21, 23)의 각 에칭 장치(500)에서는, DSA막이 형성된 기판(W)에 상기의 에칭 처리가 행해진다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 도포 에칭 처리부(121)의 일단에는 유체 박스부(50)가 설치된다. 유체 박스부(50) 내에는, 에칭 장치(500) 및 도포 장치(139)로의 처리액, 순수 및 유기용제의 공급 및 에칭 장치(500) 및 도포 장치(139)로부터의 폐액 및 배기 등에 관한 도관, 조인트, 밸브, 유량계, 레귤레이터, 펌프, 온도 조절기 등의 유체 관련 기기가 수납된다.
도 8은 도 6의 열처리부(123)의 개략 측면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 열처리부(123)는 위쪽에 설치되는 상단 열처리부(301) 및 아래쪽에 설치되는 하단 열처리부(302)를 갖는다. 상단 열처리부(301) 및 하단 열처리부(302)의 각각에는, 복수의 열처리 장치(300), 복수의 노광 장치(250) 및 복수의 냉각 장치(쿨링 플레이트)(CP)가 설치된다.
열처리 장치(300)에서는, DSA막의 형성 후의 기판(W)에 열처리가 행해진다. 노광 장치(250)에서는, 열처리 후의 기판(W)에 노광 처리가 행해진다. 냉각 장치(CP)에서는, DSA막의 형성 전의 기판(W) 및 열처리 후의 기판(W)에 냉각 처리가 행해진다.
도 9는 반송부(112, 122)의 모식적 측면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 반송부(122)는 상단 반송실(125) 및 하단 반송실(126)을 갖는다. 상단 반송실(125)에는 반송 기구(127)가 설치되고, 하단 반송실(126)에는 반송 기구(128)가 설치된다.
반송부(112)와 상단 반송실(125)의 사이에는 기판 재치부 PASS1, PASS2가 설치되고, 반송부(112)와 하단 반송실(126)의 사이에는 기판 재치부 PASS3, PASS4가 설치된다.
기판 재치부 PASS1, PASS3에는 인덱서 블록(11)으로부터 처리 블록(12)으로 반송되는 기판(W)이 놓여진다. 기판 재치부 PASS2, PASS4에는 처리 블록(12)으로부터 인덱서 블록(11)으로 반송되는 기판(W)이 놓여진다.
반송 기구(127, 128)의 각각은, 가이드 레일(131, 132, 133), 이동 부재(134), 회전 부재(135) 및 핸드 H1, H2를 구비한다. 가이드 레일(131, 132)은 상하방향으로 신장되도록 각각 설치된다. 가이드 레일(133)은 가이드 레일(131)과 가이드 레일(132)의 사이에서 수평방향(X방향)으로 신장되도록 설치되고, 상하 이동 가능하게 가이드 레일(131, 132)에 부착된다. 이동 부재(134)는 수평방향(X방향)으로 이동 가능하게 가이드 레일(133)에 부착된다.
이동 부재(134)의 상면에 회전 부재(135)가 회전 가능하게 설치된다. 회전 부재(135)에는 기판(W)을 유지하기 위한 핸드 H1 및 핸드 H2가 부착된다. 핸드 H1, H2는 회전 부재(135)를 기준으로 진퇴 가능하게 구성된다.
이러한 구성에 의해, 반송 기구(127, 128)의 각각은, 핸드 H1, H2를 이용하여 기판(W)을 유지하고, X방향 및 Z방향으로 이동하여 기판(W)을 반송할 수 있다. 반송 기구(127)는 기판 재치부 PASS1, PASS2, 에칭 처리실(21)(도 7), 도포 처리실(22)(도 7) 및 상단 열처리부(301)(도 8)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 기구(128)는 기판 재치부 PASS3, PASS4, 에칭 처리실(23)(도 7), 도포 처리실(24)(도 7) 및 하단 열처리부(302)(도 8)의 사이에서 기판(W)을 반송한다.
(6) 기판 처리 장치(100)의 동작
기판 처리 장치(100)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 인덱서 블록(11)의 캐리어 재치부(40)(도 6)에 초기 상태(도 3(a))의 기판(W)이 수용된 캐리어(C)가 놓여진다. 반송 기구(115)는 캐리어(C)로부터 기판 재치부 PASS1 및 기판 재치부 PASS3(도 9)에 교대로 초기 상태의 기판(W)을 반송한다.
기판 재치부 PASS1에 놓여진 기판(W)은 반송 기구(127)(도 9)의 핸드 H1에 의해 꺼내어진다. 다음으로 반송 기구(127)(도 9)는 핸드 H2에 의해 상단 열처리부(301)(도 8)의 소정의 냉각 장치(CP)로부터 냉각 처리 후의 기판(W)을 꺼내고, 핸드 H1에 유지되는 기판(W)을 그 냉각 장치(CP)에 반입한다. 이 경우, 냉각 장치(CP)에서 기판(W)의 온도가 DSA막(L3)의 형성에 적합한 온도로 조정된다.
다음으로 반송 기구(127)(도 9)는 핸드 H1에 의해 도포 처리실(22)(도 7)의 스핀 척(35) 상으로부터 DSA막(L3)이 형성된 후의 기판(W)(도 3(b))을 꺼내고, 핸드 H2에 유지되는 냉각 처리 후의 기판(W)을 그 스핀 척(35) 상에 올려놓는다. 도포 처리실(22)에서 도포 장치(139)(도 7)에 의해 기판(W) 상에 DSA막(L3)이 형성된다(도 3(b)).
다음으로 반송 기구(127)(도 9)는 핸드 H2에 의해 상단 열처리부(301)(도 8)의 소정의 열처리 장치(300)로부터 열처리 후의 기판(W)(도 3(c))을 꺼내고, 핸드 H1에 유지되는 DSA막(L3)의 형성 후의 기판(W)을 그 열처리 장치(300)에 반입한다. 열처리 장치(300)에서 기판(W)의 열처리가 행해진다(도 3(c)).
다음으로 반송 기구(127)(도 9)는 핸드 H1에 의해 상단 열처리부(301)(도 8)의 소정의 냉각 장치(CP)로부터 냉각 처리 후의 기판(W)을 꺼내고, 핸드 H2에 유지되는 열처리 후의 기판(W)을 그 냉각 장치(CP)에 반입한다. 이 경우, 냉각 장치(CP)에서 기판(W)의 온도가 노광 처리에 적합한 온도로 조정된다.
다음으로 반송 기구(127)(도 9)는 핸드 H2에 의해 상단 열처리부(301)(도 8)의 소정의 노광 장치(250)로부터 노광 처리 후의 기판(W)을 꺼내고, 핸드 H1에 유지되는 냉각 처리 후의 기판(W)을 그 노광 장치(250)에 반입한다. 노광 장치(250)에서 열처리 후의 기판(W)에 노광 처리가 행해진다.
다음으로 반송 기구(127)(도 9)는 핸드 H1에 의해 에칭 처리실(21)(도 7)의 스핀 척(515) 상으로부터 에칭 처리 후의 기판(W)(도 3(d))을 꺼내고, 핸드 H2에 유지되는 노광 처리 후의 기판(W)을 그 스핀 척(515) 상에 올려놓는다. 에칭 처리실(21)에서 에칭 장치(500)에 의해 노광 처리 후의 기판(W)에 에칭 처리가 행해진다(도 3(d)). 그 후, 반송 기구(127)는 핸드 H1에 유지되는 에칭 처리 후의 기판(W)을 기판 재치부 PASS2(도 9)에 올려놓는다.
반송 기구(127)가 상기의 처리를 반복함으로써, 처리 블록(15) 내에서 복수의 기판(W)에 소정의 처리가 연속적으로 행해진다.
반송 기구(128)는 반송 기구(127)와 동일한 동작에 의해, 기판 재치부 PASS3, PASS4, 에칭 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302)에 대해 기판(W)의 반입 및 반출을 행한다. 에칭 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302)에서 에칭 처리실(21), 도포 처리실(22) 및 상단 열처리부(301)와 동일한 처리가 행해진다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 반송 기구(127)에 의해 반송되는 기판(W)은 에칭 처리실(21), 도포 처리실(22) 및 상단 열처리부(301)에서 처리되고, 반송 기구(128)에 의해 반송되는 기판(W)은 에칭 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302)에서 처리된다. 이 경우, 상단의 처리부(에칭 처리실(21), 도포 처리실(22) 및 상단 열처리부(301)) 및 하단의 처리부(에칭 처리실(23), 도포 처리실(24) 및 하단 열처리부(302))에서 병행하여 기판(W)의 처리를 행할 수 있다.
(7) 효과
본 실시형태에 따른 에칭 장치(500)에서는, 기판(W) 상의 DSA막(L3)에 저휘발액이 공급된 후, DSA막(L3) 상에 저휘발액이 잔류하는 상태로 DSA막(L3)에 유기용제가 공급된다. 그 때문에, DSA막(L3) 상에서 유기용제가 저휘발액과 혼합된다. 저휘발액은 유기용제보다 낮은 휘발성을 가지므로, 저휘발액에 의해 유기용제의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 DSA막(L3) 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 DSA막(L3)에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
또 DSA막(L3)이 저휘발액에 의해 습윤된 상태로 유기용제가 공급되므로, 유기용제가 DSA막(L3) 상에서 확산되기 쉽다. 그에 따라, 단시간에 DSA막(L3) 전체에 유기용제를 공급할 수 있다. 따라서, DSA막(L3)에서의 에칭 처리의 균일성을 높일 수 있다. 또한 유기용제가 저휘발액에 의해 희석되므로, 유기용제의 농도를 DSA막(L3)의 에칭 처리에 적합한 농도로 조정할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 스핀 척(510)에 의해 기판(W)이 회전되면서 DSA막(L3)에 유기용제가 공급된다. 이에 따라, 원심력에 의해 DSA막(L3) 상에서 유기용제를 용이하게 확산시킬 수 있음과 더불어, 유기용제와 저휘발액을 효율적으로 혼합할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 저휘발액 및 린스액의 어느 쪽에나 순수가 이용된다. 이에 따라, 장치의 복잡화 및 비용의 증대를 억제하면서, 에칭 처리의 균일화를 도모할 수 있다.
(8) 에칭 장치의 다른 동작예
도 10은 도 1의 에칭 장치(500)의 다른 동작예에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 10의 예에 대해 도 4 및 도 5의 예와 다른 점을 설명한다. 도 4 및 도 5의 예에서는, 기판(W) 상에 저휘발액(Q1)이 공급된 후에 유기용제(Q2)가 공급된다. 한편 도 10의 예에서는, 순수 노즐(531)로부터 기판(W) 상에 저휘발액(Q1)이 공급되면서, 유기용제 노즐(521)로부터 기판(W) 상에 유기용제(Q2)가 공급된다. 또한 저휘발액(Q1)의 공급 기간과 유기용제(Q2)의 공급 기간이 완전히 일치하고 있지 않아도 된다. 즉, 저휘발액(Q1)의 공급의 개시 시점과 유기용제(Q2)의 공급의 개시 시점이 서로 어긋나 있어도 되고, 혹은 저휘발액(Q1)의 공급의 종료 시점과 유기용제(Q2)의 공급의 종료 시점이 서로 어긋나 있어도 된다. 또 순수 노즐(531) 및 유기용제 노즐(521) 중 적어도 한쪽이 기판(W)의 위쪽에서 이동하면서 기판(W) 상에 저휘발액 또는 유기용제를 토출해도 된다.
본 예에서도, DSA막(L3) 상에서 저휘발액(Q1)과 유기용제(Q2)가 혼합됨으로써, 유기용제(Q2)의 휘발이 억제된다. 그에 따라, 유기용제의 사용량을 억제하면서 DSA막(L3) 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 DSA막(L3)에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다.
또 유기용제(Q2)가 DSA막(L3) 상에서 확산되기 쉬워져, 단시간에 DSA막(L3) 전체에 유기용제(Q2)를 공급할 수 있다. 따라서, DSA막(L3)에서의 에칭 처리의 균일성을 높일 수 있다. 또 저휘발액(Q1) 및 유기용제(Q2)의 공급량을 각각 조정함으로써, 유기용제(Q2)를 DSA막(L3)의 에칭 처리에 적합한 농도로 희석할 수 있다.
(9) 에칭 장치의 다른 구성예
도 11은 에칭 장치(500)의 다른 구성예를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 11의 에칭 장치(500)에 대해 도 1의 에칭 장치(500)와 다른 점을 설명한다. 도 11의 에칭 장치(500)는 혼합부(550)를 더 포함한다. 유기용제 노즐(521)은 공급관(521a)을 통해 혼합부(550)에 접속된다. 혼합부(550)는 공급관(521b)을 통해 유기용제 공급원(G1)에 접속되고, 또한 공급관(521c)을 통해 순수 공급원(G2)에 접속된다. 공급관(521b)에는 밸브 V4가 끼워져 삽입되고, 공급관(521c)에는 밸브 V5가 끼워져 삽입된다.
밸브 V4가 열림으로써, 유기용제 공급원(G1)으로부터 공급관(521b)을 통해 혼합부(550)에 유기용제가 공급된다. 밸브 V5가 열림으로써, 순수 공급원(G2)으로부터 공급관(521c)를 통해 혼합부(550)에 저휘발액으로서의 순수가 공급된다.
혼합부(550)는 유기용제 공급원(G1)으로부터 공급되는 유기용제에 순수 공급원(G2)으로부터 공급되는 저휘발액을 혼합한다. 이 경우, 유기용제가 DSA막(L3)(도 3)의 에칭 처리에 적합한 농도 범위로 희석되도록, 유기용제와 저휘발액의 혼합 비율이 조정되는 것이 바람직하다.
밸브 V1이 열림으로써, 혼합부(550)로부터 저휘발액이 혼합된 유기용제(이하, 혼합 유기용제라고 부른다)가 공급관(521a)을 통해 유기용제 노즐(521)에 공급된다. 이에 따라, 유기용제 노즐(521)로부터 혼합 유기용제가 토출된다.
에칭 처리 시에는, 기판(W) 상에 저휘발액 및 유기용제가 순서대로 공급되는 대신에, 기판(W) 상에 혼합 유기용제가 공급된다. 이 경우도, 유기용제의 휘발이 억제되므로, 유기용제의 사용량을 억제하면서 DSA막(L3) 전체에 유기용제를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서 DSA막(L3)에서의 에칭 처리의 편차를 억제할 수 있다. 또 혼합 유기용제의 농도를 DSA막(L3)의 에칭 처리에 적합한 농도로 조정할 수 있다.
(10) 다른 실시형태
상기 실시형태에서는, 공통의 순수 공급부(530)에 의해 저휘발액 및 린스액으로서 순수가 공급되지만, 저휘발액을 공급하는 저휘발액 공급부와 린스액을 공급하는 린스액 공급부가 별개로 설치되어도 된다. 또 저휘발액 및 린스액으로서 다른 액체가 이용되어도 된다.
상기 실시형태에서는, 기판 처리 장치(100)가 도포 장치(139), 노광 장치(250) 및 열처리 장치(300)을 구비하지만, 도포 장치(139), 노광 장치(250) 및 열처리 장치(300) 중 적어도 1개가 기판 처리 장치(100)의 외부 장치로서 설치되어도 된다.
(11) 청구항의 각 구성 요소와 실시형태의 각 요소의 대응
이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시형태의 각 요소의 대응예에 대해 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 에칭 장치(500)가 에칭 장치의 예이고, DSA막(L3)이 처리막의 예이고, 순수 공급부(530)가 저휘발액 공급부 및 린스액 공급부의 예이고, 유기용제 공급부(520)가 유기용제 공급부의 예이고, 혼합부(550)가 혼합부의 예이며, 스핀 척(510)이 회전 유지부의 예이고, 기판 처리 장치(100)가 기판 처리 장치의 예이고, 도포 장치(139)가 도포 장치의 예이고, 열처리 장치(300)가 열처리 장치의 예이며, 노광 장치(250)가 노광 장치의 예이다.
청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 여러 가지의 요소를 이용할 수도 있다.
［산업상의 이용 가능성］
본 발명은 다양한 기판의 처리에 이용 가능하다.

Claims (13)

  1. 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 장치로서,
    상기 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액으로서 순수만을 상기 처리막에 공급하는 저휘발액 공급부와,
    상기 저휘발액 공급부에 의해 상기 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 저휘발액이 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 상기 처리막에 상기 유기용제를 공급하는 유기용제 공급부와,
    상기 유기용제 공급부에 의한 유기용제의 공급 후, 유기용제가 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 상기 처리막에 린스액으로서 상기 저휘발액을 공급하는 린스액 공급부를 구비하는, 에칭 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리막 상에서 상기 유기용제 공급부에 의해 공급된 유기용제가 상기 저휘발액 공급부에 의해 공급된 저휘발액에 의해 미리 정해진 농도 범위로 희석되도록, 상기 저휘발액 공급부에 의한 저휘발액의 공급량 및 상기 유기용제 공급부에 의한 유기용제의 공급량이 각각 조정되는, 에칭 장치.
  3. 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 장치로서,
    상기 유기용제를 상기 처리막에 공급하는 유기용제 공급부와,
    상기 유기용제 공급부에 의해 상기 처리막에 유기용제가 공급되는 기간에, 당해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 상기 처리막에 공급하는 저휘발액 공급부와,
    상기 유기용제 공급부에 의한 유기용제의 공급 후, 유기용제가 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 상기 처리막에 린스액으로서 상기 저휘발액을 공급하는 린스액 공급부를 구비하는, 에칭 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기용제는 이소프로필알코올, 메틸알코올, 에틸알코올, 아세톤 또는 아세트산을 포함하는, 에칭 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 저휘발액은 순수를 포함하는, 에칭 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기용제 공급부에 의해 상기 처리막에 유기용제가 공급되는 기간에, 상기 처리막이 형성된 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부를 더 구비하는, 에칭 장치.
  7. 기판에 유도 자기 조직화 재료를 도포함으로써 상기 기판 상에 처리막을 형성하는 도포 장치와,
    상기 도포 장치에 의해 기판 상에 형성된 처리막에 열처리를 행하는 열처리 장치와,
    상기 열처리 장치에 의한 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하는 노광 장치와,
    상기 노광 장치에 의한 노광 처리 후의 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 장치를 구비하고,
    상기 에칭 장치는,
    상기 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액으로서 순수만을 상기 처리막에 공급하는 저휘발액 공급부와,
    상기 저휘발액 공급부에 의해 상기 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 저휘발액이 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 상기 처리막에 상기 유기용제를 공급하는 유기용제 공급부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 방법으로서,
    저휘발액 공급부에 의해 상기 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액으로서 순수만을 상기 처리막에 공급하는 공정과,
    상기 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 저휘발액이 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 유기용제 공급부에 의해 상기 처리막에 상기 유기용제를 공급하는 공정과,
    상기 유기용제의 공급 후, 유기용제가 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 린스액 공급부에 의해 상기 처리막에 린스액으로서 순수를 공급하는 공정을 포함하는, 에칭 방법.
  9. 기판 상에 형성된 유도 자기 조직화 재료로 이루어지는 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 에칭 방법으로서,
    유기용제 공급부에 의해 상기 유기용제를 상기 처리막에 공급하는 공정과,
    상기 처리막에 유기용제가 공급되는 기간에, 당해 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액을 저휘발액 공급부에 의해 상기 처리막에 공급하는 공정과,
    상기 유기용제의 공급 후, 유기용제가 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 린스액 공급부에 의해 상기 처리막에 린스액으로서 순수를 공급하는 공정을 포함하는, 에칭 방법.
  10. 도포 장치에서, 기판에 유도 자기 조직화 재료를 도포함으로써 상기 기판 상에 처리막을 형성하는 공정과,
    열처리 장치에서, 기판 상에 형성된 처리막에 열처리를 행하는 공정과,
    노광 장치에서, 열처리 후의 처리막에 노광 처리를 행하는 공정과,
    에칭 장치에서, 노광 처리 후의 처리막에 유기용제에 의한 에칭 처리를 행하는 공정을 포함하며,
    상기 에칭 처리를 행하는 공정은,
    저휘발액 공급부에 의해 상기 유기용제보다 낮은 휘발성을 갖는 저휘발액으로서 순수만을 상기 처리막에 공급하는 공정과,
    상기 처리막에 저휘발액이 공급된 후, 저휘발액이 상기 처리막 상에 잔류하는 상태로 유기용제 공급부에 의해 상기 처리막에 상기 유기용제를 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
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