KR102063405B1 - 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 세정 방법은, 기판의 상면에 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정을 포함한다. 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분은, 변질 온도 이상으로 가열되기 전에는, 상기 박리액에 대해 불용성이고, 또한 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해 가용성이 되는 성질을 갖는다. 상기 성막 공정이, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 용질 성분을 변질시키지 않고, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 가열 공정을 포함한다. 상기 기판 세정 방법은, 상기 제거 공정 후의 상기 기판의 상면에, 상기 변질 온도 이상으로 가열되기 전의 상기 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 더 포함한다.

Description

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치{SUBSTRATE CLEANING METHOD AND SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}
본 발명은, 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판의 예에는, 반도체 웨이퍼, 액정 표시장치용 기판, 유기 EL(Electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 기판에 부착된 각종 오염물, 전공정에서 사용한 처리액이나 레지스트 등의 잔사, 혹은 각종 파티클 등(이하 「파티클」이라고 총칭하는 경우가 있다.)을 제거하기 위해, 세정 공정이 실시된다.
세정 공정에서는, 탈이온수(DIW) 등의 세정액을 기판에 공급함으로써, 파티클을 물리적으로 제거하거나, 파티클과 화학적으로 반응하는 약액을 기판에 공급함으로써, 당해 파티클을 화학적으로 제거하거나 하는 것이 일반적이다.
그러나, 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화 및 복잡화가 진행되고 있다. 그 때문에, 파티클을 물리적, 혹은 화학적으로 제거하는 것이 용이하지 않게 되고 있다.
그래서, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하여, 당해 처리액을 고화 또는 경화시킨 막(이하 「파티클 유지층」이라고 한다.)을 형성한 후, 당해 파티클 유지층을 용해하여 제거하는 수법이 제안되어 있다(일본 특허공개 2014-197717호 공보 및 미국 특허출원공개 제2015/128994호 명세서).
이 수법에서는, 처리액이 고화 또는 경화하여 파티클 유지층이 형성될 때에, 파티클이 기판으로부터 떼내어진다. 그리고, 떼내어진 파티클이 파티클 유지층 중에 유지된다.
다음으로, 기판의 상면에 용해 처리액이 공급된다. 이에 따라, 파티클 유지층이 기판 상에서 용해되어 제거되므로, 파티클이, 파티클 유지층과 함께 기판의 상면으로부터 제거된다(일본 특허공개 2014-197717호 공보 참조).
혹은, 기판의 상면에 박리 처리액이 공급되는 경우도 있다. 이에 따라, 파티클 유지층이 기판의 상면으로부터 박리된다. 다음으로 용해 처리액이 공급됨으로써, 파티클 유지층이 기판 상에서 용해된다(미국 특허출원공개 제2015/128994호 명세서 참조).
그러나, 일본 특허공개 2014-197717호 공보 및 미국 특허출원공개 제2015/128994호 명세서의 방법에서는, 모두, 파티클 유지층을 기판 상에서 용해시키므로, 용해되고 있는 파티클 유지층으로부터 파티클이 탈락하여, 기판에 재부착될 우려가 있다. 그 때문에, 파티클 제거율이 기대할 만큼 높아지지 않는다.
그래서, 본원의 발명자는, 박리된 파티클 유지층을 용해시키지 않고, 기판의 상면으로부터 제거하는 것을 검토하고 있다. 구체적으로는, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리한 후, 예를 들면, 당해 기판의 상면에 린스액이 공급됨으로써, 당해 기판의 상면이 세정된다.
그러나, 이 경우에는, 파티클 유지층에 기인하는 미소한 잔사가, 기판의 상면으로부터 박리되지 않고 당해 기판의 상면에 남거나, 박리된 잔사가 기판의 상면에 재부착되거나 하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 기판의 상면으로부터 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있음과 더불어, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있는 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판의 상면에 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 잔사 제거 공정을 포함하는, 제1 기판 세정 방법을 제공한다.
이 방법에서는, 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분은, 변질 온도 이상으로 가열되기 전에는, 상기 박리액에 대해 난용성 내지 불용성이며, 또한 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해 가용성이 되는 성질을 갖는다. 상기 성막 공정은, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 용질 성분을 변질시키지 않고, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 가열 공정을 포함한다. 상기 잔사 제거 공정은, 상기 제거 공정 후의 상기 기판의 상면에, 상기 변질 온도 이상으로 가열되기 전의 상기 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거한다.
이 방법에 의하면, 가열 공정을 포함하는 성막 공정에서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 박리액에 대해 난용성 내지 불용성이지만, 당해 박리액에 의해 박리가 가능한 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다.
처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클이 기판으로부터 떼내어진다. 떼내어진 파티클은 파티클 유지층 중에 유지된다. 그 때문에, 제거 공정에서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 당해 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 박리액에 의해 용해시키지 않고, 파티클 유지층 중에 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또, 그 후의 잔사 제거 공정에서, 파티클 유지층을 제거한 후의 기판의 상면에, 당해 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는 잔사 제거액이 공급된다. 그에 따라, 파티클 유지층의 잔사를 용해하여, 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.
따라서, 이 방법에 의하면, 파티클 유지층을, 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 가열 공정에서, 상기 기판의 하면인 이면에, 비점이 상기 변질 온도 미만인 열매체를 공급함으로써, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열한다.
이 방법에 의하면, 기판의 이면에 열매체를 공급하는 간이한 가열 수단에 의해, 성막 공정 중 가열 공정을 실행할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 챔버 내에 전열 히터 등을 설치하거나, 전열 히터 등을 설치한 별도 챔버에 기판을 반송하여 가열 공정을 실시하거나 할 필요가 없다. 즉, 기판 세정 방법의 공정을 간략화할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 가열 공정에서 가열된 상기 기판 상의 상기 처리액의 온도가, 상기 용매의 비점 미만이다.
이 방법에 의하면, 성막 공정 중 가열 공정에서의 가열 후의 파티클 유지층 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 제거 공정에서, 파티클 유지층 중에 잔류한 용매와, 공급된 박리액의 상호 작용에 의해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층 중에 박리액을 침투시켜, 기판과의 계면까지 도달시킴으로써, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 뜨게 하여 박리시킬 수 있다.
이 효과를 보다 한층 향상시키기 위해, 상기 박리액은, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 잔사 제거 공정을 포함하는, 제2 기판 세정 방법을 제공한다. 그리고, 상기 성막 공정은, 상기 기판의 하면인 이면에 열매체를 공급하여, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 열매체의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 가열 공정을 포함한다. 그리고, 상기 잔사 제거 공정은, 상기 제거 공정 후의 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거한다.
이 방법에 의하면, 가열 공정을 포함하는 성막 공정에서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 박리액에 의해 박리가 가능한 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다.
처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클은 기판으로부터 떼내어진다. 떼내어진 파티클은 파티클 유지층 중에 유지된다. 그 때문에, 제거 공정에서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 당해 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 당해 파티클 유지층 중에 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또, 그 후의 잔사 제거 공정에서, 파티클 유지층을 제거한 후의 기판의 상면에, 당해 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는 잔사 제거액이 공급된다. 그에 따라, 파티클 유지층의 잔사를 용해하여, 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.
따라서, 이 방법에 의하면, 파티클 유지층을, 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 이 방법에 의하면, 기판의 이면에 열매체를 공급하는 간이한 가열 수단에 의해, 성막 공정 중 가열 공정을 실행할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 챔버 내에 전열 히터 등을 설치하거나, 전열 히터 등을 설치한 별도 챔버에 기판을 반송하여 가열 공정을 실시하거나 할 필요가 없다. 즉, 기판 세정 방법의 공정을 간략화할 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 가열 공정에서 가열된 상기 기판 상의 상기 처리액의 온도가, 상기 용매의 비점 미만이다.
이 방법에 의하면, 성막 공정 중 가열 공정에서의 가열 후의 파티클 유지층 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 제거 공정에서, 파티클 유지층 중에 잔류한 용매와, 공급된 박리액의 상호 작용에 의해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층 중에 박리액을 침투시켜, 파티클 유지층과 기판의 계면까지 박리액을 도달시킴으로써, 파티클 유지층이 기판의 상면으로부터 떠서 박리된다.
이 효과를 보다 한층 향상시키기 위해, 상기 박리액은, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 잔사 제거 공정을 포함하는, 제3 기판 세정 방법을 제공한다. 그리고 상기 성막 공정은, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 가열 공정을 포함한다. 그리고 상기 잔사 제거 공정은, 상기 제거 공정 후의 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거한다.
이 방법에 의하면, 가열 공정을 포함하는 성막 공정에서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 박리액에 의해 박리가 가능한 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다.
처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클은 기판으로부터 떼내어진다. 떼내어진 파티클은 파티클 유지층 중에 유지된다. 그 때문에, 제거 공정에서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 당해 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 당해 파티클 유지층 중에 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또 그 후의 잔사 제거 공정에서, 파티클 유지층을 제거한 후의 기판의 상면에, 당해 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는 잔사 제거액이 공급된다. 그에 따라, 파티클 유지층의 잔사를 용해하여, 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.
따라서, 이 방법에 의하면, 파티클 유지층을, 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 이 방법에 의하면, 성막 공정 중 가열 공정에서의 가열 후의 파티클 유지층 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 제거 공정에서, 파티클 유지층 중에 잔류한 용매와, 공급된 박리액의 상호 작용에 의해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층 중에 박리액을 침투시켜, 기판과의 계면까지 도달시킴으로써, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 뜨게 하여 박리시킬 수 있다.
이 효과를 보다 한층 향상시키기 위해, 상기 박리액은, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 또, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 가열하여, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 가열 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 가열 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 및 상기 잔사 제거액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 제1 기판 세정 장치를 제공한다. 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분은, 변질 온도 이상으로 가열되기 전에는, 상기 박리액에 대해 난용성 내지 불용성이며, 또한 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해 가용성이 되는 성질을 갖는다. 상기 잔사 제거액은, 상기 변질 온도 이상으로 가열되기 전의 상기 용질 성분에 대한 용해성을 갖고 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴과 더불어, 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 용질 성분을 변질시키지 않고, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 가열 공정을 포함하는 성막 공정에서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 기판의 상면에, 박리액에 대해 난용성 내지 불용성이지만, 당해 박리액에 의해 박리가 가능한 파티클 유지층이 형성된다.
처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클은 기판으로부터 떼내어진다. 떼내어진 파티클은 파티클 유지층 중에 유지된다. 그 때문에, 제거 공정에서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 당해 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 박리액에 의해 용해시키지 않고, 파티클 유지층 중에 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또 그 후의 잔사 제거 공정에서, 파티클 유지층을 제거한 후의 기판의 상면에, 당해 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는 잔사 제거액이 공급된다. 그에 따라, 파티클 유지층의 잔사를 용해하여, 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.
따라서, 이 구성에 의하면, 파티클 유지층을, 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서는, 상기 가열 유닛은, 상기 기판의 하면에, 비점이 상기 변질 온도 미만인 열매체를 공급하는 열매체 공급 유닛을 포함한다.
이 구성에 의하면, 기판의 하면에 열매체를 공급하는 간이한 가열 수단(열매체 공급 유닛)에 의해, 성막 공정 중 가열 공정을 실행할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 챔버 내에 전열 히터 등을 설치하거나, 전열 히터 등을 설치한 별도 챔버에 기판을 반송하여 가열 공정을 실시하거나 할 필요가 없다. 즉, 기판 세정 장치의 구성을 간략화할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판의 하면에 열매체를 공급하는 열매체 공급 유닛을 포함하고, 상기 열매체 공급 유닛으로부터 공급되는 열매체에 의해 상기 기판을 가열하여, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 가열 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 가열 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 및 상기 잔사 제거액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 제2 기판 세정 장치를 제공한다. 상기 잔사 제거액은, 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖고 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴과 더불어, 상기 처리액을, 상기 열매체의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 가열 공정을 포함하는 성막 공정에서, 처리액이 고화 또는 경화되고, 박리액에 의해 박리가 가능한 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다.
처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클은 기판으로부터 떼내어진다. 떼내어진 파티클은 파티클 유지층 중에 유지된다. 그 때문에, 제거 공정에서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 당해 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 당해 파티클 유지층 중에 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또 그 후의 잔사 제거 공정에서, 파티클 유지층을 제거한 후의 기판의 상면에, 당해 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는 잔사 제거액이 공급된다. 그에 따라, 파티클 유지층의 잔사를 용해하여, 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.
따라서, 이 구성에 의하면, 파티클 유지층을, 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 이 구성에 의하면, 기판의 하면에 열매체를 공급하는 간이한 가열 수단(열매체 공급 유닛)에 의해, 성막 공정 중 가열 공정을 실행할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 챔버 내에 전열 히터 등을 설치하거나, 전열 히터 등을 설치한 별도 챔버에 기판을 반송하여 가열 공정을 실시하거나 할 필요가 없다. 즉, 기판 세정 장치의 구성을 간략화할 수도 있다.
본 발명은 또한, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 가열하여, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 가열 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 가열 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 및 상기 잔사 제거액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 제3 기판 세정 장치를 제공한다. 상기 잔사 제거액은, 상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖고 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴과 더불어, 상기 처리액을, 상기 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 가열 공정을 포함하는 성막 공정에서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 박리액에 의해 박리가 가능한 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다.
처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클은 기판으로부터 떼내어진다. 떼내어진 파티클은 파티클 유지층 중에 유지된다. 그 때문에, 제거 공정에서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 당해 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 당해 파티클 유지층 중에 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또 그 후의 잔사 제거 공정에서, 파티클 유지층을 제거한 후의 기판의 상면에, 당해 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는 잔사 제거액이 공급된다. 그에 따라, 파티클 유지층의 잔사를 용해하여, 기판의 상면으로부터 제거할 수 있다.
따라서, 이 구성에 의하면, 파티클 유지층을, 유지한 파티클마다, 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 파티클 유지층의 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 이 구성에 의하면, 성막 공정 중 가열 공정에서의 가열 후의 파티클 유지층 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 제거 공정에서, 파티클 유지층 중에 잔류한 용매와, 공급된 박리액의 상호 작용에 의해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층 중에 박리액을 침투시켜, 기판과의 계면까지 도달시킴으로써, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 뜨게 하여 박리시킬 수 있다.
본 발명에서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 세정 장치의 레이아웃을 나타내는 도해적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 세정 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3은, 상기 기판 세정 장치의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는, 상기 처리 유닛에 의한 기판 세정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a~도 5h는, 상기 기판 세정의 상태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는, 상기 기판 세정에서의 파티클 유지층의 상태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7은, 잔사의 개수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 파티클 제거율(PRE : Particle Removal Efficiency)를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 10은, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11a~도 11h는, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛에 의한 기판 세정의 상태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛에 의한 기판 세정의 다른 예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
＜제1 실시형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 세정 장치(1)의 레이아웃을 나타내는 도해적인 평면도이다. 기판 세정 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 1장씩 세정하는 매엽식의 장치이다. 본 실시형태에서는, 기판(W)은 원판형의 기판이다.
기판 세정 장치(1)는, 기판(W)을 세정하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)으로 세정되는 복수장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 재치(載置)되는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 세정 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다.
반송 로봇(IR)은, 캐리어(C)와 반송 로봇(CR)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들면, 동일한 구성을 갖고 있다.
도 2는, 기판 세정 장치(1)에 구비되는 처리 유닛(2)의 개략 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다.
처리 유닛(2)은, 1장의 기판(W)을 수평인 자세로 유지하고, 기판(W)의 중심을 통과하는 연직인 회전축선(A1) 둘레로 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(4)과, 당해 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 노즐(5)과, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면에, 박리액을 공급하는 박리액 공급 노즐(6)을 포함한다. 처리액 공급 노즐(5)은, 처리액 공급 유닛의 일례이다. 박리액 공급 노즐(6)은, 박리액 공급 유닛의 일례이다.
스핀 척(4)은, 척 핀(8)과, 스핀 베이스(9)와, 회전축(10)과, 기판(W)을 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 스핀 모터(11)를 포함한다.
회전축(10)은, 회전축선(A1)을 따라 연직방향으로 연장되어 있으며, 본 실시형태에서는 중공축이다. 회전축(10)의 상단은, 스핀 베이스(9)의 하면의 중앙에 결합되어 있다. 스핀 베이스(9)는, 수평방향을 따르는 원반형상을 갖고 있다. 스핀 베이스(9)의 상면의 주연부에는, 기판(W)을 파지하기 위한 복수의 척 핀(8)이, 둘레방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 스핀 모터(11)는, 예를 들면, 회전축(10)에 회전력을 부여함으로써, 기판(W), 척 핀(8), 스핀 베이스(9) 및 회전축(10)을 회전축선(A1) 둘레로 일체 회전시키는 전동 모터를 포함한다.
처리액 공급 노즐(5)은, 제1 노즐 이동기구(12)에 의해, 예를 들면, 수평방향(회전축선(A1)에 수직인 방향)으로 이동된다. 처리액 공급 노즐(5)은, 수평방향으로의 이동에 의해, 중앙 위치와 퇴피 위치의 사이에서 이동시킬 수 있다. 처리액 공급 노즐(5)은, 중앙 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 대향한다. 처리액 공급 노즐(5)은, 퇴피 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에 대향하지 않는다. 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치란, 기판(W)의 상면에서의 회전축선(A1)과의 교차 위치이다. 기판(W)의 상면에 대향하지 않는 퇴피 위치란, 평면에서 볼 때 스핀 베이스(9)의 바깥쪽의 위치이다. 처리액 공급 노즐(5)에는, 처리액 공급관(13)이 접속되어 있다. 처리액 공급관(13)에는, 그 유로를 개폐하는 밸브(14)가 끼워져 있다.
박리액 공급 노즐(6)은, 제2 노즐 이동기구(15)에 의해, 예를 들면, 수평방향(회전축선(A1)에 수직인 방향)으로 이동된다. 박리액 공급 노즐(6)은, 수평방향으로의 이동에 의해, 중앙 위치와 퇴피 위치의 사이에서 이동시킬 수 있다. 박리액 공급 노즐(6)은, 중앙 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 대향한다. 박리액 공급 노즐(6)은, 퇴피 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에 대향하지 않는다. 박리액 공급 노즐(6)에는, 제1 박리액으로서의 DIW의 공급관(16)이 접속되어 있다. 공급관(16)에는, 그 유로를 개폐하는 밸브(17, 18)가 끼워져 있다.
또 박리액 공급 노즐(6)에는, 추가로, 제2 박리액으로서의 SC1액, 즉, 암모니아 및 과산화수소의 수용액의 공급관(19)이 접속되어 있다. 공급관(19)은, 공급관(16)의, 밸브(17)보다 하류측이며, 또한 밸브(18)보다 상류측에 접속되어 있다. 공급관(19)에는, 그 유로를 개폐하는 밸브(20)가 끼워져 있다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면 및 하면으로부터 기판(W) 바깥으로 배제되는 액체를 받는 처리 컵(40)과, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)에 상방으로부터 대향하는 대향부재(50)를 포함한다.
처리 컵(40)은, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산되는 액체를 받아내는 복수의 가드(41)와, 복수의 가드(41)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아내는 복수의 컵(42)과, 복수의 가드(41)와 복수의 컵(42)을 둘러싸는 원통형의 외벽부재(43)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 2개의 가드(41)(제1 가드(41A) 및 제2 가드(41B))와, 2개의 컵(42)(제1 컵(42A) 및 제2 컵(42B))이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.
제1 컵(42A) 및 제2 컵(42B)의 각각은, 상향으로 개방된 홈형의 형태를 갖고 있다. 제1 가드(41A)는, 스핀 베이스(9)를 둘러싼다. 제2 가드(41B)는, 제1 가드(41A)보다 경방향 바깥쪽에서 스핀 베이스(9)를 둘러싼다. 제1 컵(42A)은, 제1 가드(41A)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다. 제2 컵(42B)은, 제1 가드(41A)와 일체로 형성되어 있으며, 제2 가드(41B)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다.
처리 유닛(2)은, 제1 가드(41A) 및 제2 가드(41B)를 각각 각기 따로 승강시키는 가드 승강기구(44)를 포함한다. 가드 승강기구(44)는, 제1 가드(41A)를 하측 위치와 상측 위치의 사이에서 승강시킨다. 가드 승강기구(44)는, 제2 가드(41B)를 하측 위치와 상측 위치의 사이에서 승강시킨다. 제1 가드(41A)는, 상측 위치와 하측 위치 사이의 가동 범위의 전역에서, 기판(W)의 측방에 위치한다. 제2 가드(41B)는, 상측 위치와 하측 위치 사이의 가동 범위의 전역에서, 기판(W)의 측방에 위치한다. 가동 범위에는, 상측 위치 및 하측 위치가 포함된다.
제1 가드(41A) 및 제2 가드(41B)가 모두 상측 위치에 위치할 때, 기판(W)으로부터 비산되는 액체는, 제1 가드(41A)에 의해 받아진다. 제1 가드(41A)가 하측 위치에 위치하고, 제2 가드(41B)가 상측 위치에 위치할 때, 기판(W)으로부터 비산되는 액체는, 제2 가드(41B)에 의해 받아진다.
가드 승강기구(44)는, 예를 들면, 제1 가드(41A)에 부착된 제1 볼나사 기구(도시 생략)와, 제1 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 제1 모터(도시 생략)와, 제2 가드(41B)에 부착된 제2 볼나사 기구(도시 생략)와, 제2 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 제2 모터(도시 생략)를 포함한다.
대향부재(50)는, 기판(W)과 거의 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판형으로 형성되며, 스핀 척(4)의 상방에서 거의 수평으로 배치되어 있다. 대향부재(50)는, 기판(W)의 상면에 대향하는 대향면(50a)을 갖는다.
대향부재(50)에서 대향면(50a)과는 반대측의 면에는, 중공축(51)이 고정되어 있다. 대향부재(50)에서 평면에서 볼 때 회전축선(A1)과 겹치는 위치를 포함하는 부분에는, 대향부재(50)를 상하로 관통하여, 중공축(51)의 내부 공간과 연통하는 연통구멍이 형성되어 있다.
대향부재(50)는, 대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간 내의 분위기를 당해 공간의 외부의 분위기로부터 차단한다. 그 때문에, 대향부재(50)는, 차단판이라고도 불린다.
처리 유닛(2)은, 대향부재(50)의 승강을 구동하는 대향부재 승강기구(52)를 더 포함한다. 대향부재 승강기구(52)는, 하측 위치(후술하는 도 5h에 나타내는 위치)로부터 상측 위치(후술하는 도 5a에 나타내는 위치)까지의 임의의 위치(높이)에 대향부재(50)를 위치시킬 수 있다. 하측 위치란, 대향부재(50)의 가동 범위에서, 대향부재(50)의 대향면(50a)이 기판(W)에 가장 근접하는 위치이다. 상측 위치란, 대향부재(50)의 가동 범위에서 대향부재(50)의 대향면(50a)이 기판(W)으로부터 가장 이격되는 위치(퇴피 위치)이다. 대향부재(50)가 상측 위치에 위치할 때, 처리액 공급 노즐(5) 및 박리액 공급 노즐(6)은, 대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이에 진입할 수 있다.
대향부재 승강기구(52)는, 예를 들면, 중공축(51)을 지지하는 지지부재(도시 생략)에 부착된 볼나사 기구(도시 생략)와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터(도시 생략)를 포함한다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면에, 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 노즐(7)과, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면과 대향부재(50)의 대향면(50a) 사이의 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 노즐(60)과, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면에, 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐(65)을 더 포함한다. 잔사 제거액 공급 노즐(7)은, 잔사 제거액 공급 유닛의 일례이다. 기체 공급 노즐(60)은, 기체 공급 유닛의 일례이다. 린스액 공급 노즐(65)은, 린스액 공급 유닛의 일례이다.
잔사 제거액 공급 노즐(7)에는, 잔사 제거액 공급관(22)이 접속되어 있다. 잔사 제거액 공급관(22)에는, 잔사 제거액 공급관(22) 내의 유로를 개폐하는 밸브(23)가 끼워져 있다. 기체 공급 노즐(60)에는, 기체 공급관(61)이 접속되어 있다. 기체 공급관(61)에는, 기체 공급관(61) 내의 유로를 개폐하는 밸브(62)가 끼워져 있다. 린스액 공급 노즐(65)에는, 린스액 공급관(66)이 접속되어 있다. 린스액 공급관(66)에는, 린스액 공급관(66) 내의 유로를 개폐하는 밸브(67)가 끼워져 있다.
잔사 제거액 공급 노즐(7), 기체 공급 노즐(60) 및 린스액 공급 노즐(65)은, 중공축(51)에 삽입 통과된 노즐 수용부재(53)에 공통으로 수용되어 있다. 잔사 제거액 공급 노즐(7), 기체 공급 노즐(60) 및 린스액 공급 노즐(65)의 토출구는, 노즐 수용부재(53)의 하단부로부터 노출되어 있다. 노즐 수용부재(53)의 하단부는, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향하고 있다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(4)에 유지된 기판(W)의 이면(하면)에, 당해 기판(W)을 가열하는 열매체를 공급하는 열매체 공급 노즐(24)을 더 포함한다. 열매체 공급 노즐(24)은, 척 핀(8) 및 스핀 베이스(9)에 유지된 기판(W)을, 당해 기판(W)의 이면측으로부터 가열하여, 기판(W)의 상면에 파티클 유지층을 형성하기 위한 가열 유닛의 일례이다.
열매체 공급 노즐(24)은, 기판(W)의 이면의 대략 전면에 열매체를 공급함으로써, 기판(W)의 상면의 처리액을 가열한다. 열매체 공급 노즐(24)은, 회전축(10)을 삽입 통과하고 있으며, 기판(W)의 이면의 중심에 면하는 토출구(24a)를 상단에 갖고 있다. 열매체의 일례는, 온(溫)순수이다.
열매체 공급 노즐(24)은, 본 실시형태에서는, 토출구(24a)로부터, 회전 상태의 기판(W)의 이면의 중심 위치를 향해 열매체를 공급한다. 공급된 열매체는, 원심력의 작용에 의해 기판(W)의 이면의 대략 전면으로 널리 퍼진다. 이에 따라, 기판(W) 및 기판(W)의 상면의 처리액이 가열된다. 기판(W)의 이면의 회전 중심 위치란, 기판(W)의 이면에서의 회전축선(A1)과의 교차 위치이다. 열매체 공급 노즐(24)에는, 열매체 공급관(25)이 접속되어 있다. 열매체 공급관(25)에는, 열매체 공급관(25) 내의 유로를 개폐하는 밸브(26)가 끼워져 있다.
도 3은, 기판 세정 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
기판 세정 장치(1)는 컨트롤러(3)를 포함한다. 컨트롤러(3)는, 마이크로컴퓨터를 구비하며, 소정의 제어 프로그램에 따라 기판 세정 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다. 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 프로세서(CPU)(3A)와, 제어 프로그램이 저장된 메모리(3B)를 포함하며, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히 컨트롤러(3)는, 스핀 모터(11), 제1 노즐 이동기구(12), 제2 노즐 이동기구(15), 대향부재 승강기구(52), 가드 승강기구(44), 밸브(14, 17, 18, 20, 23, 26, 62, 67)를 제어하도록 프로그램되어 있다.
도 4는, 처리 유닛(2)에 의한 기판 세정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5a~도 5h는, 기판 세정의 일례의 상태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 6a 및 도 6b는, 기판 세정의 일례에서의 파티클 유지층(29)의 상태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
처리 유닛(2)에 의한 기판 세정에서는, 우선, 처리액 공급 공정이 실행된다(단계 S1). 처리액 공급 공정에서는, 우선 컨트롤러(3)는, 스핀 모터(11)를 구동하여, 스핀 베이스(9)를 회전시켜, 기판(W)의 회전을 개시한다. 처리액 공급 공정에서는, 스핀 베이스(9)는, 기판 회전 속도인 소정의 처리액 공급 속도로 회전된다. 처리액 공급 속도는, 예를 들면, 10rpm~수10rpm이다. 그리고, 컨트롤러(3)는 대향부재 승강기구(52)를 제어하여, 대향부재(50)를 상측 위치에 배치한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 가드 승강기구(44)를 제어하여, 제1 가드(41A) 및 제2 가드(41B)를 상측 위치에 배치한다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 제1 노즐 이동기구(12)를 제어하여, 처리액 공급 노즐(5)을 기판(W)의 상방의 중앙 위치에 배치한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(14)를 연다. 이에 따라, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 처리액 공급 노즐(5)로부터 처리액(27)이 공급된다. 기판(W)의 상면에 공급된 처리액(27)은, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼진다.
일정 시간의 처리액 공급 후, 처리액을 고화 또는 경화시켜, 기판(W)의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정이 실행된다(단계 S2). 성막 공정에서는, 우선 컨트롤러(3)는 밸브(14)를 닫아, 처리액 공급 노즐(5)로부터의 처리액(27)의 공급을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 처리액 공급 노즐(5)을 퇴피 위치로 이동시킨다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를, 기판 회전 속도인 소정의 스핀오프 속도로 회전시킨다(스핀오프 공정, 단계 S2a). 스핀오프 속도는, 예를 들면, 300rpm~1500rpm이다. 이에 따라, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 우선, 기판(W)의 상면에 공급된 처리액(27)이, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출되고, 다음으로 휘발성의 용제의 휘발이 진행된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는, 대향부재 승강기구(52)를 제어하여 대향부재(50)를 상측 위치로부터 하측 위치를 향해 이동시킨다. 컨트롤러(3)는 밸브(62)를 연다. 이에 따라, 기체 공급 노즐(60)로부터 대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간에 질소(N2)가스 등의 기체가 공급된다. 그리고, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를, 기판 회전 속도인 소정의 가열 시 속도로 회전시킨다. 가열 시 속도는, 예를 들면, 100rpm~1500rpm이다. 대향부재(50)가 하측 위치에 도달한 후에, 컨트롤러(3)는 밸브(26)를 연다. 이에 따라, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 이면을 향해, 열매체 공급 노즐(24)로부터 열매체(28)가 공급된다.
공급된 열매체(28)는, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 이면의 대략 전면으로 널리 퍼진다. 이에 따라, 기판(W) 및 기판(W) 상면의 처리액(27)이 가열된다(가열 공정, 단계 S2b).
그리고, 휘발성의 용제의 휘발이 더욱 진행됨과 더불어, 처리액(27)이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 용질 성분으로 이루어지는 고체형의 막, 즉 파티클 유지층(29)이 형성된다. 또 도 6a에 나타내는 바와 같이, 파티클 유지층(29)이 형성될 때에, 기판(W)의 상면에 부착되어 있었던 파티클(30)이, 당해 기판(W)으로부터 떼어내어져, 파티클 유지층(29) 중에 유지된다.
여기서 「고화」란, 예를 들면, 용매의 휘발에 따라, 분자간이나 원자간에 작용하는 힘 등에 의해 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 「경화」란, 예를 들면, 중합이나 가교 등의 화학적인 변화에 의해, 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 따라서, 「고화 또는 경화」란, 여러 가지 요인에 의해 용질이 「굳어지는」 것을 나타내고 있다. 또한 처리액은, 파티클(30)을 유지할 수 있을 정도로 고화 또는 경화되면 되고, 용매는 완전히 휘발될 필요는 없다. 또, 파티클 유지층(29)을 형성하는 「용질 성분」이란, 처리액(27)에 포함되는 용질 그 자체여도 되고, 용질로부터 도출되는 것, 예를 들면, 화학적인 변화의 결과로서 얻어지는 것이어도 된다.
용질로서는, 임의의 용매에 대해 가용성이며, 또한 고화 또는 경화 시에, 기판(W)의 상면에 부착되어 있었던 파티클(30)을 당해 기판(W)으로부터 떼어내어 유지한 상태로, 파티클 유지층(29)을 형성할 수 있는, 여러 가지 수지를 이용할 수 있다.
예를 들면, 본 실시형태에서는, 용질로서, 소정의 변질 온도 이상으로 가열하기 전에는 물에 대해 난용성 내지 불용성이며, 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어 수용성이 되는 성질을 갖는 수지(이하, 「감열 수용성 수지」라고 기재하는 경우가 있다.)가 이용된다. 감열 수용성 수지를, 후술하는 수계의 박리액과 조합함으로써, 본 발명의 한 실시형태에 따른 세정 방법이 실시된다.
감열 수용성 수지의 구체예로서는, 예를 들면, 소정의 변질 온도 이상(예를 들면, 200℃ 이상)으로 가열함으로써 분해되며, 극성을 가진 관능기를 노출시켜, 수용성을 발현하는 수지 등을 이용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 성막 공정에서, 처리액을 감열 수용성 수지의 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 당해 감열 수용성 수지를 수용성으로 변질시키지 않고, 기판(W)의 상면에, 수계의 박리액에 대해 난용성 내지 불용성의 파티클 유지층(29)이 형성된다.
처리액을 감열 수용성 수지의 변질 온도 미만의 온도로 가열하기 위해서는, 열매체로서, 비점이 당해 변질 온도 미만인 열매체를 이용하면 된다. 예를 들면, 변질 온도가 180℃인 감열 수용성 수지의 경우, 열매체로서는, 예를 들면, DIW(비점 : 100℃) 등을 이용할 수 있다.
또한, 가열의 온도는 용매의 비점 미만의 온도인 것이 더욱 바람직하다. 처리액을 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 앞서 설명한 바와 같이, 파티클 유지층(29) 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그리고, 파티클 유지층(29) 중에 잔류한 용매와, 박리액의 상호 작용에 의해, 당해 파티클 유지층(29)을, 기판(W)의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다.
감열 수용성 수지는, 상술한 바와 같이, 변질 온도 이상으로 가열하면, 수용성으로 변질된다. 그 때문에, 예를 들면, 일본 특허공개 2014-197717호 공보에 기재된 종래법 및 미국 특허출원공개 제2015/128994호 명세서에 기재된 종래법에도 사용할 수 있다. 그러나, 실시형태에서는, 감열 수용성 수지를, 굳이 변질 온도 미만의 가열에 그치게 하여, 수계의 박리액에 대한 난용성 내지 불용성을 유지한 상태로 파티클 유지층(29)이 형성된다. 그 때문에, 파티클 유지층(29)으로부터 파티클(30)을 탈락시키지 않고, 덩어리상태를 유지한 파티클 유지층(29)을 기판(W)으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 높은 제거율로 파티클(30)을 제거할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 가열의 온도를, 종래법에 비해 저온의 변질 온도 미만으로 설정할 수 있다. 그 때문에, 세정 방법을 실시할 때의 소비 에너지를, 보다 줄일 수도 있다. 상세하게는, 파티클 유지층(29)의 가열 온도는, 100℃ 미만의 가열이면 되므로, 기판(W)을 가열하는 가열 수단으로서 DIW를 이용할 수 있다. 한편, 본 실시형태와는 달리, 파티클 유지층(29)을 100℃ 이상으로 가열하는 구성에서는, 가열 수단으로서, 고온에서도 기화하지 않는 액체(예를 들면, 비점이 100℃보다 높은 액체)를 이용하지 않으면 안 된다. 따라서, 가열의 온도를 변질 온도 미만으로 설정할 수 있음으로써, 안전하고 또한 간이한 구성으로 기판(W)을 가열하는 것을 실현할 수 있다.
용매로서는, 변질 전의 감열 수용성 수지에 대한 용해성을 가지며, 또한 휘발성을 갖는 용매를 이용할 수 있다. 여기서 「휘발성을 갖는다」란, 물과 비교하여 휘발성이 높은 것을 의미한다. 용매로서는, 예를 들면, PGEE를 이용할 수 있다.
이러한 열매체(28)에 의한 기판(W)의 가열(가열 공정)은, 전술한 바와 같이, 대향부재(50)의 대향면(50a)을 기판(W)의 상면에 근접시킨 상태(예를 들면 대향부재(50)를 하측 위치에 위치시킨 상태)로 행해진다.
기판(W)의 이면에 공급된 열매체(28)는, 기판(W)의 이면의 대략 전면으로 널리 퍼진 후, 원심력에 의해 기판(W) 바깥으로 비산된다. 기판(W) 바깥으로 비산된 열매체(28)는, 제1 가드(41A)에 의해 받아진다. 제1 가드(41A)에 의해 받아진 열매체(28)의 일부는, 제1 가드(41A)로부터 튀어오른다.
그래서 본 실시형태에서는, 대향부재(50)의 대향면(50a)을 기판(W)의 상면에 근접시킨 상태로 가열 공정을 실행한다. 대향부재(50)는, 기판(W)의 상면을, 제1 가드(41A)로부터 튀어오른 열매체(28)로부터 보호한다. 따라서, 파티클 유지층(29)의 표면으로의 열매체(28)의 부착을 억제할 수 있으므로, 제1 가드(41A)로부터의 열매체(28)의 튀어오름에 기인하는 파티클을 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 기체 공급 노즐(60)로부터 대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간에 기체가 공급된다. 대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간에 공급된 기체는, 기판(W) 상면의 중앙 영역으로부터 기판(W) 상면의 주연을 향해 이동하는 기류를 형성한다. 기판(W) 상면의 중앙 영역으로부터 기판(W) 상면의 주연을 향해 이동하는 기류를 형성함으로써, 제1 가드(41A)로부터 튀어오른 열매체(28)를 제1 가드(41A)를 향해 되돌릴 수 있다. 따라서, 파티클 유지층(29)의 표면으로의 열매체(28)의 부착을 한층 억제할 수 있다.
대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간에 공급되는 기체는, 질소가스에 한정되지 않는다. 대향부재(50)의 대향면(50a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간에 공급되는 기체는, 불활성 가스인 것이 바람직하고, 질소가스 이외의 불활성 가스여도 된다. 불활성 가스는, 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해 불활성인 가스를 말하며, 예를 들면 아르곤 등의 희가스류여도 된다.
일정 시간의 가열 후, 컨트롤러(3)는 밸브(26)를 닫아, 열매체 공급 노즐(24)로부터의 열매체의 공급을 정지시킨다. 그리고, 기판(W)의 상면으로부터, 파티클 유지층(29)을 박리하여 제거하는 제거 공정이 실행된다(단계 S3).
즉, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 제거 속도로 회전시킨다. 제거 속도는, 예를 들면, 500rpm~800rpm이다.
컨트롤러(3)는, 대향부재 승강기구(52)를 제어하여, 대향부재(50)를 상측 위치에 배치한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(62)를 닫는다. 이에 따라, 기체 공급 노즐(60)로부터의 기체의 공급이 정지된다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제2 노즐 이동기구(15)를 제어하여, 박리액 공급 노즐(6)을 기판(W)의 상방의 중앙 위치에 배치한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(20)를 닫은 상태를 유지하면서, 밸브(17, 18)를 연다. 이에 따라, 도 5d에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 박리액 공급 노즐(6)로부터 제1 박리액으로서의 DIW(31)가 공급된다(DIW 공급 공정, 단계 S3a). 기판(W)의 상면에 공급된 DIW(31)는, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 기판 회전 속도를 제거 속도로 유지하여 스핀 베이스(9)를 회전시키면서, 밸브(17)를 닫아, DIW의 공급을 정지한 후, 밸브(20)를 연다. 이에 따라, 도 5e에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 박리액 공급 노즐(6)로부터 제2 박리액의 일례로서의 SC1액(32)이 공급된다(SC1액 공급 공정, 단계 S3b). 기판(W)의 상면에 공급된 SC1액(32)은, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, DIW(31)를 치환하여, SC1액(32)이 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다.
DIW(31) 및 SC1액(32)(이하, 양자를 「박리액」이라고 총칭하는 경우가 있다.)은 모두, 용매로서의 PGEE와의 상용성을 갖는다. 또한, 감열 수용성 수지를 그 변질 온도 미만으로 가열하여 형성된 파티클 유지층(29)은, 전술한 바와 같이, 수계의 박리액인 DIW(31)나 SC1액(32)에 대해 난용성 내지 불용성이다. 그 때문에, 이들 박리액은, 파티클 유지층(29) 중에 잔류하는 PGEE와의 상호 작용에 의해, 당해 파티클 유지층(29)을 형성하는 용질 성분을 용해시키지 않고, 파티클 유지층(29) 중에 침투한다. 그리고, 박리액은 기판(W)과의 계면에 도달한다. 이에 따라, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 파티클(30)을 유지한 상태의 파티클 유지층(29)이, 기판(W)의 상면으로부터 떠서 박리된다.
기판(W)의 상면으로부터 박리된 파티클 유지층(29)은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력의 작용에 의해, 박리액과 함께, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다. 즉, 기판(W)의 상면으로부터, 박리된 파티클 유지층(29)이 제거된다.
DIW(31)는, SC1액(32)보다 박리액으로서의 효과는 낮다. 그러나, DIW(31)는, SC1액(32)에 앞서 공급되며, 파티클 유지층(29) 중에 침투함으로써, 당해 파티클 유지층(29) 중에 잔류하는 PGEE의 적어도 일부와 치환한다. 그리고 DIW(31)는, 다음 공정에서 공급되는 SC1액(32)의 파티클 유지층(29) 중으로의 침투를 보조하는 작용을 한다.
그 때문에, 박리액으로서는, SC1액(32)의 공급에 앞서 DIW(31)를 공급하는 것이 바람직하지만, DIW(31)의 공급 공정(단계 S3a)은 생략해도 된다. 즉, 박리액으로서는, SC1액만을 이용해도 된다.
제1 박리액은 DIW(31)에는 한정되지 않으며, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들면, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수 중 어느 것이어도 된다. 제2 박리액은 SC1액(32)에는 한정되지 않으며, 암모니아 수용액, 테트라메틸암모늄히드록시드 등의 4급 수산화암모늄의 수용액, 콜린 수용액 등의 알칼리 수용액을 이용할 수도 있다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 밸브(18) 및 밸브(20)를 닫아, SC1액의 공급을 정지한 후, 박리액 공급 노즐(6)을 퇴피 위치로 이동시킨다. 또, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를, 기판 회전 속도인 소정의 린스 속도로 회전시킨다. 린스 속도는, 예를 들면, 100rpm~1000rpm이다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 대향부재 승강기구(52)를 제어하여, 대향부재(50)를 상측 위치로부터 상측 위치와 하측 위치 사이의 공급 위치로 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(67)를 연다. 이에 따라, 도 5f에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 린스액 공급 노즐(65)로부터 DIW(31)가 린스액으로서 공급된다(린스 공정, 단계 S4).
린스액 공급 노즐(65)로부터의 린스액의 공급은, 예를 들면, 공급 위치로 이동한 후에 개시된다. 린스액 공급 노즐(65)로부터의 린스액의 공급은, 대향부재(50)가 상측 위치에 위치하는 시점에서 개시되어 있어도 되고, 대향부재(50) 상측 위치로부터 공급 위치로 이동하고 있는 도중에 개시되어도 된다.
린스액은 DIW(31)에는 한정되지 않으며, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들면, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
공급된 DIW(31)는, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼지고, 그 후, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다. 이에 따라, 기판(W)의 상면에 잔류한 SC1액(32)이, 기판(W)의 상면으로부터 씻어내어진다. 또 예를 들면, 이전의 공정에서 기판(W)의 상면으로부터 박리된 파티클 유지층(29)의 일부가 제거되지 않고 남아 있었다고 해도, DIW(31)에 의해, 기판(W)의 상면으로부터 씻어내어진다.
그러나, 예를 들면, 이전의 DIW(31)의 공급 공정(단계 S3a), 및 SC1액(32)의 공급 공정(단계 S3b)의 조건을 조정하여, 당해 양 공정에서, 기판(W)의 상면으로부터 파티클 유지층(29)을 충분히 제거할 수도 있다. 그 경우, DIW(31)의 공급 공정(단계 S4)은 생략되어도 된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 밸브(67)를 닫아, 린스액 공급 노즐(65)로부터의 DIW(31)의 공급을 정지시킨다.
그리고, 파티클 유지층(29)을 제거한 후의 기판(W)의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정이 실행된다(단계 S5).
즉, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 잔사 제거 속도로 회전시킨다. 잔사 제거 속도는, 예를 들면, 수10rpm~300rpm이다. 대향부재(50)의 위치는, 공급 위치에 유지된다. 그리고, 가드 승강기구(44)가, 제1 가드(41A)를 하측 위치로 이동시키고, 제2 가드(41B)를 상측 위치에 유지한다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 밸브(23)를 연다. 이에 따라, 도 5g에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 잔사 제거액 공급 노즐(7)로부터 잔사 제거액(33)이 공급된다.
기판(W)의 상면에 공급된 잔사 제거액(33)은, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, DIW(31)를 치환한다. 그리고, 기판(W)의 상면에 공급된 잔사 제거액(33)은, 기판(W)의 상면에 남는 파티클 유지층(29)의 잔사를 용해한 후, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다.
잔사 제거액(33)으로서는, 변질 전의 감열 수용성 수지에 대한 용해성을 갖는 용매를 이용할 수 있다. 용매로서는, 예를 들면, 이소프로필알코올(IPA)을 이용할 수 있다. IPA는 물과의 상용성을 가지므로, 잔사 제거 공정의 개시 시에 기판(W)의 상면에 남는, 린스액으로서의 DIW를 매끄럽게 치환할 수 있다. 또한, IPA는 휘발성을 가지므로, 잔사 제거 공정 후에 신속하게 기판의 상면으로부터 제거된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 밸브(23)를 닫아, 잔사 제거액 공급 노즐(7)로부터의 잔사 제거액(33)의 공급을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 대향부재 승강기구(52)를 제어하여, 대향부재(50)를 공급 위치로부터 하측 위치로 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(60)를 열어, 기체 공급 노즐(60)로부터의 기체의 공급을 개시한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 스핀 드라이 속도로 회전시킨다(단계 S6). 스핀 드라이 속도는, 예를 들면, 500rpm~1500rpm이다. 기체 공급 노즐(60)로부터의 기체 공급의 개시와, 기판 회전 속도의 변경은, 예를 들면 동시에 실행된다.
기판(W)의 회전에 의해 잔사 제거액(33)에 원심력이 작용하며, 도 5h에 나타내는 바와 같이, 잔사 제거액(33)은, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출됨과 더불어, 기판(W)의 상면으로부터 휘발하여 제거된다. 스핀 드라이가 실행됨으로써, 일련의 세정 공정이 종료한다. 그 후, 컨트롤러(3)는 밸브(62)를 닫아, 기체 공급 노즐(60)로부터의 기체의 공급을 정지시킨다.
또한 처리액에 포함되는 용질로서는, 감열 수용성 수지 이외에, 예를 들면, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아세트산비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지, 아크릴로니트릴스티렌 수지, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아미드이미드 등을 이용할 수도 있다.
용매로서는, 어느 한 수지를 용해하여 처리액을 구성할 수 있는 임의의 용매를 이용할 수 있다. 특히, 박리액과의 상용성을 갖는 용매를 이용하는 것이 바람직하다.
어느 수지의 경우나, 박리액으로서는, DIW 등의 물이나 알칼리 수용액 등의, 수계의 박리액을 이용할 수 있다.
잔사 제거액으로서는, 어느 한 수지에 대한 용해성을 갖는 임의의 용매를 이용할 수 있다. 잔사 제거액으로서는, 예를 들면 시너, 톨루엔, 아세트산에스테르류, 알코올류, 글리콜류 등의 유기용매, 아세트산, 포름산, 히드록시아세트산 등의 산성액을 이용할 수 있다. 특히, 수계의 박리액과의 상용성을 갖는 용매를 이용하는 것이 바람직하다.
도 7은, Si 기판 상에 SiO2의 파티클을 부착시켜 기판 세정을 실시했을 때에, 기판의 상면에 잔류한, 파티클 유지층의 잔사의 개수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 왼쪽에서부터 순서대로, 도 4에 나타낸 기판 세정의 각 공정 중, 잔사 제거 공정을 생략한 경우, 잔사 제거 공정을 10초간, 20초간, 및 30초간에 걸쳐 실시한 경우의 잔사의 개수를 나타내고 있다.
도 7의 결과로부터, 잔사 제거 공정을 실시함으로써, 파티클 유지층의 잔사가 기판(W)의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 대폭으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 8은, Si 기판 상에 SiO2의 파티클을 부착시켜 기판 세정을 실시했을 때의 파티클 제거율(PRE)을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도면에서 좌측은, 도 4에 나타낸 기판 세정의 각 공정을 실시한 경우, 즉 잔사 제거를 행한 경우의, 소정의 입경 이상의 파티클에 관한 PRE를 나타내고 있다. 또 우측은, 기판 세정의 각 공정 중, 잔사 제거 공정을 생략한 경우의, 소정의 입경 이상의 파티클에 관한 PRE를 나타내고 있다.
어느 경우나, 높은 PRE가 얻어지고 있다. 이 결과로부터, 잔사 제거 공정을 실시했을 때에 재방출되는 파티클은 극히 미량인데다, 기판의 상면에 재부착되기 어렵기 때문에, 잔사 제거 공정을 실시해도, PRE가 저하할 우려가 없는 것을 알 수 있다.
＜제2 실시형태＞
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)의 개략 구성을 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 9에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다(후술하는 도 10~도 12b에서도 동일).
도 9를 참조하여, 처리 유닛(2P)이 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(2)(도 2 참조)과 주로 다른 점은, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)이, 대향부재(50), 잔사 제거액 공급 노즐(7), 기체 공급 노즐(60) 및 린스액 공급 노즐(65) 대신에, 이동 노즐(70)을 포함하는 점, 및 히터 유닛(100)을 포함하는 점이다.
이동 노즐(70)은, 적어도 수평방향으로 이동 가능한 노즐이다. 이동 노즐(70)은, 기판(W)의 상면에 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛으로서의 기능과, 기판(W)의 상면에 질소가스 등의 기체를 공급하는 기체 공급 유닛으로서의 기능을 갖는다.
이동 노즐(70)은, 제3 노즐 이동기구(80)에 의해, 예를 들면, 수평방향(회전축선(A1)에 수직인 방향)으로 이동된다. 이동 노즐(70)은, 수평방향으로의 이동에 의해, 중앙 위치와 퇴피 위치의 사이에서 이동시킬 수 있다. 이동 노즐(70)은, 중앙 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 대향한다. 이동 노즐(70)은, 퇴피 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에 대향하지 않는다. 기판(W)의 상면에 대향하지 않는 퇴피 위치란, 평면에서 볼 때 스핀 베이스(9)의 바깥쪽의 위치이다.
이동 노즐(70)에는, 잔사 제거액 공급관(71), 제1 기체 공급관(72A), 제2 기체 공급관(72B) 및 제3 기체 공급관(72C)이 접속되어 있다. 잔사 제거액 공급관(71)에는, 그 유로를 개폐하는 밸브(73)가 끼워져 있다. 기체 공급관(72A, 72B, 72C)에는, 각각, 그 유로를 개폐하는 밸브(74A, 74B, 74C)가 끼워져 있다.
이동 노즐(70)은, 잔사 제거액 공급관(71)으로부터 공급되는 잔사 제거액을, 연직방향을 따라 토출하는 중심 토출구(90)를 갖고 있다. 이동 노즐(70)은, 제1 기체 공급관(72A)으로부터 공급되는 기체를, 연직방향을 따라 직선형으로 토출하는 선상류 토출구(91)를 갖고 있다. 또한 이동 노즐(70)은, 제2 기체 공급관(72B)으로부터 공급되는 기체를, 수평방향을 따라 이동 노즐(70)의 주위에 방사상으로 토출하는 수평류 토출구(92)를 갖고 있다. 또 이동 노즐(70)은, 제3 기체 공급관(72C)으로부터 공급되는 기체를, 비스듬히 하측 방향을 따라 이동 노즐(70)의 주위에 방사상으로 토출하는 경사류 토출구(93)를 갖고 있다.
제1 기체 공급관(72A)에는, 제1 기체 공급관(72A) 내를 흐르는 기체의 유량을 정확하게 조절하기 위한 매스플로우 컨트롤러(75)가 끼워져 있다. 매스플로우 컨트롤러(75)는, 유량 제어 밸브를 갖고 있다. 또 제2 기체 공급관(72B)에는, 제2 기체 공급관(72B) 내를 흐르는 기체의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브(76B)가 끼워져 있다. 또 제3 기체 공급관(72C)에는, 제3 기체 공급관(72C) 내를 흐르는 기체의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브(76C)가 끼워져 있다. 또한 기체 공급관(72A, 72B, 72C)에는 각각, 이물을 제거하기 위한 필터(77A, 77B, 77C)가 끼워져 있다.
본 실시형태의 복수의 척 핀(8)은, 기판(W)의 둘레 끝에 접촉하여 기판(W)을 파지하는 닫힘 상태와, 기판(W)의 둘레 끝으로부터 퇴피한 열림 상태의 사이에서 개폐 가능하다. 또 열림 상태에서, 복수의 척 핀(8)은, 기판(W)의 둘레 끝으로부터 이격하여 파지를 해제하는 한편으로, 기판(W)의 주연부의 하면에 접촉하여, 기판(W)을 하방으로부터 지지한다. 처리 유닛(2P)은, 복수의 척 핀(8)을 개폐 구동하는 척 핀 구동기구(108)를 더 포함한다. 척 핀 구동기구(108)는, 예를 들면, 스핀 베이스(9)에 내장된 링크기구(109)와, 스핀 베이스(9) 바깥에 배치된 구동원(110)을 포함한다. 구동원(110)은, 예를 들면, 볼나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
히터 유닛(100)은, 원판형의 핫 플레이트의 형태를 갖고 있다. 히터 유닛(100)은, 기판(W)의 하면에 하방으로부터 대향하는 대향면(100a)을 갖는다.
히터 유닛(100)은, 플레이트 본체(101)와, 복수의 지지 핀(102)과, 히터(103)를 포함한다. 플레이트 본체(101)는, 평면에서 볼 때, 기판(W)보다 약간 작다. 복수의 지지 핀(102)는, 플레이트 본체(101)의 상면으로부터 돌출되어 있다. 플레이트 본체(101)의 상면과, 복수의 지지 핀(102)의 표면에 의해 대향면(100a)이 구성되어 있다. 히터(103)는, 플레이트 본체(101)에 내장되어 있는 저항체여도 된다. 히터(103)에 통전함으로써, 대향면(100a)이 가열된다. 그리고 히터(103)에는, 급전선(104)을 통해, 히터 통전기구(105)로부터 전력이 공급된다.
히터 유닛(100)은, 스핀 베이스(9)의 상방에 배치되어 있다. 처리 유닛(2P)은, 히터 유닛(100)을 스핀 베이스(9)에 대해 상대적으로 승강시키는 히터 승강기구(106)를 포함한다. 히터 승강기구(106)는, 예를 들면, 볼나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
히터 유닛(100)의 하면에는, 회전축선(A1)을 따라 연직방향으로 연장되는 승강축(107)이 결합되어 있다. 승강축(107)은, 스핀 베이스(9)의 중앙부에 형성된 관통구멍(9a)과, 중공의 회전축(10)을 삽입 통과하고 있다. 승강축(107) 내에는, 급전선(104)이 통과되어 있다.
히터 승강기구(106)는, 승강축(107)을 통해 히터 유닛(100)을 승강시킴으로써, 하측 위치 및 상측 위치 사이의 임의의 중간 위치에 히터 유닛(100)을 배치할 수 있다. 히터 유닛(100)이 하측 위치에 위치할 때, 대향면(100a)과 기판(W)의 하면 사이의 거리는, 예를 들면, 15mm이다. 히터 유닛(100)이 하측 위치로부터 상측 위치로 이동할 때, 히터 유닛(100)이 상측 위치에 도달하기 전에 대향면(100a)이 기판(W)의 하면에 접촉한다.
히터 유닛(100)의 대향면(100a)이 기판(W)의 하면에 맞닿을 때의 히터 유닛(100)의 위치를 당접(當接) 위치라고 한다. 복수의 척 핀(8)이 열림 상태일 때, 히터 유닛(100)은, 당접 위치보다 상방으로 이동할 수 있다. 히터 유닛(100)이 당접 위치보다 상방에 위치할 때, 기판(W)은 히터 유닛(100)에 의해 들어 올려진다. 히터 유닛(100)은, 당접 위치보다 상방 또는 당접 위치에 위치할 때, 접촉 상태로 기판(W)을 가열한다.
히터 유닛(100)은, 당접 위치보다 하방에 위치할 때, 대향면(100a)으로부터의 복사열에 의해 기판(W)을 가열한다. 기판(W)에 히터 유닛(100)이 가까울수록, 기판(W)에 대한 가열이 강해진다. 처리 유닛(2P)의 열매체 공급 노즐(24)은, 중공의 승강축(107)을 삽입 통과하며, 또한 히터 유닛(100)을 관통하고 있다.
도 10은, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)의 컨트롤러(3)는, 제1 실시형태와 동일하게, 프로세서(CPU)(3A)와, 제어 프로그램이 저장된 메모리(3B)를 포함하며, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(3)는, 스핀 모터(11), 척 핀 구동기구(108), 노즐 이동기구(12, 15, 80), 히터 통전기구(105), 히터 승강기구(106), 가드 승강기구(44), 및 밸브(14, 17, 18, 20, 26, 73, 74A, 74B, 74C, 75, 76B, 76C)를 제어하도록 프로그램되어 있다.
제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)은, 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(2)과 동일한 기판 세정(도 4 참조)을 실시하는 것이 가능하다. 단, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)에 의한 기판 세정에서의 각 부재의 거동은, 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(2)에서의 각 부재의 거동과 다르므로, 도 11a~도 11h를 이용하여, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(2P)에 의한 기판 세정의 상세에 대해 설명한다. 도 11a~도 11h는, 처리 유닛(2P)에 의한 기판 세정의 일례의 상태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 기판 처리의 개시 시에, 컨트롤러(3)는, 히터 승강기구(106)를 제어하여, 히터 유닛(100)을 하측 위치에 배치한다.
처리 유닛(2)에 의한 기판 세정에서는, 우선, 처리액 공급 공정이 실행된다(단계 S1). 처리액 공급 공정에서는, 우선 컨트롤러(3)는, 스핀 모터(11)를 구동하여, 스핀 베이스(9)를 회전시켜, 기판(W)의 회전을 개시한다. 처리액 공급 공정에서는, 스핀 베이스(9)는, 기판 회전 속도인 소정의 처리액 공급 속도로 회전된다. 처리액 공급 속도는, 예를 들면, 10rpm~수10rpm이다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 제1 노즐 이동기구(12)를 제어하여, 처리액 공급 노즐(5)을 기판(W)의 상방의 중앙 위치에 배치한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(14)를 연다. 이에 따라, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 처리액 공급 노즐(5)로부터 처리액(27)이 공급된다. 기판(W)의 상면에 공급된 처리액(27)은, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼진다.
일정 시간의 처리액 공급 후, 처리액을 고화 또는 경화시켜, 기판(W)의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정이 실행된다(단계 S2). 성막 공정에서는, 우선 컨트롤러(3)는 밸브(14)를 닫아, 처리액 공급 노즐(5)로부터의 처리액(27)의 공급을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 처리액 공급 노즐(5)을 퇴피 위치로 이동시킨다.
처리액 공급 노즐(5)로부터의 처리액(27)의 공급이 정지되면, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 스핀오프 속도로 회전시킨다(스핀오프 공정, 단계 S2a). 스핀오프 속도는, 예를 들면, 300rpm~1500rpm이다. 이에 따라, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 우선, 기판(W)의 상면에 공급된 처리액(27)이, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출되고, 다음으로, 휘발성의 용제의 휘발이 진행된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 가열 시 속도로 회전시킨다. 가열 시 속도는, 예를 들면, 100rpm~1500rpm이다. 그리고 도 11c에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(3)는, 히터 승강기구(106)를 제어하여, 히터 유닛(100)을 하측 위치로부터 상승시켜, 하측 위치보다 기판(W)에 근접한 근접 위치에 히터 유닛(100)을 배치한다. 이에 따라, 히터 유닛(100)에 의한 기판(W)의 가열이 강해진다(가열 공정, 단계 S2b). 히터 유닛(100)이 근접 위치에 위치할 때, 대향면(100a)은, 기판(W)의 하면으로부터 소정 거리(예를 들면 4mm)만큼 하방으로 이격되어 있다.
기판(W)의 회전 속도의 가열 시 속도로의 변경과, 히터 유닛(100)의 근접 위치로의 이동은, 예를 들면, 동시에 개시되어도 된다.
그리고, 휘발성의 용제의 휘발이 더욱 진행됨과 더불어, 처리액(27)이 고화 또는 경화된다. 이에 따라, 용질 성분으로 이루어지는 고체상의 막, 즉 파티클 유지층(29)이 형성된다.
일정 시간의 가열 후, 기판(W)의 상면으로부터 파티클 유지층(29)을 박리하여 제거하는 제거 공정이 실행된다(단계 S3).
상세하게는, 컨트롤러(3)는, 히터 승강기구(106)를 제어하여, 히터 유닛(100)을 근접 위치로부터 하측 위치로 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 제거 속도로 회전시킨다. 제거 속도는, 예를 들면, 500rpm~800rpm이다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제2 노즐 이동기구(15)를 제어하여, 박리액 공급 노즐(6)을 기판(W)의 상방의 중앙 위치로 이동시킨다.
박리액 공급 노즐(6)이 기판(W)의 상방의 중앙 위치에 도달한 후에, 컨트롤러(3)는 밸브(20)를 닫은 상태를 유지하면서, 밸브(17, 18)를 연다. 이에 따라, 도 11d에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 박리액 공급 노즐(6)로부터, 제1 박리액으로서의 DIW(31)가 공급된다(DIW 공급 공정, 단계 S3a). 기판(W)의 상면에 공급된 DIW(31)는, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다.
기판(W)의 회전 속도의 제거 속도로의 변경과, 박리액 공급 노즐(6)의 중앙 위치로의 이동과, 히터 유닛(100)의 하측 위치로의 이동은, 동시에 개시되어도 된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 기판 회전 속도를 제거 속도로 유지하여 스핀 베이스(9)를 회전시키면서, 밸브(17)를 닫아, DIW의 공급을 정지한 후, 밸브(20)를 연다. 이에 따라, 도 11e에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 박리액 공급 노즐(6)로부터, 제2 박리액의 일례로서의 SC1액(32)이 공급된다(SC1액 공급 공정, 단계 S3b). 기판(W)의 상면에 공급된 SC1액(32)은, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, DIW(31)를 치환하여, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다.
기판(W)의 상면으로부터 박리된 파티클 유지층(29)은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력의 작용에 의해, 박리액과 함께, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다. 즉, 기판(W)의 상면으로부터 박리된 파티클 유지층(29)이 제거된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 밸브(20)를 닫아, SC1액의 공급을 정지한 후, 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 린스 속도로 회전시킨다. 린스 속도는, 예를 들면, 100rpm~1000rpm이다. 그리고, 컨트롤러(3)는 밸브(17)를 연다. 이에 따라, 도 11f에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 박리액 공급 노즐(6)로부터 린스액으로서의 DIW(31)가 공급된다(린스 공정, 단계 S4).
공급된 DIW(31)는, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다. 이에 따라, 기판(W)의 상면에 잔류한 SC1액(32)이, 기판(W)의 상면으로부터 씻어내어진다. 또 예를 들면, 이전의 공정에서 기판(W)의 상면으로부터 박리된 파티클 유지층(29)의 일부가 제거되지 않고 남아 있었다고 해도, DIW(31)에 의해 기판(W)의 상면으로부터 씻어내어진다.
그러나 예를 들면, 이전의 DIW(31)의 공급 공정(단계 S3a), 및 SC1액(32)의 공급 공정(단계 S3b)의 조건을 조정하여, 당해 양 공정에서, 기판(W)의 상면으로부터 파티클 유지층(29)을 충분히 제거할 수도 있다. 그 경우, DIW(31)의 공급 공정(단계 S4)은 생략되어도 된다.
그리고, 파티클 유지층(29)을 제거한 후의 기판(W)의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정이 실행된다(단계 S5).
즉, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 잔사 제거 속도로 회전시킨다. 잔사 제거 속도는, 예를 들면, 수10rpm~300rpm이다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 히터 승강기구(106)를 제어하여, 히터 유닛(100)을 하측 위치로부터 근접 위치로 이동시킨다. 컨트롤러(3)는, 밸브(17, 18)를 닫아 박리액 공급 노즐(6)로부터의 DIW의 공급을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제2 노즐 이동기구(15)를 제어하여, 박리액 공급 노즐(6)을 퇴피 위치로 이동시킨다.
기판(W)의 회전 속도의 제거 속도로의 변경과, 박리액 공급 노즐(6)의 퇴피 위치로의 이동과, 히터 유닛(100)의 근접 위치로의 이동은, 예를 들면, 동시에 개시된다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 제3 노즐 이동기구(80)를 제어하여, 이동 노즐(70)을 기판(W)의 상방의 중앙 위치에 배치한다. 이동 노즐(70)이 중앙 위치에 도달한 후에, 컨트롤러(3)는 밸브(73)를 연다. 이에 따라, 도 11g에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 이동 노즐(70)로부터 잔사 제거액(33)이 공급된다.
기판(W)의 상면에 공급된 잔사 제거액(33)은, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 널리 퍼져, DIW(31)를 치환한다. 그리고, 기판(W)의 상면에 공급된 잔사 제거액(33)은, 기판(W)의 상면에 남는 파티클 유지층(29)의 잔사를 용해한 후, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출된다.
또, 컨트롤러(3)는 밸브(74B)를 연다. 이에 따라, 이동 노즐(70)의 수평류 토출구(92)로부터 질소가스 등의 기체가 방사상에 토출되며, 기판(W)의 상면이 수평 기류(95)로 덮인다. 수평류 토출구(92)로부터의 질소가스의 토출 유량은, 예를 들면 100리터/분 정도이다. 기판(W)의 상면이 질소가스의 수평 기류로 덮여 있으므로, 처리 유닛(2P) 내의 각 부재로부터 튀어오른 액적이나 분위기 중의 미스트 등이 기판(W)의 상면에 부착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
다음으로, 컨트롤러(3)는 밸브(73)를 닫아, 이동 노즐(70)로부터의 잔사 제거액(33)의 공급을 정지시킨다. 그 후, 컨트롤러(3)는 제3 노즐 이동기구(80)를 제어하여, 이동 노즐(70)을 기판(W)의 상면에 근접시킨다. 이 상태로, 컨트롤러(3)는 밸브(74A)를 열어, 선상류 토출구(91)로부터 기판(W)의 중심을 향해 수직으로, 예를 들면 15리터/분으로 기체의 선상 기류(96)를 분사한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 히터 승강기구(106)를 제어하여, 히터 유닛(100)을 근접 위치로부터 하측 위치로 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 스핀 모터(11)를 제어하여, 스핀 베이스(9)를 기판 회전 속도인 소정의 스핀 드라이 속도로 회전시킨다(단계 S6). 스핀 드라이 속도는, 예를 들면, 800rpm이다.
기판(W)의 회전에 의해 잔사 제거액(33)에 원심력이 작용하여, 도 11h에 나타내는 바와 같이, 잔사 제거액(33)은, 기판(W)의 상면의 주연으로부터 배출됨과 더불어, 기판(W)의 상면으로부터 휘발하여 제거된다. 스핀 드라이가 실행됨으로써, 일련의 세정 공정이 종료한다.
잔사 제거액(33)을 기판(W) 상으로부터 배제할 때, 도 11h에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(3)는 밸브(74C)를 열어, 경사류 토출구(93)로부터 기체를 토출시켜도 된다. 경사류 토출구(93)로부터 토출되는 기체가 형성하는 경사 기류(97)는, 기판(W)의 상면에 부딪쳐, 기판(W)의 상면에 평행한 바깥쪽으로 방향을 바꾼다.
그 후, 컨트롤러(3)는 밸브(74A, 74B)를 닫아, 이동 노즐(70)로부터의 기체의 공급을 정지시킨다.
잔사 제거 공정 후에, 또한, 스핀 드라이 공정의 전에, 도 12a 및 도 12b에 나타내는 바와 같이, 잔사 제거액(33)을 기판(W) 상으로부터 배제할 때, 잔사 제거액(33)의 액막의 중앙 영역에 구멍(160)을 형성하고, 이 구멍(160)을 넓히도록 하여, 잔사 제거액(33)을 기판(W) 상으로부터 배제해도 된다.
상세하게는, 도 12a를 참조하여, 선상류 토출구(91)로부터 기판(W)의 중심을 향해 수직으로 선상 기류(96)를 분사함으로써, 잔사 제거액(33)의 액막의 중앙 영역에 구멍(160)이 형성된다(구멍 형성 공정). 도 12b를 참조하여, 선상 기류(96)는 기판(W)의 상면에 부딪쳐, 기판(W)의 상면에 평행한 바깥쪽으로 방향을 바꾼다. 그 때문에, 선상 기류(96)에 의한 분사력, 및 기판(W)의 회전에 의한 원심력 중 적어도 한쪽에 의해, 구멍(160)이 기판(W)의 외주를 향해 넓혀진다(구멍 확장 공정). 잔사 제거액(33)의 액막을 이동시킴으로써, 잔사 제거액(33)이 기판(W) 바깥으로 배제된다. 구멍 형성 공정 및 구멍 확장 공정에서, 히터 유닛(100)은 하측 위치(도 12a 및 도 12b에 실선으로 나타내는 위치)에 위치하고 있어도 되고, 근접 위치(도 12a 및 도 12b에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)에 위치해도 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들면, 처리액을 가열하기 위해, 기판(W)의 이면으로 열매체(28)를 공급하는 대신에, 램프나 전열 히터 등의 열원으로부터의 열을 이용해도 된다. 기판(W)의 가열은 전용의 챔버 내에서 실시해도 된다. 또한, 파티클 유지층(29)의 성막, 박리, 및 잔사 제거의 각 공정은, 각각 다른 챔버 내에서 실시해도 된다.
처리액, 박리액 및 잔사 제거액은, 예를 들면, 라인형으로 배열된 복수의 노즐구멍으로부터, 기판(W)의 상면의 대략 전면으로 거의 동시에 공급하도록 해도 된다.
기판 세정 장치(1)에 의한 세정 방법의 각 공정에는, 실시형태에서 나타낸 공정에, 다른 공정이 추가되어도 된다.
용질로서는, 전술한 각종 수지 이외에도, 예를 들면, 수지 이외의 유기 화합물이나, 유기 화합물과 다른 혼합물을 이용해도 된다. 혹은, 유기 화합물 이외의 화합물이어도 된다.
박리액으로서는, 수계가 아닌 다른 박리액을 이용할 수도 있다. 그 경우에는, 당해 박리액에 난용성 내지 불용성의 파티클 유지층(29)을 형성하는 용질, 박리액에 대해 상용성을 가지며, 용질에 대해 용해성을 갖는 용매, 박리액에 대해 상용성을 가지며, 용질에 대해 용해성을 갖는 잔사 제거액 등을 적절히 조합하면 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명하게 하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않으며, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구범위에 의해서만 한정된다.
본 출원은, 2017년 9월 22일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017-182550호, 및 2017년 12월 4일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017-232847호에 대응하고 있으며, 이 출원의 모든 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.

Claims (13)

  1. 기판의 상면에 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과,
    상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정을 포함하고,
    상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분은, 변질 온도 이상으로 가열되기 전에는, 상기 박리액에 대해 불용성이고, 또한 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해 가용성이 되는 성질을 가지며,
    상기 성막 공정이, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 용질 성분을 변질시키지 않고, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 가열 공정을 포함하고,
    상기 제거 공정 후의 상기 기판의 상면에, 상기 변질 온도 이상으로 가열되기 전의 상기 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 더 포함하는, 기판 세정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 공정에서, 상기 기판의 하면인 이면에, 비점이 상기 변질 온도 미만인 열매체를 공급함으로써, 상기 기판의 상면에 공급한 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열하는, 기판 세정 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가열 공정에서 가열된 상기 기판 상의 상기 처리액의 온도가, 상기 용매의 비점 미만인, 기판 세정 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 박리액은, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있는, 기판 세정 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하여, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 가열 유닛과,
    상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과,
    상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛과,
    상기 처리액 공급 유닛, 상기 가열 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 및 상기 잔사 제거액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 파티클 유지층에 포함되는 상기 용질인 용질 성분은, 변질 온도 이상으로 가열되기 전에는, 상기 박리액에 대해 난용성 내지 불용성이며, 또한 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해 가용성이 되는 성질을 갖고,
    상기 잔사 제거액은, 상기 변질 온도 이상으로 가열되기 전의 상기 용질 성분에 대한 용해성을 갖고 있으며,
    상기 컨트롤러는, 상기 기판의 상면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 처리액으로부터, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴과 더불어, 상기 처리액을, 상기 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 상기 용질 성분을 변질시키지 않고, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 성막 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 박리액을 공급하여, 상기 기판의 상면으로부터, 상기 파티클 유지층을 박리하여 제거하는 제거 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 잔사 제거액을 공급하여, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 세정 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가열 유닛은, 상기 기판의 하면에, 비점이 상기 변질 온도 미만인 열매체를 공급하는 열매체 공급 유닛을 포함하는, 기판 세정 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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