KR102110065B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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히토시 나카이
도모미 이와타
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

상면 (91) 에 구조체가 형성된 기판 (9) 의 처리에서는, 상면 (91) 상에 있어서 유기 용제의 액막을 유지시켜 구조체에 있어서의 간극을 유기 용제로 채운 후, 충전제의 공급에 의해서 당해 유기 용제를 충전제로 치환하는 처리와, 기판 (9) 의 외연부에 부착된 충전제를 제거하는 처리가 행해진다. 가드부 (25) 의 내측면과 기판 (9) 의 외연부 사이에 형성되어 있는 환상의 최소 간극을 환상 간극으로 하여, 전자의 처리에 있어서의 환상 간극의 폭이, 후자의 처리에 있어서의 당해 폭보다 커지도록, 가드부 (25) 가 승강된다. 이로써, 액막을 유지할 때, 기판 (9) 의 외연부 근방에 있어서의 가스의 유속을 저감시켜, 액막의 붕괴 등이 억제되고, 기판 (9) 의 외연부를 세정할 때, 외연부 근방으로부터 환상 간극을 향하는 가스의 유속을 증대시켜, 기판 (9) 으로부터 비산한 세정액 등이 기판 (9) 으로 되돌아오는 것이 억제된다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 기판 (이하, 간단히「기판」이라고 한다.) 의 제조 공정에서는, 기판 처리 장치를 사용하여 기판에 대해서 다양한 처리가 행해진다. 예를 들어, 표면 상에 레지스트의 패턴이 형성된 기판에 약액을 공급함으로써, 기판의 표면에 대해서 에칭 등의 처리가 행해진다. 약액의 공급 후에는, 기판에 순수를 공급하여 표면의 약액을 제거하는 린스 처리나, 기판을 고속으로 회전시켜 표면의 순수를 제거하는 건조 처리가 추가로 행해진다.
다수의 미세한 구조체 요소의 집합인 구조체가 기판의 표면에 형성되어 있는 경우에, 상기 린스 처리 및 건조 처리를 차례로 행하면, 건조 도중에, 인접하는 2 개의 구조체 요소 사이에 순수의 액면이 형성된다. 이 경우, 구조체 요소에 작용하는 순수의 표면 장력에서 기인하여, 구조체 요소가 도괴할 우려가 있다. 그래서, 구조체에 있어서의 간극 (구조체 요소의 사이) 에 충전제를 충전시키고, 고화된 충전제를 드라이 에칭 등에 의해서 승화시킴으로써, 건조 처리에 있어서의 구조체 요소가 도괴하는 것을 방지하는 수법이 제안되어 있다.
또한, 일본 공개특허공보 평11-87226호에서는, 기판의 주위를 둘러싸는 컵에, 팬 필터 유닛에 의해서 다운 플로 (하강 기류) 가 공급되는 기판 현상 장치에 있어서, 기판에 현상액을 공급할 때, 흡배기를 정지시키는 수법이 개시되어 있다. 당해 수법에 의해서, 기판의 주면 상에 형성된 현상액층이 물결치지 않아, 현상 처리의 균일성이 향상된다.
그런데, 기판 처리 장치에 있어서, 기판의 표면 상의 구조체에 있어서의 간극에 충전제를 충전할 때에는, 통상의 가드부에 의해서 기판의 주위를 둘러싼 상태에서 표면에 충전제가 공급된다. 또, 구조체에 있어서의 간극에 충전제를 적절히 충전하려면, 기판의 표면에 있어서 충전제 등의 액막을 일정 시간 유지시킬 필요가 있다. 이 때, 파티클 등의 부착을 방지하기 위한 하강 기류가 기판의 외연부와 가드부 사이의 간극을 통과하는 것에서 기인하여, 기판의 외연부에 있어서, 표면 근방을 흐르는 가스의 유속이 과도하게 높아지는 경우가 있다. 이 경우, 액막의 붕괴 (점성이 높은 충전제에서는, 액막의 부분적인 박리로 판정된다.) 나, 두께의 균일성 저하가 발생되어 버린다.
한편, 기판의 외연부에 부착된 불필요한 충전제는, 반송 기구를 오염시키기 때문에, 외연부에만 세정액을 공급함으로써 제거된다. 이 때, 기판을 고속으로 회전시키기 때문에, 세정액 등이 비산할 때 미스트로 되어 부유하기 쉬워진다. 이와 같은 세정액 등의 미스트가, 기판으로 되돌아오는 것을 억제할 것도 요구된다.
본 발명은, 표면에 구조체가 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 위한 것이고, 기판 상에 있어서 액막을 유지할 때, 액막의 붕괴 등을 억제함과 함께, 기판의 외연부를 세정할 때, 기판으로부터 비산한 세정액 등이 기판으로 되돌아오는 것을 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관련된 기판 처리 방법은, a) 상하 방향을 따라서 직경이 상이한 부위를 갖는 통상의 가드부의 내측에 형성된 기판 유지 회전 기구에 의해서, 표면에 구조체가 형성된 기판을, 상기 표면을 상방을 향하여 실질적으로 수평인 자세로 유지하는 공정과, b) 소정의 용제를 상기 기판의 상기 표면에 공급하고, 상기 표면 상에 있어서 상기 용제의 액막을 유지시켜, 상기 표면의 상기 구조체에 있어서의 간극을 상기 용제로 채우는 공정과, c) 상기 b) 공정에 있어서 형성된 상기 액막에 소정의 처리액을 공급하여, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제를 상기 처리액으로 치환하는 공정과, d) 상기 기판을 회전시켜, 상기 기판으로부터 상기 용제 및 상기 처리액의 잉여를 제거하는 공정과, e) 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 외연부에 소정의 세정액을 공급하여, 상기 외연부에 부착된 상기 처리액을 제거하는 공정을 구비하고, 상기 c) 공정에 있어서 상기 가드부의 내측면과 상기 기판의 상기 외연부 사이에 형성되어 있는 환상의 최소 간극의 폭이, 상기 e) 공정에 있어서의 상기 최소 간극의 폭보다 커지도록, 상기 가드부가 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강된다.
본 발명에 의하면, 기판 상에 있어서 액막을 유지할 때, 액막의 붕괴나 부분적인 박리 등을 억제할 수 있다. 또, 기판의 외연부를 세정할 때, 기판으로부터 비산한 세정액 등이 기판으로 되돌아오는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 형태에서는, 상기 c) 공정이, c1) 상기 처리액을 상기 표면에 공급하는 공정과 c2) 상기 처리액의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 표면 상에 있어서 상기 처리액을 포함하는 액막을 유지시켜, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제를 상기 처리액으로 치환하는 공정을 구비한다.
이 경우에, 바람직하게는, 상기 처리액의 비중이, 상기 용제의 비중보다 크다.
예를 들어, 상기 c1) 공정에 있어서는 상기 기판을 제 1 회전 속도로 회전시키고, 상기 c2) 공정에 있어서는 상기 기판을 상기 제 1 회전 속도보다 저속인 제 2 회전 속도로 회전시키거나 혹은 상기 기판을 정지시킨다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에서는, 상기 b) 공정에 있어서의 상기 최소 간극의 폭이, 상기 e) 공정에 있어서의 상기 최소 간극의 폭보다 커지도록, 상기 가드부가 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 형태에서는, 상기 가드부 및 상기 기판 유지 회전 기구의 상방에 있어서, 하강 기류를 형성하는 기류 형성부가 형성된다.
이 경우, 바람직하게는, 상기 c) 공정에 있어서 상기 기류 형성부에 의해서 형성되어 있는 상기 하강 기류의 유량이, 상기 e) 공정에 있어서의 상기 하강 기류의 유량보다 작다.
본 발명은 표면에 구조체가 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이기도 하다. 기판 처리 장치는, 상하 방향을 따라서 직경이 상이한 부위를 갖는 통상의 가드부와, 상기 가드부의 내측에 형성되고, 표면에 구조체가 형성된 기판을, 상기 표면을 상방을 향하여 실질적으로 수평인 자세로 유지하는 기판 유지 회전 기구와, 상기 표면에 소정의 용제를 공급하는 용제 공급부와, 상기 표면에 소정의 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판의 외연부에 소정의 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 상기 가드부를 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강시킴으로써, 상기 가드부의 내측면과 상기 기판의 상기 외연부 사이에 형성되어 있는 환상의 최소 간극의 폭을 변경하는 승강 기구와, 상기 용제 공급부에 의해서 상기 기판의 상기 표면에 상기 용제을 공급하여, 상기 표면 상에 있어서 상기 용제의 액막을 유지시키고, 상기 표면의 상기 구조체에 있어서의 간극을 상기 용제로 채우고, 상기 최소 간극의 폭이 제 1 폭인 상태에서, 상기 처리액 공급부에 의해서 상기 액막에 상기 처리액을 공급하여, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제를 상기 처리액으로 치환하고, 상기 기판을 회전시켜, 상기 기판으로부터 상기 용제 및 상기 처리액의 잉여를 제거하고, 상기 최소 간극의 폭이 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭인 상태에서, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 세정액 공급부에 의해서 상기 기판의 상기 외연부에 상기 세정액을 공급하여, 상기 외연부에 부착된 상기 처리액을 제거하는 제어부를 구비한다.
상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하여, 이하에서 행하는 이 발명의 상세한 설명에 의해서 밝혀진다.
도 1 은, 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2A 는, 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 2B 는, 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 기판의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 각 구성 요소는, 제어부 (10) 에 의해서 제어된다. 기판 처리 장치 (1) 는, 스핀 척 (22) 과, 스핀 모터 (21) 와, 컵부 (23) 와, 챔버 (5) 를 구비한다. 기판 유지부인 스핀 척 (22) 은, 원판상의 기판 (9) 의 둘레 가장자리에 복수의 협지 부재를 접촉시킴으로써, 기판 (9) 을 협지한다. 이로써, 기판 (9) 이 수평인 자세에서 스핀 척 (22) 에 의해서 유지된다. 이하의 설명에서는, 상방을 향하는 기판 (9) 의 표면 (주면) (91) 을「상면 (91)」이라고 한다. 상면 (91) 에는, 소정의 구조체가 형성되어 있고, 당해 구조체는, 예를 들어 직립하는 다수의 구조체 요소를 포함한다.
스핀 척 (22) 에는, 상하 방향 (연직 방향) 으로 연장되는 샤프트 (221) 가 접속된다. 샤프트 (221) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 과 수직이고, 샤프트 (221) 의 중심축 (J1) 은, 기판 (9) 의 중심을 통과한다. 기판 회전 기구인 스핀 모터 (21) 는, 샤프트 (221) 를 회전시킨다. 이로써, 스핀 척 (22) 및 기판 (9) 이, 상하 방향을 향하는 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 회전한다. 스핀 척 (22) 및 스핀 모터 (21) 는, 기판 유지 회전 기구이다. 샤프트 (221) 및 스핀 모터 (21) 는 모두 중공상으로, 후술하는 하부 노즐 (34) 이 내부에 배치된다.
컵부 (23) 는, 액받이부 (24) 와, 가드부 (25) 를 구비한다. 액받이부 (24) 는, 베이스부 (241) 와, 환상 바닥부 (242) 와, 둘레벽부 (243) 를 구비한다. 베이스부 (241) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 통상이다. 베이스부 (241) 는, 후술하는 챔버 내측 벽부 (53) 에 끼워 넣어져, 챔버 내측 벽부 (53) 의 외측면에 장착된다. 환상 바닥부 (242) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 원환 판상으로서, 베이스부 (241) 의 하단부로부터 외측으로 확대된다. 둘레벽부 (243) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 통상으로서, 환상 바닥부 (242) 의 외주부로부터 상방으로 돌출된다. 베이스부 (241), 환상 바닥부 (242) 및 둘레벽부 (243) 는, 바람직하게는 1 개의 부재로서 일체적으로 형성된다.
가드부 (25) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상으로서, 상하 방향을 따라서 직경이 상이한 부위를 갖는다. 구체적으로는, 가드부 (25) 는, 가드 중앙부 (251) 와, 가드 상부 (252) 와, 가드 하부 (253) 를 구비한다. 가드 중앙부 (251) 는, 스핀 척 (22) 의 주위를 둘러싸는 원통상이다. 가드 상부 (252) 는, 가드 중앙부 (251) 의 상단부로부터 상방을 ?함에 따라서 직경이 점차 감소되는 부위이다. 가드 하부 (253) 는, 가드 중앙부 (251) 의 하단부로부터 액받이부 (24) 의 둘레벽부 (243) 를 향해서 확대되는 부위이다. 가드 하부 (253) 에는, 둘레벽부 (243) 와의 사이에서 미소한 간극을 형성하는 걸어 맞춤부 (254) 가 형성된다. 걸어 맞춤부 (254) 와, 둘레벽부 (243) 는, 비접촉 상태가 유지된다. 가드부 (25) 는, 가드 승강 기구 (26) 에 의해서 상하 방향으로 이동 (승강) 가능하다. 컵부 (23) 는, 동심의 복수의 가드부를 포함해도 된다.
챔버 (5) 는, 챔버 바닥부 (51) 와, 챔버 상바닥부 (52) 와, 챔버 내측 벽부 (53) 와, 챔버 외측 벽부 (54) 와, 챔버 천개부 (天蓋部) (55) 를 구비한다. 챔버 바닥부 (51) 는 판상으로서, 스핀 모터 (21) 및 컵부 (23) 의 하방을 덮는다. 챔버 상바닥부 (52) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환 판상이다. 챔버 상바닥부 (52) 는, 챔버 바닥부 (51) 의 상방에서, 스핀 모터 (21) 의 상방을 덮음과 함께 스핀 척 (22) 의 하방을 덮는다. 챔버 내측 벽부 (53) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 챔버 내측 벽부 (53) 는, 챔버 상바닥부 (52) 의 외주부로부터 하방으로 확대되어, 챔버 바닥부 (51) 에 이른다. 챔버 내측 벽부 (53) 는, 컵부 (23) 의 직경 방향 내측에 위치한다.
챔버 외측 벽부 (54) 는 대략 통상으로서, 컵부 (23) 의 직경 방향 외측에 위치한다. 챔버 외측 벽부 (54) 는, 챔버 바닥부 (51) 의 외주부로부터 상방으로 확대되어, 챔버 천개부 (55) 의 외주부에 이른다. 챔버 천개부 (55) 는 판상으로서, 컵부 (23) 및 스핀 척 (22) 의 상방을 덮는다. 챔버 외측 벽부 (54) 에는, 기판 (9) 을 챔버 (5) 내에 반입 및 반출하기 위한 반출입구 (도시 생략) 가 형성된다. 반출입구가, 덮개부에 의해서 폐색됨으로써, 챔버 (5) 의 내부 공간 (50) 이 밀폐된 공간이 된다.
챔버 천개부 (55) 에는 기류 형성부 (61) 가 장착된다. 기류 형성부 (61) 는, 가드부 (25) 및 스핀 척 (22) 의 상방에 형성된다. 기류 형성부 (61) 는, 예를 들어 팬 필터 유닛 (FFU) 으로서, 팬 (611) 과 필터 (612) 를 갖는다. 팬 (611) 은, 챔버 (5) 밖의 공기를 필터 (612) 를 통하여 챔버 (5) 내로 보낸다. 필터 (612) 는, 예를 들어 HEPA 필터로서, 공기 중의 파티클을 제거한다. 기류 형성부 (61) 에 의해서, 챔버 (5) 내에 있어서 상부로부터 하방을 향하는 가스 (여기서는, 청정 공기) 의 흐름, 즉, 하강 기류가 형성된다. 기류 형성부 (61) 에서는, 질소 가스 등에 의해서 하강 기류가 형성되어도 된다. 제어부 (10) 의 제어에 의해서, 팬 (611) 이 갖는 모터의 회전 속도는 가변이다. 따라서, 기류 형성부 (61) 로부터 챔버 (5) 내로의 가스의 공급 유량이 조정 가능하다.
챔버 (5) 에는, 배기 유로 (62) 가 형성된다. 배기 유로 (62) 는, 챔버 외측 벽부 (54) 의 하부에서 개구된다. 상세하게는, 상하 방향에 있어서 가드부 (25) 및 스핀 척 (22) 보다 하방에서, 배기 유로 (62) 가, 챔버 (5) 의 내부 공간 (50) 과 접속된다. 챔버 (5) 내의 가스는, 배기 유로 (62) 를 통하여 챔버 (5) 밖으로 배출된다. 배기 유로 (62) 에는, 가스의 배출 유량을 조정하는 배출 유량 조정부 (621) 가 형성된다. 배출 유량 조정부 (621) 는, 예를 들어 배기 댐퍼이다. 제어부 (10) 의 제어에 의해서, 배기 댐퍼의 개도는 가변이고, 배출 유량 조정부 (621) 를 통한 가스의 배출 유량이 조정 가능하다.
기판 처리 장치 (1) 는, 약액 노즐 (30) 과, 순수·용제 노즐 (31) 과, 충전제 노즐 (32) 과, 외연부 세정 노즐 (33) 과, 하부 노즐 (34) 과, 약액 공급부 (41) 와, 순수 공급부 (42) 와, 유기 용제 공급부 (43) 와, 충전제 공급부 (44) 를 추가로 구비한다. 약액 노즐 (30), 순수·용제 노즐 (31), 충전제 노즐 (32) 및 외연부 세정 노즐 (33) 은, 예를 들어 스트레이트 노즐이고, 각 노즐 (30 ∼ 33) 은, 도시 생략된 노즐 이동 기구에 의해서, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대향하는 대향 위치와, 상면 (91) 의 상방에서 떨어진 대기 위치에 선택적으로 배치된다. 약액 노즐 (30), 순수·용제 노즐 (31) 및 충전제 노즐 (32) 의 대향 위치는, 상면 (91) 의 중앙부에 대향하는 위치이고, 외연부 세정 노즐 (33) 의 대향 위치는, 상면 (91) 의 외연부에 대향하는 위치이다. 노즐 (30 ∼ 33) 의 대기 위치는, 수평 방향에 있어서 기판 (9) 에서 떨어진 위치이다. 노즐 이동 기구는, 노즐 (30 ∼ 33) 을 상하 방향으로 승강시키는 것도 가능하다. 상하 방향으로 연장되는 하부 노즐 (34) 은, 중공상의 샤프트 (221) 및 스핀 모터 (21) 의 내부에 배치된다. 하부 노즐 (34) 의 상단은, 기판 (9) 의 하면의 중앙부에 대향한다.
약액 공급부 (41) 는, 약액 노즐 (30) 에 밸브를 통하여 접속되고, 순수 공급부 (42) 및 유기 용제 공급부 (43) 는 모두 순수·용제 노즐 (31) 에 밸브를 통하여 접속된다. 순수 공급부 (42) 는, 하부 노즐 (34) 에도 밸브를 통하여 접속된다. 유기 용제 공급부 (43) 는, 외연부 세정 노즐 (33) 에도 밸브를 통하여 접속된다. 충전제 공급부 (44) 는, 충전제 노즐 (32) 에 밸브를 통하여 접속된다. 약액 공급부 (41), 순수 공급부 (42), 유기 용제 공급부 (43) 및 충전제 공급부 (44) 에 의해서, 처리액인 약액, 순수, 유기 용제 및 충전제가 기판 (9) 에 각각 공급된다.
도 2A 및 도 2B 는, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 기류 형성부 (61) 가 ON 이 되어, 챔버 (5) 내에 있어서 상부로부터 하방을 향하는 가스의 흐름 (즉, 하강 기류) 이 형성된다 (스텝 S11). 기판 처리 장치 (1) 에서는, 원칙적으로 항상, 하강 기류가 형성되어 있다. 따라서, 이하의 처리는, 상기 하강 기류의 형성과 병행하여 행해진다. 또, 본 처리예에서는, 기판 (9) 의 처리 중에 있어서 하강 기류의 유량이, 정상 상태인「고」, 또는, 비정상 상태인「저」의 어느 것으로 설정된다. 스텝 S11 에서는, 하강 기류의 유량이「고」로 설정된다. 배출 유량 조정부 (621) 를 통한 가스의 배출 유량도「고」로 설정된다.
챔버 (5) 내에는, 외부의 반송 기구에 의해서 처리 대상인 기판 (9) 이 반입되고, 가드부 (25) 의 내측에 형성된 스핀 척 (22) 으로 유지된다 (스텝 S12). 기판 (9) 의 반입시에는, 가드 승강 기구 (26) 가 가드부 (25) 를 하강시킴으로써, 반입되는 기판 (9) 이 가드부 (25) 에 접촉하는 것이 방지된다 (후술하는 기판 (9) 의 반출에 있어서 동일). 반송 기구가 챔버 (5) 밖으로 이동하면, 제어부 (10) 의 제어에 의해서, 가드 승강 기구 (26) 가 가드부 (25) 를 도 3 에 나타내는 위치까지 상승시킨다 (스텝 S13). 본 처리예에서는, 기판 (9) 의 처리 중에 있어서 가드부 (25) 가 상단, 중단 및 하단의 어느 단에 배치되고, 도 3 에 나타내는 위치는 중단이다. 중단에 배치된 가드부 (25) 에서는, 가드 상부 (252) 의 하부가 기판 (9) 과 동일한 높이에 배치된다. 또한, 도 3 에서는, 긴 화살표 A1 에 의해서, 유량이「고」로 설정된 하강 기류를 나타내고 있다 (후술하는 도 6 에 있어서 동일).
앞서 서술한 바와 같이, 원판상의 기판 (9) 의 주위에 대략 원통상의 가드부 (25) 가 배치되고, 양자의 중심축은 일치한다. 따라서, 가드부 (25) 의 내측면과 기판 (9) 의 외연부 사이에 환상의 간극이 형성된다. 이하의 설명에서는, 가드부 (25) 의 내측면과 기판 (9) 의 외연부 사이에 형성되는 환상의 최소 간극 (즉, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 둘레 방향을 따라서 양자 간의 최소 폭 (D1) 의 간극이 전체 둘레에 걸쳐서 연속되어 있는 환상 간극) (G) 를, 간단히「환상 간극 (G)」이라고 한다. 기류 형성부 (61) 로부터 기판 (9) 으로 향하는 가스는, 환상 간극 (G) 을 통하여 컵부 (23) 내로 유입된다. 컵부 (23) 내의 가스는, 스핀 척 (22) 의 하측으로 이동하고, 가드부 (25) 와 액받이부 (24) 사이의 미소한 간극, 즉, 도 1 의 둘레벽부 (243) 와 걸어 맞춤부 (254) 사이의 미소한 간극을 통하여 컵부 (23) 밖으로 흐른다. 챔버 (5) 의 내부 공간 (50) 의 하부에 있어서, 컵부 (23) 주위의 가스는, 배기 유로 (62) 를 통하여 챔버 (5) 밖으로 배출된다.
계속해서, 도시 생략된 노즐 이동 기구에 의해서, 약액 노즐 (30) 이, 기판 (9) 상면 (91) 의 중앙부에 대향하는 대향 위치에 배치된다. 또, 스핀 모터 (21) 에 의해서, 기판 (9) 의 회전이 개시된다. 기판 (9) 의 회전 속도 (회전수) 는, 비교적 높은 회전 속도 (후술하는 순수 유지 회전 속도보다 고속의 회전 속도) 로 설정된다. 그리고, 약액 공급부 (41) 에 의해서 약액이 약액 노즐 (30) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (스텝 S14). 상면 (91) 상의 약액은 기판 (9) 의 회전에 의해서 외연부로 확산되어, 상면 (91) 전체에 약액이 공급된다. 또, 외연부로부터 비산하는 약액은, 가드부 (25) 의 내측면에서 받아내어져 회수된다. 약액은, 예를 들어, 묽은 불산 (DHF) 또는 암모니아수를 함유하는 세정용의 처리액이다. 약액은, 기판 (9) 상의 산화막의 제거나 현상, 혹은, 에칭 등 세정 이외의 처리에 사용되는 것이어도 된다.
도 4 는, 기판 (9) 의 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 4 의 상단에서는, 각 처리에 있어서의 기판 (9) 의 상면 (91) 상의 모습을 나타내고, 중단에서는 하강 기류의 유량을 나타내고, 하단에서는 가드부 (25) 의 위치를 나타낸다. 또, 각 처리의 스텝과 동일한 부호를 붙인 화살표에 의해서, 당해 처리가 행해지는 기간을 나타내고 있다. 도 4 중의 상단에 있어서, 화살표 S14 가 나타내는 기간에 대응하는 가장 좌측에 나타내는 바와 같이, 스텝 S14 에서는, 상면 (91) 전체에 약액이 채워진다. 약액의 공급은 소정 시간 계속되고, 그 후 정지된다. 약액에 의한 처리에서는, 노즐 이동 기구에 의해서, 약액 노즐 (30) 이 수평 방향으로 요동쳐도 된다. 스텝 S14 에 병행하여, 순수 공급부 (42) 에 의해서 순수가 하부 노즐 (34) 을 통하여 기판 (9) 의 하면에 공급되어도 된다 (기판 (9) 의 상면 (91) 에 처리액을 공급하는 다른 처리에 있어서 동일).
약액에 의한 처리가 완료되면, 약액 노즐 (30) 이 대기 위치로 이동하고, 순수·용제 노즐 (31) 이 대향 위치에 배치된다. 그리고, 순수 공급부 (42) 에 의해서, 린스액인 순수가 순수·용제 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (스텝 S15). 이로써, 상면 (91) 상의 약액이 순수에 의해서 씻겨져 흐르는 린스 처리가 행해진다. 린스 처리 중에는, 도 4 중의 상단 왼쪽으로부터 2 번째에 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 전체가 순수에 의해서 덮인다. 순수의 공급 중에도, 비교적 높은 회전 속도로 기판 (9) 이 회전된다. 기판 (9) 으로부터 비산하는 순수는, 가드부 (25) 의 내측면에 의해서 받아 내어지고, 외부로 배출된다. 순수의 공급은 소정 시간 계속되고, 그 동안, 기판 (9) 의 회전 속도가 서서히, 상기 회전 속도보다 충분히 낮은 회전 속도 (이하,「순수 유지 회전 속도」라고 한다.) 로 내려간다. 순수 유지 회전 속도는, 예를 들어 10［rpm］이지만, 0［rpm］이어도 된다. 이 상태에서, 도 4 중의 상단 왼쪽으로부터 2 번째에 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 상에서 순수의 액막 (80) 이 형성되어 유지된다. 순수의 공급은, 그 액막 (80) 의 형성 후 정지된다.
소정 시간, 순수의 액막 (80) 을 유지한 후, 기판 (9) 을 순수 유지 회전 속도로 회전시킨 채로의 상태에서, 도 1 의 유기 용제 공급부 (43) 에 의해서, 유기 용제가 순수·용제 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 공급 개시된다 (스텝 S16). 유기 용제는, 예를 들어 IPA (이소프로필알코올), 메탄올, 에탄올, 아세톤 등이고, 순수보다 표면 장력이 낮다. 본 실시형태에서는, 유기 용제로서 IPA 가 이용된다. 그리고 이 유기 용제의 공급을 계속하면서, 기판 (9) 의 회전 속도는 순수 유지 회전 속도로부터 서서히 증속되어, 비교적 높은 회전 속도 (순수 유지 회전 속도보다 고속의 회전 속도) 로 기판 (9) 이 회전된다. 이로써, 상면 (91) 상의 유기 용제는, 곧바로 외연부로 확산되어, 상면 (91) 의 순수는 유기 용제로 치환된다. 이 때, 도 4 중의 상단 왼쪽으로부터 3 번째에 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 상에 있어서 유기 용제의 얇은 액막 (81) 이 형성되어 유지된다. 표면 장력이 낮은 (예를 들어, 순수 및 충전제보다 낮은) 유기 용제는, 상면 (91) 의 구조체 (910) 에 있어서 서로 인접하는 구조체 요소 (911) 사이로 들어가기 쉬워, 구조체 (910) 에 있어서의 간극이 유기 용제에 의해서 채워진다. 또한, 도 4 에서는 기판 (9) 상면 (91) 의 구조체 (910) 의 크기는 과장하여 묘사되어 있지만, 실제로는 반도체 디바이스의 구조 레벨이 매우 미세한 구조이다. 액막 (81) 은 적어도 구조체 (910) 의 높이를 거의 덮는 정도이거나 또는 그 이상의 두께가 있다. 소정량의 유기 용제가 공급되어 순수의 치환이 종료되면, 유기 용제의 공급이 정지된다.
유기 용제의 공급이 완료되면, 그와 동시에 제어부 (10) 에 의해서 기류 형성부 (61) 에 있어서의 하강 기류의 유량의 설정이「저」로 변경되어, 상기 약액 및 순수의 공급시에 있어서의 유량보다 작아진다 (스텝 S17). 도 5 에서는, 짧은 화살표 A2 에 의해서, 유량이「저」로 설정된 하강 기류를 나타내고 있다. 실제로는, 배출 유량 조정부 (621) (도 1 참조) 에 있어서의 가스의 배출 유량의 설정도「저」로 변경되어, 상기 약액 및 순수의 공급시에 있어서의 배출 유량보다 작아진다. 또, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 가드부 (25) 가 가드 승강 기구 (26) 에 의해서 상단에 배치된다 (스텝 S18). 상단은, 도 3 에 나타내는 위치 (중단) 보다 상방의 위치이다. 상단에 배치된 가드부 (25) 에서는, 가드 중앙부 (251) 의 상부가 기판 (9) 과 동일한 높이에 배치되어, 환상 간극 (G) 의 폭 (D2) 은 도 3 에 나타내는 환상 간극 (G) 의 폭 (D1) 보다 크다.
또한, 유기 용제의 공급이 정지된 후, 상기 서술한 스텝 S17, S18 과 함께, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 순수·용제 노즐 (31) 이 대기 위치로 이동하고, 충전제 노즐 (32) 이, 상면 (91) 의 중앙부에 대향하는 대향 위치에 배치된다. 그리고, 스텝 S16 에 있어서의 비교적 높은 회전 속도를 유지한 상태에서, 처리액 공급부인 충전제 공급부 (44) 에 의해서, 충전제가 충전제 노즐 (32) 을 통하여 상면 (91) 중앙부의 유기 용제의 액막 (81) 상에 소정량만 공급된다 (스텝 S19). 유기 용제의 액막 (81) 상에 공급되는 충전제는, 기판 (9) 의 회전에 의해서 상면 (91) 의 중앙부로부터 외주부로 확산되고, 도 4 중의 상단 왼쪽으로부터 4 번째에 나타내는 바와 같이, 유기 용제의 액막 (81) 상에 충전제의 액막 (82) 이 적층된다. 도 4 에서는, 액막에 있어서의 유기 용제의 층과 충전제의 층이 다르게 해칭되어 있다. 또한, 기판 (9) 의 회전이 정지된 상태에서, 충전제가 상면 (91) 에 공급되고, 그 후 기판 (9) 의 회전이 개시되어도 된다. 충전제는, 예를 들어 아크릴 수지 등의 폴리머 (수지) 를 함유한다. 또 충전제의 비중은 유기 용제 (여기서는 IPA) 보다 크다. 충전제에 있어서의 용매로서, 물이나 알코올 등이 예시된다. 폴리머는, 당해 용매에 대해서 용해성을 갖고, 예를 들어, 소정 온도 이상으로 가열함으로써 가교 반응이 일어난다. 소정 시간이 경과하여, 소정량의 충전제가 공급되고 액막 (82) 이 형성되면, 충전제의 공급이 정지되고, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 의 회전 속도는 스텝 S16 에 있어서의 비교적 높은 회전 속도로부터 서서히 감속되어, 비교적 낮은 회전 속도 (예를 들어, 전술한 순수 유지 회전 속도) 로 기판 (9) 이 회전된다.
여기서, 상기 액막 (81, 82) 은, 상면 (91) 전체를 덮는 일련의 액층이다. 충전제의 공급 정지에 의해서, 액막 (81, 82) 에서는, 기판 (9) 과, 액막 (81) 을 구성하는 액체 (주로, 유기 용제) 와, 액막 (82) 을 구성하는 액체 (주로 충전제) 의 상면 (91) 을 따른 상대 이동이 거의 없는 상태 (이른바, 패들 상태로서, 이하,「액 정지 상태」라고 한다.) 가 형성되어 있다. 스텝 S19 에서는, 기류 형성부 (61) 에 의한 하강 기류의 유량, 및, 배출 유량 조정부 (621) 에 의한 가스의 배출 유량이 작으며, 또한, 상단에 배치된 가드부 (25) 에서는, 환상 간극 (G) 의 폭 (D2) 도 비교적 크다. 따라서, 기판 (9) 의 외연부 근방에 있어서의 가스의 유속이 저감되어, 액 정지 상태의 액막 (81, 82) 의 붕괴 (즉, 기판 (9) 외연부 근방에 있어서 액막이 붕괴되어 기판 (9) 으로부터 유출되어 버리는 것) 나, 두께의 균일성 저하가 억제된다. 또, 순수 유지 회전 속도에서의 기판 (9) 의 회전에서는, 상면 (91) 으로부터 유기 용제나 충전제가 비산하여, 미스트가 되어 부유하는 경우도 거의 없다. 충전제가 원하지 않게 건조되거나 박리되어 버리는 것도 억제할 수 있다.
기판 (9) 의 회전 속도가 낮은 상태 (전술한 순수 유지 회전 속도 정도) 에서는, 각 위치에 있어서의 액막 (81, 82) 의 두께는, 상면 (91) 을 따른 가스의 흐름의 영향을 강하게 받지만, 기판 (9) 의 외연부 근방에 있어서의 가스의 유속이 저감되어 있음으로써, 액막 (81) 두께의 균일성이 확보된다. 상기 회전 속도에서의 기판 (9) 의 회전 (또는, 기판 (9) 의 회전을 정지시킨 상태) 은 소정 시간만큼 계속된다. 충전제의 비중은 유기 용제의 비중보다 크기 때문에, 충전제의 공급을 정지시킨 상태에서, 상면 (91) 상에 있어서 유기 용제를 함유하는 액막 (81) 및 충전제를 함유하는 액막 (82) 을 유지시킴으로써, 도 4 중의 상단 왼쪽으로부터 4 번째 및 5 번째에 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 상의 액막 (81, 82) 에 있어서 유기 용제의 액막 (81) 의 층과 충전제의 액막 (82) 의 층의 상하가 교체된다. 이와 같이 하여, 구조체 (910) 에 있어서의 간극에 존재하는 유기 용제가 충전제로 치환되어, 서로 인접하는 구조체 요소 (911) 사이에 충전제가 들어간다 (스텝 S20). 스텝 S20 은, 구조체 (910) 에 있어서의 간극에 충전제를 매립하는 처리이다. 스텝 S20 에 있어서의 액막 (81, 82) 에 있어서도, 액막 (81, 82) 을 구성하는 액체가 상면 (91) 상을 수평 방향으로는 거의 유동하고 있지 않아, 액 정지 상태가 형성되어 있다.
충전제의 매립 처리가 완료되면 (충전제의 공급 정지로부터 소정 시간 경과하면), 기류 형성부 (61) 에 있어서의 하강 기류의 유량 설정이「고」로 변경되어, 하강 기류의 유량이 매립 처리시보다 커진다 (스텝 S21). 또, 배출 유량 조정부 (621) 에 있어서의 가스의 배출 유량의 설정도「고」로 변경되어, 가스의 배출 유량이 매립 처리시보다 커진다. 본 처리예에서는, 하강 기류의 유량 및 가스의 배출 유량은, 약액 및 순수의 공급시와 동일한 정도로 되돌려진다. 또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가드부 (25) 가 가드 승강 기구 (26) 에 의해서 중단에 배치된다 (되돌려진다) (스텝 S22).
계속해서, 기판 (9) 의 회전 속도가, 순수 유지 회전 속도보다 고속의 회전 속도까지 올려진다. 이로써, 도 4 중의 상단 왼쪽으로부터 5 번째 및 6 번째에 나타내는 바와 같이, 유기 용제의 액막 (81), 및, 충전제의 잉여가 기판 (9) 으로부터 제거된다 (이른바, 스핀 오프) (스텝 S23). 기판 (9) 으로부터 비산하는 액 (유기 용제 및 충전제) 은, 가드부 (25) 의 내측면에 의해서 받아 내어진다. 유기 용제 및 충전제의 잉여가 제거된 액막 (82) 에서는, 구조체 (910) 전체를 덮기 위해서 필요한 두께의 충전제가 잔존한다.
그 후, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가드 승강 기구 (26) 에 의해서 가드부 (25) 가 하단에 배치된다 (스텝 S24). 하단은, 도 3 에 나타내는 위치 (중단) 보다 하방의 위치이다. 하단에 배치된 가드부 (25) 에서는, 가드 상부 (252) 의 상부가 기판 (9) 과 대략 동일한 높이에 배치되고, 환상 간극 (G) 의 폭 (D3) 은, 도 3 에 나타내는 환상 간극 (G) 의 폭 (D1), 및, 도 5 에 나타내는 환상 간극 (G) 의 폭 (D2) 보다 작다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 스텝 S20 ∼ S24 와 병행하여, 충전제 노즐 (32) 이 대기 위치로 이동하고, 외연부 세정 노즐 (33) 이, 상면 (91) 의 외연부에 대향하는 대향 위치에 배치된다. 가드부 (25) 가 하단에 배치되면, 유기 용제 공급부 (43) 에 의해서, 상면 (91) 의 외연부에 유기 용제가 외연부 세정 노즐 (33) 을 통하여 연속적으로 공급된다 (이른바, 베벨 세정) (스텝 S25). 외연부 세정 노즐 (33) 로부터 분출되는 유기 용제는, 기판 (9) 의 외연부를 세정하기 위한 것으로서, 이하「세정액」이라고 한다.
외연부 세정 노즐 (33) 에 있어서의 세정액의 분출 방향은, 상하 방향의 하향으로부터 외측 (중심축 (J1) 로부터 멀어지는 방향) 으로 경사져 있고, 상면 (91) 의 외연부에만 세정액이 공급된다. 또, 약액 및 순수의 공급시와 마찬가지로, 순수 유지 회전 속도보다 고속의 회전 속도로 기판 (9) 이 회전된다. 이로써, 구조체 (910) 가 형성되어 있지 않은 상면 (91) 의 외연부나, 기판 (9) 의 단면 (端面) (둘레면) 에 부착된 충전제가, 전체 둘레에 걸쳐서 제거된다. 이와 같이, 외연부나 단면에 부착되는 불필요한 충전제를 제거함으로써, 후속 처리에 있어서 기판 (9) 을 반송할 때, 반송 기구의 아암이 오염되는 것이 방지된다. 유기 용제 공급부 (43) 는, 외연부에 세정액을 공급하는 세정액 공급부로서의 역할도 다한다.
여기서, 외연부 세정 노즐 (33) 은, 상면 (91) 의 외연부의 일부분에 대향한다. 따라서, 외연부 세정 노즐 (33) 로부터 분출되는 세정액이나 제거되는 충전제는, 외연부에 있어서의 당해 부분 근방으로부터만 집중하여 비산하고, 많은 미스트가 되어 부유하기 쉽다. 세정액의 공급시에서는, 약액 및 순수의 공급시에 비해서 환상 간극 (G) 의 폭이 작기 때문에, 환상 간극 (G) 을 통과하는 가스의 유속이 커진다. 따라서, 기판 (9) 의 외연부 근방의 미스트는 당해 가스의 흐름에 의해서 컵부 (23) 내로 유도되기 쉬워진다. 또, 환상 간극 (G) 을 통과한 미스트가, 가스의 흐름과 반대로, 폭이 좁은 환상 간극 (G) 을 다시 통과하여 기판 (9) 의 상면 (91) 측으로 되돌아오는 것도 방지된다. 이상과 같이, 하단에 배치된 가드부 (25) 에 의해서, 세정액의 공급시에 있어서, 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 비산한 세정액 등의 미스트가 상면 (91) 에 부착되는 것이 억제된다. 또한, 이 시점에서는, 충전제는 임시 경화되어 있거나, 또는, 구조체 (910) 에 있어서의 간극에 매립되어 있어, 상기 가스의 흐름에 의해서 충전제의 박리가 발생되는 경우는 없다.
외연부 세정 노즐 (33) 로부터의 세정액의 분출 완료 후, 기판 (9) 의 회전을 소정 시간 계속함으로써, 외연부의 세정액이 제거된다. 그 후, 기판 (9) 의 회전이 정지되고, 외부의 반송 기구에 의해서 기판 (9) 이 챔버 (5) 밖으로 반출된다 (스텝 S26). 기판 (9) 은, 외부의 핫 플레이트에서 베이크되고, 충전제의 액막 (82) 에 있어서의 용매 성분이 제거됨과 함께, 충전제에 함유되는 폴리머가 본 경화된다. 이로써, 인접하는 구조체 요소 (911) 간에 고화된 폴리머가 충전된 상태로 된다. 기판 (9) 은, 외부의 드라이 에칭 장치로 반송되고, 드라이 에칭에 의해서 폴리머가 제거된다.
이 때, 인접하는 구조체 요소 (911) 간에 개재하는 개재물 (폴리머) 이 고체이기 때문에, 구조체 요소 (911) 에 대해서 개재물의 표면 장력이 작용하지 않는 상태에서 당해 개재물이 제거된다. 린스 처리 후에 있어서의 상기 일련의 처리는, 상면 (91) 에 부착되는 순수 (린스액) 의 건조 처리로 볼 수 있고, 당해 건조 처리에 의해서, 건조 도중의 순수의 표면 장력에 의한 구조체 요소 (911) 의 변형이 방지된다. 폴리머의 제거는, 액체를 사용하지 않는 다른 수법에 의해서 행해져도 된다. 예를 들어, 폴리머의 종류에 따라서는, 감압하에서 폴리머를 가열함으로써, 폴리머의 승화에 의한 제거가 행해진다.
이상으로 설명한 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상면 (91) 의 구조체 (910) 에 있어서의 간극을 유기 용제로 채우는 처리 (스텝 S16) 와, 구조체 (910) 의 간극에 존재하는 유기 용제를 충전제로 치환하는 처리 (스텝 S20) 가 행해진다. 양 처리에서는, 상면 (91) 상에 있어서 액막 (81, 82) 이 보유 (유지) 된다. 그 후, 기판 (9) 을 고속으로 회전시키면서, 기판 (9) 의 외연부에 부착된 충전제를 제거하는 처리 (스텝 S25) 가 행해진다. 또, 스텝 S16, S20 에 있어서의 환상 간극 (G) 의 폭이, 스텝 S25 에 있어서의 환상 간극 (G) 의 폭보다 커지도록 가드부 (25) 가 승강된다. 이로써, 액막 (81, 82) 을 유지할 때, 기판 (9) 의 외연부 근방에 있어서의 가스의 유속을 저감시킬 수 있어, 액막 (81, 82) 의 붕괴나 부분적인 박리, 두께의 균일성 저하를 억제할 수 있다. 또, 기판 (9) 의 외연부를 세정할 때, 외연부 근방으로부터 환상 간극 (G) 을 향하는 가스의 유속을 증대시킬 수 있고, 기판 (9) 으로부터 비산한 세정액 등 (의 미스트) 이 기판 (9) 으로 되돌아오는 것을 억제할 수 있다.
또, 액막 (81, 82) 을 유지할 때, 기류 형성부 (61) 에 의해서 형성되어 있는 하강 기류의 유량이, 외연부의 세정시에 있어서의 당해 유량보다 작아진다. 이로써, 외연부 근방에 있어서의 가스의 유속을 더욱 저감시킬 수 있어, 액막 (81, 82) 의 붕괴 등을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 액막 (81, 82) 을 유지할 때, 배출 유량 조정부 (621) 를 통한 가스의 배출 유량이, 외연부의 세정시에 있어서의 당해 배출 유량보다 작아진다. 이로써, 기판 (9) 의 외연부 근방에 있어서의 가스의 유속을 더욱 저감시킬 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 구조체 (910) 의 간극에 존재하는 유기 용제를 충전제로 치환할 때, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에 대한 충전제의 공급을 정지시킨 상태가 유지된다. 이로써, 당해 유기 용제를 보다 확실하게 충전제로 치환할 수 있다. 또, 다른 처리액 (약액이나 순수) 을 상면 (91) 에 공급할 때에 있어서의 환상 간극 (G) 의 폭이, 충전제의 액막 (82) 을 유지할 때에 있어서의 환상 간극 (G) 의 폭보다 작으며, 또한, 외연부를 세정할 때에 있어서의 환상 간극 (G) 의 폭보다 커진다. 이로써, 기판 (9) 으로부터 비산하는 당해 다른 처리액을 보다 확실하게 가드부 (25) 에서 받아내면서, 외연부에 있어서의 가스가 어느 정도의 유량을 확보하여, 비산한 당해 다른 처리액 (의 미스트) 이 기판 (9) 으로 되돌아오는 것을 억제할 수 있게 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 가드부 (25) 의 상단 및 중단이 동일한 위치여도 된다. 이 경우, 도 2A 및 도 2B 의 처리에 있어서, 스텝 S18, S22 에 있어서의 가드부 (25) 의 승강 동작이 생략되어, 기판 (9) 의 처리를 간소화하는 것이 가능해진다. 기판 처리 장치 (1) 의 설계에 따라서는, 가드부 (25) 의 중단 및 하단을 동일한 위치로 할 수도 있다.
상기 기판 처리 장치 (1) 에서는 다양한 변형이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 기류 형성부 (61) 에 의해서, 항상 하강 기류가 형성되는데, 예를 들어, 도 4 중의 하강 기류가「저」로 설정되는 기간에 있어서, 기류 형성부 (61) 가 OFF, 즉, 기류 형성부 (61) 에 의한 가스의 공급 유량이 0 이 되어도 된다. 이 경우에도, 배기 유로 (62) 를 통한 가스의 배출에서 기인하여 하강 기류가 발생되기 때문에, 환상 간극 (G) 의 폭을 변경하는 상기 수법이 유효해진다. 기판 처리 장치 (1) 의 설계에 따라서는, 기류 형성부 (61) 를 생략할 수도 있다.
한편, 하강 기류가 과도하게 낮아지면, 컵부 (23) 내에 있어서, 기판 (9) 보다 하방에 존재하는 파티클이나 약액 분위기 등이 상방을 향해서 이동하고 (즉, 파티클 등이 역류하고), 파티클 등이 기판 (9) 의 상면 (91) 에 부착되어, 기판 (9) 이 오염되어 버린다. 따라서, 파티클 등의 역류에 의한 기판 (9) 의 오염을 보다 확실하게 방지한다는 관점에서는, 액막 (81, 82) 을 유지할 때, 기류 형성부 (61) 로부터의 챔버 (5) 내에 대한 가스의 공급이 유지되는 것이 바람직하다.
외연부 세정 노즐 (33) 이, 순수 공급부 (42) 에 접속되고, 스텝 S25 에 있어서의 기판 (9) 의 외연부의 세정에 있어서, 순수가 세정액으로서 이용되어도 된다. 이 경우, 순수 공급부 (42) 가 세정액 공급부로서의 역할을 다한다. 또, 스핀 척 (22) 의 구조 등에 따라서는, 기판 (9) 의 하면의 외연부를 향해서 세정액을 공급하는 외연부 세정 노즐이 형성되어도 된다. 이 경우에도, 당해 외연부 세정 노즐로부터 처리액을 분출할 때, 환상 간극 (G) 의 폭을 작게 함으로써, 환상 간극 (G) 을 통과하는 가스의 유속을 증대시켜, 기판 (9) 으로부터 비산한 세정액 등이 기판 (9) 으로 되돌아오는 것을 억제할 수 있다.
기판 유지 회전 기구는, 다양한 양태로 실현될 수도 있다. 예를 들어, 상면 (91) 에 구조체가 형성된 기판 (9) 의 하면에 맞닿는 기판 유지 회전 기구에 의해서, 상면 (91) 을 상방을 향하여 실질적으로 수평인 자세에서 기판 (9) 을 유지하면서 기판 (9) 이 회전되어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에 있어서, 기판 유지 회전 기구를 승강시키는 승강 기구가 형성되고, 기판 유지 회전 기구 및 기판 (9) 을 승강시킴으로써, 환상 간극 (G) 의 폭이 변경되어도 된다. 이와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 승강 기구는, 기판 (9) 의 주위를 둘러싸는 통상의 가드부 (25) 를 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강시키면 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서 처리되는 기판은 반도체 기판에는 한정되지 않고, 유리 기판이나 다른 기판이어도 된다.
상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합될 수도 있다.
발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만, 기술의 설명은 예시적이지 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.
1 기판 처리 장치
9 기판
21 스핀 모터
22 스핀 척
25 가드부
26 가드 승강 기구
43 유기 용제 공급부
44 충전제 공급부
61 기류 형성부
80 ∼ 82 액막
91 (기판의) 상면
910 구조체
D1 ∼ D3 (환상 간극의) 폭
G 환상 간극
S11 ∼ S26 스텝

Claims (16)

  1. 표면에 구조체가 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    a) 상하 방향을 따라서 직경이 상이한 부위를 갖는 통상의 가드부의 내측에 형성된 기판 유지 회전 기구에 의해서, 표면에 구조체가 형성된 기판을, 상기 표면을 상방을 향하여 실질적으로 수평인 자세로 유지하는 공정과,
    b) 소정의 용제를 상기 기판의 상기 표면에 공급하고, 상기 표면 상에 있어서 상기 용제의 액막을 유지시켜, 상기 표면의 상기 구조체에 있어서의 간극을 상기 용제로 채우는 공정과,
    c) 상기 b) 공정에 있어서 형성된 상기 액막에 소정의 처리액을 공급하여, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제를 상기 처리액으로 치환하는 공정과,
    d) 상기 기판을 회전시켜, 상기 기판으로부터 상기 용제 및 상기 처리액의 잉여를 제거하는 공정과,
    e) 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 외연부에 소정의 세정액을 공급하여, 상기 외연부에 부착된 상기 처리액을 제거하는 공정을 구비하고,
    상기 c) 공정에 있어서 상기 가드부의 내측면과 상기 기판의 상기 외연부 사이에 형성되어 있는 환상의 최소 간극의 폭이, 상기 e) 공정에 있어서의 상기 최소 간극의 폭보다 커지도록, 상기 가드부가 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강되는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 공정이,
    c1) 상기 처리액을 상기 표면에 공급하는 공정과,
    c2) 상기 처리액의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 표면 상에 있어서 상기 처리액을 포함하는 액막을 유지시켜, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제를 상기 처리액으로 치환하는 공정을 구비하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액의 비중이, 상기 용제의 비중보다 큰, 기판 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 c1) 공정에 있어서는 상기 기판을 제 1 회전 속도로 회전시키고,
    상기 c2) 공정에 있어서는 상기 기판을 상기 제 1 회전 속도보다 저속인 제 2 회전 속도로 회전시키거나 혹은 상기 기판을 정지시키는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 b) 공정에 있어서의 상기 최소 간극의 폭이, 상기 e) 공정에 있어서의 상기 최소 간극의 폭보다 커지도록, 상기 가드부가 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강되는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가드부 및 상기 기판 유지 회전 기구의 상방에 있어서, 하강 기류를 형성하는 기류 형성부가 형성되는, 기판 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 c) 공정에 있어서 상기 기류 형성부에 의해서 형성되어 있는 상기 하강 기류의 유량이, 상기 e) 공정에 있어서의 상기 하강 기류의 유량보다 작은, 기판 처리 방법.
  8. 표면에 구조체가 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상하 방향을 따라서 직경이 상이한 부위를 갖는 통상의 가드부와,
    상기 가드부의 내측에 형성되고, 표면에 구조체가 형성된 기판을, 상기 표면을 상방을 향하여 실질적으로 수평인 자세로 유지하는 기판 유지 회전 기구와,
    상기 표면에 소정의 용제를 공급하는 용제 공급부와,
    상기 표면에 소정의 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 기판의 외연부에 소정의 세정액을 공급하는 세정액 공급부와,
    상기 가드부를 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강시킴으로써, 상기 가드부의 내측면과 상기 기판의 상기 외연부 사이에 형성되어 있는 환상의 최소 간극의 폭을 변경하는 승강 기구와,
    상기 용제 공급부에 의해서 상기 기판의 상기 표면에 상기 용제를 공급하여, 상기 표면 상에 있어서 상기 용제의 액막을 유지시키고, 상기 표면의 상기 구조체에 있어서의 간극을 상기 용제로 채우고, 상기 최소 간극의 폭이 제 1 폭인 상태에서, 상기 처리액 공급부에 의해서 상기 액막에 상기 처리액을 공급하여, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제를 상기 처리액으로 치환하고, 상기 기판을 회전시켜, 상기 기판으로부터 상기 용제 및 상기 처리액의 잉여를 제거하고, 상기 최소 간극의 폭이 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭인 상태에서, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 세정액 공급부에 의해서 상기 기판의 상기 외연부에 상기 세정액을 공급하여, 상기 외연부에 부착된 상기 처리액을 제거하는 제어부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리액의 상기 표면에 대한 공급 후, 상기 처리액의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 표면 상에 있어서 상기 처리액을 포함하는 액막을 유지시킴으로써, 상기 구조체에 있어서의 상기 간극에 존재하는 상기 용제가 상기 처리액으로 치환되는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 처리액의 비중이, 상기 용제의 비중보다 큰, 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 유지 회전 기구가, 상기 처리액의 공급시에 상기 기판을 제 1 회전 속도로 회전시키고, 상기 처리액을 포함하는 상기 액막의 유지시에 상기 기판을 상기 제 1 회전 속도보다 저속인 제 2 회전 속도로 회전시키거나 혹은 상기 기판을 정지시키는, 기판 처리 장치.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용제의 상기 액막의 유지시에 있어서의 상기 최소 간극의 폭이, 상기 세정액의 공급시에 있어서의 상기 최소 간극의 폭보다 커지도록, 상기 승강 기구가, 상기 가드부를 상기 기판 유지 회전 기구에 대해서 상대적으로 승강시키는, 기판 처리 장치.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가드부 및 상기 기판 유지 회전 기구의 상방에 있어서, 하강 기류를 형성하는 기류 형성부가 형성되는, 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 용제의 상기 처리액으로의 치환시에 있어서 상기 기류 형성부에 의해서 형성되어 있는 상기 하강 기류의 유량이, 상기 세정액의 공급시에 있어서의 상기 하강 기류의 유량보다 작은, 기판 처리 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 e) 공정에서는, 상기 기판의 상기 표면에 있어서 상기 외연부에만 상기 세정액이 공급되는, 기판 처리 방법.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 세정액 공급부가, 상기 기판의 상기 표면에 있어서 상기 외연부에만 상기 세정액을 공급하고,
    상기 제어부가, 상기 세정액 공급부에 의해 상기 기판의 상기 표면에 있어서 상기 외연부에만 상기 세정액을 공급하여, 상기 외연부에 부착된 상기 처리액을 제거하는, 기판 처리 장치.
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