KR102147583B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102147583B1
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유키후미 요시다
히로아키 다카하시
마사유키 오쓰지
마나부 오쿠타니
지카라 마에다
히로시 아베
슈이치 야스다
야스노리 가네마쓰
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 제1 처리액을, 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 공정과, 상기 제1 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 유지층 형성 공정과, 상기 파티클 유지층을 상기 기판의 상면으로부터 박리하여 제거하는 유지층 제거 공정과, 상기 파티클 유지층을 상기 기판 상으로부터 제거한 후, 제2 처리액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 액막을 상기 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각함으로써, 상기 액막을 상기 기판 상에서 고화시켜 고체막을 형성하는 고화 공정과, 상기 고체막을 승화시켜 상기 기판 상으로부터 제거하는 승화 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 출원은, 2017년 12월 11일에 제출된 일본국 특허 출원 2017-237068호에 의거하는 우선권을 주장하고 있고, 이 출원의 전체 내용은 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
매엽식의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 기판이 1장씩 처리된다. 자세히는, 스핀 척에 의해 기판이 거의 수평으로 유지된다. 그리고, 기판의 상면을 세정하는 세정 공정이 실행된 후, 기판의 상면을 건조하기 위해 기판을 고속 회전시키는 스핀 드라이 공정이 행해진다.
세정 공정에서는, 기판에 부착된 각종 오염물, 앞 공정에서 사용한 처리액이나 레지스트 등의 잔사, 혹은 각종 파티클 등(이하 「파티클」이라고 총칭하는 경우가 있다.)이 제거된다. 구체적으로는, 세정 공정에서는, 탈이온수(DIW) 등의 세정액을 기판에 공급함으로써, 파티클이 물리적으로 제거되거나, 파티클과 화학적으로 반응하는 약액을 기판에 공급함으로써, 당해 파티클이 화학적으로 제거되거나 한다.
그러나, 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화 및 복잡화가 진행되고 있기 때문에, 파티클을 물리적, 혹은 화학적으로 제거하는 것이 용이하지 않게 되어 있다.
그래서, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하고, 당해 처리액을 고화 또는 경화시킨 막(이하 「파티클 유지층」이라고 한다.)을 형성한 후, 당해 파티클 유지층을 제거하는 방법이 제안되어 있다(일본국 특허공개 2014-197717호 공보).
그러나, 일본국 특허공개 2014-197717호 공보에 기재된 방법에서는, 용해 처리액을 기판의 상면에 공급함으로써, 파티클 유지층을 기판 위에서 용해시키기 때문에, 용해되고 있는 파티클 유지층으로부터 파티클이 탈락하여, 기판에 재부착될 우려가 있다. 그 때문에, 파티클 제거율이, 기대하는만큼 높아지지 않는다.
또한, 파티클의 제거를 위해 이용한 용해 처리액이나 용해 처리액을 씻어 내기 위한 린스액은, 패턴 내부에 들어간다. 패턴 내부에 들어간 액체의 표면장력이 패턴에 작용한다. 이 표면장력에 의해, 패턴이 도괴할 우려가 있다.
자세히는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면을 건조시킬 때, 패턴 내부에 들어간 린스액의 액면(공기와 액체의 계면)이, 패턴 내에 형성된다. 그 때문에, 액면과 패턴의 접촉 위치에, 액체의 표면장력이 작용한다. 이 표면장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴가 일어나기 쉽다. 전형적인 린스액인 물은, 표면장력이 크기 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 이 발명의 하나의 목적은, 기판의 상면으로부터 파티클을 양호하게 제거할 수 있고, 또한, 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 용질과 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 제1 처리액을, 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 하면에 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하여, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 제1 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 유지층 형성 공정과, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 상기 기판의 상면으로부터 박리하여 제거하는 유지층 제거 공정과, 상기 파티클 유지층을 상기 기판 상으로부터 제거한 후, 승화성 물질을 함유하는 제2 처리액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 기판의 상면을 덮는 상기 제2 처리액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판의 하면에 제2 열매체를 공급하여 상기 기판을 개재하여 상기 액막을 상기 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각함으로써, 상기 액막을 상기 기판 상에서 고화시켜 고체막을 형성하는 고화 공정과, 상기 고체막을 승화시켜 상기 기판 상으로부터 제거하는 승화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 유지층 형성 공정에 있어서, 기판을 개재하여 기판 상의 제1 처리액이 제1 열매체에 의해 가열된다. 이로 인해, 제1 처리액이 고화 또는 경화됨으로써, 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다. 제1 처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클이 기판으로부터 떨어진다. 떨어진 파티클은 파티클 유지층 내에 유지된다. 그 때문에, 유지층 제거 공정에 있어서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 파티클을 유지한 상태의 파티클 유지층을, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또, 이 방법에 의하면, 액막 형성 공정에 있어서 기판의 상면 전역을 덮는 제2 처리액의 액막이 형성된다. 그리고, 이 액막은, 고화 공정에 있어서, 제2 열매체의 공급에 의해, 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각되고, 고체막이 형성된다. 고체막은 승화에 의해 제거된다. 그 때문에, 기판의 상면에 제2 처리액의 표면장력을 작용시키지 않고, 기판 상으로부터 제2 처리액을 제거하고 기판의 상면을 건조시킬 수 있다. 따라서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
이상에 의해, 기판의 상면으로부터 파티클을 양호하게 제거할 수 있고, 또한, 기판의 상면을 양호하게 건조할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분이, 변질 온도 이상으로 가열하기 전에는 상기 박리액에 대해서 불용성이며, 또한, 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해 가용성이 되는 성질을 갖는다. 상기 유지층 형성 공정에서는, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 변질 온도 미만의 온도가 되도록 상기 기판이 가열된다.
이 방법에 의하면, 유지층 형성 공정에서는, 제1 처리액의 온도가 변질 온도 미만의 온도가 되도록 기판이 가열되어 파티클 유지층이 형성된다. 그 때문에, 파티클 유지층은, 박리액에 대해서 난용성 내지 불용성이지만, 당해 박리액에 의해 박리가 가능하다. 따라서, 유지층 제거 공정에서는, 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 용해시키지 않고, 파티클을 유지한 상태로, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
그 결과, 파티클을 유지한 상태의 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 박리액에 대한 파티클 유지층의 용해에 기인하는 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 유지층 형성 공정에서는, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 용매의 비점 미만이 되도록 상기 기판이 가열된다.
이 방법에 의하면, 유지층 형성 공정에 있어서의 가열 후의 파티클 유지층 내에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 유지층 제거 공정에 있어서, 파티클 유지층 내에 잔류한 용매와, 공급된 박리액과의 상호작용에 의해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층 내에 박리액을 침투시켜, 파티클 유지층과 기판의 계면까지 박리액을 도달시킴으로써, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 띄워 박리시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 박리액이, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있다. 유지층 형성 공정에 있어서, 파티클 유지층 내에 용매를 적당히 잔류시켜 두면, 당해 용매에 대해서 상용성의 박리액이, 파티클 유지층 내에 침투하고, 파티클 유지층과 기판의 계면에까지 도달할 수 있다. 그로 인해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 띄워 박리시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 유지층 제거 공정 후이고 또한 상기 액막 형성 공정 전에, 상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 더 포함한다.
이 방법에 의하면, 잔사 제거액이, 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는다. 그 때문에, 파티클 유지층의 잔사(박리액이 박리할 수 없었던 파티클 유지층)를 잔사 제거액에 용해시켜, 기판의 상면에 제2 처리액을 공급하기 전에 기판의 상면으로부터 잔사를 제거할 수 있다. 이로 인해, 기판의 상면의 파티클의 양을 한층 저감한 상태로, 기판의 상면을 건조시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 유지층 형성 공정이, 상기 기판을 연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 회전시켜, 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액의 일부를 배제하는 회전 배제 공정과, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액의 일부가 배제된 후에, 상기 기판의 하면에 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하는 기판 가열 공정을 포함한다.
유지층 형성 공정에 있어서 제1 처리액의 용매를 휘발시킬 때, 용매에 기인하는 파티클이, 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착될 우려가 있다. 용매의 양이 많을수록 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착되는 파티클의 양이 증가한다. 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착된 파티클이, 유지층 제거 공정 후에 분위기 중을 떠돌고, 기판에 재차 부착될 우려가 있다. 그래서, 기판의 회전에 의해 기판 상으로부터 제1 처리액이 적당히 배제된 후에, 기판의 하면에 제1 열매체를 공급하여 기판 상의 제1 처리액을 가열함으로써, 휘발하는 용매의 양을 저감할 수 있으므로, 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착되는 용매의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판에의 재부착을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기판 상의 상기 제1 처리액의 간섭 무늬를 검출하는 검출 공정을 더 포함한다. 그리고, 상기 유지층 형성 공정이, 상기 간섭 무늬가 검출되지 않게 된 타이밍에, 상기 기판의 가열을 개시하는 제1 가열 개시 공정을 포함한다.
본원 발명자들은, 기판 상의 제1 처리액의 양을 간섭 무늬가 발생하지 않는 정도의 양으로 한 상태로 기판을 가열하여 제1 처리액의 용매를 휘발시키면, 유지층 형성 후에 기판 상에 부착되는 파티클의 양을 충분히 저감할 수 있는 것을 알아냈다.
그래서, 간섭 무늬가 검출되지 않게 된 타이밍에, 기판의 가열을 개시함으로써, 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 그에 따라, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판에의 재부착을 확실히 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 유지층 형성 공정이, 상기 기판의 상면에의 상기 제1 처리액의 공급을 정지하는 공급 정지 공정과, 상기 제1 처리액의 공급의 정지로부터 소정 시간 경과한 후에 상기 기판의 가열을 개시하는 제2 가열 개시 공정을 포함한다.
본원 발명자들은, 간섭 무늬가 소실되기까지 필요한 시간(소실 필요 시간)을, 기판의 회전 속도에 의거하여 예측 가능한 것을 알아냈다. 그 때문에, 제1 처리액의 공급의 정지로부터 소실 필요 시간 경과 후에 기판의 가열을 개시함으로써, 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 그에 따라, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판에의 재부착을 확실히 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기판의 하면에 제3 열매체를 공급함으로써, 상기 제2 처리액의 공급이 정지된 후에 있어서의 상기 액막의 온도를, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 온도 범위로 유지하는 온도 유지 공정과, 상기 온도 범위에 상기 액막의 온도가 있는 동안에, 상기 액막을 구성하는 상기 제2 처리액의 일부를 상기 기판의 상면으로부터 제거하여, 상기 액막을 얇게 하는 박막화 공정을 더 포함한다.
이 방법에 의하면, 온도 유지 공정에 있어서, 제2 처리액의 액막의 온도를 상술한 온도 범위로 유지함으로써, 액막이 고화되는 것을 억제하고, 고화 공정 전의 기판 상의 제2 처리액을 액상으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 액막 형성 공정에 있어서 제2 처리액의 액막의 부분적인 고화가 발생해도, 온도 유지 공정으로 재용융시켜 액상으로 할 수 있다.
박막화 공정에 있어서, 제2 처리액의 액막의 온도가 상기의 온도 범위에 있고, 제2 처리액의 액막의 고화가 발생하지 않는 동안에 잉여의 제2 처리액을 제거함으로써, 고화 공정으로 형성되는 고체막의 막두께를 적당히 저감할 수 있다. 고체막의 막두께를 저감함으로써, 고체막에 잔류하는 내부 응력을 저감할 수 있다. 그 때문에, 당해 내부 응력에 기인하여 기판의 상면에 작용하는 힘을 저감할 수 있으므로, 패턴의 도괴를 한층 억제할 수 있다. 따라서, 그 후의 승화 공정에 있어서 고체막을 승화시켜 제거함으로써, 패턴의 도괴를 한층 억제하면서, 기판의 상면을 건조시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 제1 처리액 공급 공정에 있어서, 상기 기판의 측방에 가드를 배치하는 가드 배치 공정과, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재를, 상기 기판의 상면에 근접하는 근접 위치에 배치하는 근접 배치 공정을 더 포함한다.
유지층 형성 공정에 있어서 기판의 하면에 공급된 제1 열매체는, 기판 밖으로 비산된다. 기판 밖으로 비산된 제1 열매체는, 기판의 측방에 배치된 가드에 의해 받아진다. 가드에 의해 받아진 제1 열매체의 일부는, 가드로부터 튀어오른다. 그래서, 유지층 형성 공정에 있어서 대향 부재를 기판의 상면에 근접시킴으로써, 파티클 유지층의 표면에의 제1 열매체의 부착을 억제할 수 있다. 따라서, 가드로부터의 제1 열매체의 튀어오름에 기인하는 파티클을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액막 형성 공정이, 상기 대향 부재의 상기 대향면에 설치된 토출구를 향해 제2 처리액 배관을 통해 상기 제2 처리액을 송액(送液)하는 송액 공정과, 상기 토출구로부터 상기 기판의 상면을 향해 상기 제2 처리액을 토출하는 토출 공정과, 상기 토출 공정의 종료 후에, 상기 제2 처리액 배관 내의 상기 제2 처리액을 흡인하는 흡인 공정을 포함한다.
토출 공정의 종료 후에는, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에는, 제2 처리액이 잔류한다. 그래서, 토출 공정의 종료 후에 제2 처리액 배관 내의 제2 처리액을 흡인함으로써, 제2 처리액이 고화되기 전에 제2 처리액 배관 및 토출구로부터 제2 처리액을 제거할 수 있다. 그 때문에, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에 잔류한 제2 처리액의 기화열에 기인하는 고화를 억제할 수 있다. 따라서, 제2 처리액 배관의 막힘을 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 제2 처리액 배관의 온도를, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 관리 온도 범위로 유지하는 처리액 배관 온도 유지 공정을 더 포함한다. 그 때문에, 제2 처리액 배관 내에 잔류한 제2 처리액을 가열할 수 있으므로, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에 잔류한 제2 처리액의 고화를 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 유지 공정이, 챔버 내에 설치된 기판 유지 유닛에 의해 상기 기판이 유지된 상태를, 상기 승화 공정의 종료까지 계속하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판 처리 도중에 다른 챔버로 기판을 옮기지 않고, 단일의 챔버 내에서, 제1 처리액 공급 공정, 유지층 형성 공정, 유지층 제거 공정, 액막 형성 공정, 고화 공정, 및 승화 공정을 실행할 수 있다. 따라서, 기판 한 장의 처리에 필요한 시간(스루풋)을 삭감할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 유지 공정이, 상기 기판 유지 유닛에 설치된 복수의 제1 파지(把持) 핀 및 복수의 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제1 기판 파지 공정과, 복수의 상기 제2 파지 핀으로 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제1 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격하는 제1 이격 공정과, 복수의 상기 제1 파지 핀으로 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제2 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격하는 제2 이격 공정과, 상기 제1 이격 공정 및 상기 제2 이격 공정 후에, 복수의 상기 제1 파지 핀 및 복수의 상기 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제2 기판 파지 공정을 포함한다. 그리고, 상기 제1 이격 공정, 상기 제2 이격 공정 및 제2 기판 파지 공정이, 상기 유지층 제거 공정에 있어서 상기 기판 상에 박리액이 공급되고 있는 동안에 실행된다.
기판에 있어서 제1 파지 핀 또는 제2 파지 핀과 접촉하는 부분에는, 박리액이 골고루 미치기 어렵다. 그래서, 유지층 제거 공정에 있어서 기판 상에 박리액이 공급되고 있는 동안에, 복수의 제1 파지 핀이 기판으로부터 이격한 상태와, 복수의 제2 파지 핀이 기판으로부터 이격한 상태를 경유함으로써, 기판에 있어서 제1 파지 핀 또는 제2 파지 핀과 접촉하는 부분에 박리액을 충분히 공급할 수 있다. 따라서, 유지층 제거 공정에 있어서, 기판의 상면으로부터 파티클 유지층을 충분히 제거할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 유지층 형성 공정이, 상기 기판의 하면에 대향하는 하면 노즐로부터 상기 제1 열매체를 토출함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 고화 공정이, 상기 하면 노즐로부터 상기 제2 열매체를 토출함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 액막을 냉각하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 기판 처리 방법이, 상기 고화 공정 후에, 상기 하면 노즐을 향해 상기 제1 열매체 및 상기 제2 열매체를 공급하는 열매체 공급 배관에, 상기 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 열매체 공급관을 가열하는 열매체 공급 배관 가열 공정을 더 포함한다.
하면 노즐로부터 제2 열매체를 토출할 때, 하면 노즐에 제2 열매체를 공급하는 열매체 공급관이 냉각된다. 그 때문에, 1장의 기판의 기판 처리를 끝낸 후, 다음 기판의 기판 처리를 개시한 경우에, 유지층 형성 공정에 있어서, 제1 열매체는, 냉각된 열매체 공급관을 통과해 하면 노즐로부터 토출될 우려가 있다. 그래서, 고화 공정 후에, 제1 열매체를 공급하여 열매체 공급 배관을 미리 가열해 둠으로써, 다음 기판의 기판 처리의 유지층 형성 공정에 있어서, 기판 상의 제1 처리액을 원하는 온도로 가열할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 제1 처리액으로서, 상기 용매의 적어도 일부가 휘발함으로써 고화 또는 경화하여 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 상기 제1 처리액을, 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 가열하는 제1 열매체를 상기 기판의 하면에 공급하는 제1 열매체 공급 유닛과, 상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과, 승화성 물질을 함유하는 제2 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 제2 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 냉각하는 제2 열매체를 상기 기판의 하면에 공급하는 제2 열매체 공급 유닛과, 상기 제2 처리액으로부터 형성되는 고체막을 승화시키는 승화 유닛과, 상기 기판 유지 유닛, 상기 제1 처리액 공급 유닛, 상기 제1 열매체 공급 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 상기 제2 처리액 공급 유닛, 상기 제2 열매체 공급 유닛 및 상기 승화 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛으로 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 제1 처리액 공급 유닛으로부터 상기 제1 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 공정과, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제1 열매체를 공급하여 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하여 상기 제1 처리액을 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 유지층 형성 공정과, 상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 박리액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 상기 기판의 상면으로부터 박리하여 제거하는 유지층 제거 공정과, 상기 제2 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 제2 처리액을 공급함으로써, 상기 기판의 상면을 덮는 상기 제2 처리액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 제2 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제2 열매체를 상기 기판의 하면에 공급하여, 상기 기판을 개재하여 상기 액막을 상기 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각함으로써, 상기 액막을 고화하여 상기 고체막을 형성하는 고화 공정과, 상기 승화 유닛에 의해 상기 고체막을 승화하고, 상기 고체막을 상기 기판 상으로부터 제거하는 승화 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 유지층 형성 공정에 있어서, 기판을 개재하여 기판 상의 제1 처리액이 제1 열매체에 의해 가열된다. 이로 인해, 제1 처리액이 고화 또는 경화됨으로써, 파티클 유지층이 기판의 상면에 형성된다. 제1 처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클이 기판으로부터 떨어진다. 떨어진 파티클은 파티클 유지층 내에 유지된다. 그 때문에, 유지층 제거 공정에 있어서, 기판의 상면에 박리액을 공급함으로써, 파티클을 유지한 상태의 파티클 유지층을, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또, 이 구성에 의하면, 액막 형성 공정에 있어서 기판의 상면 전역을 덮는 제2 처리액의 액막이 형성된다. 그리고, 이 액막은, 고화 공정에 있어서, 제2 열매체의 공급에 의해, 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각되어, 고체막이 형성된다. 고체막은 승화에 의해 제거된다. 그 때문에, 기판의 상면에 제2 처리액의 표면장력을 작용시키지 않고, 기판 상으로부터 제2 처리액을 제거하고 기판의 상면을 건조시킬 수 있다. 따라서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
이상에 의해, 기판의 상면으로부터 파티클을 양호하게 제거할 수 있고, 또한, 기판의 상면을 양호하게 건조할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분이, 변질 온도 이상으로 가열하기 전에는 상기 박리액에 대해서 불용성이며, 또한, 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해서 가용성이 되는 성질을 갖는다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제1 열매체를 공급하여, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 변질 온도 미만의 온도가 되도록 상기 기판을 가열하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 유지층 형성 공정에서는, 제1 처리액의 온도가 변질 온도 미만의 온도가 되도록 기판이 가열되어 파티클 유지층이 형성된다. 그 때문에, 파티클 유지층은, 박리액에 대해서 난용성 내지 불용성이지만, 당해 박리액에 의해 박리가 가능하다. 따라서, 유지층 제거 공정에서는, 기판의 상면에 형성된 파티클 유지층을, 용해시키지 않고, 파티클을 유지한 상태로, 기판의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
그 결과, 파티클을 유지한 상태의 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 박리액에 대한 파티클 유지층의 용해에 기인하는 잔사가 기판의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제1 열매체를 공급하여, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 용매의 비점 미만이 되도록 상기 기판을 가열하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 유지층 형성 공정에 있어서의 가열 후의 파티클 유지층 내에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 유지층 제거 공정에 있어서, 파티클 유지층 내에 잔류한 용매와, 공급된 박리액의 상호작용에 의해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층 내에 박리액을 침투시켜, 파티클 유지층과 기판의 계면까지 박리액을 도달시킴으로써, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 띄워 박리시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 박리액이, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있다. 유지층 형성 공정에 있어서, 파티클 유지층 내에 용매를 적당히 잔류시켜 두면, 당해 용매에 대해서 상용성의 박리액이, 파티클 유지층 내에 침투하고, 파티클 유지층과 기판의 계면에까지 도달할 수 있다. 그로 인해, 파티클 유지층을 기판의 상면으로부터 띄워 박리시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 상면에 상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛을 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 제거 공정 후이고 또한 상기 액막 형성 공정 전에, 상기 잔사 제거액 공급 유닛으로부터, 상기 기판의 상면에 상기 잔사 제거액을 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 잔사 제거액이, 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는다. 그 때문에, 파티클 유지층의 잔사(박리액을 박리할 수 없었던 파티클 유지층)를 잔사 제거액에 용해시켜, 기판의 상면에 제2 처리액을 공급하기 전에 기판의 상면으로부터 잔사를 제거할 수 있다. 이로 인해, 기판의 상면의 파티클의 양을 한층 저감한 상태로, 기판의 상면을 건조시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛을 더 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판 회전 유닛으로 하여금 상기 기판을 회전시키게 함으로써, 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액을 제거하는 회전 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있고, 또한, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 회전에 의해서 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액의 일부가 배제된 후에, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 기판의 하면에 상기 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하는 기판 가열 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
유지층 형성 공정에 있어서 제1 처리액의 용매를 휘발시킬 때, 용매에 기인하는 파티클이, 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착될 우려가 있다. 용매의 양이 많을수록 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착되는 파티클의 양이 증가한다. 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착된 파티클이, 유지층 제거 공정 후에 분위기 중을 떠돌고, 기판에 재차 부착될 우려가 있다. 그래서, 기판의 회전에 의해 기판 상으로부터 제1 처리액이 적당히 배제된 후에, 기판의 하면에 제1 열매체를 공급하여 기판 상의 제1 처리액을 가열함으로써, 휘발되는 용매의 양을 저감할 수 있으므로, 기판의 근방에 위치하는 부재에 부착하는 용매의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판에의 재부착을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 상의 상기 제1 처리액의 간섭 무늬를 검출하는 검출 유닛을 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 검출 유닛에 의해 상기 간섭 무늬를 검출하는 검출 공정과, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 간섭 무늬가 상기 검출 유닛에 검출되지 않게 된 타이밍에 상기 기판의 가열을 개시하는 제1 가열 개시 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
본원 발명자들은, 기판 상의 제1 처리액의 두께를 간섭 무늬가 발생하지 않는 정도의 두께로 한 상태로 기판을 가열하여 제1 처리액의 용매를 휘발시키면, 유지층 형성 후에 기판 상에 부착되는 파티클의 양을 충분히 저감할 수 있는 것을 알아냈다.
그래서, 간섭 무늬가 검출되지 않게 된 타이밍에, 기판의 가열을 개시함으로써, 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 그에 따라, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판에의 재부착을 확실히 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 상면에의 상기 제1 처리액의 공급을 정지하는 공급 정지 공정을 실행하도록 프로그램되어 있고, 또한, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 제1 처리액의 공급의 정지로부터 소정 시간 경과 후에 상기 기판의 가열을 개시하는 제2 가열 개시 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
본원 발명자들은, 기판의 회전 속도에 의거하여, 간섭 무늬가 소실되기까지 필요한 시간(소실 필요 시간)을 예측 가능한 것을 알아냈다. 그 때문에, 제1 처리액의 공급의 정지로부터 소실 필요 시간 경과 후에 기판의 가열을 개시함으로써, 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 그에 따라, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판에의 재부착을 확실히 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 하면에 제3 열매체를 공급하는 제3 열매체 공급 유닛과, 상기 제2 처리액을 상기 기판 상으로부터 제거하는 제거 유닛을 더 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 제3 열매체 공급 유닛으로부터 상기 기판의 하면에 상기 제3 열매체를 공급함으로써, 상기 제2 처리액의 공급이 정지된 후에 있어서의 상기 액막의 온도를, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 온도 범위로 유지하는 온도 유지 공정과, 상기 액막의 온도가 상기 온도 범위에 있는 동안에, 상기 액막을 구성하는 상기 제2 처리액의 일부를 상기 제거 유닛이 상기 기판의 상면으로부터 제거하고, 상기 액막을 얇게 하는 박막화 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 온도 유지 공정에 있어서, 제2 처리액의 액막의 온도를 상술한 온도 범위로 유지함으로써, 액막이 고화되는 것을 억제하여, 고화 공정 전의 기판 상의 제2 처리액을 액상으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 액막 형성 공정에 있어서 제2 처리액의 액막의 부분적인 고화가 발생해도, 온도 유지 공정으로 재용융시켜 액상으로 할 수 있다.
박막화 공정에 있어서, 제2 처리액의 액막의 온도가 상기의 온도 범위에 있고, 제2 처리액의 액막의 고화가 발생하지 않는 동안에 잉여의 제2 처리액을 제거함으로써, 고화 공정으로 형성되는 고체막의 막두께를 적당히 저감할 수 있다. 이로 인해, 고체막에 잔류하는 내부 응력을 저감할 수 있다. 그 때문에, 당해 내부 응력에 기인하여 기판의 상면에 작용하는 힘을 저감할 수 있으므로, 패턴의 도괴를 한층 억제할 수 있다. 따라서, 그 후의 승화 공정에 있어서 고체막을 승화시켜 제거함으로서, 패턴의 도괴를 한층 억제하면서, 기판의 상면을 건조시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 측방에 배치된 가드와, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 가지며, 상기 기판에 대해서 승강하는 대향 부재를 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 대향 부재를, 상기 기판의 상면에 근접하는 근접 위치에 배치하는 근접 배치 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
유지층 형성 공정에 있어서 기판의 하면에 공급된 제1 열매체는, 기판 밖으로 비산된다. 기판 밖으로 비산된 제1 열매체는, 기판의 측방에 배치된 가드에 의해서 받아진다. 가드에 의해 받아진 제1 열매체의 일부는, 가드로부터 튀어오른다. 그래서, 유지층 형성 공정에 있어서 대향 부재를 기판의 상면에 근접시킴으로써, 파티클 유지층의 표면에의 제1 열매체의 부착을 억제할 수 있다. 따라서, 가드로부터의 제1 열매체의 튀어오름에 기인하는 파티클을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 제2 처리액 공급 유닛이, 상기 대향 부재의 상기 대향면에 설치된 토출구와, 상기 토출구에 상기 제2 처리액을 공급하는 제2 처리액 배관을 포함한다. 그리고, 상기 기판 처리 장치가, 상기 제2 처리액 배관을 흡인하는 흡인 유닛을 더 포함한다.
토출구로부터의 제2 처리액의 토출의 종료 후에는, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에는, 제2 처리액이 잔류하고 있다. 그래서, 제2 처리액의 토출의 종료 후에 제2 처리액 배관 내의 제2 처리액을 흡인함으로써, 제2 처리액이 고화되기 전에 제2 처리액 배관 및 토출구로부터 제2 처리액을 제거할 수 있다. 그 때문에, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에 잔류한 제2 처리액의 기화열에 기인하는 고화를 억제할 수 있다. 따라서, 제2 처리액 배관의 막힘을 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 제2 처리액 배관의 온도를, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 관리 온도 범위로 유지하는 제2 처리액 배관 온도 유지 유닛을 더 포함한다. 그 때문에, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에 잔류한 제2 처리액을 가열할 수 있으므로, 제2 처리액 배관 내 및 토출구에 잔류한 제2 처리액의 고화를 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 유닛을 수용하는 챔버를 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 승화 공정의 종료까지 상기 기판 유지 공정을 계속하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 기판 처리 도중에 다른 챔버로 기판을 옮기지 않고, 단일의 챔버 내에서, 제1 처리액 공급 공정, 유지층 형성 공정, 유지층 제거 공정, 액막 형성 공정, 고화 공정, 및 승화 공정을 실행할 수 있다. 따라서, 스루풋을 삭감할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판을 유지하는 복수의 제1 파지 핀 및 복수의 제2 파지 핀을 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 복수의 상기 제1 파지 핀 및 복수의 상기 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제1 기판 파지 공정과, 복수의 상기 제2 파지 핀이 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제1 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격시키는 제1 이격 공정과, 복수의 상기 제1 파지 핀이 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제2 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격시키는 제2 이격 공정과, 상기 제1 이격 공정 및 상기 제2 이격 공정 후에, 복수의 상기 제1 파지 핀 및 복수의 상기 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제2 기판 파지 공정을 상기 기판 유지 공정에 있어서 실행하도록 프로그램되어 있다. 그리고, 상기 제1 이격 공정, 상기 제2 이격 공정 및 제2 기판 파지 공정이, 상기 유지층 제거 공정에 있어서 상기 기판 상에 상기 박리액이 공급되고 있는 동안에 실행된다.
기판에 있어서 제1 파지 핀 또는 제2 파지 핀과 접촉하는 부분에는, 박리액이 골고루 미치기 어렵다. 그래서, 유지층 제거 공정에 있어서 기판 상에 박리액이 공급되고 있는 동안에, 복수의 제1 파지 핀이 기판으로부터 이격한 상태와, 복수의 제2 파지 핀이 기판으로부터 이격한 상태를 경유함으로써, 기판에 있어서 제1 파지 핀 또는 제2 파지 핀과 접촉하는 부분에 박리액을 충분히 공급할 수 있다. 따라서, 유지층 제거 공정에 있어서, 기판의 상면으로부터 파티클 유지층을 충분히 제거할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 하면을 향해 상기 제1 열매체 및 상기 제2 열매체를 토출하는 하면 노즐과, 상기 하면 노즐에 접속된 열매체 공급 배관을 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 고화 공정 후에, 상기 열매체 공급관에 상기 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 열매체 공급 배관을 가열하는 열매체 공급 배관 가열 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
하면 노즐로부터 제2 열매체를 토출할 때, 하면 노즐에 제2 열매체를 공급하는 열매체 공급관이 냉각된다. 그 때문에, 1장의 기판의 기판 처리를 끝낸 후, 다음 기판의 기판 처리를 개시한 경우에, 유지층 형성 공정에 있어서, 제1 열매체는, 냉각된 열매체 공급관을 통과하여 노즐로부터 토출될 우려가 있다. 그래서, 고화 공정 후에, 제1 열매체를 공급하고 열매체 공급 배관을 미리 가열해 둠으로써, 다음 기판의 기판 처리의 유지층 형성 공정에 있어서, 기판 상의 제1 처리액을 원하는 온도로 가열할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술의, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도 면을 참조하여 다음에 설명하는 실시 형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1은, 이 발명의 일실시 형태와 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 모식도이다.
도 3a는, 상기 처리 유닛에 구비된 스핀 베이스 및 척 유닛의 평면도이며, 상기 척 유닛의 닫힘 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는, 상기 스핀 베이스 및 상기 척 유닛의 평면도이며, 상기 척 유닛의 제1 이격 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3c는, 상기 스핀 베이스 및 상기 척 유닛의 평면도이며, 상기 척 유닛의 제2 이격 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 열매체 공급 배관의 모식도이다.
도 5는, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a~도 7l은, 상기 기판 처리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는, 상기 기판 처리에 있어서의 파티클 유지층의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는, 상기 기판 처리의 유지층 형성 공정(도 6의 S3)에 있어서 기판의 가열을 개시하는 타이밍에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 10a는, 상기 유지층 형성 공정의 회전 배제 공정에 있어서 기판을 일정한 회전 속도로 회전시킨 경우에, 각 회전 속도에 있어서의 소실 필요 시간을 나타낸 그래프이다.
도 10b는, 상기 회전 배제 공정에 있어서 기판을 일정한 회전 속도로 회전시킨 경우에, 각 회전 속도에 있어서의 적산 회전수를 나타낸 그래프이다.
도 11은, 표면장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 1은, 이 발명의 일실시 형태와 관련된 기판 처리 장치(1)의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼등의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 도 1을 참조하여, 기판 처리 장치(1)는, 처리 유체로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)으로 처리되는 복수매의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 올려지는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다.
반송 로봇(IR)은, 캐리어(C)와 반송 로봇(CR) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들면, 같은 구성을 갖고 있다. 처리 유체에는, 후술하는, 제1 처리액, 제2 처리액, 린스액, 박리액, 잔사 제거액, 열매체 등의 액체나 불활성 가스 등의 기체가 포함된다.
도 2는, 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛(2)은, 내부 공간을 갖는 챔버(4)와, 챔버(4) 내에서 기판(W)을 수평으로 유지하면서 기판(W)의 중앙부를 통과하는 연직인 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 스핀 척(5)과, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면에 대향하는 대향 부재(6)와, 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산되는 액체를 받아내는 통 형상의 처리 컵(7)과, 챔버(4) 내의 분위기를 배기하는 배기 유닛(8)과, 기판(W)의 상면의 모습을 촬영하는 촬영 유닛(9)을 포함한다.
챔버(4)는, 기판(W)이 통과하는 반입 반출구(24a)가 설치된 상자형의 격벽(24)과, 반입 반출구(24a)를 개폐하는 셔터(25)와, 격벽(24)의 상부로부터 격벽(24) 내(챔버(4) 내에 상당)에 청정 공기를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU(팬 필터 유닛)(29)를 포함한다. FFU(29)에 의해 여과된 공기인 클린 에어는, 격벽(24)의 상부로부터 챔버(4) 내로 상시 공급된다.
스핀 척(5)은, 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛의 일례이다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다. 스핀 척(5)은, 척 유닛(20)과, 스핀 베이스(21)와, 회전축(22)과, 전동 모터(23)를 포함한다.
도 3a~도 3c는, 스핀 베이스(21) 및 척 유닛(20)의 평면도이다. 도 3a를 참조하여, 스핀 베이스(21)는, 수평 방향을 따르는 원판 형상을 갖고 있다. 척 유닛(20)은, 스핀 베이스(21)의 상면에 배치된 복수(예를 들면, 3개)의 제1 파지 핀(20A) 및 복수(예를 들면, 3개)의 제2 파지 핀(20B)을 포함한다. 제1 파지 핀(20A)과 제2 파지 핀(20B)은, 둘레 방향을 따라서 교대로 배치되어 있다.
척 유닛(20)은, 기판(W)에 대해서 제1 파지 핀(20A) 및 제2 파지 핀(20B)이 이동함으로써, 닫힘 상태, 열림 상태, 제1 이격 상태, 및 제2 이격 상태 사이에서 변화할 수 있다.
닫힘 상태는, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)의 양쪽에 의해 기판(W)의 둘레 가장자리를 파지한 상태이다. 제1 이격 상태는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 복수의 제2 파지 핀(20B)에 의해 기판(W)의 둘레 가장자리를 파지하고, 복수의 제1 파지 핀(20A)이 기판(W)의 둘레 가장자리로부터 이격한 상태이다. 제2 이격 상태는, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 복수의 제1 파지 핀(20A)이 기판(W)의 둘레 가장자리를 파지하고, 복수의 제2 파지 핀(20B)이 기판(W)의 둘레 가장자리로부터 이격한 상태이다.
도시하지 않지만, 기판(W)의 둘레 가장자리가 어떤 제1 파지 핀(20A) 및 제2 파지 핀(20B)에도 파지되어 있지 않은 상태를 열림 상태라고 한다. 척 유닛(20)의 상태가 열림 상태일 때, 반송 로봇(CR)(도 1 참조)은, 복수의 척 유닛(20)으로부터 기판(W)을 받을 수 있다.
도 2를 다시 참조하여, 처리 유닛(2)은, 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)을 개폐 구동하는 핀 구동 유닛(30)을 더 포함한다. 핀 구동 유닛(30)은, 예를 들면, 스핀 베이스(21)에 내장된 링크 기구(31)와, 스핀 베이스(21) 밖에 배치된 구동원(32)을 포함한다. 구동원(32)은, 예를 들면, 볼나사 기구와, 거기에 구동력을 주는 전동 모터를 포함한다. 핀 구동 유닛(30)은, 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)을 구동함으로써, 닫힘 상태, 열림 상태, 제1 이격 상태, 및 제2 이격 상태 중 어느 한 상태로 복수의 척 유닛(20) 상태를 변화시킬 수 있다.
회전축(22)은, 회전축선(A1)을 따라서 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축(22)의 상단부는, 스핀 베이스(21)의 하면 중앙에 결합되어 있다. 평면에서 볼때 스핀 베이스(21)의 중앙 영역에는, 스핀 베이스(21)를 상하로 관통하는 관통구멍(21a)이 형성되어 있다. 관통구멍(21a)은, 회전축(22)의 내부 공간(22a)과 연통되어 있다.
전동 모터(23)는, 회전축(22)에 회전력을 부여한다. 전동 모터(23)에 의해 회전축(22)이 회전됨으로써, 스핀 베이스(21)가 회전된다. 이로 인해, 기판(W)이 회전축선(A1)의 둘레로 회전된다. 이하에서는, 회전축선(A1)을 중심으로 한 지름 방향의 안쪽을 단지 「지름 방향 안쪽」이라고 하고, 회전축선(A1)을 중심으로 한 지름 방향의 바깥쪽을 단지 「지름 방향 바깥쪽」이라고 한다. 전동 모터(23)는, 기판(W)을 회전축선(A1)의 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛에 포함된다.
처리 컵(7)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산되는 액체를 받아내는 복수의 가드(71)와, 복수의 가드(71)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아내는 복수의 컵(72)과, 복수의 가드(71)와 복수의 컵(72)을 둘러싸는 원통 형상의 외벽 부재(73)를 포함한다. 이 실시 형태에서는, 2개의 가드(71)(제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B))와, 2개의 컵(72)(제1 컵(72A) 및 제2 컵(72B))이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.
제1 컵(72A) 및 제2 컵(72B)의 각각은, 상방으로 개방된 홈 형상의 형태를 갖고 있다. 제1 가드(71A)는, 스핀 베이스(21)를 둘러싼다. 제2 가드(71B)는, 제1 가드(71A)보다 지름 방향 바깥쪽에서 스핀 베이스(21)를 둘러싼다. 제1 컵(72A)은, 제1 가드(71A)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다. 제2 컵(72B)은, 제1 가드(71A)와 일체로 형성되어 있고, 제2 가드(71B)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다.
처리 유닛(2)은, 제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)를 각각 따로따로 승강시키는 가드 승강 유닛(74)을 포함한다. 가드 승강 유닛(74)은, 제1 가드(71A)를 하위치와 상위치 사이에서 승강시킨다. 가드 승강 유닛(74)은, 제2 가드(71B)를 하위치와 상위치 사이에서 승강시킨다. 제1 가드(71A)는, 상위치와 하위치 사이의 가동 범위의 전역에 있어서, 기판(W)의 측방에 위치한다. 제2 가드(71B)는, 상위치와 하위치 사이의 가동 범위의 전역에 있어서, 기판(W)의 측방에 위치한다. 가동 범위에는, 상위치 및 하위치가 포함된다.
가드 승강 유닛(74)은 예를 들면, 제1 가드(71A)에 부착된 제1 볼나사 기구(도시 생략)와, 제1 볼나사에 구동력을 부여하는 제1 모터(도시 생략)와, 제2 가드(71B)에 부착된 제2 볼나사 기구(도시 생략)와, 제2 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 제2 모터(도시 생략)를 포함한다. 가드 승강 유닛(74)은, 가드 리프터라고도 한다.
배기 유닛(8)은, 처리 컵(7)의 외벽 부재(73)의 저부에 접속된 배기 덕트(26)와 배기 덕트(26)를 개폐하는 배기 밸브(27)를 포함한다. 배기 밸브(27)의 개도를 조정함으로써, 배기 덕트(26)를 흐르는 기체의 유량(배기 유량)을 조정할 수 있다. 배기 덕트(26)는, 예를 들면, 챔버(4) 내를 흡인하는 배기 장치(28)에 접속되어 있다. 배기 장치(28)는, 기판 처리 장치(1)의 일부여도 되고, 기판 처리 장치(1)와는 따로 설치되어 있어도 된다. 배기 장치(28)가 기판 처리 장치(1)의 일부인 경우, 배기 장치(28)는, 예를 들면, 진공 펌프 등이다. 챔버(4) 내의 기체는, 배기 덕트(26)를 통해 챔버(4)로부터 배출된다. 이로 인해, 클린 에어의 다운 플로우가 챔버(4) 내에 상시 형성된다.
대향 부재(6)는, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)에 상방으로부터 대향한다. 대향 부재(6)는, 기판(W)과 거의 같은 지름 또는 그 이상의 지름을 갖는 원판 형상으로 형성되고, 스핀 척(5)의 상방에서 거의 수평으로 배치되어 있다. 대향 부재(6)는, 기판(W)의 상면에 대향하는 대향면(6a)을 갖는다.
대향 부재(6)에 있어서 대향면(6a)과는 반대측의 면에는, 중공축(60)이 고정되어 있다. 대향 부재(6)에 있어서 평면에서 볼 때 회전축선(A1)과 겹치는 위치를 포함하는 부분에는, 대향 부재(6)를 상하로 관통하고, 중공축(60)의 내부 공간과 연통하는 연통구멍이 형성되어 있다.
대향 부재(6)는, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간 내의 분위기를 당해 공간의 외부의 분위기로부터 차단한다. 그 때문에, 대향 부재(6)는 차단판이라고도 불린다.
처리 유닛(2)은, 대향 부재(6)의 승강을 구동하는 대향 부재 승강 유닛(61)을 더 포함한다. 대향 부재 승강 유닛(61)은, 하위치로부터 상위치까지의 임의의 위치(높이)에 대향 부재(6)를 위치시킬 수 있다. 하위치란, 대향 부재(6)의 가동 범위에 있어서, 대향 부재(6)의 대향면(6a)이 기판(W)에 가장 근접하는 위치이다. 상위치란, 대향 부재(6)의 가동 범위에 있어서 대향 부재(6)의 대향면(6a)이 기판(W)으로부터 가장 이격하는 위치이다.
대향 부재 승강 유닛(61)은, 예를 들면, 중공축(60)을 지지하는 지지 부재(도시 생략)에 부착된 볼나사 기구(도시 생략)와, 거기에 구동력을 부여하는 전동 모터(도시 생략)를 포함한다. 대향 부재 승강 유닛(61)은, 대향 부재 리프터(차단판 리프터)라고도 한다.
촬영 유닛(9)은, 예를 들면, CCD(Charge Coupled Devices) 카메라 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라이며, 촬영용의 파라미터로서 노광 시간이나 프레임수를 조정 가능하게 구성되어 있다. 촬영 유닛(9)은 챔버(4)의 격벽(24)에 부착되어 있다. 촬영 유닛(9)은, 기판(W)의 상면을 비스듬히 상방으로부터 촬영한다.
처리 유닛(2)은, 적어도 수평 방향으로 이동 가능한 제1 이동 노즐(10)과, 적어도 수평 방향으로 이동 가능한 제2 이동 노즐(11)과, 중공축(60)에 삽입 통과 되고 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향하는 중앙 노즐(12)과, 회전축(22)에 삽입 통과되고 기판(W)의 하면의 중앙 영역에 대향하는 하면 노즐(13)과, 스핀 베이스(21)의 측방에 배치된 측방 노즐(14)을 포함한다.
제1 이동 노즐(10)은, 기판(W)의 상면을 향해 제1 처리액을 공급(토출)하는 제1 처리액 공급 유닛의 일례이다. 제1 이동 노즐(10)로부터 토출되는 제1 처리액은, 용질과, 휘발성을 갖는 용매를 포함한다. 제1 처리액은, 용매의 적어도 일부가 휘발되어 고화 또는 경화됨으로써, 기판(W)의 상면에 부착되어 있던 파티클을 당해 기판(W)으로부터 떼어내어 유지하는 파티클 유지층을 형성한다.
여기서, 「제1 처리액의 고화」란, 예를 들면, 용매의 휘발에 따라, 분자간이나 원자간에 작용하는 힘 등에 의해 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 「제1 처리액의 경화」란, 예를 들면, 중합이나 가교 등의 화학적인 변화에 따라, 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 따라서, 「제1 처리액의 고화 또는 경화」란, 여러가지 요인에 따라 제1 처리액의 용질이 「굳어지는」것을 나타내고 있다.
제1 처리액의 용질로서 이용되는 수지는, 예를 들면, 소정의 변질 온도 이상으로 가열하기 전에는 물에 대해서 난용성 내지 불용성이며, 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어 수용성이 되는 성질을 갖는 수지(이하 「감열 수용성 수지」라고 기재하는 경우가 있다.)이다.
감열 수용성 수지는, 예를 들면, 소정의 변질 온도 이상(예를 들면, 200℃ 이상)으로 가열함으로써 분해되어, 극성을 갖는 관능기를 노출시킴으로써, 수용성을 발현한다.
제1 처리액의 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. 제1 처리액의 용매로서는, 예를 들면, PGEE(프로필렌글리콜모노에틸에테르)가 이용된다.
제1 이동 노즐(10)은, 제1 처리액 밸브(50)가 개재된 제1 처리액 배관(40)에 접속되어 있다. 제1 처리액 배관(40)에 개재된 제1 처리액 밸브(50)가 열리면, 제1 처리액이, 제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제1 이동 노즐(10)은, 제1 노즐 이동 유닛(33)에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제1 이동 노즐(10)은, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 제1 이동 노즐(10)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 기판(W)의 상면의 회전 중심이란, 기판(W)의 상면에 있어서의 회전축선(A1)과의 교차 위치이다. 제1 이동 노즐(10)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때, 처리 컵(7)의 바깥쪽에 위치한다.
제1 이동 노즐(10)은, 대향 부재(6)가 상위치에 위치할 때, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이에 진입할 수 있다. 제1 이동 노즐(10)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제1 노즐 이동 유닛(33)은, 예를 들면, 연직 방향을 따르는 회동축(도시 생략)과, 회동축으로 결합되어 수평으로 연장되는 암(도시 생략)과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛(도시 생략)을 포함한다. 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직인 회동축선 둘레로 회동시킴으로써 암을 요동시킨다. 또한, 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직 방향을 따라서 승강시킴으로써, 암을 상하 이동시킨다. 제1 이동 노즐(10)은 암에 고정된다. 암의 요동 및 승강에 따라, 제1 이동 노즐(10)이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
처리 유닛(2)은, 제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)를 세정하기 위한 세정 유닛(80)을 포함한다. 세정 유닛(80)은, 세정액을 모으는 세정 포트(81)와, 세정 포트(81)에 세정액을 공급하는 세정액 공급관(83)과, 세정 포트(81)로부터 세정액을 배출하는 세정액 배출관(84)을 포함한다. 세정액은, 예를 들면, IPA이다. 세정액공급관(83)에 개재된 세정액 밸브(86)를 엶으로써, 세정 포트(81)에 세정액이 공급된다. 세정액 배출관(84)에 개재된 폐수 밸브(87)을 엶으로써, 세정 포트(81)로부터 세정액이 배출된다.
세정 포트(81)는, 퇴피 위치에 위치하는 제1 이동 노즐(10)의 하방에 배치되어 있다. 세정 포트(81) 내에 고인 세정액의 액면보다 제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)가 하방(예를 들면, 도 2에 나타내는 위치)에 위치하도록, 퇴피 위치에 위치하는 제1 이동 노즐(10)을 하방으로 이동시킴으로써, 제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)가 세정된다.
제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)의 세정 중 또는 세정 후에, 세정액 밸브(86) 및 폐수 밸브(87)를 엶으로써, 세정 포트(81) 내의 세정액의 순도의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다. 이로 인해, 세정 포트(81) 내의 세정액으로부터 파티클이 제1 이동 노즐(10)에 부착되는 것이 억제 또는 방지된다.
제2 이동 노즐(11)은, 기판(W)의 상면을 향해 박리액을 공급(토출)하는 박리액 공급 유닛의 일례이다. 박리액은, 제1 처리액이 형성하는 파티클 유지층을 기판(W)의 상면으로부터 박리하기 위한 액이다. 박리액은, 제1 처리액에 포함되는 용매와의 상용성을 갖는 액체를 이용하는 것이 바람직하다.
박리액으로서는, 예를 들면, 수계의 박리액이 이용된다. 수계의 박리액으로서는, 박리액은, DIW로는 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들면, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수, 알칼리 수용액 등을 들 수 있다. 알칼리 수용액으로서는, SC1액(암모니아 과산화수소수 혼합액), 암모니아 수용액, 테트라메틸암모늄히드록시드 등의 4급 수산화 암모늄의 수용액, 콜린 수용액 등을 들 수 있다.
이 실시 형태에서는, 제2 이동 노즐(11)은, 공통 밸브(51)가 개재된 공통 배관(41)에 접속되어 있다. 공통 배관(41)에 있어서 공통 밸브(51)보다 상류 측에는, 제1 SC1액 밸브(52)가 개재된 제1 SC1액 배관(42)과, 제1 DIW 밸브(53)가 개재 된 제1 DIW 배관(43)이 접속되어 있다. 공통 밸브(51) 및 제1 SC1액 밸브(52)가 열리면, 박리액으로서의 SC1액이, 제2 이동 노즐(11)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 공통 밸브(51) 및 제1 DIW 밸브(53)가 열리면, 박리액으로서의 DIW가, 제2 이동 노즐(11)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
DIW는, 기판(W) 상의 박리액 등의 약액을 씻어 내는 린스액으로서도 기능한다. 린스액은, 예를 들면, DIW이다. 린스액으로서는, DIW 이외에도, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 암모니아수 및 희석 농도(예를 들면, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수 등을 들 수 있다. 따라서, 제2 이동 노즐(11)은, 기판(W)의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 유닛으로서도 기능할 수 있다.
제2 이동 노즐(11)은, 제2 노즐 이동 유닛(34)에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제2 이동 노즐(11)은, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 제2 이동 노즐(11)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제2 이동 노즐(11)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때, 처리 컵(7)의 바깥쪽에 위치한다.
제2 이동 노즐(11)은, 대향 부재(6)가 상위치에 위치할 때, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이에 진입할 수 있다. 제2 이동 노즐(11)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제2 노즐 이동 유닛(34)은, 제1 노즐 이동 유닛(33)과 같은 구성을 갖고 있다. 즉, 제2 노즐 이동 유닛(34)은, 예를 들면, 연직 방향을 따르는 회동축(도시 생략)과, 당해 회동축 및 제2 이동 노즐(11)에 결합되어 수평으로 연장되는 암(도시 생략)과, 당해 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛(도시 생략)을 포함한다.
중앙 노즐(12)은, 처리액을 하방으로 토출하는 복수의 이너 튜브(제1 튜브(91), 제2 튜브(92), 제3 튜브(93) 및 제4 튜브(94))와, 복수의 이너 튜브를 둘러싸는 통 형상의 케이싱(90)을 포함한다. 제1 튜브(91), 제2 튜브(92), 제3 튜브(93), 제4 튜브(94) 및 케이싱(90)은, 회전축선(A1)을 따라서 상하 방향으로 연장되어 있다. 대향 부재(6)의 내주면 및 중공축(60)의 내주면은, 회전 지름 방향으로 간격을 두고 케이싱(90)의 외주면을 둘러싸고 있다. 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)는, 대향 부재(6)의 대향면(6a)에 설치되어 있다. 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)는, 제1 튜브(91), 제2 튜브(92), 제3 튜브(93) 및 제4 튜브(94)의 토출구이기도 하다.
제1 튜브(91)는, 기판(W)의 상면을 향해 제2 처리액을 토출한다. 제1 튜브(91)에는, 제2 처리액 밸브(54)가 개재된 제2 처리액 배관(44)이 접속되어 있다. 제2 처리액 밸브(54)가 열리면, 제2 처리액이, 제2 처리액 배관(44)으로부터 제1 튜브(91)에 공급되고, 제1 튜브(91)의 토출구(중앙 노즐(12)의 토출구(12a))로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 중앙 노즐(12)은, 기판(W)의 상면에 제2 처리액을 공급하는 제2 처리액 공급 유닛의 일례이다.
제2 처리액은, 승화성 물질을 포함하는 액체이다. 승화성 물질을 포함하는 액체로서는, 예를 들면, 승화성 물질의 융액 등의, 승화성 물질이 융해 상태로 포함되는 것이나, 혹은, 용질로서의 승화성 물질을 용매에 용해시킨 용액 등을 이용할 수 있다. 여기서 「융해 상태」란, 승화성 물질이 완전하게 또는 일부 용해됨으로써 유동성을 가지며, 액상을 나타내고 있는 상태를 가리킨다. 승화성 물질로서는, 상온(5℃~35℃)에서의 증기압이 높고, 고상으로부터 액상을 거치지 않고 기상으로 변화하는 여러 가지의 물질이 이용된다.
본 실시 형태에서는, 승화성 물질로서 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄을 이용한 예에 대해 설명한다. 이 화합물은, 20℃에서의 증기압이 약 8266Pa, 융점(응고점)이 20.5℃, 비점이 82.5℃이다.
융해 상태의 승화성 물질을 혼합시키는 경우, 용매로서는, 융해 상태의 승화성 물질에 대해서 상용성을 나타내는 용매가 바람직하다. 또, 용질로서의 승화성 물질을 용해시키는 경우에는, 당해 승화성 물질에 대해 용해성을 나타내는 용매가 바람직하다.
제2 처리액에 이용되는 용매로서는, 예를 들면, DIW, 순수, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 에스테르, 알코올, 에테르 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 들 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면, DIW, 순수, 메탄올, 에탄올, IPA, 부탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, NMP(N-메틸-2-피롤리돈), DMF(N,N-디메틸포름아미드), DMA(디메틸아세트아미드), DMSO(디메틸술폭시드), 헥산, 톨루엔, PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르), PGPE(프로필렌글리콜모노프로필에테르), PGEE(프로필렌글리콜모노에틸에테르), GBL(γ-부티로락톤), 아세틸아세톤, 3-펜타논, 2-헵타논, 락트산 에틸, 시클로헥사논, 디부틸에테르, HFE(하이드로플루오로에테르), 에틸노나플루오로이소부틸에테르, 에틸노나플루오로부틸에테르, 및 m-크실렌헥사플루오라이드로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 들 수 있다.
제2 처리액 배관(44)에는, 제2 처리액 밸브(54)보다 하류측(제1 튜브(91)측)의 위치에 흡인 배관(96)이 분기 접속되어 있다. 흡인 배관(96)에는, 흡인 배관(96) 내의 유로를 개폐하는 흡인 밸브(97)가 개재되어 있다. 흡인 배관(96)에는, 제1 튜브(91) 및 제2 처리액 배관(44) 내의 제2 처리액을 흡인하기 위한 흡인 유닛(98)이 접속되어 있다. 흡인 유닛(98)은, 예를 들면, 진공 펌프이다. 도 2에서는, 흡인 유닛(98)은, 챔버(4)에 배치되어 있지만, 챔버(4) 밖에 배치되어 있어도 된다.
처리 유닛(2)은, 제1 튜브(91) 및 제2 처리액 배관(44) 내의 제2 처리액의 온도를 승화성 물질의 융점 이상으로 유지하기 위해, 제1 튜브(91) 및 제2 처리액 배관(44) 내의 제2 처리액을 가열하는 히터(99)를 포함한다. 히터(99)는, 예를 들면, 중공축(60)에 내장되어 있다.
제2 튜브(92)는, 기판(W)의 상면을 향해 DIW를 토출한다. 제2 튜브(92)에는, 제2 DIW 밸브(55)가 개재된 제2 DIW 배관(45)이 접속되어 있다. 제2 DIW 밸브(55)가 열리면, DIW가, 제2 DIW 배관(45)으로부터 제2 튜브(92)에 공급되고, 제2 튜브(92)의 토출구(중앙 노즐(12)의 토출구(12a))로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 중앙 노즐(12)은, 기판(W)의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 유닛의 일례이다. 상술한 바와 같이, DIW는 박리액으로서도 기능하기 때문에, 중앙 노즐(12)은, 기판(W)의 상면을 향해 박리액을 공급(토출)하는 박리액 공급 유닛으로서 기능하는 것도 가능하다.
제3 튜브(93)는, 기판(W)의 상면을 향해 IPA를 토출한다. 제3 튜브(93)에는, IPA 밸브(56)가 개재된 IPA 배관(46)이 접속되어 있다. IPA 밸브(56)가 열리면, IPA가, IPA 배관(46)으로부터 제3 튜브(93)에 공급되고 제3 튜브(93)의 토출구(중앙 노즐(12)의 토출구(12a))로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
IPA는, 제1 처리액의 용질에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액의 일례이다. 따라서, 중앙 노즐(12)은, 기판(W)의 상면에 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛의 일례이다.
제1 처리액의 용질로서 감열 수용성 수지를 이용하는 경우, 잔사 제거액으로서, 변질 전의 감열 수용성 수지에 대한 용해성을 갖는 액체를 이용할 수 있다. 제1 처리액의 용질로서 감열 수용성 수지를 이용하는 경우, 잔사 제거액으로서 이용되는 액체는, 예를 들면 IPA이다. 잔사 제거액은, 수계의 박리액과의 상용성을 갖는 액체인 것이 바람직하다.
제4 튜브(94)는, 기판(W)의 상면을 향해 질소 가스 등의 기체를 토출한다. 제4 튜브(94)에는, 제1 기체 밸브(57)가 개재된 제1 기체 배관(47)이 접속되어 있다. 제1 기체 밸브(57)가 열리면, 기체가, 제1 기체 배관(47)으로부터 제4 튜브(94)에 공급되고 제4 튜브(94)의 토출구(중앙 노즐(12)의 토출구(12a))로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 중앙 노즐(12)은, 기판(W)의 상면에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛의 일례이다.
제4 튜브(94)로부터 토출되는 기체는, 불활성 가스인 것이 바람직하다. 불활성 가스는, 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해서 불활성인 가스이며, 예를 들면 아르곤 등의 희가스류여도 된다. 제4 튜브(94)로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다.
중앙 노즐(12)의 케이싱(90)과, 대향 부재(6)의 내주면 및 중공축(60)의 내주면 사이에는, 제5 튜브(95)가 배치되어 있다. 제5 튜브(95)는, 질소 가스 등의 기체를 하방으로 토출한다. 제5 튜브(95)에는, 제2 기체 밸브(77)가 개재된 제2 기체 배관(78)이 접속되어 있다. 제2 기체 밸브(77)가 열리면, 기체가, 제2 기체 배관(78)으로부터 제5 튜브(95)에 공급되고, 제5 튜브(95)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제5 튜브(95)는, 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a) 사이의 공간에 기체를 공급하고, 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a) 사이의 분위기를 치환하는 분위기 치환 유닛의 일례이다.
제5 튜브(95)로부터 토출되는 기체는, 불활성 가스인 것이 바람직하다. 불활성 가스는, 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해서 불활성인 가스이며, 예를 들면 아르곤 등의 희가스류여도 된다. 제5 튜브(95)로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다.
측방 노즐(14)은, 제1 가드(71A)에 고정되어 있다. 측방 노즐(14)은, 제2 SC1액 밸브(58)가 개재된 제2 SC1액 배관(48)에 접속되어 있다. 제2 SC1액 밸브(58)가 열리면, SC1액이, 측방 노즐(14)의 토출구로부터 측방으로 연속적으로 토출된다. 제1 가드(71A)가 소정의 세정 위치에 위치할 때에, 측방 노즐(14)은, 척 유닛(20)에 측방으로부터 대향한다. 제1 가드(71A)가 소정의 세정 위치에 위치하고, 또한, 스핀 베이스(21)가 회전하고 있는 상태에서, 측방 노즐(14)의 토출구로부터 SC1액이 토출됨으로써, 제1 파지 핀(20A) 및 제2 파지 핀(20B)이 세정된다.
하면 노즐(13)은, 스핀 베이스(21)의 상면 중앙부에서 개구하는 관통구멍(21a)에 삽입되어 있다. 하면 노즐(13)의 토출구(13a)는, 스핀 베이스(21)의 상면으로부터 노출되어 있다. 하면 노즐(13)의 토출구(13a)는, 기판(W)의 하면 중앙부에 하방으로부터 대향한다.
처리 유닛(2)은, 하면 노즐(13)에 복수종의 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 배관(49)을 포함한다. 도 4는, 처리 유체 공급 배관(49)의 모식도이다.
하면 노즐(13)의 토출구(13a)로부터 토출되는 처리 유체는, 예를 들면, 박리액이나 열매체이다. 열매체는, 기판(W)에 열을 전달하기 위한 유체이다. 열매체로서는, 예를 들면 DIW를 들 수 있다. 열매체는, 액체에 한정되지 않고, 기체여도 된다. 처리 유체 공급 배관(49)은, 하면 노즐(13)에 열매체를 공급할 수 있으므로, 열매체 공급 배관이라고도 불린다.
처리 유체 공급 배관(49)은, 처리 유체 송액 배관(100)과, 처리 유체 공통 배관(101)과, 고온 DIW 송액 배관(102)과, 저온 DIW 송액 배관(103)과, 중온 DIW 송액 배관(104)과, H2O2 송액 배관(105)과, 암모니아수 송액 배관(106)을 포함한다.
처리 유체 송액 배관(100)은, 처리 유체 공통 배관(101)으로부터 하면 노즐(13)의 토출구(13a)에 처리 유체를 보낸다. 고온 DIW 송액 배관(102)은, 고온 DIW 공급원(112)으로부터 처리 유체 공통 배관(101)에 고온 DIW를 보낸다. 저온 DIW 송액 배관(103)은, 저온 DIW 공급원(113)으로부터 처리 유체 공통 배관(101)에 저온 DIW를 보낸다. 중온 DIW 송액 배관(104)은, 중온 DIW 공급원(114)으로부터 처리 유체 공통 배관(101)에 중온 DIW를 보낸다. H2O2 송액 배관(105)은, H2O2 공급원(115)으로부터 처리 유체 공통 배관(101)에, 과산화수소(H2O2)수를 보낸다. 암모니아수 송액 배관(106)은, 암모니아수 공급원(116)으로부터 처리 유체 공통 배관(101)에, 암모니아수를 보낸다.
2종류 이상의 처리 유체가 처리 유체 공통 배관(101)에 동시에 보내짐으로써, 처리 유체끼리가 혼합된다. 처리 유체 공통 배관(101)에 과산화수소수, 암모니아수, DIW가 보내짐으로써, SC1액이 조제된다.
처리 유체 공통 배관(101)에는, 처리 유체 공통 배관(101) 내의 처리 유체를 배출하는 배액 배관(107)이 접속되어 있다.
처리 유체 송액 배관(100)에는, 처리 유체 송액 배관(100) 내의 유로를 개폐하는 처리 유체 밸브(59)가 개재되어 있다. 고온 DIW 송액 배관(102)에는, 고온 DIW 송액 배관(102) 내의 유로를 개폐하는 고온 DIW 밸브(122)가 개재되어 있다. 저온 DIW 송액 배관(103)에는, 저온 DIW 송액 배관(103) 내의 유로를 개폐하는 저온 DIW 밸브(123)가 개재되어 있다. 중온 DIW 송액 배관(104)에는, 중온 DIW 송액 배관(104) 내의 유로를 개폐하는 중온 DIW 밸브(124)가 개재되어 있다. H2O2 송액 배관(105)에는, H2O2 송액 배관(105) 내의 유로를 개폐하는 H2O2 밸브(125)가 개재되어 있다. 암모니아수 송액 배관(106)에는, 암모니아수 송액 배관(106) 내의 유로를 개폐하는 암모니아수 밸브(126)가 개재되어 있다. 배액 배관(107)에는, 배액 배관(107) 내의 유로를 개폐하는 배액 밸브(127)가 개재되어 있다.
고온 DIW 공급원(112)으로부터 공급되는 DIW(고온 DIW)의 온도는, 예를 들면, 60℃~80℃이다. 고온 DIW는, 기판(W)을 가열하는 제1 열매체로서 기능한다. 저온 DIW 공급원(113)으로부터 공급되는 DIW(저온 DIW)의 온도는, 예를 들면, 4℃~19℃이다. 저온 DIW는, 기판(W)을 냉각하는 제2 열매체로서 기능한다. 중온 DIW 공급원(114)으로부터 공급되는 DIW(중온 DIW)의 온도는, 예를 들면, 25℃이다. 중온 DIW는, 승화성 물질의 융점(20.5℃) 이상, 또한 승화성 물질의 비점(82.5℃) 미만인 온도 범위로 유지하는 제3 열매체로서 기능한다.
고온 DIW 밸브(122) 및 처리 유체 밸브(59)가 열리면, 고온 DIW(제1 열매체)가, 고온 DIW 송액 배관(102), 처리 유체 공통 배관(101) 및 처리 유체 송액 배관(100)을 통해, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면을 향해 토출된다. 하면 노즐(13)은, 기판(W)의 하면에 제1 열매체를 공급하는 제1 열매체 공급 유닛으로서 기능한다.
저온 DIW 밸브(123) 및 처리 유체 밸브(59)가 열리면, 저온 DIW(제2 열매체)가, 저온 DIW 송액 배관(103), 처리 유체 공통 배관(101) 및 처리 유체 송액 배관(100)을 통해, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면을 향해 토출된다. 즉, 하면 노즐(13)은, 제2 열매체 공급 유닛으로서도 기능한다.
중온 DIW 밸브(124) 및 처리 유체 밸브(59)가 열리면, 중온 DIW(제3 열매체)가, 중온 DIW 송액 배관(104), 처리 유체 공통 배관(101) 및 처리 유체 송액 배관(100)을 통해, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면을 향해 토출된다. 즉, 하면 노즐(13)은, 제3 열매체 공급 유닛으로서도 기능한다.
도 5는, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러(3)는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 프로그램에 따라서, 기판 처리 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 프로세서(CPU)(3A)와, 프로그램이 저장된 메모리(3B)를 포함하고, 프로세서(3A)가 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR), 반송 로봇(CR), FFU(29), 전동 모터(23), 제1 노즐 이동 유닛(33), 제2 노즐 이동 유닛(34), 대향 부재 승강 유닛(61), 가드 승강 유닛(74), 히터(99), 촬영 유닛(9), 핀 구동 유닛(30), 배기 장치(28), 흡인 유닛(98), 배기 밸브(27), 제1 처리액 밸브(50), 공통 밸브(51), 제1 SC1액 밸브(52), 제1 DIW 밸브(53), 제2 처리액 밸브(54), 제2 DIW 밸브(55), IPA 밸브(56), 제1 기체 밸브(57), 제2 SC1액 밸브(58), 처리 유체 밸브(59), 제2 기체 밸브(77), 세정액 밸브(86), 폐액 밸브(87), 흡인 밸브(97), 고온 DIW 밸브(122), 저온 DIW 밸브(123), 중온 DIW 밸브(124), H2O2 밸브(125), 암모니아수 밸브(126), 배액 밸브(127)의 동작을 제어한다. 배기 밸브(27), 제1 처리액 밸브(50), 공통 밸브(51), 제1 SC1액 밸브(52), 제1 DIW 밸브(53), 제2 처리액 밸브(54), 제2 DIW 밸브(55), IPA 밸브(56), 제1 기체 밸브(57), 제2 SC1액 밸브(58), 처리 유체 밸브(59), 제2 기체 밸브(77), 세정액 밸브(86), 폐액 밸브(87), 흡인 밸브(97), 고온 DIW 밸브(122), 저온 DIW 밸브(123), 중온 DIW 밸브(124), H2O2 밸브(125), 암모니아수 밸브(126), 배액 밸브(127)가 제어됨으로써, 대응하는 노즐이나 튜브로부터의 유체의 토출의 유무 등이 제어된다.
도 6은, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이며, 주로, 컨트롤러(3)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 표시되어 있다. 도 7a~도 7l은, 상기 기판 처리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 반입(S1), 제1 처리액 공급 공정(S2), 유지층 형성 공정(S3), 유지층 제거 공정(S4), 린스 공정(S5), 잔사 제거 공정(S6), 액막 형성 공정(S7), 박막화 공정(S8), 고화 공정(S9), 승화 공정(S10), 건조 공정(S11) 및 기판 반출(S12)이 이 순서로 실행된다.
우선, 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(IR) 및 반송 로봇(CR)(도 1 참조)에 의해 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)에 반입되고, 스핀 척(5)게 건네진다(S1). 그리고, 척 유닛(20)이 닫힘 상태가 된다. 이로 인해, 기판(W)은, 스핀 척(5)에 의해 수평으로 유지된다(기판 유지 공정). 스핀 척(5)에 의한 기판(W)의 유지는, 건조 공정(S11) 이 종료될 때까지 계속된다. 이때, 기판(W)은, 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)의 양쪽에 의해 파지되어 있다(제1 기판 파지 공정). 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 상위치에 배치한다.
다음에, 도 7a를 참조하여, 기판(W)의 상면에 제1 처리액을 공급하는 제1 처리액 공급 공정이 실행된다(S2). 제1 처리액 공급 공정은, 예를 들면, 2.4초 동안에 실행된다. 제1 처리액 공급 공정에서는, 우선, 전동 모터(23)(도 2 참조)가 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이로 인해, 기판(W)이 회전된다(기판 회전 공정). 제1 처리액 공급 공정에서는, 스핀 베이스(21)는, 소정의 제1 처리액 공급 속도로 회전된다. 제1 처리액 공급 속도는, 예를 들면, 10rpm이다. 그리고, 가드 승강 유닛(74)은, 제1 가드(71A) 및 제2 가드(71B)를 모두 상위치에 배치한다(가드 배치 공정).
그리고, 제1 노즐 이동 유닛(33)이 제1 이동 노즐(10)을, 중앙 위치에 배치한다. 그리고, 제1 처리액 밸브(50)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해, 제1 이동 노즐(10)로부터 제1 처리액이 공급된다. 기판(W)의 상면에 공급된 제1 처리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 잉여의 제1 처리액은, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 제1 처리액은, 제1 가드(71A)에 의해 받아진다.
도 7b 및 도 7c를 참조하여, 기판(W)에 제1 처리액을 일정시간 공급한 후, 제1 처리액을 고화 또는 경화시켜, 기판(W)의 상면에 파티클 유지층(150)(도 7c 참조)을 형성하는 유지층 형성 공정이 실행된다(S3).
도 7b에 나타내는 바와 같이, 유지층 형성 공정에서는, 우선, 기판(W) 상의 제1 처리액의 양을 적절한 양으로 하기 위해서, 제1 처리액 밸브(50)가 닫힌다. 이로 인해, 제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)로부터의 기판(W)의 상면에의 제1 처리액의 토출(공급)이 정지된다(공급 정지 공정). 그리고, 제1 노즐 이동 유닛(33)에 의해 제1 이동 노즐(10)이 퇴피 위치로 이동된다. 그리고, 원심력에 의해 기판(W)의 상면으로부터 제1 처리액의 일부를 배제하는 회전 배제 공정이 실행된다.
회전 배제 공정에서는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 회전 배제 속도로 변경한다. 회전 배제 속도는, 예를 들면, 300rpm~1500rpm이다. 스핀 베이스(21)의 회전 속도는, 300rpm~1500rpm의 범위 내에서 일정하게 유지되어도 되고, 회전 배제 공정 도중에 300rpm~1500rpm의 범위 내에서 적절히 변경되어도 된다. 회전 배제 공정은, 예를 들면, 30초 동안에 실행된다.
그리고, 도 7c를 참조하여, 유지층 형성 공정에서는, 회전 배제 공정 후에, 기판(W) 상의 제1 처리액의 용매의 일부를 휘발시키기 위해, 기판(W)을 가열하는 기판 가열 공정이 실행된다. 기판 가열 공정에서는, 처리 유체 밸브(59) 및 고온 DIW 밸브(122)(도 4 참조)가 열린다. 이로 인해, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면의 중앙 영역에 고온 DIW(제1 열매체)가 공급되고 기판(W)을 개재하여 기판(W) 상의 제1 처리액이 가열된다. 기판 가열 공정은, 예를 들면, 60초 사이에서 실행된다. 기판 가열 공정에서는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 기판 가열시 속도로 변경한다. 기판 가열시 속도는, 예를 들면, 1000rpm이다.
기판 가열 공정에서는, 기판(W) 상의 제1 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록, 기판(W)이 가열되는 것이 바람직하다. 제1 처리액을, 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 앞서 설명한 바와 같이, 파티클 유지층(150) 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그리고, 파티클 유지층(150) 내에 잔류한 용매와, 박리액과의 상호작용에 의해, 당해 파티클 유지층(150)을, 기판(W)의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다.
기판 가열 공정에서는, 기판(W) 상의 제1 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되는 것에 더하여, 기판(W) 상의 제1 처리액의 온도가 감열 수용성 수지의 변질 온도 미만이 되도록, 기판(W)이 가열되는 것이 바람직하다. 제1 처리액을 변질 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 당해 감열 수용성 수지를 수용성으로 변질시키지 않고, 기판(W)의 상면에, 수계의 박리액에 대해서 난용성 내지 불용성의 파티클 유지층(150)을 형성할 수 있다.
기판 가열 공정이 실행됨으로써, 제1 처리액이 고화 또는 경화되어, 기판(W) 상에 파티클 유지층(150)이 형성된다. 도 8a에 나타내는 바와 같이, 파티클 유지층(150)이 형성될 때에, 기판(W)의 상면에 부착되어 있던 파티클(151)이, 당해 기판(W)으로부터 떨어져, 파티클 유지층(150) 내에 유지된다.
제1 처리액은, 파티클(151)을 유지할 수 있는 정도로 고화 또는 경화하면 된다. 제1 처리액의 용매가 완전히 휘발될 필요는 없다. 또, 파티클 유지층(150)을 형성하는 「용질 성분」이란, 제1 처리액에 포함되는 용질 그 자체여도 되고, 용질로부터 도출되는 것, 예를 들면, 화학적인 변화의 결과로서 얻어지는 것이어도 된다.
기판 가열 공정에서는, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 제1 근접 위치(근접 위치)에 배치한다(근접 배치 공정). 대향 부재(6)가 제1 근접 위치에 위치할 때, 대향 부재(6)는, 기판(W)의 상면으로부터 소정 거리(예를 들면 1㎜)만큼 상방에 위치되어 있다. 그리고, 제2 기체 밸브(77)가 열린다. 이로 인해, 제5 튜브(95)로부터 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 공간에 질소 가스 등의 기체가 공급된다. 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이의 공간에 공급된 기체는, 기판(W)의 상면의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 상면의 둘레 가장자리를 향해 이동하는 기류를 형성한다. 제2 기체 밸브(77)는, 건조 공정(S11)이 종료될 때까지, 열린 채로 유지되어도 된다.
기판(W)의 하면에 공급된 고온 DIW는, 기판(W)의 하면의 대략 전면에 골고루 퍼진 후, 원심력에 의해 기판(W) 밖으로 비산된다. 기판(W) 밖으로 비산된 고온 DIW는, 제1 가드(71A)에 의해 받아진다. 제1 가드(71A)에 의해 받아진 고온 DIW의 일부는, 제1 가드(71A)로부터 튀어오른다.
그래서, 이 실시 형태에서는, 대향 부재(6)를 제1 근접 위치에 배치한 상태로 기판 가열 공정을 실행한다. 대향 부재(6)는, 기판(W)의 상면을, 제1 가드(71A)로부터 튀어오른 DIW(제1 열매체)로부터 보호한다. 따라서, 파티클 유지층(150)의 표면에의 DIW의 부착을 억제할 수 있으므로, 제1 가드(71A)로부터의 DIW의 튀어오름에 기인하는 파티클을 억제할 수 있다.
또한, 이 실시 형태와 같이, 기판(W)의 상면의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 상면의 둘레 가장자리를 향해 이동하는 기류를 형성함으로써, 제1 가드(71A)로부터 튀어오른 고온 DIW를 제1 가드(71A)를 향해 되밀어낼 수 있다. 따라서, 파티클 유지층(150)의 표면에의 고온 DIW의 부착을 한층 억제할 수 있다.
도 7d 및 도 7e에 나타내는 바와 같이, 유지층 형성 공정 후에, 기판(W)의 상면에 박리액을 공급함으로써 기판(W)의 상면으로부터, 파티클 유지층(150)을 박리하여 제거하는 유지층 제거 공정이 실행된다(S4). 유지층 제거 공정에서는, 제1 박리액으로서 DIW가 기판(W)의 상면에 공급되는 제1 박리액 공급 공정과, 제2 박리액으로서 SC1액이 공급되는 제2 박리액 공급 공정이 실행된다. 제1 박리액 공급 공정 및 제2 박리액 공급 공정은, 각각, 예를 들면, 60초간 계속된다.
도 7d를 참조하여, 제1 박리액 공급 공정에서는, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 배치한다. 그리고, 전동 모터(23)가 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 제1 박리액 속도로 변경한다. 제1 박리액 속도는, 예를 들면, 800rpm이다. 그리고, 고온 DIW 밸브(122)가 닫히고, 중온 DIW 밸브(124)가 열린다(도 4도 참조). 이로 인해, 고온 DIW(제1 열매체) 대신에 중온 DIW가 기판(W)의 하면에 공급된다. 이로 인해, 기판(W)의 온도가 중온 DIW의 온도(예를 들면 25℃)에 가까워진다.
그리고, 제2 노즐 이동 유닛(34)이 제2 이동 노즐(11)을 중앙 위치에 배치한다. 그리고, 공통 밸브(51) 및 제1 DIW 밸브(53)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면(파티클 유지층(150)의 표면)을 향해 제2 이동 노즐(11)로부터 DIW가 공급된다. 기판(W)의 상면에 공급된 DIW는, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼지고, 제1 처리액을 치환한다.
기판(W)의 상면 및 하면에 공급된 DIW는, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 DIW 및 제1 처리액은, 제1 가드(71A)에 의해 받아진다.
도 7e를 참조하여, 제2 박리액 공급 공정에서는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 제2 박리액 속도로 변경한다. 제2 박리액 속도는, 예를 들면, 800rpm이다. 이 경우, 제2 박리액 공급 공정에서는, 제1 박리액 공급 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도가 유지된다. 그리고, 제1 DIW 밸브(53)가 닫히고, 그 한편으로, 제1 SC1액 밸브(52)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해 제2 이동 노즐(11)로부터 SC1액이 공급된다. 그리고, 중온 DIW 밸브(124)(도 4 참조)가 열린 상태를 유지한 채로, H2O2 밸브(125)(도 4 참조) 및 암모니아수 밸브(126)(도 4 참조)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면을 향해 하면 노즐(13)로부터 SC1액이 공급된다.
기판(W)의 상면에 공급된 SC1액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼져, 기판(W) 상의 DIW를 치환한다. 기판(W)의 상면 및 하면에 공급된 SC1액은, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 DIW 및 SC1액은, 제1 가드(71A)에 의해 받아진다.
DIW 및 SC1액은, 모두, 용매인 PGEE와의 상용성을 갖는다. 또한, 감열 수용성 수지를 그 변질 온도 미만으로 가열하여 형성된 파티클 유지층(150)은, 상술한 바와 같이, 수계의 박리액인 DIW나 SC1액에 대해서 난용성 내지 불용성이다. 그 때문에, 이들 박리액은, 파티클 유지층(150) 중에 잔류하는 PGEE와의 상호작용에 의해, 당해 파티클 유지층(150)을 형성하는 용질 성분을 용해시키지 않고, 파티클 유지층(150) 중에 침투한다. 그리고, 박리액은, 기판(W)과의 계면에 이른다. 이로 인해, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 파티클(151)을 유지한 채로의 파티클 유지층(150)이, 기판(W)의 상면으로부터 박리된다.
기판(W)의 상면으로부터 박리된 파티클 유지층(150)은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력의 작용에 의해, 박리액과 함께, 기판(W)의 상면의 둘레 가장자리로부터 배출된다. 즉, 기판(W)의 상면으로부터, 박리된 파티클 유지층(150)이 제거된다.
DIW는, SC1액보다, 박리액으로서의 효과는 낮다. 그러나, DIW는, SC1액에 앞서 공급되어, 파티클 유지층(150) 중에 침투함으로써, 당해 파티클 유지층(150) 중에 잔류하는 PGEE의 적어도 일부와 치환한다. 그리고, DIW는, 제2 박리액 공급 공정에서 공급되는 SC1액의, 파티클 유지층(150) 중으로의 침투를 보조하는 작용을 한다.
그 때문에, 박리액으로서는, SC1액의 공급에 앞서, DIW를 공급하는 것이 바람직하지만, DIW의 공급(제1 박리액 공급 공정)은 생략해도 된다. 즉, 박리액으로서는, SC1액만을 이용해도 된다.
도 7f를 참조하여, 유지층 제거 공정 후에, 기판(W) 상의 박리액을 린스액으로 치환하는 린스 공정이 실행된다(S5). 린스 공정은, 예를 들면, 35초 동안에 실행된다.
린스 공정에서는, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 제1 처리 위치에 배치한다. 대향 부재(6)가 제1 처리 위치에 위치할 때, 대향 부재(6)의 대향면(6a)은, 기판(W)의 상면으로부터 소정 거리(예를 들면, 30㎜)만큼 이격되어 있다.
그리고, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 린스 속도로 변경한다. 린스 속도는, 예를 들면, 800rpm이다. 이 경우, 린스 공정에서는, 제2 박리액 공급 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도가 유지된다. 그리고, 제2 DIW 밸브(55)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해 중앙 노즐(12)로부터 DIW가 공급된다. 그리고, 중온 DIW 밸브(124)(도 4 참조)가 열린 상태를 유지한 채로, H2O2 밸브(125)(도 4 참조) 및 암모니아수 밸브(126)(도 4 참조)가 닫힌다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면을 향해 하면 노즐(13)로부터 중온 DIW가 공급된다.
기판(W)의 상면 및 하면에 공급된 DIW는, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼지고, SC1액을 치환한다. 기판(W)의 상면 및 하면에 공급된 DIW는, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 DIW 및 SC1액은, 제1 가드(71A)에 의해 받아진다.
기판(W)에 있어서 제1 파지 핀(20A) 또는 제2 파지 핀(20B)과 접촉하는 부분에는, 박리액이 골고루 미치기 어렵다. 그래서, 제2 박리액 공급 공정의 실행 중에는, 닫힘 상태인 척 유닛(20)을 제1 이격 상태로 하는 제1 이격 공정과, 척 유닛(20)을 제2 이격 상태로 하는 제2 이격 공정과, 척 유닛(20)을 다시 닫힘 상태로 하는 제2 기판 파지 공정이 이 순서로 실행된다. 이로 인해, 기판(W)에 있어서 제1 파지 핀(20A) 또는 제2 파지 핀(20B)과 접촉하는 부분에 박리액을 충분히 공급할 수 있다. 따라서, 유지층 제거 공정에 있어서, 기판(W)의 상면으로부터 파티클 유지층(150)을 충분히 제거할 수 있다. 이로 인해, 기판(W)의 둘레 가장자리에 있어서 제1 파지 핀(20A) 또는 제2 파지 핀(20B)에 의해 파지되어 있는 부분에 부착되어 있는 파티클 유지층(150)이, SC1액에 의해 박리된다.
도 7g를 참조하여, 린스 공정 후에 잔사 제거액으로서의 IPA를 기판(W) 상에 공급함으로써, 파티클 유지층(150)(도 7e 참조)을 제거한 후의 기판(W)의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정이 실행된다(S6). 잔사 제거 공정은, 예를 들면, 30초 동안에 실행된다.
잔사 제거 공정에서는, 가드 승강 유닛(74)이 제1 가드(71A)를 하위치에 배치한다. 그리고, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 잔사 제거 속도로 변경한다. 잔사 제거 속도는, 예를 들면, 300rpm이다.
그리고, 제2 DIW 밸브(55)가 닫히고, 그 대신에, IPA 밸브(56)가 열린다. 이로 인해, 중앙 노즐(12)로부터의 DIW의 공급이 정지되고, 그 대신에, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해 중앙 노즐(12)로부터 IPA가 공급된다. 그리고, 처리 유체 밸브(59) 및 중온 DIW 밸브(124)가 닫힌다. 이로 인해, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면에의 중온 DIW의 공급이 정지된다.
기판(W)의 상면에 공급된 IPA는, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼지고, 기판(W) 상의 DIW를 치환한다. 기판(W)의 상면에 공급된 IPA는, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 DIW 및 IPA는, 제2 가드(71B)에 의해 받아진다.
도 7h를 참조하여, 파티클 유지층(150)을 기판(W) 상으로부터 제거한 후(잔사 제거 공정 후), 제2 처리액을 기판(W)의 상면에 공급함으로써, 기판(W)의 상면을 덮는 제2 처리액의 액막(제2 처리액막(160))을 형성하는 액막 형성 공정이 실행된다(S7). 액막 형성 공정은, 예를 들면, 30초 사이에 실행된다.
액막 형성 공정에서는, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 제1 처리 위치보다 하방의 제2 처리 위치에 배치한다. 대향 부재(6)가 제2 처리 위치에 위치할 때, 대향 부재(6)의 대향면(6a)은 기판(W)의 상면으로부터 소정 거리(예를 들면, 10㎜)만큼 이격되어 있다. 그리고, 전동 모터(23)가 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 액막 형성 속도로 변경한다. 액막 형성 속도는, 예를 들면, 300rpm이다.
그리고, 제2 처리액 밸브(54)가 열린다. 이로 인해, 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)를 향해 제2 처리액 배관(44)을 통해 제2 처리액이 송액된다(송액 공정). 그리고, 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)로부터 기판(W)의 상면을 향해 제2 처리액이 토출(공급)된다(토출 공정). 기판(W)의 상면에 공급된 제2 처리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼지고, 기판(W) 상의 IPA가 치환된다.
그리고, 처리 유체 밸브(59) 및 중온 DIW 밸브(124)가 열린다. 이로 인해, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면에의 중온 DIW(제3 열매체)의 공급이 개시된다. 중온 DIW의 온도는, 예를 들면, 25℃이기 때문에, 제2 처리액막(160)의 온도가, 제2 처리액 중의 승화성 물질의 융점(예를 들면, 20.5℃) 이상, 또한 당해 승화성 물질의 비점(예를 들면, 82.5℃) 미만의 액막 유지 온도 범위로 유지된다.
기판(W)의 상면에 공급된 제2 처리액 및 기판(W)의 하면에 공급된 DIW는, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 IPA, DIW 및 제2 처리액은, 제2 가드(71B)에 의해 받아진다.
도 7i를 참조하여, 제2 처리액 중의 승화성 물질의 융점 이상, 또한 당해 승화성 물질의 비점 미만의 온도 범위에 제2 처리액막(160)의 온도가 있는 동안에, 제2 처리액막(160)을 구성하는 제2 처리액의 일부를 기판(W)의 상면으로부터 제거하여, 제2 처리액막(160)을 얇게 하는 박막화 공정이 실행된다(S8). 박막화 공정은, 예를 들면, 6초 동안 계속된다. 박막 공정에서는, 대향 부재(6)는, 제2 처리 위치에 유지되고, 제2 가드(71B)는 하위치에 유지된다.
박막화 공정에서는, 제2 처리액 밸브(54)가 닫힌다. 이로 인해, 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)로부터 기판(W)의 상면에의 제2 처리액의 토출(공급)이 정지된다. 즉, 토출 공정이 종료된다. 한편, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면에의 중온 DIW(제3 열매체)의 공급을 계속한다. 그 때문에, 제2 처리액막(160)의 온도가, 액막 형성 공정에 있어서의 제2 처리액의 공급이 정지된 후에, 상술한 액막유지 온도 범위로 유지된다(온도 유지 공정).
그리고, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 박막화 속도로 설정한다. 박막화 속도는, 예를 들면, 300rpm이다. 하면 노즐(13)로부터의 중온 DIW의 공급을 계속하면서 기판(W)을 회전시킴으로써, 액막 유지 온도 범위에 제2 처리액막(160)의 온도가 있는 동안에 제2 처리액을 기판(W)의 상면으로부터 제거하여, 제2 처리액막(160)을 얇게 할 수 있다. 즉, 전동 모터(23)가 기판(W) 상의 제2 처리액을 제거하는 제거 유닛으로서 기능하고 있다.
기판(W)의 상면에 공급된 제2 처리액 및 기판(W)의 하면에 공급된 DIW는, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 지름 방향 바깥쪽으로 배제된다. 기판(W)으로부터 배제된 DIW 및 제2 처리액은, 제2 가드(71B)에 의해 받아진다.
토출 공정의 종료 후에는, 제2 처리액 배관(44) 및 토출구(12a)에는, 제2 처리액이 잔류하고 있다. 그래서, 상술한 토출 공정의 종료 후, 흡인 밸브(97)를 열고, 제2 처리액 배관(44) 내의 제2 처리액을 흡인 유닛(98)에 흡인시켜도 된다(흡인 공정).
제2 처리액 배관(44) 내의 제2 처리액을 흡인 유닛(98)에 흡인시킴으로써, 제2 처리액이 고화되기 전에 제2 처리액 배관(44) 및 토출구(12a)로부터 제2 처리액을 제거할 수 있다.
그 때문에, 제2 처리액 배관(44) 내 및 토출구(12a)에 잔류한 제2 처리액의 열량이 기화열에 의해 없어지고, 제2 처리액 배관(44) 내 및 토출구(12a)에 잔류한 제2 처리액이 고화되는 것을, 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 제2 처리액 배관(44)의 막힘을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 적어도 송액 공정의 개시부터 흡인 공정의 종료까지의 사이, 제2 처리액 배관(44) 내의 온도를 승화성 물질의 융점 이상, 또한 승화성 물질의 비점 미만의 관리 온도 범위로 유지하도록, 히터(99)가 통전되어도 된다(처리액 배관 온도 유지 공정).
이로 인해, 제2 처리액 배관(44) 내에 잔류한 제2 처리액을 가열할 수 있다. 또한, 히터(99)의 열이 제2 처리액 배관(44)으로부터 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)에 전달됨으로써, 토출구(12a)가 가열된다.
그 때문에, 제2 처리액 배관(44) 내 및 토출구(12a)에 잔류한 제2 처리액의 열량을 보충할 수 있다. 따라서, 제2 처리액 배관(44) 내 및 토출구(12a)에 잔류한 제2 처리액의 고화를 억제 또는 방지할 수 있다. 이와 같이, 히터(99)는, 제2 처리액 배관(44) 내의 온도를 관리 온도 범위로 유지하는 제2 처리액 배관 온도 유지 유닛으로서 기능한다.
도 7j를 참조하여, 제2 처리액막(160)을 얇게 한 후, 기판(W)의 하면에 저온 DIW(제2 열매체)를 공급하여 기판(W)을 개재하여 제2 처리액막(160)을 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각함으로써, 제2 처리액막(160)을 기판(W) 상에서 고화시키는 고화 공정이 실행된다(S9). 고화 공정에서는, 제2 처리액막(160)이 고화되어 승화성 물질의 고체막(165)이 형성된다. 고화 공정에서는, 예를 들면, 2초 동안 계속된다. 고화 공정에서는, 대향 부재(6)는, 제2 처리 위치에 유지된다. 고화 공정에서는, 제1 가드(71A)는, 상위치에 유지되고, 제2 가드(71B)는, 하위치에 유지된다.
그리고, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 고화 속도로 설정한다. 고화 속도는, 예를 들면, 300rpm이다. 그리고, 중온 DIW 밸브(124)가 닫히고 저온 DIW 밸브(123)가 열린다. 이로 인해, 중온 DIW(제3 열매체) 대신에 저온 DIW(제2 열매체)가 기판(W)의 하면에 공급된다.
그 때문에, 기판(W)을 개재하여, 기판(W) 상의 제2 처리액막(160)의 온도가, 저온 DIW의 온도(예를 들면, 4℃~19℃)에 가까워진다. 이윽고, 기판(W) 상의 제2 처리액막(160)의 온도가, 승화 물질의 융점(예를 들면, 20.5℃) 이하가 되므로, 제2 처리액막(160)이 고화된다.
하면 노즐(13)로부터 토출되는 열매체를, 중온 DIW로부터 저온 DIW로 전환하는 타이밍을 조정함으로써, 박막화 공정의 길이(박막화 기간)를 조정할 수 있다. 박막화 공정의 길이를 조정함에 따라, 제2 처리액의 고체막(165)의 막두께를 조정할 수 있다. 예를 들면, 박막화 기간을 길게 할수록, 고체막(165)의 막두께를 작게 할 수 있다.
도 7k를 참조하여, 기판(W) 상에 형성된 고체막(165)을 승화시켜, 기판(W)의 상면으로부터 고체막(165)을 제거하는 승화 공정이 실행된다(S10).
승화 공정에서는, 대향 부재 승강 유닛(61)은, 대향 부재(6)를 제2 근접 위치에 배치한다. 대향 부재(6)가 제2 근접 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면으로부터 소정 거리(예를 들면 1.5㎜)만큼 상방에 위치되어 있다. 그리고, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 승화 속도로 설정한다. 승화 속도는, 예를 들면, 1500rpm이다. 그리고, 처리 유체 공급 밸브(59) 및 저온 DIW 밸브(123)가 닫힌다.
그리고, 제1 기체 밸브(57)가 열린다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 중앙 노즐(12)로부터 기체가 공급된다. 공급된 기체에 의해, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이의 분위기가 제습되고, 결로가 방지된다(결로 방지 공정). 고체막(165)의 표면 상에 기체가 유통됨으로써, 고체막(165)의 승화가 촉진된다(승화 촉진 공정). 중앙 노즐(12)은, 고체막(165)을 승화시키는 승화 유닛으로서 기능한다.
또한, FFU(29) 및 배기 장치(28)에 의해 형성되는 다운 플로우에 의해, 처리 컵(7)의 저부로부터 처리 컵(7)의 내부를 감압한다. 이로 인해, 고체막(165)의 승화가 촉진되고, 또한, 결로가 방지된다(결로 방지 공정, 승화 촉진 공정). FFU(29) 및 배기 장치(28)는, 고체막(165)을 승화시키는 승화 유닛으로서 기능한다.
그리고, 도 7l을 참조하여, 기판(W)의 상면으로부터 고체막(165)이 제거된 후, 기판(W)의 상면을 더 건조시키기 위해, 건조 공정이 실행된다(S11).
건조 공정에서는, 대향 부재(6)가 제2 근접 위치에 유지된다. 그리고, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를 소정의 건조 속도로 설정한다. 건조 속도는, 예를 들면, 1500rpm이다. 그리고, 제1 기체 밸브(57)가 닫힌다. 이로 인해, 중앙 노즐(12)로부터의 기체의 공급이 정지된다.
건조 공정 후에는 스핀 베이스(21)의 회전이 정지되고, 제2 기체 밸브(77)가 닫히고, 제5 튜브(95)로부터의 기체의 공급이 정지된다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 상위치에 배치한다. 그 후, 반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하여, 스핀 척(5)으로부터 처리가 끝난 기판(W)을 건져 올려, 처리 유닛(2) 밖으로 반출하는 기판 반출 공정이 실행된다(S12). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)으로 건네지고, 반송 로봇(IR)에 의해, 캐리어(C)에 수납된다.
그 후, 다음의 기판(W)이 처리 유닛(2) 내에 반입되기 전에, 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)을 세정해도 된다(파지 핀 세정 공정). 구체적으로는, 전동 모터(23)가 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 그리고, 제2 SC1액밸브(58)를 열고, 측방 노즐(14)로부터, 회전 상태의 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)을 향해 SC1액을 토출한다. 이로 인해, 복수의 제1 파지 핀(20A) 및 복수의 제2 파지 핀(20B)에 부착되어 있는 오염이, 다음 기판(W)이 처리 유닛(2) 내에 반입되기 전에 씻겨 내려간다. 따라서, 다음에 스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)에의 파티클의 부착을 억제할 수 있다.
고화 공정에 있어서의 기판(W)의 냉각이 종료된 후이며, 다음 기판(W)에 대한 가열 공정이 개시될 때까지의 사이에, 처리 유체 공급 배관(49)(열매체 공급 배관)의 처리 유체 공통 배관(101)을 고온 DIW(제1 열매체)로 가열해 두어도 된다(열매체 공급 배관 가열 공정).
구체적으로는, 처리 유체 공급 밸브(59)가 닫힌 상태로, 고온 DIW 밸브(122) 및 배액 밸브(127)가 열린다. 이로 인해, 처리 유체 공통 배관(101) 내가 고온 DIW에 의해 가열된다. 고화 공정 후에, 고온 DIW로 처리 유체 공급 배관(49)의 처리 유체 공통 배관(101)을 미리 가열해 둠으로써, 다음 기판(W)의 기판 처리의 유지층 형성 공정에 있어서, 기판(W) 상의 제1 처리액을 원하는 온도로 가열할 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 제1 처리액 공급 공정과, 유지층 형성 공정과, 유지층 제거 공정과, 액막 형성 공정과, 고화 공정과, 승화 공정이 실행된다. 유지층 형성 공정에서는, 기판(W)을 개재하여 기판(W) 상의 제1 처리액이 고온 DIW(제1 열매체)에 의해 가열된다. 이로 인해, 제1 처리액이 고화 또는 경화됨으로써, 파티클 유지층(150)이 기판(W)의 상면에 형성된다. 제1 처리액이 고화 또는 경화될 때에, 파티클(151)이 기판(W)으로부터 떨어진다. 떨어진 파티클(151)은 파티클 유지층(150) 중에 유지된다. 그 때문에, 유지층 제거 공정에 있어서, 기판(W)의 상면에 박리액을 공급함으로써, 파티클 유지층(150) 중에 유지한 파티클(151)마다, 기판(W)의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
또, 이 방법에 의하면, 액막 형성 공정에 있어서 기판(W)의 상면 전역을 덮는 제2 처리액막(160)이 형성된다. 그리고, 제2 처리액막(160)은, 고화 공정에 있어서, 저온 DIW(제2 열매체)의 공급에 의해, 승화성 물질의 융점(20.5℃) 이하의 온도(예를 들면 4℃~19℃)로 냉각되어, 고체막(165)이 형성된다. 고체막(165)은 승화에 의해 제거된다. 그 때문에, 기판(W)의 상면에 제2 처리액의 표면장력을 작용시키지 않고, 기판(W) 상으로부터 제2 처리액을 제거하고 기판(W)의 상면을 건조시킬 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
이상에 의해, 기판(W)의 상면으로부터 파티클(151)을 양호하게 제거할 수 있고, 또한 기판의 상면을 양호하게 건조할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 제1 처리액에 포함되는 용질은, 감열 수용성 수지이다. 유지층 형성 공정에서는, 기판(W)의 상면에 공급된 제1 처리액의 온도가 변질 온도 미만의 온도가 되도록 기판(W)이 가열되어 파티클 유지층(150)이 형성된다.
그 때문에, 파티클 유지층(150)은, 박리액에 대해서 난용성 내지 불용성이지만, 당해 박리액에 의해 박리가 가능하다. 따라서, 유지층 제거 공정에서는, 기판(W)의 상면에 형성된 파티클 유지층(150)을, 용해시키지 않고, 파티클(151)을 유지한 상태로, 기판(W)의 상면으로부터 박리하여 제거할 수 있다.
그 결과, 파티클(151)을 유지한 상태의 파티클 유지층(150)을 기판(W)의 상면으로부터 박리함으로써, 파티클(151)을 높은 제거율로 제거할 수 있다. 또한, 박리액에 대한 파티클 유지층(150)의 용해에 기인하는 잔사가 기판(W)의 상면에 남거나 재부착되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 유지층 형성 공정에서는, 기판(W)의 상면에 공급된 제1 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록 기판(W)이 가열된다. 그 때문에, 유지층 형성 공정에 있어서의 가열 후의 파티클 유지층(150) 중에 용매를 잔류시킬 수 있다. 그 때문에, 그 후의 유지층 제거 공정에 있어서, 파티클 유지층(150) 중에 잔류한 용매와, 공급된 박리액의 상호작용에 의해, 파티클 유지층(150)을 기판(W)의 상면으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 파티클 유지층(150) 중에 박리액을 침투시켜, 파티클 유지층(150)과 기판(W)의 계면까지 박리액을 도달시킴으로써, 파티클 유지층(150)을 기판(W)의 상면으로부터 띄워 박리시킬 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 박리액이 SC1액 또는 DIW이며, 제1 처리액의 용매가 PGEE이기 때문에, 박리액이, 제1 처리액의 용매에 대한 상용성을 갖고 있다. 유지층 형성 공정에 있어서, 파티클 유지층(150) 중에 용매를 적당히 잔류시켜 두면, 당해 용매에 대해서 상용성의 박리액이, 파티클 유지층(150) 중에 침투하고, 파티클 유지층(150)과 기판(W)의 계면에까지 도달할 수 있다. 그로 인해, 파티클 유지층(150)을 기판(W)의 상면으로부터 띄워 박리시킬 수 있다.
이 실시 형태에 의하면, 유지층 제거 공정 후이고 액막 형성 공정 전에, IPA 등의 잔사 제거액을 기판(W)의 상면에 공급함으로써, 파티클 유지층(150)을 제거한 후의 기판(W)의 상면에 남는 잔사가 제거된다(잔사 제거 공정). 잔사 제거액은, 파티클 유지층을 형성하는 용질 성분을 용해시키는 성질을 갖는다. 그 때문에, 파티클 유지층(150)의 잔사(박리액에 의해 박리되지 않은 파티클 유지층(150))를 잔사 제거액에 용해시키고, 기판(W)의 상면에 제2 처리액을 공급하기 전에 기판(W)의 상면으로부터 잔사를 제거할 수 있다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 파티클의 양을 한층 저감한 상태로, 기판(W)의 상면을 건조시킬 수 있다.
유지층 형성 공정에 있어서 제1 처리액의 용매를 휘발시킬 때, 용매에 기인하는 파티클이, 대향 부재(6)(기판(W)의 근방에 위치하는 부재)에 부착될 우려가 있다. 휘발된 용매의 양이 많을수록 대향 부재(6)에 부착되는 파티클의 양이 증가한다. 대향 부재(6)에 부착되는 파티클은, 유지층 제거 공정 후에 챔버(4) 내의 분위기를 떠돌고, 기판(W)에 재차 부착될 우려가 있다. 대향 부재(6)에 부착되는 파티클은, 건조 공정에 있어서 대향 부재(6)를 제2 근접 위치에 배치할 때, 특히, 대향 부재(6)로부터 떨어져 챔버(4) 내의 분위기를 떠돌 가능성이 높다. 대향 부재(6)에 부착되는 파티클의 양은, 휘발된 용매의 양이 많을수록 증가한다.
그래서, 이 실시 형태에서는, 상기 유지층 형성 공정에 있어서 회전 배제 공정과, 기판 가열 공정이 실행된다. 자세히는, 기판(W)의 회전에 의해 기판 상으로부터 제1 처리액이 적절히 배제된 후에, 기판의 하면에 고온 DIW(제1 열매체)를 공급하여 기판(W) 상의 제1 처리액이 가열된다. 그에 따라, 휘발되는 용매의 양을 저감할 수 있으므로, 대향 부재(6)에 부착되는 용매의 양을 저감할 수 있다. 따라서, 유지층 제거 공정 후의 파티클의 기판(W)에의 재부착을 억제할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 온도 유지 공정과 박막화 공정이 실행된다. 온도 유지 공정에 있어서, 제2 처리액막(160)의 온도를 액막 유지 온도 범위로 유지함으로써, 제2 처리액막(160)이 고화되는 것을 억제하여, 고화 공정 전의 기판(W) 상의 제2 처리액을 액상으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 액막 형성 공정에 있어서 제2 처리액막(160)의 부분적인 고화가 발생해도, 온도 유지 공정에서 재용융시켜 액상으로 할 수 있다.
박막화 공정에 있어서, 제2 처리액의 액막의 온도가 액막 유지 온도 범위에 있어, 제2 처리액막(160)의 고화가 발생하지 않는 동안에 잉여의 제2 처리액을 제거함으로써, 고화 공정으로 형성되는 고체막(165)의 막두께를 적당히 저감할 수 있다. 고체막(165)의 막두께를 저감함으로써, 고체막(165)에 잔류하는 내부 응력을 저감할 수 있다. 그 때문에, 당해 내부 응력에 기인하여 기판(W)의 상면에 작용하는 힘을 저감할 수 있으므로, 패턴의 도괴를 한층 억제할 수 있다. 따라서, 그 후의 승화 공정에 있어서 고체막(165)을 승화시켜 제거함으로써, 패턴의 도괴를 한층 억제하면서, 기판(W)의 상면을 건조시킬 수 있다.
이 실시 형태에서는, 스핀 척(5)에 의해 기판(W)이 유지된 상태가 승화 공정의 종료까지 계속된다. 그 때문에, 기판 처리 도중에 다른 챔버로 기판(W)을 옮기지 않고, 단일의 챔버(4) 내에서, 제1 처리액 공급 공정(S2)~건조 공정(S11)을 실행할 수 있다. 따라서, 기판(W) 한 장의 처리에 필요한 시간(스루풋)을 삭감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태와는 달리, 열매체로서 스핀 베이스(21)와 기판(W) 사이에서 승강 가능한 히터를 이용하는 것도 생각할 수 있지만, 이러한 히터를 이용한 경우, 기판(W) 상의 제2 처리액의 온도를 승화성 물질의 융점보다 낮은 온도로 조정하는 것이 곤란하다.
자세히는, 이러한 히터를 기판(W)으로부터 최대한 이격시킨 경우라도, 히터는, 스핀 베이스(21)의 상면에 접하는 위치까지 밖에 하강할 수 없다. 전형적인 히터의 온도는 150℃~200℃이며, 스루풋의 관점에서 히터는 상시 통전되고 있는 것이 많다. 그 때문에, 히터를 기판(W)으로부터 가장 이격시킨 경우라도 히터의 복사열에 의해 기판(W)이 가열되어 버리기 때문에, 기판(W) 상의 제2 처리액의 온도가 승화성 물질의 융점(예를 들면, 20.5℃)보다 높아질 우려가 있다. 만일, 히터와 저온 DIW를 병용한 경우라도, 저온 DIW가 히터에 의해 가열되어 버리고, 기판(W) 상의 제2 처리액의 온도가 승화성 물질의 융점보다 높아지는 경우가 있다.
본 실시 형태에서는, 촬영 유닛(9)에 의해, 기판 가열 공정을 개시하는 타이밍이 결정되어도 된다. 도 9a 및 도 9b는, 유지층 형성 공정(도 6의 S3)에 있어서 기판(W)의 가열을 개시하는 타이밍에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 9a에 나타내는 바와 같이, 제1 처리액막(140)의 표면에는, 간섭 무늬(142)가 발생한다. 한편, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면 전체에 겨우 제1 처리액이 남는 정도(제1 처리액막(140)이 매우 얇아지는 정도)로까지, 원심력에 의해 기판(W) 상으로부터 제1 처리액을 배제하면, 기판(W)의 상면으로부터 간섭 무늬(142)가 소실된다. 간섭 무늬(142)가 소실된 후에, 제1 처리액의 용매를 휘발시켜 파티클 유지층(150)을 형성하면, 유지층 형성 공정 후에 있어서의 기판(W)의 상면에의 파티클의 부착을 억제할 수 있는 것을 알고 있다.
그 때문에, 회전 배제 공정에 있어서, 촬영 유닛(9)이 제1 처리액막(140)의 표면의 간섭 무늬(142)를 검출하고(검출 공정), 간섭 무늬(142)가 검출되지 않게 된 타이밍에 고온 DIW를 하면 노즐(13)이 토출하여 기판(W)의 가열을 개시하면(제1 가열 개시 공정), 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 나아가서는, 파티클의 발생을 한층 억제할 수 있다.
이와 같이, 촬영 유닛(9)은, 간섭 무늬(142)를 검출하는 검출 유닛의 일례이다. 검출 유닛으로서는, 촬영 유닛(9) 이외에도, 간섭 무늬(142)의 발생에 의한 검출 파장의 변화를 검출하는 광 센서 등을 이용할 수 있다.
컨트롤러(3)는, 예를 들면, 제1 이동 노즐(10)의 토출구(10a)로부터의 제1 처리액의 토출이 정지된 후에, 제1 처리액막(140)의 표면 상태가 일정시간 변화하지 않았을 때에, 간섭 무늬(142)가 검출되지 않게 되었다고 판정하도록 프로그램되어 있어도 된다.
이 발명은, 이상으로 설명한 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들면, 상술의 실시 형태에서는, 회전 배제 공정에 있어서, 촬영 유닛(9)이, 제1 처리액막(140)의 표면의 간섭 무늬(142)를 검출하고(검출 공정), 간섭 무늬(142)가 검출되지 않게 된 타이밍에 기판(W)의 가열이 개시된다고 했다( 제1 가열 개시 공정). 그러나, 상술의 실시 형태와는 달리, 유지층 형성 공정에 있어서, 제1 처리액의 공급이 정지되고 나서 소정 시간 경과한 후에 상기 기판의 가열이 개시되어도 된다(제2 가열 개시 공정).
도 10a는, 회전 배제 공정에 있어서 기판(W)을 일정한 회전 속도로 회전시킨 경우에, 각 회전 속도에 있어서 제1 처리액의 공급의 정지로부터 간섭 무늬(142)가 소실되기까지 필요한 시간(소실 필요 시간)을 나타낸 그래프이다. 도 10a의 그래프에 있어서, 제1 처리액의 용매는, PGEE이다. 도 10a의 횡축은, 기판(W)의 회전 속도(rpm)이며, 도 10a의 종축은, 소실 필요 시간(sec)이다.
도 10b는, 회전 배제 공정에 있어서 기판(W)을 일정한 회전 속도로 회전시킨 경우에, 각 회전 속도에 있어서 회전 속도와 소실 필요 시간의 곱(필요 적산 회전수)을 나타낸 그래프이다. 도 10b의 횡축은, 기판(W)의 회전 속도(rpm)이며, 도 10b의 종축은, 필요 적산 회전수(rpm·min)이다.
도 10a에 나타내는 바와 같이, 소실 필요 시간은, 기판(W)의 회전 속도에 따라 변화한다. 또, 소실 필요 시간은, 제1 처리액의 용매의 종류에 따라서도 변화한다. 따라서, 제1 처리액의 공급이 정지되고 나서 기판(W)의 회전수에 따른 소실 필요 시간이 경과한 후에, 기판(W)의 가열이 개시되면, 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 나아가서는, 파티클의 발생을 한층 억제할 수 있다.
도 10b에 나타내는 바와 같이, 필요 적산 회전수는, 기판(W)의 회전 속도에 관계없이, 거의 일정했다. 그 때문에, PGEE에 대응하는 필요 적산 회전수를 미리 취득해 두어도 된다. 제1 처리액의 용매가 PGEE인 경우, 필요 적산 회전수를, 300rpm·min 이상으로 하는 것이 바람직하다. 제1 처리액의 용매가 PGEE인 경우, 필요 적산 회전수를, 400rpm·min으로 하는 것이 한층 바람직하다. 제1 처리액의 용매가 PGEE 이외의 물질인 경우에도, 각 회전 속도에 있어서의 소실 필요 시간의 관계를 평가함으로써, 필요 적산 회전수를 취득할 수 있다.
소실 필요 시간은, 기판(W)의 회전 속도와, 미리 취득해 둔 필요 적산 회전수로부터 산출할 수 있다. 제1 처리액의 공급이 정지되고 나서, 산출된 소실 필요 시간이 경과한 후에, 기판(W)의 가열이 개시되도록 하면, 휘발시키는 제1 처리액의 용매의 양을 적절히 저감할 수 있다. 나아가서는, 파티클의 발생을 한층 억제할 수 있다.
도 10a 및 도 10b에 나타낸 변형예에서는, 회전 배제 공정에 있어서 기판(W)의 회전 속도가 일정한 예를 나타냈다. 그러나, 회전 배제 공정 중에 기판(W)의 회전 속도를 변화시켜도 된다. 회전 배제 공정에 있어서의 기판(W)의 회전 속도를 변화시키는 경우라도, 회전 배제 시간과 기판(W)의 회전 속도의 곱(적산 회전수)이 필요 적산 회전수가 되도록 회전 배제 시간을 설정하면, 간섭 무늬(142)를 소실시킨 상태로 기판 가열 공정을 개시할 수 있다. 예를 들면, 제1 처리액의 용매가 PGEE인 경우, 적산 회전수가 300rpm·min 이상(바람직하게는 400rpm·min)이 되도록, 회전 배제 시간을 설정하면, 간섭 무늬(142)를 소실시킨 상태로 기판 가열 공정을 개시할 수 있다.
또, 상술의 실시 형태에서는, 제1 처리액의 용질로서, 감열 수용성 수지를 이용한다고 했다. 그러나, 제1 처리액의 용질로서 이용되는 수지는, 감열 수용성 수지 이외의 수지여도 된다.
제1 처리액에 포함되는 용질로서 이용되는 감열 수용성 수지 이외의 수지는, 예를 들면, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아세트산 비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지, 아크릴로니트릴스티렌 수지, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아미드이미드 등을 들 수 있다. 제1 처리액에 있어서, 이들 수지를 이용하는 경우, 용질로서 이용하는 수지를 용해할 수 있는 임의의 용매를 이용할 수 있다.
제1 처리액의 용질로서의 감열 수용성 수지 이외의 수지는 변질 온도를 갖지 않기 때문에, 파티클 유지층 형성 공정의 기판 가열 공정에서는, 제1 처리액의 용질로서 감열 수용성 수지를 이용한 경우와 같이 제1 처리액의 온도가 감열 수용성 수지의 변질 온도 미만이 될 필요는 없고, 기판(W) 상의 제1 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록 기판(W)이 가열되면 된다.
제1 처리액의 용질로서 감열 수용성 수지 이외의 수지를 이용하는 경우, 잔사 제거액으로서, 어느 하나의 수지에 대한 용해성을 갖는 임의의 액체를 이용할 수 있다. 제1 처리액의 용질로서 감열 수용성 수지 이외의 수지를 이용하는 경우, 잔사 제거액으로서는, 예를 들면 시너, 톨루엔, 아세트산 에스테르류, 알코올류, 글리콜류 등의 유기용매, 아세트산, 포름산, 히드록시아세트산 등의 산성액을 이용할 수 있다.
제1 처리액의 용질로서는, 상술한 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(150)을 형성하는 용질, 박리액에 대해서 상용성을 가지며, 용질에 대해서 용해성을 갖는 용매, 박리액에 대해서 상용성을 가지며, 용질에 대해서 용해성을 갖는 잔사 제거액 등을 적절히 조합하면 된다.
이상의 실시 형태, 및 그 변형예에서 이용하는 제2 처리액으로서는, 상술한 바와 같이, 승화성 물질의 융액 등의, 승화성 물질이 융해 상태로 포함되는 것이나, 혹은, 용질로서의 승화성 물질을 용매에 용해시킨 용액 등을 이용할 수 있다.
승화성 물질로서는, 예를 들면, 헥사메틸렌테트라민, 1,3,5-트리옥산, 1-피롤리딘카르보디티오산 암모늄, 메타알데히드, 탄소수 20~48 정도의 파라핀, t-부탄올, 파라디클로로벤젠, 나프탈렌, L-멘톨, 불화 탄화수소 화합물 등이 이용된다. 특히, 승화성 물질로서는, 불화 탄화수소 화합물을 이용할 수 있다. 승화성 물질로서는, 상술의 실시 형태의 설명에 이용한 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄이 특히 바람직하다.
불화 탄화수소 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 하기 화합물 (A)~(E) 중 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.
화합물 (A):탄소수 3~6의 플루오로알칸, 또는 그 유도체
화합물 (B):탄소수 3~6의 플루오로시클로알칸, 또는 그 유도체
화합물 (C):탄소수 10의 플루오로비시클로알칸, 또는 그 유도체
화합물 (D):플루오로테트라시아노퀴노디메탄, 또는 그 유도체
화합물 (E):3개 이상의 포스파겐 단위를 갖는 플루오로시클로포스파겐, 또는 그 유도체
〈화합물 (A)〉
화합물 (A)로서는, 식 (1):
CmHnF2m ＋2- n (1)
〔식 중 m은 3~6의 수를 나타내고, n은 0≤n≤2m＋1의 수를 나타낸다.〕
로 표시되는, 탄소수 3~6의 플루오로알칸, 또는 그 유도체를 들 수 있다.
구체적으로는, 탄소수 3의 플루오로알칸으로서는, 예를 들면, CF3CF2CF3, CHF2CF2CF3, CH2FCF2CF3, CH3CF2CH3, CHF2CF2CH3, CH2FCF2CH3, CH2FCF2CH2F, CHF2CF2CHF2, CF3CHFCF3, CH2FCHFCF3, CHF2CHFCF3, CH2FCHFCH2F, CHF2CHFCHF2, CH3CHFCH3, CH2FCHFCH3, CHF2CHFCH3, CF3CH2CF3, CH2FCH2CF3, CHF2CH2CF3, CH2FCH2CH2F, CH2FCH2CHF2, CHF2CH2CHF2, CH3CH2CH2F, CH3CH2CHF2 등을 들 수 있다.
탄소수 4의 플루오로알칸으로서는, 예를 들면, CF3(CF2)2CF3, CF3(CF2)2CH2F, CF3CF2CH2CF3, CHF2(CF2)2CHF2, CHF2CHFCF2CHF2, CF3CH2CF2CHF2, CF3CHFCH2CF3, CHF2CHFCHFCHF2, CF3CH2CF2CH3, CF3CF2CH2CH3, CF3CHFCF2CH3, CHF2CH2CF2CH3 등을 들 수 있다.
탄소수 5의 플루오로알칸으로서는, 예를 들면, CF3(CF2)3CF3, CF3CF2CF2CHFCF3, CHF2(CF2)3CF3, CHF2(CF2)3CHF2, CF3CH(CF3)CH2CF3, CF3CHFCF2CH2CF3, CF3CF(CF3)CH2CHF2, CHF2CHFCF2CHFCHF2, CF3CH2CF2CH2CF3, CHF2(CF2)2CHFCH3, CHF2CH2CF2CH2CHF2, CF3(CH2)3CF3, CF3CHFCHFCF2CF3 등을 들 수 있다.
탄소수 6의 플루오로알칸으로서는, 예를 들면, CF3(CF2)4CF3, CF3(CF2)4CHF2, CF3(CF2)4CH2F, CF3CH(CF3)CHFCF2CF3, CHF2(CF2)4CHF2, CF3CF2CH2CH(CF3)CF3, CF3CF2(CH2)2CF2CF3, CF3CH2(CF2)2CH2CF3, CF3(CF2)3CH2CF3, CF3CH(CF3)(CH2)2CF3, CHF2CF2(CH2)2CF2CHF2, CF3(CF2)2(CH2)2CH3 등을 들 수 있다.
또, 탄소수 3~6의 플루오로알칸의 유도체로서는, 상기 어느 하나의 플루오로알칸에, 불소 이외의 할로겐(구체적으로는, 염소, 브롬, 요오드), 수산기, 산소 원자, 알킬기, 카르복실기 및 퍼플루오로알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 치환기가 치환한 화합물 등을 들 수 있다.
알킬기로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.
퍼플루오로알킬기로서는, 예를 들면, 포화 퍼플루오로알킬기, 불포화 퍼플루오로알킬기를 들 수 있다. 또, 퍼플루오로알킬기는, 직쇄 구조 또는 분기 구조 중 어느 것이어도 된다. 퍼플루오로알킬기로서는, 예를 들면, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로에틸기, 퍼플루오로-n-프로필기, 퍼플루오로이소프로필기, 퍼플루오로-n-부틸기, 퍼플루오로-sec-부틸기, 퍼플루오로-tert-부틸기, 퍼플루오로-n-아밀기, 퍼플루오로-sec-아밀기, 퍼플루오로-tert-아밀기, 퍼플루오로이소아밀기, 퍼플루오로-n-헥실기, 퍼플루오로이소헥실기, 퍼플루오로네오헥실기, 퍼플루오로-n-헵틸기, 퍼플루오로이소헵틸기, 퍼플루오로네오헵틸기, 퍼플루오로-n-옥틸기, 퍼플루오로이소옥틸기, 퍼플루오로네오옥틸기, 퍼플루오로-n-노닐기, 퍼플루오로네오노닐기, 퍼플루오로이소노닐기, 퍼플루오로-n-데실기, 퍼플루오로이소데실기, 퍼플루오로네오데실기, 퍼플루오로-sec-데실기, 퍼플루오로-tert-데실기 등을 들 수 있다.
〈화합물 (B)〉
화합물 (B)로서는, 식 (2):
CmHnF2m - n (2)
〔식 중, m은 3~6의 수를 나타내고, n은 0≤n≤2m-1의 수를 나타낸다.〕
로 표시되는, 탄소수 3~6의 플루오로시클로알칸, 또는 그 유도체를 들 수 있다.
구체적으로는, 탄소수 3~6의 플루오로시클로알칸으로서는, 예를 들면, 모노플루오로시클로헥산, 도데카플루오로시클로헥산, 1,1,4-트리플루오로시클로헥산, 1,1,2,2-테트라플루오로시클로부탄, 1,1,2,2,3-펜타플루오로시클로부탄, 1,2,2,3,3,4-헥사플루오로시클로부탄, 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로시클로부탄, 1,1,2,2,3,4-헥사플루오로시클로부탄, 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로시클로펜탄, 1,1,2,2,3,4-헥사플루오로시클로펜탄, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄, 1,1,2,2,3,4,5-헵타플루오로시클로펜탄, 1,1,2,2,3,3,4,4-옥타플루오로시클로펜탄, 1,1,2,2,3,3,4,5-옥타플루오로시클로펜탄, 1,1,2,2,3,4,5,6-옥타플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,4-옥타플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,5-옥타플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,4,4,5,6-노나플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,4,5-노나플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,5,6-노나플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,5,5,6-데카플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,6-데카플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-데카플루오로시클로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,6-데카플루오로시클로헥산, 퍼플루오로시클로프로판, 퍼플루오로시클로부탄, 퍼플루오로시클로펜탄, 퍼플루오로시클로헥산 등을 들 수 있다.
또, 탄소수 3~6의 플루오로시클로알칸의 유도체로서는, 상기 어느 하나의 플루오로시클로알칸에, 화합물 (A)에서 개시한 적어도 1종의 치환기가 치환한 화합물 등을 들 수 있다.
탄소수 3~6의 플루오로시클로알칸의 유도체의 구체예로서는, 예를 들면, 1,2,2,3,3-테트라플루오로-1-트리플루오로메틸시클로부탄, 1,2,4,4-테트라플루오로-1-트리플루오로메틸시클로부탄, 2,2,3,3-테트라플루오로-1-트리플루오로메틸시클로부탄, 1,2,2-트리플루오로-1-트리메틸시클로부탄, 1,4,4,5,5-펜타플루오로-1,2,2,3,3-펜타메틸시클로펜탄, 1,2,5,5-테트라플루오로-1,2-디메틸시클로펜탄, 3,3,4,4,5,5,6,6-옥타플루오로-1,2-디메틸시클로헥산, 1,1,2,2-테트라클로로-3,3,4,4-테트라플루오로시클로부탄, 2-플루오로시클로헥사놀, 4,4-디플루오로시클로헥사논, 4,4-디플루오로시클로헥산카르복실산, 1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-운데카플루오로-1-(노나플루오로부틸)시클로헥산, 퍼플루오로메틸시클로프로판, 퍼플루오로디메틸시클로프로판, 퍼플루오로트리메틸시클로프로판, 퍼플루오로메틸시클로부탄, 퍼플루오로디메틸시클로부탄, 퍼플루오로트리메틸시클로부탄, 퍼플루오로메틸시클로펜탄, 퍼플루오로디메틸시클로펜탄, 퍼플루오로트리메틸시클로펜탄, 퍼플루오로메틸시클로헥산, 퍼플루오로디메틸시클로헥산, 퍼플루오로트리메틸시클로헥산 등을 들 수 있다.
〈화합물 (C)〉
화합물 (C)의, 탄소수 10의 플루오로비시클로알칸으로서는, 예를 들면, 플루오로비시클로[4.4.0]데칸, 플루오로비시클로[3.3.2]데칸, 퍼플루오로비시클로[4.4.0]데칸, 퍼플루오로비시클로[3.3.2]데칸 등을 들 수 있다.
또, 화합물 (C)로서는, 상기 탄소수 10의 플루오로비시클로알칸에 치환기가 결합한 유도체도 들 수 있다. 치환기로서는, 불소 이외의 할로겐(구체적으로는, 염소, 브롬, 요오드), 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기를 갖는 알킬기를 들 수 있다.
할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기에 있어서, 할로겐 원자로서는, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또, 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬 기로서는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 퍼플루오로시클로프로필기, 퍼플루오로시클로부틸기, 퍼플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로헥실기, 퍼플루오로시클로헵틸기 등을 들 수 있다.
상기 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기를 갖는 알킬기에 있어서, 할로겐 원자로서는, 불소, 염소, 브롬, 요오드를 들 수 있다. 또, 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기를 갖는 알킬기에 있어서, 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기로서는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 퍼플루오로시클로프로필기, 퍼플루오로시클로부틸기, 퍼플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로헥실기, 퍼플루오로시클로헵틸기 등을 들 수 있다. 할로겐 원자를 가져도 되는 시클로알킬기를 갖는 알킬기의 구체예로서는, 예를 들면, 디플루오로(운데카플루오로시클로헥실)메틸기 등을 들 수 있다.
탄소수 10의 플루오로비시클로알칸에 치환기가 결합한 화합물 (C)의 구체예로서는, 예를 들면, 2-[디플루오로(운데카플루오로시클로헥실)메틸]-1,1,2,3,3,4,4,4a,5,5,6,6,7,7,8,8,8a-헵타데카플루오로데카히드로나프탈렌 등을 들 수 있다.
〈화합물 (D)〉
화합물 (D)의 플루오로테트라시아노퀴노디메탄으로서는, 예를 들면, 테트라플루오로테트라시아노퀴노디메탄 등을 들 수 있다.
또, 화합물 (D)로서는, 플루오로테트라시아노퀴노디메탄에, 불소 이외의 할로겐(구체적으로는, 염소, 브롬, 요오드)이 적어도 1개 결합한 유도체도 들 수 있다.
〈화합물 (E)〉
화합물 (E)의 플루오로시클로포스파겐으로서는, 헥사플루오로시클로트리포스파겐, 옥타플루오로시클로테트라포스파겐, 데카플루오로시클로펜타포스파겐, 도데카플루오로시클로헥사포스파겐 등을 들 수 있다.
또, 화합물 (E)로서는, 플루오로시클로포스파겐에 치환기가 결합한 유도체도 들 수 있다. 치환기로서는, 불소 이외의 할로겐(구체적으로는, 염소, 브롬, 요오드), 페녹시기, 알콕시기(-OR기) 등을 들 수 있다. 알콕시기의 R로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기 등의 알킬기, 트리플루오로메틸기 등의 플루오로알킬기, 페닐기 등의 방향족기 등을 들 수 있다.
플루오로시클로포스파겐에 치환기가 결합한 화합물 (E)로서는, 예를 들면, 헥사클로로시클로트리포스파겐, 옥타클로로시클로테트라포스파겐, 데카클로로시클로펜타포스파겐, 도데카클로로시클로헥사포스파겐, 헥사페녹시시클로트리포스파겐 등을 들 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명했지만, 이것들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (30)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과,
    용질과 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 제1 처리액을, 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 하면에 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하여, 상기 용매의 적어도 일부를 휘발시킴으로써, 상기 제1 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 유지층 형성 공정과,
    상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 상기 기판의 상면으로부터 박리하여 제거하는 유지층 제거 공정과,
    상기 파티클 유지층을 상기 기판 상으로부터 제거한 후, 승화성 물질을 함유하는 제2 처리액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 기판의 상면을 덮는 상기 제2 처리액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판의 하면에 제2 열매체를 공급하여 상기 기판을 개재하여 상기 액막을 상기 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각함으로써, 상기 액막을 상기 기판 상에서 고화시켜 고체막을 형성하는 고화 공정과,
    상기 고체막을 승화시켜 상기 기판 상으로부터 제거하는 승화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분이, 변질 온도 이상으로 가열하기 전에는 상기 박리액에 대해서 불용성이며, 또한, 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해서 가용성이 되는 성질을 가지며,
    상기 유지층 형성 공정에서는, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 변질 온도 미만의 온도가 되도록 상기 기판이 가열되는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지층 형성 공정에서는, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 용매의 비점 미만이 되도록 상기 기판이 가열되는, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 박리액은, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지층 제거 공정 후이고 상기 액막 형성 공정 전에, 상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지층 형성 공정이, 상기 기판을 연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 회전시켜, 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액의 일부를 배제하는 회전 배제 공정과, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액의 일부가 배제된 후에, 상기 기판의 하면에 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하는 기판 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 제1 처리액의 간섭 무늬를 검출하는 검출 공정을 더 포함하고,
    상기 유지층 형성 공정이, 상기 간섭 무늬가 검출되지 않게 된 타이밍에, 상기 기판의 가열을 개시하는 제1 가열 개시 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지층 형성 공정이, 상기 기판의 상면으로의 상기 제1 처리액의 공급을 정지하는 공급 정지 공정과, 상기 제1 처리액의 공급의 정지로부터 소정 시간 경과한 후에 상기 기판의 가열을 개시하는 제2 가열 개시 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판의 하면에 제3 열매체를 공급함으로써, 상기 액막의 온도를, 상기 액막 형성 공정에 있어서의 상기 제2 처리액의 공급이 정지된 후에, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 온도 범위로 유지하는 온도 유지 공정과,
    상기 온도 범위에 상기 액막의 온도가 있는 동안에, 상기 액막을 구성하는 상기 제2 처리액의 일부를 상기 기판의 상면으로부터 제거하여, 상기 액막을 얇게 하는 박막화 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 처리액 공급 공정에 있어서, 상기 기판의 측방에 가드를 배치하는 가드 배치 공정과,
    상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재를, 상기 기판의 상면에 근접하는 근접 위치에 배치하는 근접 배치 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 액막 형성 공정이, 상기 대향 부재의 상기 대향면에 설치된 토출구를 향해 제2 처리액 배관을 통해 상기 제2 처리액을 송액(送液)하는 송액 공정과, 상기 토출구로부터 상기 기판의 상면을 향해 상기 제2 처리액을 토출하는 토출 공정과, 상기 토출 공정의 종료 후에, 상기 제2 처리액 배관 내의 상기 제2 처리액을 흡인하는 흡인 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 처리액 배관의 온도를, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 관리 온도 범위로 유지하는 처리액 배관 온도 유지 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 유지 공정이, 챔버 내에 설치된 기판 유지 유닛에 의해 상기 기판이 유지된 상태를, 상기 승화 공정의 종료까지 계속하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 기판 유지 공정이, 상기 기판 유지 유닛에 설치된 복수의 제1 파지(把持) 핀 및 복수의 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제1 기판 파지 공정과, 복수의 상기 제2 파지 핀으로 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제1 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격하는 제1 이격 공정과, 복수의 상기 제1 파지 핀으로 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제2 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격하는 제2 이격 공정과, 상기 제1 이격 공정 및 상기 제2 이격 공정 후에, 복수의 상기 제1 파지 핀 및 복수의 상기 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제2 기판 파지 공정을 포함하고,
    상기 제1 이격 공정, 상기 제2 이격 공정 및 상기 제2 기판 파지 공정이, 상기 유지층 제거 공정에 있어서 상기 기판 상에 상기 박리액이 공급되고 있는 동안에 실행되는, 기판 처리 방법.
  15. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유지층 형성 공정이, 상기 기판의 하면에 대향하는 하면 노즐로부터 상기 제1 열매체를 토출함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하는 공정을 포함하고,
    상기 고화 공정이, 상기 하면 노즐로부터 상기 제2 열매체를 토출함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 액막을 냉각하는 공정을 포함하고,
    상기 고화 공정 후에, 상기 하면 노즐을 향해 상기 제1 열매체 및 상기 제2 열매체를 공급하는 열매체 공급 배관에, 상기 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 열매체 공급 배관을 가열하는 열매체 공급 배관 가열 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 제1 처리액으로서, 상기 용매의 적어도 일부가 휘발됨으로써 고화 또는 경화하여 상기 기판의 상면에 파티클 유지층을 형성하는 상기 제1 처리액을, 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 가열하는 제1 열매체를 상기 기판의 하면에 공급하는 제1 열매체 공급 유닛과,
    상기 기판의 상면에, 상기 파티클 유지층을 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과,
    승화성 물질을 함유하는 제2 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 제2 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판을 냉각하는 제2 열매체를 상기 기판의 하면에 공급하는 제2 열매체 공급 유닛과,
    상기 제2 처리액으로 형성되는 고체막을 승화시키는 승화 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 제1 처리액 공급 유닛, 상기 제1 열매체 공급 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 상기 제2 처리액 공급 유닛, 상기 제2 열매체 공급 유닛 및 상기 승화 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛으로 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 제1 처리액 공급 유닛으로부터 상기 제1 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 제1 처리액 공급 공정과, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제1 열매체를 공급하여 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하여 상기 제1 처리액을 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 상면에 상기 파티클 유지층을 형성하는 유지층 형성 공정과, 상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 박리액을 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 상기 기판의 상면으로부터 박리하여 제거하는 유지층 제거 공정과, 상기 제2 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 제2 처리액을 공급함으로써, 상기 기판의 상면을 덮는 상기 제2 처리액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 제2 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제2 열매체를 상기 기판의 하면에 공급하여 상기 기판을 개재하여 상기 액막을 상기 승화성 물질의 융점 이하의 온도로 냉각함으로써, 상기 액막을 고화하여 상기 고체막을 형성하는 고화 공정과, 상기 승화 유닛에 의해 상기 고체막을 승화하여, 상기 고체막을 상기 기판 상으로부터 제거하는 승화 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분이, 변질 온도 이상으로 가열하기 전에는 상기 박리액에 대해서 불용성이며, 또한, 상기 변질 온도 이상으로 가열함으로써 변질되어, 상기 박리액에 대해서 가용성이 되는 성질을 가지며,
    상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제1 열매체를 공급하여, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 변질 온도 미만의 온도가 되도록 상기 기판을 가열하도록 프로그램 되어 있는, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 제1 열매체를 공급하여, 상기 기판의 상면에 공급된 상기 제1 처리액의 온도가 상기 용매의 비점 미만이 되도록 상기 기판을 가열하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  19. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 박리액은, 상기 용매에 대한 상용성을 갖고 있는, 기판 처리 장치.
  20. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 기판의 상면에 상기 제1 처리액에 포함되는 상기 용질인 용질 성분에 대한 용해성을 갖는 잔사 제거액을 공급하는 잔사 제거액 공급 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 유지층 제거 공정 후이고 상기 액막 형성 공정 전에, 상기 잔사 제거액 공급 유닛으로부터, 상기 기판의 상면에 상기 잔사 제거액을 공급함으로써, 상기 파티클 유지층을 제거한 후의 상기 기판의 상면에 남는 잔사를 제거하는 잔사 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  21. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    연직 방향을 따르는 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛을 더 포함하고, 상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판 회전 유닛으로 하여금 상기 기판을 회전시키게 함으로써, 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액을 제거하는 회전 배제 공정을 실행하도록 프로그램되어 있고, 또한, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판 상으로부터 상기 제1 처리액의 일부가 배제된 후에, 상기 제1 열매체 공급 유닛으로부터 상기 기판의 하면에 상기 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 기판을 개재하여 상기 기판 상의 상기 제1 처리액을 가열하는 기판 가열 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  22. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 제1 처리액의 간섭 무늬를 검출하는 검출 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 검출 유닛에 의해 상기 간섭 무늬를 검출하는 검출 공정과, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 간섭 무늬가 상기 검출 유닛에 검출되지 않게 된 타이밍에 상기 기판의 가열을 개시하는 제1 가열 개시 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  23. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 상면으로의 상기 제1 처리액의 공급을 정지하는 공급 정지 공정을 실행하도록 프로그램되어 있고, 또한, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 제1 처리액의 공급의 정지로부터 소정 시간 경과 후에 상기 기판의 가열을 개시하는 제2 가열 개시 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  24. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 기판의 하면에 제3 열매체를 공급하는 제3 열매체 공급 유닛과,
    상기 제2 처리액을 상기 기판 상으로부터 제거하는 제거 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 제3 열매체 공급 유닛으로부터 상기 기판의 하면에 상기 제3 열매체를 공급함으로써, 상기 액막의 온도를, 상기 액막 형성 공정에 있어서의 상기 제2 처리액의 공급이 정지된 후에, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 온도 범위로 유지하는 온도 유지 공정과, 상기 액막의 온도가 상기 온도 범위에 있는 동안에, 상기 액막을 구성하는 상기 제2 처리액의 일부를 상기 제거 유닛이 상기 기판의 상면으로부터 제거하여, 상기 액막을 얇게 하는 박막화 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  25. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 기판의 측방에 배치된 가드와,
    상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 가지며, 상기 기판에 대해서 승강하는 대향 부재를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 유지층 형성 공정에 있어서, 상기 대향 부재를, 상기 기판의 상면에 근접하는 근접 위치에 배치하는 근접 배치 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 처리액 공급 유닛이, 상기 대향 부재의 상기 대향면에 설치된 토출구와, 상기 토출구에 상기 제2 처리액을 공급하는 제2 처리액 배관을 포함하고,
    상기 제2 처리액 배관을 흡인하는 흡인 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 제2 처리액 배관의 온도를, 상기 승화성 물질의 융점 이상, 또한 상기 승화성 물질의 비점 미만의 관리 온도 범위로 유지하는 제2 처리액 배관 온도 유지 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  28. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛을 수용하는 챔버를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 승화 공정의 종료까지 상기 기판 유지 공정을 계속하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판을 유지하는 복수의 제1 파지 핀 및 복수의 제2 파지 핀을 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 복수의 상기 제1 파지 핀 및 복수의 상기 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제1 기판 파지 공정과, 복수의 상기 제2 파지 핀이 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제1 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격시키는 제1 이격 공정과, 복수의 상기 제1 파지 핀이 상기 기판을 파지하고, 복수의 상기 제2 파지 핀을 상기 기판으로부터 이격시키는 제2 이격 공정과, 상기 제1 이격 공정 및 상기 제2 이격 공정 후에, 복수의 상기 제1 파지 핀 및 복수의 상기 제2 파지 핀의 양쪽에 의해 상기 기판을 파지하는 제2 기판 파지 공정을 상기 기판 유지 공정에 있어서 실행하도록 프로그램되어 있고,
    상기 제1 이격 공정, 상기 제2 이격 공정 및 상기 제2 기판 파지 공정이, 상기 유지층 제거 공정에 있어서 상기 기판 상에 상기 박리액이 공급되고 있는 동안에 실행되는, 기판 처리 장치.
  30. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 기판의 하면을 향해 상기 제1 열매체 및 상기 제2 열매체를 토출하는 하면 노즐과,
    상기 하면 노즐에 접속된 열매체 공급 배관을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 고화 공정 후에, 상기 열매체 공급 배관에 상기 제1 열매체를 공급함으로써, 상기 열매체 공급 배관을 가열하는 열매체 공급 배관 가열 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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