KR102197758B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR102197758B1
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마나부 오쿠타니
히로시 아베
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 베이스의 상면에 설치되며 상기 베이스의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지구에 의해 상기 기판을 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판과 상기 베이스 사이에 설치된 히터 유닛과, 상기 기판 사이의 공간에 열매를 공급함으로써, 상기 공간을 상기 열매로 채우고, 상기 히터 유닛에 의해 상기 열매를 가열하는 액밀 가열 공정과, 상기 액밀 가열 공정에 의해 상기 기판의 온도가 상기 처리액의 비점 이상이 되도록 상기 기판이 가열되어 있는 상태로, 상기 기판 상의 상기 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 베이스를 회전시킴으로써 연직 방향을 따르는 회전 축선 둘레로 상기 기판을 회전시키면서 상기 개구를 확대하는 개구 확대 공정을 포함한다. 상기 액밀 가열 공정이, 상기 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 상기 개구 확대 공정과 병행하여 실행된다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 출원은, 2018년 1월 31일 제출된 일본 특허 출원 2018-15253호에 의거하는 우선권을 주장하고 있으며, 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 들어, 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, 포트마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
기판을 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 스핀 척에 의해 거의 수평으로 유지된 기판에 대해 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되고, 그것에 의해, 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제하기 위한 스핀 드라이 공정이 행해진다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴의 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 그것에 의해, 기판의 건조 불량이 발생할 우려가 있다. 패턴의 내부에 들어간 린스액의 액면(공기와 액체의 계면)은, 패턴의 내부에 형성되므로, 액면과 패턴의 접촉 위치에, 액체의 표면장력이 작용한다. 이 표면장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴가 일어나기 쉬워진다. 전형적인 린스액인 물은, 표면장력이 크기 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 물보다 표면장력이 낮은 유기 용제인 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol: IPA)를 공급하는 것이 제안되어 있다. 기판의 상면이 IPA로 처리됨으로써, 패턴의 내부에 들어간 물이 IPA로 치환된다. 그 후에 IPA가 제거됨으로써, 기판의 상면이 건조된다.
그런데, 최근, 기판의 표면에는, 고집적화를 위해, 미세하고 또한 애스펙트비가 높은 미세 패턴(기둥형의 패턴, 라인형의 패턴 등)이 형성되어 있다. 미세하고 고애스펙트비의 미세 패턴은 도괴하기 쉽다. 그 때문에, IPA의 액막이 기판의 상면에 형성된 후, 미세 패턴에 표면장력이 작용하는 시간을 단축할 필요가 있다.
그래서, 미국 특허 출원 제2016/214148호 명세서에는, 히터를 이용하여 기판을 가열하는 기판 처리 방법이 제안되어 있다. 히터에 의해 기판이 가열됨으로써, IPA의 액막과 기판의 상면 사이에는, IPA의 기상층이 형성된다. 이것에 의해, 미세 패턴의 내부가 기상의 IPA로 채워진다. 이 상태로, 액막의 중앙에 질소 가스를 분사함으로써, 액막의 중앙에 개구가 형성되고, 이 개구를 확대함으로써, 기판 상으로부터 IPA가 배제된다. 이 방법에서는, 미세 패턴의 내부가 기상의 IPA로 채워지기 때문에, 미세 패턴 내부의 IPA를 상방으로부터 서서히 증발시키는 방법과 비교해, 미세 패턴에 표면장력이 작용하는 시간을 짧게 할 수 있다.
그러나, 미국 특허 출원 제2016/214148호 명세서에 기재된 기판 처리 방법에서는, IPA의 기상층이 형성되는 온도까지 기판을 가열하기 위해, 히터로 기판을 들어 올려 기판의 하면에 히터를 접촉시키고 있다. 이 상태에서는, 기판이 스핀 척으로부터 이격하고 있으므로, 기판을 회전시킬 수 없다. 그 때문에, 미국 특허 출원 제2016/214148호 명세서에 기재된 기판 처리 방법에서는, 액막에 원심력을 작용시킬 수 없기 때문에, 질소 가스의 분사력 만으로 액막의 개구를 확대하고 있다. 그러나, 이러면, 질소 가스의 분사에 의해 기판이 냉각되어 버려, 개구를 확대시킬 때에 IPA가 기상층을 유지할 수 없을 우려가 있다.
그래서, 이 발명의 하나의 목적은, 처리액의 액막과 기판의 상면 사이에 기상층을 유지하면서, 액막에 형성된 개구를 확대할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일실시 형태는, 베이스의 상면에 설치되며 상기 베이스의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지구에 의해 상기 기판을 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판과 상기 베이스 사이에 설치된 히터 유닛과, 상기 기판 사이의 공간에 열매(熱媒)를 공급함으로써, 상기 공간을 상기 열매로 채우고, 상기 히터 유닛에 의해 상기 열매를 가열하는 액밀 가열 공정과, 상기 액밀 가열 공정에 의해 상기 기판의 온도가 상기 처리액의 비점 이상이 되도록 상기 기판이 가열되어 있는 상태로, 상기 기판 상의 상기 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 베이스를 회전시킴으로써 연직 방향을 따르는 회전 축선 둘레로 상기 기판을 회전시키면서 상기 개구를 확대하는 개구 확대 공정을 포함하고, 상기 액밀 가열 공정이, 상기 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 상기 개구 확대 공정과 병행하여 실행되는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 액밀 가열 공정에 있어서, 히터 유닛과 기판 사이의 공간을 채우는 열매가 히터 유닛에 의해 가열되고, 당해 공간을 채우는 열매에 의해 기판이 가열된다. 그 때문에, 베이스에 설치된 기판 유지구에 기판을 유지시킨 상태로, 히터 유닛에 의해 열매를 통하여 기판을 가열할 수 있다. 따라서, 베이스를 회전시켜 기판을 회전시키면서, 기판을 충분히 가열할 수 있다.
액막에 개구가 형성될 때에는, 기판이 처리액의 비점 이상으로 가열되므로, 액막에 있어서 기판의 상면 부근의 부분이 기화하여, 액막과 기판의 상면 사이에 기상층이 발생한다. 그리고, 개구가 확대될 때에는, 그 적어도 일부의 기간에 있어서, 액밀 가열 공정이 실행된다. 따라서, 기판의 온도 저하를 억제하면서, 개구를 확대시킬 수 있다. 따라서, 기상층이 형성된 상태를 유지하면서, 개구를 확대시킬 수 있다.
또한, 액밀 가열 공정이, 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 병행하여 실행되는 것으로 했지만, 이것은, 개구 확대 공정에 있어서, 기상층을 유지할 수 있으면, 개구 확대 공정에 있어서 액밀 가열 공정이 행해지지 않은 기간이 있어도 되는 것을 의미한다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액밀 가열 공정이, 상기 기판을 회전시키면서 상기 공간에 상기 열매를 공급하는 회전 공급 공정을 포함한다. 그 때문에, 기판과 히터 유닛 사이의 공간에 공급된 열매에 원심력이 작용한다. 이것에 의해, 당해 공간의 전체에 빈틈 없이 열매를 골고루 퍼지게 할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액밀 가열 공정이, 적어도 상기 개구의 주연이 상기 기판의 상면의 주연 영역에 이를 때까지 계속된다. 따라서, 개구 확대 공정에 있어서, 기상층이 한층 유지되기 쉽다.
개구의 주연이 기판의 상면의 외주 영역에 이른 후에는, 필요에 따라, 기판과 히터 유닛 사이의 공간의 액밀 상태를 해제할 수 있다. 이것에 의해, 기판의 상면의 건조와 병행하여 기판의 하면의 건조를 실행할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간의 단축이 도모된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정을 더 포함한다.
이 방법에 의하면, 히터 유닛과 기판 사이의 공간이 열매로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정의 개시 전에는, 당해 공간에 위치하는 열매의 교체가 행해지지 않게 된다. 그 때문에, 당해 공간으로의 열매의 공급이 정지되고 나서 개구 형성 공정이 개시될 때까지 동안에, 히터 유닛으로부터 전달되는 열에 의해, 당해 공간에 위치하는 열매의 온도가 충분히 상승한다. 따라서, 개구 형성 공정에 있어서, 기상층이 한층 유지되기 쉽다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 개구 확대 공정의 실행 중에, 상기 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 더 포함한다.
기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이에 위치하는 열매는, 기판과 히터 유닛 사이의 공간 밖의 영향을 받아 온도 저하되기 쉽다.
그래서, 개구 확대 공정의 실행 중에 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 열매를 공급하면, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매를, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분보다 내측의 열매에 의해 공간 밖으로 밀어낼 수 있다. 따라서, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매가, 공간 밖의 영향을 받기 어려운 내측의 열매로 교체된다. 따라서, 개구 확대 공정이 종료될 때까지, 기판의 주연부 부근의 온도가 처리액의 비점 이상으로 유지되기 쉬워진다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정과, 상기 개구 확대 공정의 실행 중에, 상기 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 더 포함한다. 그리고, 상기 열매 교체 공정에 있어서의 상기 열매의 공급 유량이, 상기 열매 공급 정지 공정 전에 있어서의 상기 열매의 공급 유량보다 작다.
이 방법에 의하면, 히터 유닛과 기판 사이의 공간이 열매로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정의 개시 전에는, 당해 공간에 위치하는 열매의 교체가 행해지지 않게 된다. 그 때문에, 당해 공간으로의 열매의 공급이 정지되고 나서 개구 형성 공정이 개시될 때까지 동안에, 히터 유닛으로부터 전달되는 열에 의해, 당해 공간에 위치하는 열매의 온도가 충분히 상승한다. 따라서, 개구 형성 공정에 있어서, 기상층이 한층 유지되기 쉽다.
또, 개구 확대 공정의 실행 중에 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 열매를 공급하면, 공간에 있어서의 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매를, 공간에 있어서의 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분보다 내측의 열매에 의해 공간 밖으로 밀어낼 수 있다. 따라서, 공간에 있어서의 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매가, 공간 밖의 영향을 받기 어려운 내측의 열매로 교체된다. 따라서, 개구 확대 공정이 종료될 때까지, 기판의 주연 영역의 온도가 처리액의 비점 이상으로 유지되기 쉬워진다.
또한, 열매 공급 정지 공정 전의 열매의 유량이 비교적 크다. 그 때문에, 액밀 가열 공정에 의해 기판의 온도가 처리액의 비점 이상이 될 때까지 필요한 시간을 단축할 수 있다.
한편, 기판과 히터 유닛 사이에 위치하는 열매를 교체할 때의 열매의 유량이 비교적 작다. 그 때문에, 공간에 있어서 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 공급된 열매가, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분으로 이동할 때까지 필요로 하는 시간을 길게 할 수 있다. 그 때문에, 공간에 있어서 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 공급된 열매가, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분으로 이동할 때까지 히터 유닛에 의해 한층 충분히 가열된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 형성 공정이, 상기 기판에 근접하는 제1 위치에 상기 히터 유닛을 배치하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 열매 교체 공정이, 상기 제1 위치보다 상기 기판으로부터 이격한 제2 위치에 상기 히터 유닛을 배치하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 개구 형성 공정에 있어서 히터 유닛이 제1 위치에 배치된다. 그 때문에, 기판과 히터 유닛 사이의 공간이 비교적 좁게 되어 있다. 따라서, 당해 공간을 액밀 상태로 할 때까지 필요한 시간을 단축할 수 있다. 한편, 열매 교체 공정에 있어서 히터 유닛이 제1 위치보다 기판으로부터 이격한 제2 위치에 배치된다. 그 때문에, 기판과 히터 유닛 사이의 공간이 비교적 넓게 되어 있다. 따라서, 열매의 공급에 의해 단위시간당 교체되는 열매의 양을 비교적 작게 할 수 있다. 따라서, 열매의 공급에 의해, 공간에 위치하는 열매의 온도가 급격하게 저하되는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 형성 공정이, 상기 액막의 중앙 영역에 기체를 공급함으로써 상기 개구를 형성하는 공정을 포함한다. 그 때문에, 액막의 중앙 영역에 개구를 신속하게 형성할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 확대 공정이, 상기 액막을 구성하는 상기 처리액을 흡인 노즐로 흡인하는 처리액 흡인 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 처리액이 흡인 노즐에 흡인됨으로써, 개구의 확대가 보조된다. 따라서, 개구 확대 공정의 실행에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간의 단축이 도모된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기판의 상면을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 공정과, 상기 린스액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 처리액으로서 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 린스액을 상기 저표면장력 액체로 치환하는 치환 공정을 포함한다. 그리고, 상기 액막 형성 공정이, 상기 액막으로서, 상기 저표면장력 액체의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 공정을 포함한다.
그 때문에, 린스액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체의 액막을 기판 상으로부터 배제함으로써, 기판의 상면을 건조시킬 수 있다. 따라서, 기판 상으로부터 액막을 배제시킬 때에 기판의 상면에 작용하는 표면장력을 한층 저감할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태는, 베이스의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지구와, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판과 상기 베이스 사이에 설치된 히터 유닛과, 상기 기판과 상기 히터 유닛 사이의 공간에 열매를 공급하는 열매 공급 유닛과, 상기 기판의 상면에 형성되는 상기 처리액의 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 유닛과, 상기 베이스를 회전시킴으로써 연직 방향을 따르는 회전 축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 열매 공급 유닛, 상기 개구 형성 유닛 및 상기 기판 회전 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지구에 의해 유지된 상기 기판의 상면에 상기 처리액 공급 유닛으로부터 처리액을 공급함으로써, 상기 처리액의 상기 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 공간에 열매를 공급함으로써 상기 공간을 상기 열매로 채우고, 상기 히터 유닛에 의해 상기 열매를 가열하는 액밀 가열 공정과, 상기 액밀 가열 공정에 의해 상기 기판의 온도가 상기 처리액의 비점 이상이 되도록 상기 기판이 가열되어 있는 상태로, 상기 개구 형성 유닛에 의해 상기 액막에 상기 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서 상기 개구를 확대하는 개구 확대 공정을 실행하며, 상기 액밀 가열 공정이, 상기 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 상기 개구 확대 공정과 병행하여 실행되도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 액밀 가열 공정에 있어서, 히터 유닛과 기판 사이의 공간을 채우는 열매가 히터 유닛에 의해 가열되고, 당해 공간을 채우는 열매에 의해 기판이 가열된다. 그 때문에, 베이스에 설치된 기판 유지구에 기판을 유지시킨 상태로, 히터 유닛에 의해 열매를 통하여 기판을 가열할 수 있다. 따라서, 베이스를 회전시켜 기판을 회전시키면서, 기판을 충분히 가열할 수 있다.
액막에 개구가 형성될 때에는, 기판이 처리액의 비점 이상으로 가열되므로, 액막에 있어서 기판의 상면 부근의 부분이 기화하여, 액막과 기판의 상면 사이에 기상층이 발생한다. 그리고, 개구가 확대될 때에는, 그 적어도 일부의 기간에 있어서, 액밀 가열 공정이 실행된다. 따라서, 기판의 온도 저하를 억제하면서, 개구를 확대시킬 수 있다. 따라서, 기상층이 형성된 상태를 유지하면서, 개구를 확대시킬 수 있다.
또한, 액밀 가열 공정이, 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 병행하여 실행되는 것으로 했지만, 이것은, 개구 공정에 있어서, 기상층을 유지할 수 있으면, 개구 확대 공정에 있어서 액밀 가열 공정이 행해지지 않은 기간이 있어도 되는 것을 의미한다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 액밀 가열 공정에 있어서, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 공간으로 상기 열매를 공급하는 회전 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다. 그 때문에, 기판과 히터 유닛 사이의 공간에 공급된 열매에 원심력이 작용한다. 이것에 의해, 당해 공간의 전체에 빈틈 없이 열매를 골고루 퍼지게 할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 액밀 가열 공정을, 적어도 상기 개구의 주연이 상기 기판의 상면의 외주 영역에 이를 때까지 계속하도록 프로그램되어 있다. 따라서, 개구 확대 공정에 있어서, 기상층이 한층 유지되기 쉽다. 또, 개구의 주연이 기판의 상면의 외주 영역에 이른 후에는, 필요에 따라, 기판과 히터 유닛 사이의 공간의 액밀 상태를 해제할 수 있다. 이것에 의해, 기판의 상면의 건조와 병행하여 기판의 하면의 건조를 실행할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간의 단축이 도모된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매 공급 유닛으로부터의 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 히터 유닛과 기판 사이의 공간이 열매로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정의 개시 전에는, 당해 공간에 위치하는 열매의 교체가 행해지지 않게 된다. 그 때문에, 당해 공간으로의 열매의 공급이 정지되고 나서 개구 형성 공정이 개시될 때까지 동안에, 히터 유닛으로부터 전달되는 열에 의해, 당해 공간에 위치하는 열매의 온도가 충분히 상승한다. 따라서, 개구 형성 공정에 있어서, 기상층이 한층 유지되기 쉽다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 개구 확대 공정의 실행 중에 상기 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이에 위치하는 열매는, 기판과 히터 유닛 사이의 공간 밖의 영향을 받아 온도 저하되기 쉽다.
그래서, 개구 확대 공정의 실행 중에 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 열매를 공급하면, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매를, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분보다 내측의 열매에 의해 공간 밖으로 밀어낼 수 있다. 따라서, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매가, 공간 밖의 영향을 받기 어려운 내측의 열매로 교체된다. 따라서, 개구 확대 공정이 종료될 때까지, 기판의 주연부 부근의 온도가 처리액의 비점 이상으로 유지되기 쉬워진다.
이 발명의 일실시 형태는, 상기 컨트롤러가, 상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매 공급 유닛으로부터의 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정과, 상기 개구 확대 공정의 실행 중에 상기 열매로 채워진 상기 공간에 있어서의 상기 기판의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다. 그리고, 상기 열매 교체 공정에 있어서의 상기 열매의 공급 유량이, 상기 열매 공급 정지 공정 전에 있어서의 상기 열매의 공급 유량보다 작다.
이 구성에 의하면, 히터 유닛과 기판 사이의 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정의 개시 전에는, 당해 공간에 위치하는 열매의 교체가 행해지지 않게 된다. 그 때문에, 당해 공간으로의 열매의 공급이 정지되고 나서 개구 형성 공정이 개시될 때까지 동안에, 히터 유닛으로부터 전달되는 열에 의해, 당해 공간에 위치하는 열매의 온도가 충분히 상승한다. 따라서, 개구 형성 공정에 있어서, 기상층이 한층 유지되기 쉽다.
또, 개구 확대 공정의 실행 중에 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 열매를 공급하면, 공간에 있어서의 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매를, 공간에 있어서의 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분보다 내측의 열매에 의해 공간 밖으로 밀어낼 수 있다. 따라서, 공간에 있어서의 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 위치하는 열매가, 공간 밖의 영향을 받기 어려운 내측의 열매로 교체된다. 따라서, 개구 확대 공정이 종료될 때까지, 기판의 주연 영역의 온도가 처리액의 비점 이상으로 유지되기 쉬워진다.
또한, 열매 공급 정지 공정 전의 열매의 유량이 비교적 크다. 그 때문에, 액밀 가열 공정에 의해 기판의 온도가 처리액의 비점 이상이 될 때까지 필요한 시간을 단축할 수 있다.
한편, 기판과 히터 유닛 사이에 위치하는 열매를 교체할 때의 열매의 유량이 비교적 작다. 그 때문에, 공간에 있어서 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 공급된 열매가, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분으로 이동할 때까지 필요로 하는 시간을 길게 할 수 있다. 그 때문에, 공간에 있어서 기판의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 부분에 공급된 열매가, 공간에 있어서 기판의 하면의 주연 영역과 히터 유닛 사이의 부분으로 이동할 때까지 히터 유닛에 의해 한층 충분히 가열된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 히터 유닛을 승강시키는 히터 승강 유닛을 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 개구 형성 공정에 있어서 상기 히터 승강 유닛이 상기 기판에 근접하는 제1 위치에 상기 히터 유닛을 배치하고, 상기 열매 교체 공정에 있어서 상기 히터 승강 유닛이 상기 제1 위치보다 상기 기판으로부터 이격한 제2 위치에 상기 히터 유닛을 배치하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 개구 형성 공정에 있어서 히터 유닛이 제1 위치에 배치된다. 그 때문에, 기판과 히터 유닛 사이의 공간이 비교적 좁게 되어 있다. 따라서, 당해 공간을 액밀 상태로 할 때까지 필요한 시간을 단축할 수 있다. 한편, 열매 교체 공정에 있어서 히터 유닛이 제1 위치보다 기판으로부터 이격한 제2 위치에 배치된다. 그 때문에, 기판과 히터 유닛 사이의 공간이 비교적 넓게 되어 있다. 따라서, 열매의 공급에 의해 단위시간당 교체되는 열매의 양을 비교적 작게 할 수 있다. 따라서, 열매의 공급에 의해, 공간에 위치하는 열매의 온도가 급격하게 저하되는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 개구 형성 유닛이, 상기 기판의 상면의 중앙 영역을 향하여 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 개구 형성 공정에 있어서, 상기 기체 공급 유닛으로부터 상기 액막의 중앙 영역으로 기체를 공급함으로써 상기 개구를 형성하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다. 그 때문에, 액막의 중앙 영역에 개구를 신속하게 형성할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 상의 상기 처리액을 흡인하는 흡인 노즐을 더 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 개구 확대 공정에 있어서, 상기 액막을 구성하는 상기 처리액을 상기 흡인 노즐로 흡인하는 처리액 흡인 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 처리액이 흡인 노즐에 흡인됨으로써, 개구의 확대가 보조된다. 따라서, 개구 확대 공정의 실행에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간의 단축이 도모된다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 상면을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 유닛을 더 포함한다. 그리고, 상기 처리액 공급 유닛이, 상기 린스액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛을 더 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 기판의 상면에 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정과, 상기 저표면장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 린스액을 상기 저표면장력 액체로 치환하는 치환 공정을 실행하며, 상기 액막 형성 공정에 있어서, 상기 저표면장력 액체의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하도록 프로그램되어 있다.
그 때문에, 린스액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체의 액막을 기판 상으로부터 배제함으로써, 기판의 상면을 건조시킬 수 있다. 따라서, 기판 상으로부터 액막을 배제시킬 때에 기판의 상면에 작용하는 표면장력을 한층 저감할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시 형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 모식도이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는, 상기 기판 처리의 저표면장력 액체 처리(도 4의 S4)의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a~도 6g는, 상기 저표면장력 액체 처리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7a~도 7c는, 상기 저표면장력 액체 처리에 있어서 기판 상으로부터 액막이 배제될 때의 기판의 상면의 주변의 모식적인 단면도이다.
도 8은, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 모식도이다.
도 9는, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에 있어서의 저표면장력 액체 처리(도 4의 S4)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 10은, 표면장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 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 복수장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 재치(載置)되는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다.
반송 로봇(IR)은, 캐리어(C)와 반송 로봇(CR) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다. 처리 유체에는, 후술하는, 약액, 린스액, 처리액(저표면장력 액체), 열매 등의 액체나, 불활성 가스 등의 기체가 포함된다.
도 2는, 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛(2)은, 스핀 척(5)과, 처리 컵(8)과, 제1 이동 노즐(15)과, 제2 이동 노즐(18)과, 고정 노즐(17)과, 하면 노즐(19)과, 히터 유닛(6)을 포함한다.
스핀 척(5)은, 기판(W)을 수평으로 유지하면서 기판(W)의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선(A1) 둘레로 회전시킨다. 스핀 척(5)은, 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 포함된다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다. 스핀 척(5)은, 복수의 척 핀(20)과, 스핀 베이스(21)와, 회전축(22)과, 전동 모터(23)를 포함한다.
스핀 베이스(21)는, 수평 방향을 따르는 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스(21)의 상면에는, 복수의 척 핀(20)이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 복수의 척 핀(20)은, 베이스(스핀 베이스(21))의 상면에 설치되어, 베이스의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지구에 포함된다.
복수의 척 핀(20)은, 기판(W)의 둘레 끝에 접촉하여 기판(W)을 파지하는 닫힘 상태와, 기판(W)의 둘레 끝으로부터 퇴피한 열림 상태 사이에서 개폐 가능하다. 또, 열림 상태에 있어서, 복수의 척 핀(20)은, 기판(W)의 둘레 끝으로부터 이격하여 파지를 해제하는 한편, 기판(W)의 주연부의 하면에 접촉하여, 기판(W)을 하방으로부터 지지한다.
처리 유닛(2)은, 복수의 척 핀(20)을 개폐 구동하는 척 핀 구동 유닛(25)을 더 포함한다. 척 핀 구동 유닛(25)은, 예를 들어, 스핀 베이스(21)에 내장된 링크 기구(27)와, 스핀 베이스(21) 밖에 배치된 구동원(28)을 포함한다. 구동원(28)은, 예를 들어, 볼나사 기구와, 거기에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
회전축(22)은, 회전 축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축(22)의 상단부는, 스핀 베이스(21)의 하면 중앙에 결합되어 있다. 평면에서 볼 때에서의 스핀 베이스(21)의 중앙 영역에는, 스핀 베이스(21)를 상하로 관통하는 관통 구멍(21a)이 형성되어 있다. 관통 구멍(21a)은, 회전축(22)의 내부 공간(22a)과 연통하고 있다.
전동 모터(23)는, 회전축(22)에 회전력을 부여한다. 전동 모터(23)에 의해 회전축(22)이 회전됨으로써, 스핀 베이스(21)가 회전된다. 이것에 의해, 기판(W)이 회전 축선(A1)의 둘레로 회전된다. 이하에서는, 회전 축선(A1)을 중심으로 한 경방향의 안쪽을 간단히 「경방향 안쪽」이라고 하고, 회전 축선(A1)을 중심으로 한 경방향의 바깥쪽을 간단히 「경방향 바깥쪽」이라고 한다. 전동 모터(23)는, 베이스(스핀 베이스(21))를 회전시킴으로써, 기판(W)을 회전 축선(A1)의 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛에 포함된다.
처리 컵(8)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산하는 액체를 받아내는 복수의 가드(11)와, 복수의 가드(11)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아내는 복수의 컵(12)과, 복수의 가드(11)와 복수의 컵(12)을 둘러싸는 원통형의 외벽 부재(13)를 포함한다. 이 실시 형태에서는, 2개의 가드(11)(제1 가드(11A) 및 제2 가드(11B))와, 2개의 컵(12)(제1 컵(12A) 및 제2 컵(12B))이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.
제1 컵(12A) 및 제2 컵(12B)의 각각은, 상방향으로 개방된 홈형의 형태를 가지고 있다. 제1 가드(11A)는, 스핀 베이스(21)를 둘러싼다. 제2 가드(11B)는, 제1 가드(11A)보다 경방향 바깥쪽에서 스핀 베이스(21)를 둘러싼다. 제1 컵(12A)은, 제1 가드(11A)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다. 제2 컵(12B)은, 제1 가드(11A)와 일체로 형성되어 있으며, 제2 가드(11B)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다.
도 1을 다시 참조하여, 처리 컵(8)은, 챔버(4) 내에 수용되어 있다. 챔버(4)에는, 챔버(4) 내에 기판(W)을 반입하거나, 챔버(4) 내로부터 기판(W)을 반출하기 위한 출입구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 챔버(4)에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛(도시하지 않음)이 구비되어 있다.
도 2를 다시 참조하여, 제1 이동 노즐(15)은, 기판(W)의 상면을 향하여 약액을 공급(토출)하는 약액 공급 유닛에 포함된다. 제1 이동 노즐(15)로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, 불산이다. 제1 이동 노즐(15)로부터 토출되는 약액은, 불산에 한정되지는 않는다.
즉, 제1 이동 노즐(15)로부터 토출되는 약액은, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들어, 구연산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들어, TMAH： 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1개를 포함하는 액이어도 된다. 이들을 혼합한 약액의 예로서는, SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture： 황산과산화수소수 혼합액), SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture： 암모니아과산화수소수 혼합액) 등을 들 수 있다.
제1 이동 노즐(15)은, 약액을 안내하는 약액 배관(40)에 접속되어 있다. 약액 배관(40)에 개재된 약액 밸브(50)가 열리면, 약액이, 제1 이동 노즐(15)로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제1 이동 노즐(15)은, 제1 노즐 이동 유닛(31)에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제1 이동 노즐(15)은, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 제1 이동 노즐(15)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 기판(W)의 상면의 회전 중심이란, 기판(W)의 상면에 있어서의 회전 축선(A1)과의 교차 위치이다. 제1 이동 노즐(15)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때, 처리 컵(8)의 바깥쪽에 위치한다. 제1 이동 노즐(15)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피할 수 있다.
제1 노즐 이동 유닛(31)은, 예를 들어, 연직 방향을 따르는 회동축과, 회동축에 결합되어 수평으로 연장되는 아암과, 회동축을 승강시키거나 회동시키는 회동축 구동 유닛을 포함한다. 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직의 회동 축선 둘레로 회동시킴으로써 아암을 요동시킨다. 또한, 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써, 아암을 상하 운동시킨다. 제1 이동 노즐(15)은 아암에 고정된다. 아암의 요동 및 승강에 따라, 제1 이동 노즐(15)이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
고정 노즐(17)은, 기판(W)의 상면을 향하여 린스액을 공급(토출)하는 린스액 공급 유닛에 포함된다. 린스액은, 예를 들어, DIW이다. 린스액으로서는, DIW 이외에도, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 암모니아수 및 희석 농도(예를 들어, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수 등을 들 수 있다.
이 실시 형태에서는, 고정 노즐(17)은, DIW를 안내하는 DIW 배관(42)에 접속되어 있다. DIW 배관(42)에 개재된 DIW 밸브(52)가 열리면, DIW가, 고정 노즐(17)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제2 이동 노즐(18)은, 기판(W)의 상면을 향하여 IPA 등의 저표면장력 액체(처리액)를 공급(토출)하는 저표면장력 액체 공급 유닛(처리액 공급 유닛)으로서의 기능과, 기판(W)의 상면을 향하여 질소 가스(N2 가스) 등의 기체를 공급(토출)하는 기체 공급 유닛으로서의 기능을 가진다.
저표면장력 액체는, 물 등의 린스액보다 표면장력이 낮은 액체이다. 저표면장력 액체로서는, 기판(W)의 상면 및 기판(W)에 형성된 패턴과 화학 반응하지 않는(반응성이 부족한) 유기 용제를 이용할 수 있다.
보다 구체적으로는, IPA, HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 1개를 포함하는 액을 저표면장력 액체로서 이용할 수 있다. 또, 저표면장력 액체는, 단체 성분 만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, IPA액과 순수의 혼합액이어도 되고, IPA액과 HFE액의 혼합액이어도 된다.
제2 이동 노즐(18)로부터 토출되는 기체는, 불활성 가스인 것이 바람직하다. 불활성 가스는, 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해 불활성인 가스이며, 예를 들어, 아르곤 등의 희가스류나, 질소 가스이다. 제2 이동 노즐(18)로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다.
제2 이동 노즐(18)은, 연직 방향을 따라 제2 처리액을 토출하는 중심 토출구(70)를 가지고 있다. 제2 이동 노즐(18)은, 연직 방향을 따라 직선형의 기체를 토출하는 선상류(線狀流) 토출구(71)를 가지고 있다. 또한, 제2 이동 노즐(18)은, 수평 방향을 따라 제2 이동 노즐(18)의 주위에 방사형으로 기체를 토출하는 수평류 토출구(72)를 가지고 있다. 또, 제2 이동 노즐(18)은, 비스듬한 하방향을 따라, 제2 이동 노즐(18)의 주위에 방사형으로 기체를 토출하는 경사류 토출구(73)를 가지고 있다.
선상류 토출구(71)로부터 토출된 기체는, 기판(W)의 상면에 수직으로 입사하는 선상 기류를 형성한다. 수평류 토출구(72)로부터 토출된 기체는, 기판(W)의 상면에 평행하며, 또한 기판(W)의 상면을 덮는 수평 기류를 형성한다. 경사류 토출구(73)로부터 토출된 기체는, 기판(W)의 상면에 대해 비스듬하게 입사하는 원뿔형 프로파일의 경사 기류를 형성한다.
제2 이동 노즐(18)에는, IPA 배관(44) 및 복수의 질소 가스 배관(45A, 45B, 45C)이 접속되어 있다. IPA 배관(44)에 개재된 IPA 밸브(54)가 열리면, IPA가, 제2 이동 노즐(18)의 중심 토출구(70)로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제1 질소 가스 배관(45A)에 개재된 제1 질소 가스 밸브(55A)가 열리면, 제2 이동 노즐(18)의 선상류 토출구(71)로부터 하방에 질소 가스가 연속적으로 토출된다. 제2 질소 가스 배관(45B)에 개재된 제2 질소 가스 밸브(55B)가 열리면, 제2 이동 노즐(18)의 수평류 토출구(72)로부터 수평 방향으로 질소 가스가 연속적으로 토출된다. 제3 질소 가스 배관(45C)에 개재된 제3 질소 가스 밸브(55C)가 열리면, 제2 이동 노즐(18)의 경사류 토출구(73)로부터 비스듬한 하방향으로 질소 가스가 연속적으로 토출된다.
제1 질소 가스 배관(45A)에는, 제1 질소 가스 배관(45A) 내를 흐르는 질소 가스의 유량을 정확하게 조절하기 위한 매스 플로우 컨트롤러(56)가 개재되어 있다. 매스 플로우 컨트롤러(56)는, 유량 제어 밸브를 가지고 있다. 또, 제2 질소 가스 배관(45B)에는, 제2 질소 가스 배관(45B) 내를 흐르는 질소 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브(57B)가 개재되어 있다. 또, 제3 질소 가스 배관(45C)에는, 제3 질소 가스 배관(45C) 내를 흐르는 질소 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브(57C)가 개재되어 있다. 또한, 질소 가스 배관(45A, 45B, 45C)에는, 각각, 이물을 제거하기 위한 필터(58A, 58B, 58C)가 개재되어 있다.
제2 이동 노즐(18)은, 제2 노즐 이동 유닛(33)에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제2 이동 노즐(18)은, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 제2 이동 노즐(18)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제2 이동 노즐(18)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때, 처리 컵(8)의 바깥쪽에 위치한다. 제2 이동 노즐(18)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피할 수 있다.
제2 노즐 이동 유닛(33)은, 제1 노즐 이동 유닛(31)과 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 제2 노즐 이동 유닛(33)은, 예를 들어, 연직 방향을 따르는 회동축과, 회동축 및 제2 이동 노즐(18)에 결합되어 수평으로 연장되는 아암과, 회동축을 승강시키거나 회동시키는 회동축 구동 유닛을 포함한다.
히터 유닛(6)은, 원판형의 핫 플레이트의 형태를 가지고 있다. 히터 유닛(6)은, 기판(W)의 하면에 하방으로부터 대향하는 대향면(6a)을 가진다.
히터 유닛(6)은, 플레이트 본체(60)와, 복수의 지지 핀(61)과, 히터(62)를 포함한다. 플레이트 본체(60)는, 평면에서 볼 때, 기판(W)보다 미소하게 작다. 복수의 지지 핀(61)은, 플레이트 본체(60)의 상면으로부터 돌출되어 있다. 플레이트 본체(60)의 상면과, 복수의 지지 핀(61)의 표면에 의해 대향면(6a)이 구성되어 있다. 히터(62)는, 플레이트 본체(60)에 내장되어 있는 저항체여도 된다. 히터(62)에 통전함으로써, 대향면(6a)이 가열된다. 그리고, 히터(62)에는, 급전선(63)을 통하여, 히터 통전 유닛(64)으로부터 전력이 공급된다.
히터 유닛(6)은, 척 핀(20)에 유지된 기판(W)의 하면과 스핀 베이스(21)의 상면 사이에 배치되어 있다. 처리 유닛(2)은, 히터 유닛(6)을 스핀 베이스(21)에 대해 상대적으로 승강시키는 히터 승강 유닛(65)을 포함한다. 히터 승강 유닛(65)은, 예를 들어, 볼나사 기구와, 거기에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
히터 유닛(6)의 하면에는, 회전 축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축(30)이 결합되어 있다. 승강축(30)은, 스핀 베이스(21)의 중앙부에 형성된 관통 구멍(21a)과, 중공의 회전축(22)을 삽입 통과하고 있다. 승강축(30) 내에는, 급전선(63)이 통과되어 있다. 히터 승강 유닛(65)은, 승강축(30)을 통하여 히터 유닛(6)을 승강시킴으로써, 하측 위치 및 상측 위치 사이의 임의의 중간 위치에 히터 유닛(6)을 배치할 수 있다. 히터 유닛(6)이 하측 위치에 위치할 때, 대향면(6a)과 기판(W)의 하면 사이의 거리는, 예를 들어, 15mm이다. 히터 유닛(6)이 상측 위치에 위치할 때, 대향면(6a)은, 기판(W)과 접촉하고 있다. 히터 유닛(6)이 상측 위치에 위치할 때, 기판(W)은, 척 핀(20)으로부터 대향면(6a)으로 기판(W)이 건네져, 대향면(6a)에 의해 지지되어 있어도 된다.
하면 노즐(19)은, 기판(W)의 하면과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 공간(100)에 열매를 공급하는 열매 공급 유닛에 포함된다. 하면 노즐(19)은, 중공의 승강축(30)을 삽입 통과하고, 또한, 히터 유닛(6)을 관통하고 있다. 하면 노즐(19)은, 기판(W)의 하면의 회전 중심에 대향하는 토출구(19a)를 상단에 가지고 있다. 기판(W)의 하면의 회전 중심이란, 기판(W)의 하면에 있어서의 회전 축선(A1)과의 교차 위치이다.
열매는, 기판(W)에 열을 전달하기 위한 액체이다. 열매로서는, 예를 들어, 온수를 들 수 있다. 열매로서 이용되는 온수는, 예를 들어, 온도가 상온(5℃~35℃보다 높아진 DIW이다. 열매로서 이용되는 온수의 온도는, 예를 들어, 75℃~80℃이다. 하면 노즐(19)에는 온수 배관(43)이 접속되어 있다. 온수 배관(43)에 개재된 온수 밸브(53)가 열리면, 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향하여 온수가 하면 노즐(19)의 토출구(19a)로부터 연속적으로 토출된다. 기판(W)의 하면의 중앙 영역이란, 기판(W)의 하면의 회전 중심을 포함하는 소정의 영역이다.
도 3은, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다. 컨트롤러(3)는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있으며, 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 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 전동 모터(23), 노즐 이동 유닛(31, 33), 히터 통전 유닛(64), 히터 승강 유닛(65), 척 핀 구동 유닛(25) 및 밸브류(50, 52, 53, 54, 55A, 55B, 55C, 56, 57B, 57C)의 동작을 제어한다. 밸브류(50, 52, 53, 54, 55A, 55B, 55C, 56, 57B, 57C)가 제어됨으로써, 대응하는 노즐로부터의 처리 유체의 토출이 제어된다.
도 4는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이며, 주로, 컨트롤러(3)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 반입(S1), 약액 처리(S2), 린스 처리(S3), 저표면장력 액체 처리(S4), 건조 처리(S5) 및 기판 반출(S6)이 이 순서로 실행된다.
기판 처리에서는, 우선, 기판 반입(S1)이 행해진다. 기판 반입(S1) 동안, 히터 유닛(6)은 하측 위치에 위치하고, 각 노즐(15, 18)은, 퇴피 위치에 위치하고 있다. 미처리 기판(W)은, 반송 로봇(IR, CR)에 의해 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)에 반입되어, 척 핀(20)에 수도(受渡)된다(S1). 이 후, 기판(W)은, 반송 로봇(CR)에 의해 반출될 때까지, 스핀 척(5)의 척 핀(20)에 의해 수평으로 유지된다(기판 유지 공정).
다음으로, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피한 후, 약액 처리(S2)가 개시된다. 전동 모터(23)는, 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이것에 의해, 수평으로 유지된 기판(W)이 회전한다(기판 회전 공정). 그 한편, 제1 노즐 이동 유닛(31)은, 제1 이동 노즐(15)을 기판(W)의 상방의 약액 처리 위치에 배치한다. 약액 처리 위치는, 제1 이동 노즐(15)로부터 토출되는 약액이 기판(W)의 상면의 회전 중심에 착액(着液)하는 위치여도 된다. 그리고, 약액 밸브(50)가 열린다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해서, 제1 이동 노즐(15)로부터 약액이 공급된다(약액 공급 공정). 공급된 약액은 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼진다.
다음으로, 일정 시간의 약액 처리(S2) 후, 기판(W) 상의 약액을 DIW(린스액)로 치환함으로써, 기판(W) 상으로부터 약액을 배제하는 린스 처리(S3)가 실행된다.
구체적으로는, 약액 밸브(50)가 닫히고, DIW 밸브(52)가 열린다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 고정 노즐(17)로부터 DIW가 공급된다(린스액 공급 공정). 공급된 DIW는 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이 DIW에 의해 기판(W) 상의 약액이 씻어내어진다. 이 동안에, 제1 노즐 이동 유닛(31)은, 제1 이동 노즐(15)을 기판(W)의 상방으로부터 퇴피 위치로 퇴피시킨다.
다음으로, 상세한 것은 후술하지만, 일정 시간의 린스 처리(S3) 후, 저표면장력 액체 처리(S4)가 실행된다. 저표면장력 액체 처리(S4)에서는, 기판(W) 상의 DIW(린스액)가 IPA(저표면장력 액체)로 치환되고, 그 후, 기판(W) 상으로부터 저표면장력 액체가 제거된다. 도 5는, 저표면장력 액체 처리(S4)를 설명하기 위한 흐름도이다.
저표면장력 액체 처리(S4)에서는, 우선, 제2 이동 노즐(18)로부터 기판(W)의 상면에 IPA를 공급함으로써, 기판(W) 상의 DIW가 IPA로 치환된다(치환 공정 T1). 그리고, 제2 이동 노즐(18)로부터의 IPA의 공급을 계속함으로써, 기판(W) 상에 IPA의 액막이 형성된다(액막 형성 공정 T2). 그리고, 제2 이동 노즐(18)로부터의 질소 가스의 분사에 의해, IPA의 액막의 중앙 영역에 개구가 형성된다(개구 형성 공정 T3). 그 후, 기판(W)의 회전에 기인하는 원심력이 작용하여, 개구가 확대된다(개구 확대 공정 T4). 개구 확대 공정 T4에서는, 기판(W) 상의 IPA가 최종적으로 기판(W) 밖으로 배제된다.
그 후, 기판(W)의 상면 및 하면을 건조시키는 건조 처리(S5)가 실행된다. 구체적으로는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)를 고속 회전(예를 들어, 800rpm)으로 회전시킨다. 그것에 의해, 큰 원심력이 기판(W) 상의 IPA에 작용하여, 기판(W) 상의 IPA가 기판(W)의 주위로 떨쳐내어진다.
그 후, 반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 스핀 척(5)의 척 핀(20)으로부터 처리가 완료된 기판(W)을 들어올려, 처리 유닛(2) 밖으로 반출한다(S6). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)으로 건네져, 반송 로봇(IR)에 의해, 캐리어(C)에 수납된다.
다음으로, 도 6a~도 6g를 이용하여 저표면장력 액체 처리(S4)를 상세하게 설명한다. 도 6a~도 6g는, 저표면장력 액체 처리(S4)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 6a를 참조하여, 우선, 치환 공정 T1이 실행된다. 제2 노즐 이동 유닛(33)이, 제2 이동 노즐(18)을 IPA 공급 위치에 배치한다. 제2 이동 노즐(18)이 IPA 공급 위치에 위치할 때, 제2 이동 노즐(18)의 중심 토출구(70)가, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 그리고, DIW 밸브(52)가 닫히고 기판(W)의 상면으로의 DIW의 공급이 정지된다. 그 후, 제2 이동 노즐(18)이 IPA 공급 위치에 이른 상태로, IPA 밸브(54)가 열린다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 제2 이동 노즐(18)로부터 IPA가 공급된다. 공급된 IPA는 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이것에 의해, 기판(W) 상의 DIW가 IPA에 의해 치환된다.
치환 공정 T1에서는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전 속도를, 소정의 치환 속도로 변경한다. 치환 속도는, 예를 들어, 300rpm이다. 치환 공정 T1에서는, 히터 승강 유닛(65)이, 히터 유닛(6)을, 기판(W)에 비접촉으로 기판(W)에 근접하는 제1 위치에 배치한다. 히터 유닛(6)이 제1 위치에 위치할 때, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)은, 기판(W)의 하면으로부터, 예를 들어, 2mm만큼 하방으로 이격하고 있다. 히터 통전 유닛(64)은, 기판 처리의 실행 중, 히터 유닛(6)이 일정한 온도(예를 들어, 180℃~220℃)가 되도록, 히터 유닛(6)에 전력을 공급하고 있다.
도 6b 및 도 6c를 참조하며, 다음으로, 액막 형성 공정 T2가 실행된다.
도 6b에 나타내는 바와 같이, 액막 형성 공정 T2에서는, 기판(W) 상의 DIW가 IPA로 치환된 후에도 제2 이동 노즐(18)로부터 기판(W) 상으로의 IPA의 공급을 계속함으로써, 기판(W) 상에 IPA의 액막(150)이 형성된다.
액막 형성 공정 T2에서는, 히터 승강 유닛(65)이, 히터 유닛(6)을, 제1 위치에 유지한다. 액막 형성 공정 T2에서는, 온수 밸브(53)가 열린다. 이것에 의해, 하면 노즐(19)의 토출구(19a)로부터 공간(100)으로의 열매로서의 온수의 토출(공급)이 개시된다(열매 공급 개시 공정). 온수는, 공간(100)에 있어서 기판(W)의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 위치에 공급되므로, 하면 노즐(19)의 토출구(19a)로부터 토출된 온수는, 공간(100)에 있어서 기판(W)의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛(6) 사이의 부분(공간(100)의 중앙 부분(101))으로부터 경방향 바깥쪽으로 서서히 퍼진다. 온수의 공급을 계속함으로써, 최종적으로, 공간(100)이 온수로 채워진다(액밀 공정).
액막 형성 공정 T2에서는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전을 감속시켜, 회전 속도를 소정의 액막 유지 속도로 변경한다. 액막 유지 속도는, 예를 들어, 10~50rpm이다. 액막 형성 공정 T2에서는, 스핀 베이스(21)의 회전을 단계적으로 감속해도 된다. 상세한 것은, 스핀 베이스(21)의 회전이, 50rpm까지 감속한 상태로 소정 시간 유지되고, 그 후, 10rpm까지 감속된다. 공간(100)으로의 온수의 공급은, 기판(W)을 회전시키면서 행해진다(회전 공급 공정).
온수의 공급 개시부터 공간(100)이 온수에 의해 채워질 때까지의 동안, 하면 노즐(19)은, 제1 공급 유량으로 온수를 공간(100)에 공급한다. 제1 공급 유량은, 예를 들어, 500cc/min이다. 공간(100)에 공급된 온수(공간(100)을 채우는 온수)는, 히터 유닛(6)에 의해 가열된다(액밀 가열 공정). 액밀 가열 공정은, 적어도 개구 확대 공정 T4의 도중까지 계속된다.
도 6c를 참조하여, 액막 형성 공정 T2에서는, 공간(100)이 온수로 채워진 후, 온수 밸브(53)가 닫힌다. 이것에 의해, 공간(100)이 온수로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정 T3의 개시 전에, 공간(100)으로의 온수의 공급이 정지된다(열매 공급 정지 공정). 열매의 공급이 정지되므로, 공간(100)에 위치하는 온수의 교체가 행해지지 않게 된다. 그 때문에, 공간(100)으로의 온수의 공급이 정지되면, 히터 유닛(6)으로부터 전달되는 열에 의해, 공간(100)을 채우는 온수의 온도가 상승한다.
그리고, IPA 밸브(54)가 닫힌다. 이것에 의해, 제2 이동 노즐(18)로부터 기판(W)의 상면으로의 IPA의 공급이 정지된다. 이것에 의해, 기판(W) 상에 IPA의 액막(150)이 지지된 패들 상태가 된다.
기판(W)은, 공간(100)을 채우는 온수를 통하여 히터 유닛(6)으로부터 열을 받음으로써, IPA의 비점(82.4℃) 이상의 온도로 가열된다. 기판(W) 상의 액막(150)은, 기판(W)에 의해 가열된다. 그것에 의해, 액막(150)에서는, 기판(W)의 상면과의 계면에 있어서 IPA가 증발한다. 그것에 의해, 기판(W)의 상면과 액막(150) 사이에, IPA의 기체로 이루어지는 기상층이 발생한다. 따라서, 기판(W)의 상면의 전역에 있어서, 액막(150)이 기상층 상에 지지된 상태가 된다.
다음으로, 개구 형성 공정 T3과, 개구 확대 공정 T4가 실행된다.
도 6d를 참조하여, 액밀 가열 공정에 의해 기판(W)의 온도가 IPA의 비점 이상이 되도록 기판(W)이 가열되어 있는 상태로, 개구 형성 공정 T3이 실행된다. 구체적으로는, 제2 노즐 이동 유닛(33)이, 제2 이동 노즐(18)을 기체 공급 위치에 배치한다. 제2 이동 노즐(18)이 기체 공급 위치에 위치할 때, 제2 이동 노즐(18)의 선상류 토출구(71)가, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제2 이동 노즐(18)이 기체 공급 위치에 이르면, 제1 질소 가스 밸브(55A)가 열린다. 이것에 의해, 제2 이동 노즐(18)의 선상류 토출구(71)로부터 기체가 토출(공급)된다.
선상류 토출구(71)로부터 토출되는 기체가 형성하는 선상 기류에 의해, 액막(150)의 중앙 영역에 있어서의 IPA가 경방향 바깥쪽으로 밀려난다. 이것에 의해, 액막(150)에 개구(151)가 신속하게 형성된다. 이와 같이, 제2 이동 노즐(18)은, 액막(150)의 중앙 영역에 개구(151)를 형성하는 개구 형성 유닛으로서 기능한다. 개구 형성 공정 T3에서는, 히터 승강 유닛(65)이, 히터 유닛(6)을, 제1 위치에 유지한다.
도 6e 및 도 6f를 참조하여, 개구(151)를 기판(W)의 외주를 향하여 확대시켜, 기상층 상에서 액막(150)을 이동시킴으로써 개구 확대 공정 T4가 실행된다.
도 6e에 나타내는 바와 같이, 개구 확대 공정 T4에서는, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)의 회전을 감속시켜, 회전 속도를 소정의 제1 확대 속도로 변경한다. 제1 확대 속도는, 예를 들어, 10rpm~50rpm이다. 기판(W)의 회전에 기인하는 원심력이 작용하기 때문에, 개구가 확대되도록 기판(W) 상의 IPA가 기판(W) 밖으로 배제된다.
개구 확대 공정 T4에서는, 히터 승강 유닛(65)이, 히터 유닛(6)을, 제1 위치에서 제2 위치까지 하강시킨다. 제2 위치는, 제1 위치보다 기판(W)으로부터 이격한 위치이다. 히터 유닛(6)이 제2 위치에 위치할 때, 히터 유닛(6)의 대향면(6a)은, 기판(W)의 하면으로부터, 예를 들어, 4mm 이격하고 있다.
그리고, 온수 밸브(53)가 열린다. 이것에 의해, 기판(W)의 하면과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 공간(100)에 열매로서의 온수가 공급된다. 공간(100)에 있어서 기판(W)의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 부분(중앙 부분(101))을 향하여, 하면 노즐(19)의 토출구(19a)의 온수의 토출(공급)이 재개된다. 중앙 부분(101)에 새롭게 온수가 공급됨으로써, 공간(100)에 있어서 기판(W)의 하면의 주연 영역과 히터 유닛(6)의 대향면(6a) 사이의 부분(주연 부분(102))에 위치하는 온수가 공간(100) 밖으로 밀려 나간다. 이와 같이, 중앙 부분(101)에 새롭게 온수가 계속 공급됨으로써, 공간(100)에 위치하는 온수가 새로운 온수로 교체된다(열매 교체 공정). 기판(W)의 하면의 주연 영역이란, 기판(W)의 하면에 있어서의 기판(W)의 주연부를 포함하는 영역이다. 열매 교체 공정이 행해지고 있는 동안, 히터 유닛(6)은, 제2 위치에 배치되어 있다.
열매 교체 공정에서는, 하면 노즐(19)은, 제1 공급 유량보다 소유량인 제2 공급 유량으로 공간(100)에 온수를 공급한다. 제2 공급 유량은, 예를 들어, 100cc/min이다. 그 때문에, 열매 교체 공정에 있어서의 온수의 공급 유량은, 열매 공급 정지 공정 전에 있어서의 온수의 공급 유량보다 작다. 공간(100)으로의 온수의 공급은, 기판(W)을 회전시키면서 행해진다.
원심력에 의해 액막(150)을 기판(W) 밖으로 밀어내는 기판 처리에서는, 개구(151)의 주연(151a)이 기판(W)의 상면의 주연 영역에 가까워지면, 기판(W)의 상면의 주연 영역보다 경방향 안쪽에 위치하는 IPA가 기판(W)의 상면의 주연 영역에 위치하는 IPA를 밀어내는 힘이 작아진다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면의 주연 영역의 IPA가 기판(W) 밖으로 밀려 나가기 어려워진다. 기판(W)의 상면의 주연 영역이란, 기판(W)의 상면에 있어서의 기판(W)의 주연부 부근의 영역이다.
그래서, 도 6f에 나타내는 바와 같이, 개구(151)의 확대에 의해 개구(151)의 주연(151a)이 기판(W)의 상면의 주연 영역에 이르면, 전동 모터(23)는, 스핀 베이스(21)의 회전을 가속시켜, 회전 속도를 소정의 제2 확대 속도로 변경한다. 제2 확대 속도는, 예를 들어, 50rpm~100rpm이다. 이것에 의해, 기판(W) 상으로부터 IPA를 배제할 수 있다.
도 6g에 나타내는 바와 같이, 기판(W) 상으로부터 액막(150)이 배제된 후, 온수 밸브(53)가 닫힌다. 그리고, 히터 승강 유닛(65)이, 히터 유닛(6)을 제2 위치에서 하측 위치로 하강시킨다. 이것에 의해, 공간(100)의 액밀 상태가 해소된다. 바꾸어 말하면, 이 기판 처리에서는, 액막 형성 공정 T2의 도중부터, 개구 확대 공정 T4가 종료될 때까지의 동안, 액밀 가열 공정이 계속된다. 히터 유닛(6)이 하측 위치에 이른 후에도 기판(W)의 회전은 계속되고 있기 때문에, 기판(W)의 하면에 부착한 온수는, 원심력에 의해 배제된다.
이 때, 제1 질소 가스 밸브(55A) 및 제3 질소 가스 밸브(55C)가 열리고, 제2 이동 노즐(18)로부터 질소 가스를 토출시켜도 된다. 구체적으로는, 제2 이동 노즐(18)의 선상류 토출구(71)로부터 토출되는 질소 가스가 선상 기류를 형성하고, 제2 이동 노즐(18)의 경사류 토출구(73)로부터 토출되는 질소 가스가 경사 기류를 형성한다. 선상 기류 및 경사 기류는, 기판(W)의 상면에 분사되어, 기판(W) 상에 미소하게 남은 액 성분을 증발시킨다.
다음으로, 상술한 바와 같이, 건조 처리(S5)가 행해지고, 그 후, 기판(W)이 처리 유닛(2)으로부터 반출된다. 이것에 의해, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리가 종료된다.
도 7a 및 도 7b는, 기판(W)의 표면에 있어서의 기상층(152)의 형성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 기판(W)의 표면에는, 미세한 패턴(161)이 형성되어 있다. 패턴(161)은, 기판(W)의 표면에 형성된 미세한 볼록형의 구조체(162)를 포함한다. 구조체(162)는, 절연체막을 포함하고 있어도 되고, 도체막을 포함하고 있어도 된다. 또, 구조체(162)는, 복수의 막을 적층한 적층막이어도 된다. 라인형의 구조체(162)가 인접하는 경우에는, 그들 사이에 홈이 형성된다. 이 경우, 구조체(162)의 폭 W1은 10nm~45nm 정도, 구조체(162)끼리의 간격 W2는 10nm~수μm 정도여도 된다. 구조체(162)의 높이 T는, 예를 들어 50nm~5μm 정도여도 된다. 구조체(162)가 통형인 경우에는, 그 안쪽으로 구멍이 형성되게 된다.
액막 형성 공정 T2에서는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면에 형성된 액막(150)은, 패턴(161)의 내부(인접하는 구조체(162) 사이의 공간 또는 통형의 구조체(162)의 내부 공간)를 채우고 있다.
액밀 가열 공정에 의해 온수의 온도가 IPA의 비점 이상이 되면, 기판(W)의 표면에 접하고 있는 IPA가 증발하여, IPA의 기체가 발생하고, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 기상층(152)이 형성된다. 기상층(152)은, 패턴(161)의 내부를 채우고, 또한, 패턴(161)의 외측에 이르러, 구조체(162)의 상면(162A)보다 상방에 액막(150)과의 계면(155)을 형성하고 있다. 이 계면(155) 상에 액막(150)이 지지되어 있다. 이 상태에서는, IPA의 액면이 패턴(161)에 접하지 않기 때문에, 액막(150)의 표면장력에 기인하는 패턴 도괴가 일어나지 않는다.
기판(W)의 가열에 의해 IPA가 증발할 때, 액상의 IPA는 패턴(161) 내로부터 순간적으로 배출된다. 그리고, 형성된 기상층(152) 상에 액상의 IPA가 지지되어, 패턴(161)으로부터 이격하게 된다. 이렇게 하여, IPA의 기상층(152)은, 패턴(161)의 상면(구조체(162)의 상면(162A))과 액막(150) 사이에 개재되어, 액막(150)을 지지한다.
도 7c에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면으로부터 부상하고 있는 액막(150)에 균열(153)이 발생하면, 건조 후에 워터마크 등의 결함의 원인이 된다. 그래서, 이 실시 형태에서는, 기판(W)의 회전을 감속한 후에 IPA의 공급을 정지하고, 기판(W) 상에 두꺼운 액막(150)을 형성하여, 균열(153)의 발생을 회피하고 있다.
기상층(152) 상에 액막(150)이 지지되어 있는 상태에서는, 액막(150)에 작용하는 마찰 저항은, 영으로 간주할 수 있을 만큼 작다. 그 때문에, 기판(W)의 상면에 평행한 방향의 힘이 액막(150)에 가해지면, 액막(150)은 간단하게 이동한다. 이 실시 형태에서는, 액막(150)의 중앙에 개구(151)를 형성하고, 그것에 의해 개구(151)의 주연(101a)에서의 온도차에 의해 IPA의 흐름을 발생시켜, 기상층(152) 상에 지지된 액막(150)을 이동시킴으로써 개구(151)의 확대가 보조되어도 된다.
제1 실시 형태에서는, 히터 유닛(6)과 기판(W) 사이의 공간(100)에 온수(열매)를 공급함으로써, 공간(100)을 온수로 채우고, 히터 유닛(6)에 의해 온수가 가열된다(액밀 가열 공정). 그리고, 액밀 가열 공정에 의해 기판(W)의 온도가 IPA(처리액, 저표면장력 액체)의 비점 이상이 되도록 기판(W)이 가열되어 있는 상태로, 기판(W) 상의 IPA의 액막(150)의 중앙 영역에 개구(151)가 형성된다(개구 형성 공정). 그 후, 기판(W)을 회전시키면서 개구(151)가 확대된다(개구 확대 공정). 그리고, 액밀 가열 공정이, 개구 확대 공정과 병행하여 실행된다.
이 실시 형태에 의하면, 액밀 가열 공정에 있어서, 히터 유닛(6)과 기판(W) 사이의 공간(100)을 채우는 온수가 히터 유닛(6)에 의해 가열되고, 공간(100)을 채우는 온수에 의해 기판(W)이 가열된다. 그 때문에, 스핀 베이스(21)에 설치된 복수의 척 핀(20)에 기판(W)을 유지시킨 상태로, 히터 유닛(6)에 의해 온수를 통하여 기판(W)을 가열할 수 있다. 따라서, 스핀 베이스(21)를 회전시켜 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)을 충분히 가열할 수 있다.
액막(150)에 개구(151)가 형성될 때에는, 기판(W)이 IPA의 비점 이상으로 가열되므로, 액막(150)에 있어서 기판(W)의 상면 부근의 부분은, IPA의 비점까지 가열된다. 그 때문에, 액막(150)과 기판(W)의 상면 사이에 기상층(152)이 발생한다. 그리고, 개구(151)가 확대될 때에는, 액밀 가열 공정이 실행된다. 따라서, 기판(W)의 온도 저하를 억제하면서, 개구(151)를 확대시킬 수 있다. 따라서, 기상층(152)이 형성된 상태를 유지하면서, 개구(151)를 확대시킬 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 액밀 가열 공정에 있어서, 기판(W)을 회전시키면서 공간(100)에 온수가 공급된다(회전 공급 공정). 그 때문에, 온수를 공간(100)에 공급된 온수에 원심력이 작용한다. 이것에 의해, 공간(100)의 전체에 빈틈 없이 온수를 골고루 퍼지게 할 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 액밀 가열 공정이, 개구 확대 공정 T4가 종료될 때까지 계속된다. 따라서, 개구 확대 공정 T4에 있어서, 기상층(152)을 한층 확실히 유지할 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 공간(100)이 온수로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정의 개시 전에, 온수의 공급이 정지된다(열매 공급 정지 공정). 그 때문에, 히터 유닛(6)과 기판(W) 사이의 공간(100)이 온수로 채워진 후에, 또한, 개구 형성 공정의 개시 전에는, 공간(100)에 위치하는 열매의 교체가 행해지지 않게 된다. 그 때문에, 공간(100)으로의 온수의 공급이 정지되고 나서 개구 형성 공정이 개시될 때까지 동안에, 히터 유닛(6)으로부터 전달되는 열에 의해, 공간(100)에 위치하는 열매의 온도가 충분히 상승한다. 따라서, 개구 형성 공정에 있어서, 기상층(152)이 한층 유지되기 쉽다.
기판(W)의 주연과 히터 유닛(6) 사이에 위치하는 온수는, 공간(100) 밖의 영향을 받아 온도가 저하되기 쉽다. 제1 실시 형태에서는, 개구 확대 공정 T4의 실행 중에, 기판(W)의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛(6) 사이의 위치(공간(100)의 중앙 부분(101))를 향하여 온수가 공급됨으로써, 공간(100)에 위치하는 온수가 교체된다(열매 교체 공정).
그 때문에, 개구 확대 공정 T4의 실행 중에 기판(W)의 하면의 중앙 영역과 히터 유닛 사이의 위치를 향하여 온수를 공급하면, 공간(100)의 주연 부분(102)에 위치하는 온수를, 공간(100)에 있어서 주연 부분(102)보다 내측에 위치하는 온수에 의해 공간(100) 밖으로 밀어낼 수 있다. 따라서, 공간(100)의 주연 부분(102)에 위치하는 열매가, 공간(100) 밖의 영향을 받기 어려운, 공간(100)에 있어서 주연 부분(102)보다 내측에 위치하는 온수로 교체된다. 따라서, 개구 확대 공정 T4가 종료될 때까지, 기판(W)의 주연부 부근의 온도가 처리액의 비점 이상으로 유지되기 쉬워진다.
또, 열매 공급 정지 공정 전의 열매의 유량이 비교적 크다. 그 때문에, 액밀 가열 공정에 의해 기판(W)의 온도가 IPA의 비점 이상이 될 때까지 필요한 시간을 단축할 수 있다.
한편, 기판(W)과 히터 유닛(6) 사이에 위치하는 온수를 교체할 때의 온수의 유량이 비교적 작다. 그 때문에, 공간(100)의 중앙 부분(101)에 공급된 온수가, 공간(100)의 주연 부분(102)으로 이동할 때까지 필요로 하는 시간을 길게 할 수 있다. 그 때문에, 공간(100)의 중앙 부분(101)에 공급된 온수가, 공간(100)의 주연 부분(102)으로 이동할 때까지 히터 유닛(6)에 의해 한층 충분히 가열된다.
제1 실시 형태에서는, 개구 형성 공정에 있어서, 기판(W)에 근접하는 제1 위치에 히터 유닛(6)이 배치된다. 그리고, 열매 교체 공정에 있어서, 제1 위치보다 기판(W)으로부터 이격한 제2 위치에 히터 유닛이 배치된다.
이 방법에 의하면, 개구 형성 공정 T3에 있어서 히터 유닛(6)이 제1 위치에 배치된다. 그 때문에, 공간(100)이 비교적 좁게 되어 있다. 따라서, 공간(100)을 액밀 상태로 할 때까지 필요한 시간을 단축할 수 있다. 한편, 열매 교체 공정에 있어서 히터 유닛(6)이 제1 위치보다 기판(W)으로부터 이격한 제2 위치에 배치된다. 그 때문에, 공간(100)이 비교적 넓게 되어 있다. 따라서, 온수의 공급에 의해 단위시간당 교체되는 온수의 양을 비교적 작게 할 수 있다. 따라서, 온수의 공급에 의해, 공간(100)에 위치하는 온수의 온도가 급격하게 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 린스액 공급 공정 및 치환 공정이 실행되고, 액막 형성 공정에 있어서, 저표면장력 액체인 IPA의 액막(150)이 형성된다. 그리고, DIW(린스액)보다 표면장력이 낮은 IPA(저표면장력 액체)의 액막(150)을 기판(W) 상으로부터 배제함으로써, 기판(W)의 상면을 건조시킬 수 있다. 따라서, 기판(W) 상으로부터 액막(150)을 배제시킬 때에 기판(W)의 상면에 작용하는 표면장력을 한층 저감할 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
도 8은, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1P)에 구비된 처리 유닛(2P)의 모식도이다. 도 9는, 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리에 있어서의 저표면장력 액체 처리(S4)를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 8 및 도 9에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 따른 처리 유닛(2P)이, 제1 실시 형태에 따른 처리 유닛(2)과 주로 상이한 점은, 흡인 노즐(90)이 설치되어 있는 점이다.
흡인 노즐(90)은, 기판(W) 상의 IPA(처리액)를 흡인하는 흡인 유닛에 포함되어 있다. 흡인 노즐(90)에는, IPA를 안내하는 흡인관(91)의 일단이 접속되어 있다. 흡인관(91)에는, 그 유로를 개폐하는 흡인 밸브(92)가 개재되어 있다. 흡인관(91)의 타단에는, 진공 펌프 등의 흡인 장치(93)가 접속되어 있다. 흡인 노즐(90)의 하단에 설치된 흡인구(90a)가 기판(W) 상의 IPA에 접한 상태로, 흡인 밸브(92)가 열림으로써, 흡인 장치(93)에 의한 IPA의 흡인이 개시된다.
흡인 노즐(90)은, 흡인 노즐 이동 유닛(95)에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 흡인 노즐(90)은, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 흡인 노즐(90)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 흡인 노즐(90)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때, 처리 컵(8)의 바깥쪽에 위치한다. 보다 구체적으로는, 흡인 노즐(90)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피할 수 있다.
흡인 노즐 이동 유닛(95)은, 제1 노즐 이동 유닛(31)과 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 흡인 노즐 이동 유닛(95)은, 예를 들어, 연직 방향을 따르는 회동축과, 회동축 및 흡인 노즐(90)에 결합되어 수평으로 연장되는 아암과, 회동축을 승강시키거나, 회동시키는 회동축 구동 유닛을 포함한다.
흡인 밸브(92), 흡인 장치(93) 및 흡인 노즐 이동 유닛(95)은, 컨트롤러(3)에 의해 제어된다(도 3 참조).
기판 처리 장치(1P)를 이용함으로써, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리와 동일한 기판 처리를 실행할 수 있다.
기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리에서는, 개구 확대 공정 T4가 개시되기 전에, 흡인 노즐 이동 유닛(95)이, 흡인 노즐(90)을 기판(W)의 주연에 대향하는 위치에 배치한다. 그리고, 개구 확대 공정 T4에 있어서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡인 밸브(92)가 열리고, 흡인 장치(93)가 흡인을 개시한다. 그러면, 흡인 노즐(90)이, 기판(W) 상의 액막(150)을 구성하는 IPA를 흡인하기 시작한다. 이것에 의해, 기판(W) 상의 개구(151)의 확대(액막(150)의 배제)가 보조된다. 따라서, 개구 확대 공정 T4의 실행에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간의 단축이 도모된다.
제2 실시 형태에서는, 흡인 노즐(90)이 기판(W)의 주연에 대향하는 위치에 배치된 상태로, 개구 확대 공정 T4를 개시했다. 그러나, 개구 확대 공정 T4에서는, 개구(151)의 확대에 수반하여, 흡인 노즐(90)이 기판(W)의 외측을 향하여 이동해도 된다. 이 때, 흡인 노즐(90)은, 개구(151)의 주연(151a)과 기판(W)의 주연 사이의 위치를 유지하면서 이동한다.
이 발명은, 이상에서 설명한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 개구 확대 공정 T4의 실행 중에, 공간(100)에 온수가 공급된다. 그러나, 상술한 실시 형태와는 상이하게, 개구 확대 공정 T4의 실행 중에는, 공간(100)으로의 온수의 공급이 정지되어 있어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 개구 확대 공정 T4에 있어서, 액막(150)이 기판(W) 상으로부터 배제된다. 그러나, 개구 확대 공정 T4의 종료 시에 있어서 액막(150)이 완전하게 배제되어 있지 않아도 된다. 즉, 기판(W)을 회전시키면서 개구(151)를 확대함으로써 개구(151)의 주연(151a)이 기판(W)의 상면의 외주 영역에 이른 후에는, 개구(151)의 확대 이외의 방법을 이용하여 액막(150)을 기판(W)의 상면으로부터 배제해도 된다. 개구(151)의 확대 이외의 방법으로서는, 예를 들어, 제2 이동 노즐(18)로부터의 기체의 분사 등을 들 수 있다(주연 액막 배제 공정). 이 경우, 주연 액막 배제 공정에 있어서도 액막 가열 공정이 실행된다. 즉, 개구 확대 공정 T4의 종료 후에도, 액밀 가열 공정이 실행된다.
상술한 실시 형태에서는, 적어도 개구 확대 공정 T4가 종료될 때까지 액밀 가열 공정이 계속된다. 그러나, 액막(150)에 개구(151)가 형성되고 나서 액막(150)이 기판(W) 상으로부터 배제될 때까지 동안에 있어서 기상층(152)을 유지할 수 있으면, 액밀 가열 공정은, 필요에 따라, 개구 확대 공정 T4의 도중에 종료되어도 된다. 즉, 액밀 가열 공정은, 개구 확대 공정 T4의 적어도 일부의 기간에 있어서 개구 확대 공정 T4와 병행하여 실행되면 된다.
액밀 가열 공정은, 적어도 개구(151)의 주연(151a)이 기판(W)의 상면의 외주 영역에 이를 때까지 계속되는 것이 바람직하다. 기판(W)의 상면의 외주 영역은, 기판(W)의 상면의 중앙 영역과 주연 영역 사이의 영역이다. 개구(151)의 주연(151a)이 기판(W)의 상면의 외주 영역에 이르렀을 때에 공간(100)의 액밀 상태를 해제함으로써, 액막(150)의 배제(기판(W)의 상면의 건조)와 병행하여 기판(W)의 하면의 건조를 실행할 수 있다. 따라서, 기판 처리에 필요로 하는 시간의 단축이 도모된다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 기판(W) 상에 저표면장력 액체의 액막(150)을 형성하고, 액막(150)과 기판(W)의 상면 사이에 기상층(152)을 유지하면서 기판(W) 상으로부터 액막(150)을 배제하는 기판 처리의 예에 대해서 설명하고 있다.
상술한 실시 형태와는 상이하게, 저표면장력 액체 이외의 처리액(예를 들어, DIW 등의 린스액)의 액막을 기판(W) 상에 형성하고, 당해 액막과 기판(W)의 상면 사이에 기상층을 유지하면서 기판(W) 상으로부터 당해 처리액의 액막을 배제하는 기판 처리에도 적용할 수 있다. 처리액이 DIW인 경우, 도 4의 저표면장력 액체 처리(S4)가 생략된다. 그 대신에, 도 5의 치환 공정 T1, 액막 형성 공정 T2, 개구 형성 공정 T3 및 개구 확대 공정 T4가, 린스 처리(S3)에 있어서 실행된다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 하면 노즐(19)은, 기판(W)의 하면의 회전 중심과 대향하는 토출구(19a)를 가지는 것으로 했다. 그러나, 상술한 실시 형태와는 상이하게, 하면 노즐(19)은, 회전 경방향으로 늘어선 복수의 토출구를 가지고 있어도 된다.
본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (20)

  1. 베이스의 상면에 설치되며 상기 베이스의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지구에 의해 상기 기판을 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 상면에 처리액을 공급함으로써, 상기 처리액의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판과 상기 베이스 사이에 설치된 히터 유닛의 상면과, 상기 기판의 하면 사이의 공간에 열매(熱媒)를 공급함으로써, 상기 히터 유닛의 상면 및 상기 기판의 하면의 양쪽에 상기 열매가 접촉하도록 상기 공간이 상기 열매로 채워지는 액밀 상태를 형성하고, 상기 액밀 상태를 유지하면서 상기 히터 유닛에 의해 상기 열매를 가열하는 액밀 가열 공정과,
    상기 액밀 가열 공정에 의해 상기 기판의 온도가 상기 처리액의 비점 이상이 되도록 상기 기판이 가열되어 있는 상태로, 상기 기판 상의 상기 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과,
    상기 베이스를 회전시킴으로써 연직 방향을 따르는 회전 축선 둘레로 상기 기판을 회전시키면서 상기 개구를 확대하는 개구 확대 공정을 포함하고,
    상기 액밀 가열 공정이, 상기 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 상기 개구 확대 공정과 병행하여 실행되는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액밀 가열 공정이, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 공간으로 상기 열매를 공급하는 회전 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 액밀 가열 공정이, 적어도 상기 개구의 주연이 상기 기판의 상면의 외주 영역에 이를 때까지 계속되는, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 개구 확대 공정의 실행 중에, 상기 기판의 하면의 중앙 영역과 상기 히터 유닛 사이의 위치를 향해 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정과,
    상기 개구 확대 공정의 실행 중에, 상기 기판의 하면의 중앙 영역과 상기 히터 유닛 사이의 위치를 향해 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 더 포함하고,
    상기 열매 교체 공정에 있어서의 상기 열매의 공급 유량이, 상기 열매 공급 정지 공정 전에 있어서의 상기 열매의 공급 유량보다 작은, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 개구 형성 공정이, 상기 기판에 근접하는 제1 위치에 상기 히터 유닛을 배치하는 공정을 포함하고,
    상기 열매 교체 공정이, 상기 제1 위치보다 상기 기판으로부터 이격한 제2 위치에 상기 히터 유닛을 배치하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 개구 형성 공정이, 상기 액막의 중앙 영역에 기체를 공급함으로써 상기 개구를 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 개구 확대 공정이, 상기 액막을 구성하는 상기 처리액을 흡인 노즐로 흡인하는 처리액 흡인 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판의 상면을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 공정과,
    상기 린스액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 처리액으로서 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 린스액을 상기 저표면장력 액체로 치환하는 치환 공정을 포함하고,
    상기 액막 형성 공정이, 상기 액막으로서, 상기 저표면장력 액체의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 베이스의 상면에 설치되며 상기 베이스의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지구와,
    상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판과 상기 베이스 사이에 설치된 히터 유닛과,
    상기 기판의 하면과 상기 히터 유닛의 상면 사이의 공간에 열매를 공급하는 열매 공급 유닛과,
    상기 기판의 상면에 형성되는 상기 처리액의 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 유닛과,
    상기 베이스를 회전시킴으로써 연직 방향을 따르는 회전 축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과,
    상기 처리액 공급 유닛, 상기 히터 유닛, 상기 열매 공급 유닛, 상기 개구 형성 유닛 및 상기 기판 회전 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지구에 의해 유지된 상기 기판의 상면에 상기 처리액 공급 유닛으로부터 처리액을 공급함으로써, 상기 처리액의 상기 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 공간에 열매를 공급함으로써, 상기 기판의 하면 및 상기 히터 유닛의 상면의 양쪽에 상기 열매가 접촉하도록 상기 공간이 상기 열매로 채워지는 액밀 상태를 형성하고, 상기 액밀 상태를 유지하면서 상기 히터 유닛에 의해 상기 열매를 가열하는 액밀 가열 공정과, 상기 액밀 가열 공정에 의해 상기 기판의 온도가 상기 처리액의 비점 이상이 되도록 상기 기판이 가열되어 있는 상태로, 상기 개구 형성 유닛에 의해 상기 액막에 상기 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서 상기 개구를 확대하는 개구 확대 공정을 실행하며, 상기 액밀 가열 공정이, 상기 개구 확대 공정의 적어도 일부의 기간에 있어서 상기 개구 확대 공정과 병행하여 실행되도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 액밀 가열 공정에 있어서, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 공간으로 상기 열매를 공급하는 회전 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 액밀 가열 공정을, 적어도 상기 개구의 주연이 상기 기판의 상면의 외주 영역에 이를 때까지 계속하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매 공급 유닛으로부터의 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 개구 확대 공정의 실행 중에 상기 기판의 하면의 중앙 영역과 상기 히터 유닛 사이의 위치를 향해 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  16. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 공간이 상기 열매로 채워진 후에, 또한, 상기 개구 형성 공정의 개시 전에, 상기 열매 공급 유닛으로부터의 상기 열매의 공급을 정지하는 열매 공급 정지 공정과, 상기 개구 확대 공정의 실행 중에 상기 열매로 채워진 상기 공간에 있어서의 상기 기판의 중앙 영역과 상기 히터 유닛 사이의 위치를 향해 상기 열매 공급 유닛으로부터 상기 열매를 공급함으로써, 상기 공간에 위치하는 상기 열매를 교체하는 열매 교체 공정을 실행하도록 프로그램 되어 있으며,
    상기 열매 교체 공정에 있어서의 상기 열매의 공급 유량이, 상기 열매 공급 정지 공정 전에 있어서의 상기 열매의 공급 유량보다 작은, 기판 처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 히터 유닛을 승강시키는 히터 승강 유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 개구 형성 공정에 있어서 상기 히터 승강 유닛이 상기 기판에 근접하는 제1 위치에 상기 히터 유닛을 배치하고, 상기 열매 교체 공정에 있어서 상기 히터 승강 유닛이 상기 제1 위치보다 상기 기판으로부터 이격한 제2 위치에 상기 히터 유닛을 배치하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 개구 형성 유닛이, 상기 기판의 상면의 중앙 영역을 향해 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 개구 형성 공정에 있어서, 상기 기체 공급 유닛으로부터 상기 액막의 중앙 영역으로 기체를 공급함으로써 상기 개구를 형성하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  19. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 처리액을 흡인하는 흡인 노즐을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 개구 확대 공정에 있어서, 상기 액막을 구성하는 상기 처리액을 상기 흡인 노즐로 흡인하는 처리액 흡인 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  20. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 기판의 상면을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 유닛을 더 포함하고,
    상기 처리액 공급 유닛이, 상기 린스액보다 표면장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판의 상면에 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정과, 상기 저표면장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급함으로써, 상기 린스액을 상기 저표면장력 액체로 치환하는 치환 공정을 실행하며, 상기 액막 형성 공정에 있어서, 상기 저표면장력 액체의 액막을 상기 기판의 상면에 형성하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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