KR102381781B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102381781B1
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도모노리 후지와라
노부유키 시바야마
유키후미 요시다
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

표면 주연부의 처리에 이용된 처리액이, 디바이스 영역에 진입하는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것으로서, 기판 처리 장치(1)는, 기판 유지부와, 기판 유지부에 유지되는 기판(9)의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드(51)를 구비한다. 주연부용 토출 헤드(51)는, 복수의 노즐(50a∼50d)과, 복수의 노즐(50a∼50d)을 일체적으로 지지하는 지지부(500)를 구비한다. 복수의 노즐(50a∼50d)에, 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)과, 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐(50d)이 포함되고, 가스 노즐(50d)이, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도, 기판(9)의 회전 방향의 상류측에 배치된다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 유리 기판, 태양 전지용 기판, 등(이하, 간단히 「기판」이라고 한다)의 표면 주연부에, 처리를 실시하는 기술에 관한 것이다.
기판에 있어서는, 그 단면 거의 끝까지 디바이스 패턴(회로 패턴)이 형성되는 일은 별로 없고, 디바이스 패턴은, 기판의 단면으로부터 일정폭만큼 내측의 표면 영역에 형성되는 경우가 많다.
그런데, 디바이스 패턴을 형성하기 위한 성막 공정에 있어서는, 디바이스 패턴이 형성되는 영역(이하 간단히 「디바이스 영역」이라고 한다)의 외측까지, 막이 형성되는 경우가 있다. 디바이스 영역의 외측에 형성된 막은, 불필요할 뿐만 아니라, 각종 트러블의 원인도 될 수 있다. 예를 들면, 디바이스 영역의 외측에 형성되어 있는 막이, 처리 공정의 도중에 벗겨져 떨어져, 수율의 저하, 기판 처리 장치의 트러블 등을 일으킬 우려 등이 있다.
여기서, 디바이스 영역의 외측에 형성되어 있는 박막을, 에칭에 의해 제거하는 처리(소위, 베벨 에칭 처리)가 행해지는 경우가 있고, 이러한 처리를 행하는 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼6 등 참조).
일본국 특허공개 2008-300454호 공보 일본국 특허공개 2011-066194호 공보 일본국 특허공개 2009-070946호 공보 일본국 특허공개 2006-210580호 공보 일본국 특허공개 2001-070861호 공보 일본국 특허공개 2003-264168호 공보
디바이스 영역 외측의 표면 주연부에 대하여, 처리액을 이용한 처리를 행할 경우, 표면 주연부에 공급된 처리액이, 디바이스 영역으로 진입할 (구체적으로는, 예를 들면, 표면 주연부에서 처리액이 튀어, 디바이스 영역으로 진입한다) 우려가 있다. 처리액이 디바이스 영역에 진입하면, 디바이스 패턴에 문제가 발생하여, 수율의 저하를 초래할 우려가 있다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 행해진 것이며, 기판의 표면 주연부에 대하여 처리를 실시하는데 있어, 표면 주연부의 처리에 이용된 처리액이, 디바이스 영역으로 진입하는 것을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1의 양태는, 기판 처리 장치로서, 기판을 수평 자세로 유지하면서, 당해 기판을, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드를 구비하고, 상기 주연부용 토출 헤드가, 복수의 노즐과, 상기 복수의 노즐을 일체적으로 지지하는 지지부를 구비하고, 상기 복수의 노즐에, 상기 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐과, 상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐이 포함되고, 상기 가스 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치된다.
제2의 양태는, 제1의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 복수의 노즐의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 당해 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고, 상기 가스 노즐의 목표 토출 위치가, 상기 처리액 노즐의 목표 토출 위치보다도, 기판의 중심측이다.
제3의 양태는, 제1 또는 제2의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 주연부용 토출 헤드가, 상기 처리액 노즐을 복수 구비하고, 당해 복수의 처리액 노즐에, 약액을 토출하는 약액 노즐과, 린스액을 토출하는 린스액 노즐이 포함된다.
제4의 양태는, 제3의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 복수의 노즐의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 당해 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고, 상기 린스액 노즐의 목표 토출 위치가, 상기 약액 노즐의 목표 토출 위치보다도, 기판의 중심측이다.
제5의 양태는, 제3 또는 제4의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 주연부용 토출 헤드가, 상기 약액 노즐을 복수 구비하고, 당해 복수의 약액 노즐에, 산성의 약액을 토출하는 제1 약액 노즐과, 알칼리성의 약액을 토출하는 제2 약액 노즐이 포함되고, 상기 제1 약액 노즐과 상기 제2 약액 노즐 사이에, 상기 린스액 노즐이 배치된다.
제6의 양태는, 제5의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 복수의 노즐의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 당해 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고, 기판의 단면으로부터 상기 제1 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리와, 기판의 단면으로부터 상기 제2 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리가 동일하다.
제7의 양태는, 제1부터 제6 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 복수의 노즐에, 상기 표면 주연부를 향해서, 스팀을 토출하는 스팀 노즐이 포함된다.
제8의 양태는, 제7의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 스팀 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판 회전 방향의 상류측에 배치된다.
제9의 양태는, 제7 또는 제8의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 노즐에, 약액을 토출하는 약액 노즐이 포함되고, 상기 복수의 노즐 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 당해 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고, 기판의 단면으로부터 상기 스팀 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리와, 기판의 단면으로부터 상기 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리가 동일하다.
제10의 양태는, 제1부터 제9 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 노즐이, 하면이 수평 자세가 되도록 상기 지지부에 지지된 노즐 본체부와, 상기 노즐 본체부의 상기 하면에 개구한 토출구와, 상기 노즐 본체부의 내부에 형성되고, 하단에 있어서 상기 토출구와 연통하는 유로부를 구비하고, 상기 유로부가, 하방으로 감에 따라서 상기 기판의 중심측으로부터 단면측을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 상기 토출구와 연통하는 경사 유로 부분을 구비한다.
제11의 양태는, 제1부터 제10 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 기판 유지부 및 상기 주연부용 토출 헤드를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부가, 상기 기판 유지부에 상기 기판을 회전시키면서, 상기 처리액 노즐로부터 상기 회전되는 기판의 표면 주연부를 향해서 처리액을 토출시킴과 더불어, 상기 가스 노즐로부터 상기 표면 주연부를 향해서 가스를 토출시킨다.
제12의 양태는, 제11의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액이 희불산이다.
제13의 양태는, 제11의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액이 린스액이다.
제14의 양태는, 기판 처리 방법으로서, a) 기판을 수평 자세로 유지하면서, 당해 기판을, 그 면 내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 공정과, b) 처리액 노즐로부터, 회전되는 상기 기판의 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 공정과, c) 상기 b) 공정과 병행하여, 상기 처리액 노즐보다도 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되는 가스 노즐로부터, 상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 공정을 구비한다.
제15의 양태는, 기판 처리 방법으로서, a) 기판을 그 면 내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키면서, 상기 기판의 표면 주연부를 향해서, 제1의 처리액을 토출하는 공정과, b) 상기 제1의 처리액의 토출을 정지한 후, 상기 표면 주연부에 잔존하고 있는 상기 제1의 처리액을, 상기 기판의 단면측으로 보내어, 상기 단면으로부터 기판 밖으로 떨쳐내는 공정과, c) 상기 b) 공정의 후에, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 표면 주연부를 향해서, 제2의 처리액을 토출하는 공정을 구비한다.
제16의 양태는, 제15의 양태에 관련된 기판 처리 방법으로서, 상기 b) 공정이, b1) 상기 표면 주연부를 향한 유체의 토출을 정지한 상태에서, 상기 기판을 회전시키는 공정과, b2) 상기 기판의 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 공정을 구비한다.
제17의 양태는, 제16의 양태에 관련된 기판 처리 방법으로서, 상기 b1) 공정에 있어서의 기판의 회전 속도가, 상기 a) 공정에 있어서의 기판의 회전 속도보다도 크다.
제18의 양태는, 제15부터 제17 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 방법으로서, d) 상기 a) 공정, 상기 b) 공정, 및, 상기 c) 공정이 행해지는 동안, 상기 기판의 표면의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스를 토출하는 공정을 구비한다.
제19의 양태는, 제18의 양태에 관련된 기판 처리 방법으로서, 상기 b) 공정에 있어서의 상기 커버 가스의 토출량이, 상기 a) 공정에 있어서의 상기 커버 가스의 토출량보다도 크다.
제20의 양태는, 제15부터 제19 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 방법으로서, 상기 제1의 처리액이 SC-2이다.
제21의 양태는, 제15부터 제19 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 방법으로서, 상기 제1의 처리액이 린스액이다.
제22의 양태는, 기판 처리 장치로서, 기판을 수평 자세로 유지하면서, 당해 기판을, 그 면 내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드와, 상기 기판 유지부, 및, 상기 주연부용 토출 헤드를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부가, 상기 주연부용 토출 헤드에, 상기 기판 유지부에 의해 회전되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 제1의 처리액과 제2의 처리액을, 이 순서로 토출시키는 경우에, 상기 주연부용 토출 헤드로부터의 상기 제1의 처리액의 토출을 정지한 후이며, 상기 주연부용 토출 헤드로부터의 상기 제2의 처리액의 토출을 개시시키기 전에, 상기 주연부용 토출 헤드로부터의 유체의 토출을 정지한 상태에서 상기 기판 유지부에 상기 기판을 정해진 시간만큼 회전시킨 후, 상기 기판의 표면 주연부를 향해서 상기 주연부용 토출 헤드로부터 가스를 토출시킨다.
제1의 양태에 의하면, 가스 노즐이, 처리액 노즐보다도, 기판의 회전 방향의 상류측에 배치된다. 이 구성에 의하면, 일주전에 처리액 노즐로부터 공급되어, 기판이 일주 회전되는 사이에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액을, 가스 노즐로부터 토출되는 가스로 제거한 후에, 당해 위치에 처리액 노즐로부터 새로운 처리액을 공급할 수 있다. 따라서, 새롭게 공급된 처리액이, 표면 주연부 상의 오래된 처리액과 충돌하여 튀는 것과 같은 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 표면 주연부의 처리에 이용된 처리액이 디바이스 영역에 진입하는 것이 억제된다.
제2의 양태에 의하면, 기판의 표면 주연부에 있어서, 처리액이 토출되는 위치보다도 기판의 중심측의 위치에, 가스가 공급되게 된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부에 공급된 처리액을, 기판의 중심측으로부터 단면측을 향해서, 가스에 의해 제거할 수 있다. 이에 따라, 표면 주연부 상의 처리액이 디바이스 영역에 진입하는 것을 억제할 수 있다.
제3의 양태에 의하면, 약액을 토출하는 약액 노즐과, 린스액을 토출하는 린스액 노즐이, 일체적으로 지지된다. 이 구성에 의하면, 각 노즐을 따로따로 지지하는 경우에 비해, 장치 구성을 간이화하고, 각 노즐의 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다.
제4의 양태에 의하면, 기판의 표면 주연부에 있어서, 약액이 토출되는 위치보다도 기판의 중심측의 위치에, 린스액이 토출되게 된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부에 공급된 약액을, 기판의 중심측으로부터 단면측을 향해서, 린스액에 의해 흘러가게 할 수 있다. 따라서, 디바이스 영역으로의 약액의 진입을 충분히 억제하면서, 약액을 충분히 씻어낼 수 있다.
제5의 양태에 의하면, 산성의 약액을 토출하는 제1 약액 노즐과, 알칼리성의 약액을 토출하는 제2 약액 노즐 사이에, 린스액을 토출하는 린스액 노즐이 배치된다. 이 구성에 의하면, 예를 들면, 한쪽의 약액 노즐로부터 약액을 토출하고 있을 때에 발생하는 분위기가, 다른쪽의 약액 노즐 내에 잔류하는 약액과 반응하는 것과 같은 사태의 발생을 억제할 수 있다.
제6의 태양에 의하면, 기판의 단면으로부터 제1 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리와, 기판의 단면으로부터 제2 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리가 동일하다. 따라서, 기판의 표면 주연부에 있어서, 산성의 약액이 토출되는 위치에 알칼리성의 약액을 토출할 수 있다. 이 구성에 의하면, 각 약액을, 동일한 영역에 정확하게 작용시킬 수 있다.
제7의 양태에 의하면, 주연부용 토출 헤드가, 스팀을 토출하는 스팀 노즐을 구비한다. 이 구성에 의하면, 스팀 노즐로부터 표면 주연부를 향해서 스팀을 토출함으로써, 표면 주연부를 가열할 수 있다.
제8의 양태에 의하면, 스팀 노즐이, 처리액 노즐보다도, 기판의 회전 방향의 상류측에 배치된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부 내의 각 위치를, 스팀 노즐로부터 토출되는 스팀으로 가열한 후에, 당해 위치에 처리액 노즐로부터 처리액을 공급할 수 있다. 따라서, 표면 주연부에 공급된 처리액과 기판의 반응을 촉진시킬 수 있다.
제9의 양태에 의하면, 기판의 단면으로부터 스팀 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리와, 기판의 단면으로부터 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리가 동일하다. 따라서, 표면 주연부에 있어서의 약액이 토출되는 위치를, 스팀에 의해 가열할 수 있다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부에 공급된 약액과 기판의 반응을, 효과적으로 촉진시킬 수 있다.
제10의 양태에 의하면, 노즐 본체부의 내부에 형성되는 유로부가, 하방으로 감에 따라서 기판의 중심측으로부터 단면측을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 토출구와 연통하는 경사 유로 부분을 구비한다. 이 구성에 의하면, 노즐로부터 기판의 표면 주연부를 향해서 토출된 유체를, 기판의 표면 주연부에 있어서, 기판의 외측을 향해서 흐르게할 수 있다.
제11∼14의 양태에 의하면, 처리액 노즐로부터 회전되는 기판의 표면 주연부를 향해서 처리액을 토출시킴과 더불어, 처리액 노즐보다도 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되는 가스 노즐로부터 표면 주연부를 향해서 가스를 토출시킨다. 이 구성에 의하면, 일주전에 처리액 노즐로부터 공급되어, 기판이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액을, 가스 노즐로부터 토출되는 가스로 제거한 후에, 당해 위치에 처리액 노즐로부터 새로운 처리액을 공급할 수 있다. 따라서, 새롭게 공급된 처리액이, 표면 주연부 상의 오래된 처리액과 충돌하여 튀는 것과 같은 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 표면 주연부의 처리에 이용된 처리액이 디바이스 영역에 진입하는 것이 억제된다.
제15의 양태에 의하면, 표면 주연부에 잔존하고 있는 제1의 처리액을, 기판의 단면측으로 보내어, 단면으로부터 기판 밖으로 떨쳐내는 공정(액 떨쳐냄 공정)이 행해지므로, 제2의 처리액은, 제1의 처리액이 거의 잔존하지 않는 표면 주연부를 향해서 토출되게 된다. 따라서, 토출된 처리액이 표면 주연부 상의 처리액과 충돌하여 튀는 것과 같은 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 처리액이 디바이스 영역에 진입하는 것이 억제된다.
제16의 양태에 의하면, 액 떨쳐냄 공정이, 표면 주연부를 향해서 유체의 토출을 정지한 상태에서, 기판을 회전시키는 공정과, 기판의 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 공정을 구비한다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부에 잔존하고 있는 제1의 처리액을, 단시간에 충분히 떨쳐낼 수 있다.
제17의 양태에 의하면, 액 떨쳐냄 공정에 있어서, 기판이, 비교적 고속의 회전 속도로 회전된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부에 잔존하고 있는 제1의 처리액을, 특히 단시간에 떨쳐낼 수 있다.
제18의 양태에 의하면, 기판 표면의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스가 토출되므로, 디바이스 영역이, 표면 주연부 등에 공급된 처리액의 분위기 등으로부터 보호된다.
제19의 양태에 의하면, 액 떨쳐냄 공정에 있어서, 기판 표면의 중앙 부근을 향해서, 비교적 다량의 커버 가스가 토출된다. 이 구성에 의하면, 액 떨쳐냄 처리에 있어서, 디바이스 영역이, 제1의 처리액의 분위기 등으로부터 충분히 보호된다.
제22의 양태에 의하면, 제1의 처리액의 토출이 정지된 후에, 제2의 처리액의 토출이 개시되기 전에, 주연부용 토출 헤드로부터의 유체의 토출을 정지한 상태에서 기판이 정해진 시간만큼 회전된 후, 기판의 표면 주연부를 향해서 가스가 토출된다. 이 구성에 의하면, 제2의 처리액은, 제1의 처리액이 거의 잔존하지 않는 표면 주연부를 향해서, 토출되게 된다. 따라서, 토출된 처리액이 표면 주연부 상의 처리액과 충돌하여 튀는 것과 같은 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 처리액이 디바이스 영역에 진입하는 것이 억제된다.
도 1은 기판 처리 시스템을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 처리 대상이 되는 기판의 주연부 부근을 나타내는 단면도이다.
도 3은 기판 처리 장치의 개략 사시도이다.
도 4는 기판 처리 장치의 개략 사시도이다.
도 5는 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 주연부용 토출 헤드의 사시도이다.
도 7은 노즐의 선단 부근의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다.
도 8은 주연부용 토출 헤드가 구비하는 1군의 노즐의 목표 토출 위치의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 주연부용 토출 헤드를, 기판의 회전 방향의 하류측으로부터 본 도면이다.
도 10은 주연부용 토출 헤드를, 기판의 회전 방향의 하류측으로부터 본 도면이다.
도 11은 가드 부재의 사시도이다.
도 12는 컵, 가드 부재, 및, 주연부용 토출 헤드가 각각의 처리 위치에 배치된 상태를 상방으로부터 본 평면도이다.
도 13은 도 12를 화살표 K로부터 본 측단면도이다.
도 14는 기판 처리 장치에서 실행되는 동작의 전체 흐름을 나타내는 도면이다.
도 15는 전처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 16은 전처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 표면 주연 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 18은 표면 주연 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 이면 처리 등의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 20은 이면 처리 등을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 변형예에 관련된 주연부용 토출 헤드를 하측으로부터 본 도면이다.
도 22는 변형예에 관련된 주연부용 토출 헤드가 구비하는 1군의 노즐의 목표 토출 위치의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 23은 변형예에 관련된 주연부용 토출 헤드를, 기판의 회전 방향의 하류측으로부터 본 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시의 형태에 대하여 설명한다. 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구체화한 일예이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 사례가 아니다. 또한, 이하에 참조하는 각 도면에서는, 이해의 용이를 위하여, 각 부의 칫수나 수가 과장 또는 간략화하여 도시되어 있는 경우가 있다.
<1. 기판 처리 시스템(100)>
<1-1. 구성>
기판 처리 시스템(100)의 구성에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 기판 처리 시스템(100)을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
기판 처리 시스템(100)은, 복수매의 기판(9)을, 1장씩, 연속하여 처리하는 시스템이다. 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 시스템(100)에서 처리의 대상이 되는 기판(9)은, 예를 들면, 원형의 반도체 웨이퍼인 것으로 한다.
기판 처리 시스템(100)은, 나란히 설치된 복수의 셀(처리 블록)(구체적으로는, 인덱서 셀(110) 및 처리 셀(120))과, 당해 복수의 셀(110, 120)이 구비하는 각 동작 기구 등을 제어하는 제어부(130)를 구비한다.
<인덱서 셀(110)>
인덱서 셀(110)은, 장치 외로부터 수취한 미처리의 기판(9)을 처리 셀(120)에 넘김과 더불어, 처리 셀(120)로부터 수취한 처리 완료의 기판(9)을 장치 외로 반출하기 위한 셀이다. 인덱서 셀(110)은, 복수의 캐리어(C)를 재치하는 캐리어 스테이지(111)와, 각 캐리어(C)에 대한 기판(9)의 반출입을 행하는 기판 반송 장치(이송 재치 로봇)(IR)를 구비한다.
캐리어 스테이지(111)에 대해서는, 미처리의 기판(9)을 수납한 캐리어(C)가, 장치 외부로부터, OHT(Overhead Hoist Transfer) 등에 의해 반입되어 재치된다. 미처리 기판(9)은, 캐리어(C)로부터 1장씩 취출되어 장치 내에서 처리되고, 장치 내에서의 처리가 종료한 처리 완료 기판(9)은, 다시 캐리어(C)에 수납된다. 처리 완료 기판(9)을 수납한 캐리어(C)는, OHT 등에 의해 장치 외부로 반출된다. 이와 같이, 캐리어 스테이지(111)는, 미처리 기판(9) 및 처리 완료 기판(9)을 집적하는 기판 집적부로서 기능한다. 또한, 캐리어(C)의 형태로는, 기판(9)을 밀폐 공간에 수납하는 FOUP(Front Opening Unified Pod)여도 되고, SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드나, 수납된 기판(9)을 외기에 노출시키는 OC(Open Cassette)여도 된다.
이송 재치 로봇(IR)은, 기판(9)을 하방으로부터 지지함으로써, 기판(9)을 수평 자세(기판(9)의 주면이 수평인 자세)로 유지하는 핸드(112)와, 핸드(112)를 구동하는 핸드 구동 기구(113)를 구비한다. 이송 재치 로봇(IR)은, 캐리어 스테이지(111)에 재치된 캐리어(C)로부터 미처리 기판(9)을 취출하고, 당해 취출한 기판(9)을, 기판 수도(受渡) 위치(P)에 있어서 반송 로봇(CR)(후술한다)에 건낸다. 또한, 이송 재치 로봇(IR)은, 기판 수도 위치(P)에 있어서 반송 로봇(CR)으로부터 처리 완료 기판(9)을 수취하고, 당해 수취한 기판(9)을, 캐리어 스테이지(111) 상에 재치된 캐리어(C)에 수납한다.
<처리 셀(120)>
처리 셀(120)은, 기판(9)에 처리를 행하기 위한 셀이다. 처리 셀(120)은, 복수의 기판 처리 장치(1)와, 당해 복수의 기판 처리 장치(1)에 대한 기판(9)의 반출입을 행하는 기판 반송 장치(반송 로봇(CR))를 구비한다. 여기에서는, 복수개(예를 들면, 3개)의 기판 처리 장치(1)가 연직 방향으로 적층되어, 1개의 기판 처리 장치군(10)을 구성하고 있다. 그리고, 복수개(도시의 예에서는, 4개)의 기판 처리 장치군(10)이, 반송 로봇(CR)을 둘러싸도록 클러스터형상(송이상)으로 설치된다.
복수의 기판 처리 장치(1)의 각각은, 내부에 처리 공간을 형성하는 케이스(11)를 구비한다. 케이스(11)에는, 반송 로봇(CR)의 핸드(121)를 케이스 내부에 삽입시키기 위한 반출 입구(12)가 형성되어 있고, 기판 처리 장치(1)는, 반송 로봇(CR)이 배치되어 있는 공간에, 이 반출 입구(12)를 대향시키도록 하여 배치된다. 기판 처리 장치(1)의 구체적인 구성에 대해서는, 후에 설명한다.
반송 로봇(CR)은, 기판(9)을 하방으로부터 지지함으로써, 기판(9)을 수평 자세로 유지하는 핸드(121)와, 핸드(121)를 구동하는 핸드 구동 기구(122)를 구비한다. 단, 상술한 대로, 반송 로봇(CR)(구체적으로는, 반송 로봇(CR)의 기대)은, 복수의 기판 처리 장치군(10)에 둘러싸이는 공간의 중앙에 배치된다. 반송 로봇(CR)은, 지정된 기판 처리 장치(1)로부터 처리 완료 기판(9)을 취출하고, 당해 취출한 기판(9)을, 기판 수도 위치(P)에 있어서 이송 재치 로봇(IR)에 건낸다. 또한, 반송 로봇(CR)은, 기판 수도 위치(P)에 있어서 이송 재치 로봇(IR)으로부터 미처리 기판(9)을 수취하고, 당해 수취한 기판(9)을, 지정된 기판 처리 장치(1)에 반송한다.
<제어부(130)>
제어부(130)는, 이송 재치 로봇(IR), 반송 로봇(CR), 및, 1군의 기판 처리 장치(1)의 각각을 제어한다. 제어부(130)의 하드웨어로서의 구성은, 일반적인 컴퓨터와 동일한 것을 채용할 수 있다. 즉, 제어부(130)는, 예를 들면, 각종 연산 처리를 행하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 독출 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 읽고 쓰기 가능한 메모리인 RAM, 제어용 소프트웨어나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 구비하고 있다. 제어부(130)에 있어서, 프로그램에 기술된 순서를 따라서 주제어부로서의 CPU가 연산 처리를 행함으로써, 기판 처리 시스템(100)의 각 부를 제어하는 각종 기능부가 실현된다. 무엇보다도, 제어부(130)에 있어서 실현되는 일부 혹은 전부의 기능부는, 전용 논리 회로 등에서 하드웨어적으로 실현되어도 된다.
<1-2. 동작>
기판 처리 시스템(100)의 전체 동작에 대하여, 계속하여 도 1을 참조하면서 설명한다. 기판 처리 시스템(100)에 있어서는, 제어부(130)가, 기판(9)의 반송 순서 및 처리 조건 등을 기술한 레시피에 따라, 기판 처리 시스템(100)이 구비하는 각 부를 제어함으로써, 이하에 설명하는 일련의 동작이 실행된다.
미처리 기판(9)을 수용한 캐리어(C)가 캐리어 스테이지(111)에 재치되면, 이송 재치 로봇(IR)이, 당해 캐리어(C)로부터 미처리 기판(9)을 취출한다. 그리고, 이송 재치 로봇(IR)은, 미처리 기판(9)을 유지한 핸드(112)를 기판 수도 위치(P)까지 이동시키고, 기판 수도 위치(P)에 있어서, 당해 미처리 기판(9)을, 반송 로봇(CR)에 건낸다. 핸드(121) 상에 미처리 기판(9)을 수취한 반송 로봇(CR)은, 당해 미처리 기판(9)을, 레시피로 지정된 기판 처리 장치(1)에 반입한다. 또한, 이송 재치 로봇(IR)과 반송 로봇(CR) 사이의 기판(9)의 수도는, 핸드(112, 121)간에서 직접 행해져도 되고, 기판 수도 위치(P)에 설치된 재치부 등을 통하여 행해져도 된다.
기판(9)이 반입된 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 기판(9)에 대하여, 정해진 처리가 실행된다. 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 처리의 흐름에 대해서는, 후에 설명한다.
기판 처리 장치(1)에 있어서 기판(9)에 대한 처리가 종료하면, 반송 로봇(CR)은, 처리 완료의 기판(9)을 기판 처리 장치(1)로부터 취출한다. 그리고, 반송 로봇(CR)은, 처리 완료의 기판(9)을 유지한 핸드(121)를 기판 수도 위치(P)까지 이동시키고, 기판 수도 위치(P)에 있어서, 당해 처리 완료의 기판(9)을, 이송 재치 로봇(IR)에 건낸다. 핸드(112) 상에 처리 완료의 기판(9)을 수취한 이송 재치 로봇(IR)은, 당해 처리 완료의 기판(9)을, 캐리어(C)에 격납한다.
기판 처리 시스템(100)에 있어서는, 반송 로봇(CR) 및 이송 재치 로봇(IR)이, 레시피에 따라, 상술한 반송 동작을 반복하여 행함과 더불어, 각 기판 처리 장치(1)가, 레시피에 따라, 기판(9)에 대한 처리를 실행한다. 이에 따라, 기판(9)에 대한 처리가 차례대로 행해지게 된다.
<2. 기판(9)>
다음에, 기판 처리 장치(1)에서 처리 대상이 되는 기판(9)에 대하여, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 기판(9)의 주연부 부근을 나타내는 단면도이다.
기판 처리 장치(1)에서 처리 대상이 되는 기판(9)은, 예를 들면, 실리콘(Si)에 의해 구성되는 중심층(901), 중심층(901)의 외측에 성막된 하층막(902), 및, 하층막(902)의 외측에 성막된 상층막(903)의 3층 구조를 구비한다. 하층막(902)은, 예를 들면, 열 산화막(Th-SiO2), 혹은, 절연막(예를 들면, Hf(하프늄)막, 또는, 산화 Hf막 등)이다. 또한, 상층막(903)은, 예를 들면, 배리어 메탈막(예를 들면, TiN막, TaN막, 등), 혹은, 메탈막(예를 들면, Al막, W막, NiSi막, Cu막 등)이다. 무엇보다도, 기판 처리 장치(1)에서 처리 대상이 되는 기판(9)은, 예를 들면, 중심층(901)과 하층막(902)의 2층 구조를 구비하는 것이어도 되고, 4층 이상의 구조를 구비하는 것이어도 된다.
이하에 있어서, 기판(9)의 주면 중의 디바이스 패턴이 형성되는 쪽의 면을 「표면(91)」이라고 한다. 또한, 표면(91)의 반대측의 면을 「이면(92)」이라고 한다. 또한, 표면(91)에 있어서의, 디바이스 패턴이 형성되는 영역을 「디바이스 영역(90)」이라고 한다. 또한, 표면(91)에 있어서의, 디바이스 영역(90)보다도 외측의 주연 영역(구체적으로는, 예를 들면, 기판(9)의 단면(93)으로부터 미소폭(d)(예를 들면, d=0.5mm∼3.0mm(밀리미터))의 환상의 영역)을 「표면 주연부(911)」라고 한다. 또한, 이면(92)에 있어서의, 단면(93)으로부터 미소폭(d)의 환상의 영역을 「이면 주연부(921)」라고 한다.
기판 처리 장치(1)는, 상술된 것과 같은 다층 구조를 구비하는 기판(9)을 처리 대상으로 하고, 그 표면 주연부(911) 및 이면(92)에 대한 처리(예를 들면, 표면 주연부(911) 및 이면(92)에 형성되어 있는 박막을 제거하는 처리)를 행할 수 있다.
<3. 기판 처리 장치(1)의 구성>
기판 처리 장치(1)의 구성에 대하여, 도 3∼도 5를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 기판 처리 장치(1)의 개략 사시도이며, 가드 부재(60)를 구성하는 반원호 부재(61, 62), 컵(31), 및, 주연부용 토출 헤드(51)가, 각각의 대피 위치에 배치되어 있는 상태가 나타나 있다. 도 4도, 기판 처리 장치(1)의 개략 사시도인데, 여기에서는, 가드 부재(60), 컵(31), 및, 주연부용 토출 헤드(51)가, 각각의 처리 위치에 배치되어 있는 상태가 나타나 있다. 도 5는, 기판 처리 장치(1)의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 「처리액」에는, 약액 처리에 이용되는 「약액」과, 약액을 씻어내는 린스 처리에 이용되는 「린스액」이 포함된다.
기판 처리 장치(1)는, 스핀 척(2), 비산 방지부(3), 표면 보호부(4), 주연 처리부(5), 액 튐 억제부(6), 가열 처리부(7), 및, 이면 처리부(8)를 구비한다. 이들 각 부(2∼8)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)로부터의 지시에 따라서 동작한다.
<스핀 척(2)>
스핀 척(2)은, 기판(9)을, 그 표면(91)을 상방을 향한 상태에서, 대략 수평 자세로 유지하는 기판 유지부이며, 당해 기판(9)을, 그 표면(91)의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시킨다.
스핀 척(2)은, 기판(9)보다 약간 큰 원판상의 부재인 스핀 베이스(21)를 구비한다. 스핀 베이스(21)의 하면 중앙부에는, 회전축부(22)가 연결되어 있다. 회전축부(22)는, 그 축선을 연직 방향을 따르는 자세로 배치된다. 또한, 회전축부(22)에는, 이를 그 축선 둘레로 회전 구동하는 회전 구동부(예를 들면, 모터)(23)가 접속된다. 회전축부(22) 및 회전 구동부(23)는, 통형상의 케이싱(24) 내에 수용되어 있다. 또한, 스핀 베이스(21)의 상면의 주연부 부근에는, 적절한 간극을 두고 복수개(예를 들면 6개)의 유지 부재(25)가 설치되어 있다. 유지 부재(25)는, 기판(9)의 단면(93)과 맞닿아 기판(9)의 수평 방향의 위치 결정을 행함과 더불어, 스핀 베이스(21)의 상면보다 조금 높은 위치에서(즉, 스핀 베이스(21)의 상면에서 정해진 간격을 사이에 두고), 기판(9)을 대략 수평 자세로 유지한다.
이 구성에 있어서, 유지 부재(25)가 스핀 베이스(21)의 상방에서 기판(9)을 유지한 상태에서, 회전 구동부(23)가 회전축부(22)를 회전하면, 스핀 베이스(21)가 연직 방향을 따른 축심 둘레로 회전되고, 이에 따라, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)이, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전된다.
단, 유지 부재(25) 및 회전 구동부(23)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 동작한다. 즉, 스핀 베이스(21) 상에 기판(9)을 유지하는 타이밍, 유지된 기판(9)을 개방하는 타이밍, 및, 스핀 베이스(21)의 회전 양태(구체적으로는, 회전 개시 타이밍, 회전 종료 타이밍, 회전수(즉, 회전 속도), 등)는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
<비산 방지부(3)>
비산 방지부(3)는, 스핀 베이스(21)에 유지되어 회전되는 기판(9)으로부터 비산하는 처리액 등을 받아낸다.
비산 방지부(3)는, 컵(31)을 구비한다. 컵(31)은, 상단이 개방된 통형상의 부재이며, 스핀 척(2)을 둘러싸도록 설치된다. 이 실시의 형태에서는, 컵(31)은, 예를 들면, 내부재(311), 중부재(312), 및, 외부재(313)의 3개의 부재를 포함하여 구성되어 있다.
내부재(311)는, 상단이 개방된 통형상의 부재이며, 원환상의 저부(311a)와, 저부(311a)의 내측 가장자리부로부터 상방으로 연장되는 원통상의 내벽부(311b)와, 저부(311a)의 외측 가장자리부로부터 상방으로 연장되는 원통상의 외벽부(311c)와, 내벽부(311b)와 외벽부(311c) 사이에 세워져 설치된 원통상의 안내 벽(311d)을 구비한다. 안내 벽(311d)은, 저부(311a)로부터 상방으로 연장되고, 상단부 부근은, 내측 상방을 향해서 만곡하고 있다. 내벽부(311b)의 적어도 선단 부근은, 스핀 척(2)의 케이싱(24)에 설치된 프레임상 부재(241)의 내측 공간에 수용된다.
저부(311a)에는, 내벽부(311b)와 안내 벽(311d) 사이의 공간과 연통하는 배액홈(도시 생략)이 형성된다. 이 배액 홈은, 공장의 배액 라인과 접속된다. 또한, 이 배액 홈에는, 홈 내를 강제적으로 배기하고, 내벽부(311b)와 안내 벽(311d) 사이의 공간을 부압 상태로 하는 배기액 기구가 접속되어 있다. 내벽부(311b)와 안내 벽(311d) 사이의 공간은, 기판(9)의 처리에 사용된 처리액을 모아서 배액하기 위한 공간이며, 이 공간에 모여진 처리액은, 배액 홈으로 배액된다.
또한, 저부(311a)에는, 안내 벽(311d)과 외벽부(311c) 사이의 공간과 연통하는 제1의 회수 홈(도시 생략)이 형성된다. 제1의 회수 홈은, 제1의 회수 탱크와 접속된다. 또한, 이 제1의 회수 홈에는, 홈 내를 강제적으로 배기하고, 안내 벽(311d)과 외벽부(311c) 사이의 공간을 부압 상태로 하는 배기액 기구가 접속되어 있다. 안내 벽(311d)과 외벽부(311c) 사이의 공간은, 기판(9)의 처리에 사용된 처리액을 모아서 회수하기 위한 공간이며, 이 공간에 모여진 처리액은, 제1의 회수 홈을 통하여, 제1의 회수 탱크에 회수된다.
중부재(312)는, 상단이 개방된 통형상의 부재이며, 내부재(311)의 안내 벽(311d)의 외측에 설치되어 있다. 중부재(312)의 상부는 내측 상방을 향하여 만곡해 있고, 그 상단 가장자리부는 안내 벽(311d)의 상단 가장자리부를 따라 만곡되어 있다.
중부재(312)의 하부에는, 내주면을 따라 하방으로 연장되는 내주벽부(312a)와, 외주면을 따라 하방으로 연장되는 외주벽부(312b)가 형성된다. 내주벽부(312a)는, 내부재(311)와 중부재(312)가 근접하는 상태(도 5에 나타나는 상태)에 있어서, 내부재(311)의 안내 벽(311d)과 외벽부(311c) 사이에 수용된다. 또한, 외주벽부(312b)의 하단은, 원환상의 저부(312c)의 내측 가장자리부에 착설된다. 저부(312c)의 외측 가장자리부에서는, 상방으로 연장되는 원통상의 외벽부(312d)가 세워져 설치된다.
저부(312c)에는, 외주 벽부(312b)와 외벽부(312d) 사이의 공간과 연통하는 제2의 회수 홈(도시 생략)이 형성된다. 제2의 회수 홈은, 제2의 회수 탱크와 접속된다. 또한, 이 제2의 회수 홈에는, 홈 내를 강제적으로 배기하고, 외주벽부(312b)와 외벽부(312d) 사이의 공간을 부압 상태로 하는 배기액 기구가 접속되어 있다. 외주벽부(312b)와 외벽부(312d) 사이의 공간은, 기판(9)의 처리에 사용된 처리액을 모아서 회수하기 위한 공간이며, 이 공간에 모여진 처리액은, 제2의 회수 홈을 통하여, 제2의 회수 탱크에 회수된다.
외부재(313)는, 상단이 개방된 통형상의 부재이며, 중부재(312)의 외측에 설치되어 있다. 외부재(313)의 상부는 내측 상방을 향해서 만곡해 있고, 그 상단 가장자리부(301)는, 중부재(312)의 상단 가장자리부 및 내부재(311)의 상단 가장자리부보다 조금 내방에서 하방으로 절곡되어 있다. 내부재(311), 중부재(312), 및, 외부재(313)가 근접하는 상태(도 5에 나타나는 상태)에 있어서, 중부재(312)의 상단 가장자리부 및 내부재(311)의 상단 가장자리부가, 외부재(313)의 절곡된 부분에 의해 덮여진다.
외부재(313)의 하부에는, 내주면을 따라 하방으로 연장되도록 내주 벽부(313a)가 형성된다. 내주 벽부(313a)는, 중부재(312)와 외부재(313)가 근접하는 상태(도 5에 나타나는 상태)에 있어서, 중부재(312)의 외주 벽부(312b)와 외벽부(312d) 사이에 수용된다.
컵(31)에는, 이들을 승강 이동시키는 컵 구동 기구(32)가 설치되어 있다. 컵 구동 기구(32)는, 예를 들면, 스테핑 모터에 의해 구성된다. 이 실시의 형태에서, 컵 구동 기구(32)는, 컵(31)이 구비하는 3개의 부재(311, 312, 313)를 독립하여 승강시킨다.
내부재(311), 중부재(312), 및, 외부재(313)의 각각은, 컵 구동 기구(32)의 구동을 받아, 상방 위치와 하방 위치 사이에서 이동된다. 여기에서, 각 부재(311, 312, 313)의 상방 위치는, 당해 부재(311, 312, 313)의 상단 가장자리부가, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 측방에 배치되는 위치이다. 한편, 각 부재(311, 312, 313)의 하방 위치는, 당해 부재(311, 312, 313)의 상단 가장자리부가, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 하방에 배치되는 위치이다. 단, 컵 구동 기구(32)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 동작한다. 즉, 컵(31)의 위치(구체적으로는, 내부재(311), 중부재(312), 및, 외부재(313) 각각의 위치)는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
외부재(313)가 하방 위치에 배치되어 있는 상태(즉, 내부재(311), 중부재(312), 및, 외부재(313)의 전체가, 하방 위치에 배치되어 있는 상태)를 가리키고, 이하 「컵(31)이 대피 위치에 있다」고 한다. 스핀 베이스(21) 상에 기판(9)이 유지되지 않는 동안은, 컵(31)은, 대피 위치에 배치된다. 즉, 스핀 베이스(21) 상에 기판(9)이 유지되지 않는 동안은, 컵(31)은, 그 상단 가장자리부(즉, 외부재(313)의 상단 가장자리부)(301)가 스핀 베이스(21)의 상면보다도 하방에 오는 위치에 배치된다.
한편, 외부재(313)가 상방 위치에 배치되어 있는 상태를 가리키고, 이하 「컵(31)이 처리 위치에 있다」고 한다. 처리 위치에 있는 컵(31)의 상단 가장자리부(즉, 외부재(313)의 상단 가장자리부(301))는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 측방에 배치되게 된다. 단, 「컵(31)이 처리 위치에 있는」 상태에는, 이하의 3개의 상태가 포함된다. 제1의 상태는, 내부재(311), 중부재(312), 및, 외부재(313)의 전체가, 상방 위치에 배치된 상태이다(도 5에 나타나는 상태). 이 상태에서, 스핀 척(2)에 유지되어 있는 기판(9)으로부터 비산된 처리액은, 내부재(311)의 내벽부(311b)와 안내 벽(311d) 사이의 공간에 모여, 배액 홈으로부터 배액된다. 제2의 상태는, 내부재(311)가 하방 위치에 배치됨과 더불어, 중부재(312) 및 외부재(313)가 상방 위치에 배치된 상태이다. 이 상태에서는, 스핀 척(2)에 유지되어 있는 기판(9)으로부터 비산된 처리액은, 내부재(311)의 안내 벽(311d)과 외벽부(311c) 사이의 공간에 모여, 제1의 회수 탱크에 회수된다. 제3의 상태는, 내부재(311) 및 중부재(312)가 하방 위치에 배치됨과 더불어, 외부재(313)가 상방 위치에 배치된 상태이다. 이 상태에서, 스핀 척(2)에 유지되어 있는 기판(9)으로부터 비산된 처리액은, 중부재(312)의 외주 벽부(312b)와 외벽부(312d) 사이의 공간에 모여, 제2의 회수 탱크에 회수된다.
<표면 보호부(4)>
표면 보호부(4)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9) 표면(91)의 중앙 부근에 대하여, 가스(커버 가스)를 공급하고, 디바이스 영역(90)을, 표면 주연부(911) 등에 공급된 처리액의 분위기 등으로부터 보호한다.
표면 보호부(4)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9) 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 가스를 토출하는 커버 가스 노즐(41)을 구비한다. 커버 가스 노즐(41)은, 수평으로 연장되는 아암(42)의 선단부에 부착되어 있다. 또한, 아암(42)의 기단부는, 노즐 기대(43)에 연결되어 있다. 노즐 기대(43)는, 그 축선을 연직 방향을 따르는 자세로 배치되어 있고, 아암(42)의 기단부는 노즐 기대(43)의 상단에 연결되어 있다.
노즐 기대(43)에는, 커버 가스 노즐(41)을 구동하는 구동부(44)가 설치되어 있다. 구동부(44)는, 예를 들면, 노즐 기대(43)를 그 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동부(예를 들면, 서보 모터)와, 노즐 기대(43)를 그 축선을 따라 신축시키는 승강 구동부(예를 들면, 스테핑 모터)를 포함하여 구성된다. 구동부(44)가 노즐 기대(43)를 회동시키면, 커버 가스 노즐(41)이, 수평면 내의 원호 궤도를 따라 이동하고, 구동부(44)가 노즐 기대(43)를 신축시키면, 커버 가스 노즐(41)이, 기판(9)과 근접 이격하는 방향으로 이동한다.
커버 가스 노즐(41)은, 구동부(44)의 구동을 받아, 처리 위치와 대피 위치 사이에서 이동된다. 여기에서, 커버 가스 노즐(41)의 처리 위치는, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 상방 위치이며, 표면(91)의 중앙 부근과 대향하면서, 표면(91)과 비접촉 상태로 근접한 위치이다. 한편, 커버 가스 노즐(41)의 대피 위치는, 기판(9)의 반송 경로와 간섭하지 않는 위치이며, 예를 들면, 상방에서 보아, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)보다도 외측의 위치이다. 또한, 구동부(44)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 동작한다. 즉, 커버 가스 노즐(41)의 위치는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
커버 가스 노즐(41)에는, 이에 가스(여기서는, 예를 들면, 질소(N2) 가스)를 공급하는 배관계인 커버 가스 공급부(45)가 접속되어 있다. 커버 가스 공급부(45)는, 구체적으로는, 예를 들면, 질소 가스를 공급하는 공급원인 질소 가스 공급원(451)이, 개폐 밸브(453)가 끼워져 삽입된 배관(452)을 통하여, 커버 가스 노즐(41)에 접속된 구성을 구비하고 있다. 이 구성에 있어서, 개폐 밸브(453)가 개방되면, 질소 가스 공급원(451)으로부터 공급되는 질소 가스가, 커버 가스 노즐(41)로부터 토출된다. 또한, 커버 가스 노즐(41)에 공급되는 가스는, 질소 가스 이외의 기체(예를 들면, 질소 가스 이외의 각종 불활성 가스, 건조 공기, 등)여도 된다.
커버 가스 노즐(41)이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에 있어서, 커버 가스 공급부(45)로부터 커버 가스 노즐(41)에 가스가 공급되면, 커버 가스 노즐(41)로부터, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9) 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 가스(커버 가스)가 토출된다. 단, 커버 가스 공급부(45)의 개폐 밸브(453)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 개폐된다. 즉, 커버 가스 노즐(41)로부터의 가스의 토출 양태(구체적으로는, 토출 개시 타이밍, 토출 종료 타이밍, 토출 유량, 등)는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
<주연 처리부(5)>
주연 처리부(5)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면 주연부(911)에 대한 처리를 행한다.
<i. 전체 구성>
주연 처리부(5)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 유체(여기서는, 처리액, 및, 가스)를 토출하는 주연부용 토출 헤드(51)를 구비한다. 주연부용 토출 헤드(51)는, 수평으로 연장되는 아암(52)의 선단부에 부착되어 있다. 또한, 아암(52)의 기단부는, 노즐 기대(53)에 연결되어 있다. 노즐 기대(53)는, 그 축선을 연직 방향을 따르는 자세로 배치되어 있고, 아암(52)의 기단부는 노즐 기대(53)의 상단에 연결되어 있다.
노즐 기대(53)에는, 주연부용 토출 헤드(51)를 구동하는 구동부(54)가 설치되어 있다. 구동부(54)는, 예를 들면, 노즐 기대(53)를 그 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동부(예를 들면, 서보 모터)와, 노즐 기대(53)를 그 축선을 따라 신축시키는 승강 구동부(예를 들면, 스테핑 모터)를 포함하여 구성된다. 구동부(54)가 노즐 기대(53)를 회동시키면, 주연부용 토출 헤드(51)가, 수평면 내의 원호 궤도를 따라 이동하고, 구동부(54)가 노즐 기대(53)를 신축시키면, 주연부용 토출 헤드(51)가, 기판(9)과 근접 이격하는 방향으로 이동한다.
주연부용 토출 헤드(51)는, 구동부(54)의 구동을 받아, 처리 위치와 대피 위치 사이에서 이동된다. 여기에서, 주연부용 토출 헤드(51)의 처리 위치는, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 상방이며, 표면 주연부(911)와 대향하면서, 표면 주연부(911)와 비접촉 상태에서 근접한 위치이다(도 4에 나타내는 위치). 단, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 주연부용 토출 헤드(51)의 적어도 일부분이, 후술하는 가드 부재(60)의 내주벽(601)에 형성된 절결(605) 내에 수용된 상태로 된다. 한편, 주연부용 토출 헤드(51)의 대피 위치는, 기판(9)의 반송 경로와 간섭하지 않는 위치이며, 예를 들면, 상방에서 보아, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)보다도 외측의 위치이다(도 3에 나타내는 위치). 또한, 구동부(54)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 동작한다. 즉, 주연부용 토출 헤드(51)의 위치는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
주연부용 토출 헤드(51)에는, 이에 유체(구체적으로는, 처리액 및 가스)를 공급하는 배관계인 유체 공급부(55)가 접속되어 있다. 유체 공급부(55)는, 구체적으로는, 예를 들면, 산계 약액 공급원(551a), 알칼리계 약액 공급원(55lb), 린스액 공급원(551c), 질소 가스 공급원(551d), 복수의 배관(552a, 552b, 552c, 552d), 및, 복수의 개폐 밸브(553a, 553b, 553c, 553d)를 조합시켜 구성되어 있다.
산계 약액 공급원(551a)은, 산성의 약액을 공급하는 공급원이다. 여기서는, 산계 약액 공급원(551a)은, 예를 들면, 희석한 불화 수소산(희불산)(이하, 「DHF」로 표시한다)과, 염산 과산화수소수(즉, 염산(HCl)과 과산화수소(H2O2)와 순수(DIW: 탈이온수)가, 정해진 비율로 혼합된 약액이며, 이하, 「SC-2」로 표시한다)를, 선택적으로 공급할 수 있다. 산계 약액 공급원(551a)은, 개폐 밸브(553a)가 끼워져 삽입된 배관(552a)을 통하여, 주연부용 토출 헤드(51)(보다 구체적으로는, 후술하는 「제1 약액 노즐(50a)」)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553a)가 개방되면, 산계 약액 공급원(551a)으로부터 공급되는 산성의 약액(DHF, 혹은, SC-2)이, 제1 약액 노즐(50a)로부터 토출된다. 단, 산계 약액 공급원(551a)은, 반드시 DHF 및 SC-2를 선택적으로 공급하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 산계 약액 공급원(551a)은, DHF, SC-2, BDHF(버퍼드불산), HF(불산), 염산, 황산, 질산, 인산, 아세트산, 옥살산, 및 이들 혼합 용액, 등 중 적어도 1개를 공급하는 것이어도 된다.
알칼리계 약액 공급원(551b)은, 알칼리성의 약액을 공급하는 공급원이다. 여기서는, 알칼리계 약액 공급원(551b)은, 예를 들면, 암모니아 과산화수소수(즉, 수산화암모늄(NH4OH)과 과산화수소(H2O2)와 순수가, 정해진 비율로 혼합된 약액이며, 이하, 「SC-1」로 표시한다)를 공급할 수 있다. 알칼리계 약액 공급원(551b)은, 개폐 밸브(553b)가 끼워져 삽입된 배관(552b)을 통하여, 주연부용 토출 헤드(51)(보다 구체적으로는, 후술하는 「제2 약액 노즐(50b)」)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553b)가 개방되면, 알칼리계 약액 공급원(551b)으로부터 공급되는 알칼리성의 약액(SC-1)이, 제2 약액 노즐(50b)로부터 토출된다. 또한, 알칼리계 약액 공급원(551b)으로부터 공급되는 SC-1은, 예를 들면, 60℃∼80℃로 온도 조절되는 것도 바람직하다. 단, 알칼리계 약액 공급원(551b)은, SC-1 이외의 약액(예를 들면, 암모니아의 수용액 등)을 공급하는 것이어도 된다.
린스액 공급원(551c)은, 린스액을 공급하는 공급원이다. 여기서는, 린스액 공급원(551c)은, 예를 들면, 이산화탄소(CO2)가 용융된 순수(탄산수)를, 린스액으로서 공급한다. 린스액 공급원(551c)은, 개폐 밸브(553c)가 끼워져 삽입된 배관(552c)을 통하여, 주연부용 토출 헤드(51)(보다 구체적으로는, 후술하는 「린스액 노즐(50c)」)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553c)가 개방되면, 린스액 공급원(551c)으로부터 공급되는 린스액이, 린스액 노즐(50c)로부터 토출된다. 또한, 린스액으로서, 순수, 온수, 오존수, 자기수, 환원수(수소수), 각종 유기 용제(이온수, IPA(이소프로필알코올), 기능수 등이 이용되어도 된다.
질소 가스 공급원(551d)은, 가스(여기서는, 예를 들면, 질소(N2) 가스)를 공급하는 공급원이다. 질소 가스 공급원(551d)은, 개폐 밸브(553d)가 끼워져 삽입된 배관(552d)을 통하여, 주연부용 토출 헤드(51)(보다 구체적으로는, 후술하는 「가스 노즐(50d)」)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553d)가 개방되면, 질소 가스 공급원(551d)으로부터 공급되는 질소 가스가, 가스 노즐(50d)로부터 토출된다. 단, 질소 가스 공급원(551d)은, 질소 가스 이외의 가스(예를 들면, 질소 가스 이외의 각종 불활성 가스, 건조 공기,등)를 공급하는 것이어도 된다.
주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치되어 있는 상태에 있어서, 유체 공급부(55)로부터 주연부용 토출 헤드(51)에 처리액(산성의 약액(DHF, 혹은, SC-2), 알칼리성의 약액(SC-1), 혹은, 린스액)이 공급되면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 당해 처리액이 토출된다. 또한, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치되어 있는 상태에 있어서, 유체 공급부(55)로부터 주연부용 토출 헤드(51)에 가스가 공급되면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 가스가 토출된다. 또한, 유체 공급부(55)가 구비하는 개폐 밸브(553a, 553b, 553c, 553d)의 각각은, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 개폐된다. 즉, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 유체의 토출 양태(구체적으로는, 토출되는 유체의 종류, 토출 개시 타이밍, 토출 종료 타이밍, 토출 유량, 등)는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
<ii. 주연부용 토출 헤드(51)>
여기에서, 주연부용 토출 헤드(51)에 대하여 도 6을 참조하면서 보다 구체적으로 설명한다. 도 6은, 주연부용 토출 헤드(51)의 사시도이다. 또한, 설명의 편의상, 도 6에 있어서, 가드 부재(60) 및 컵(31)은 도시가 생략되어 있다.
주연부용 토출 헤드(51)는, 복수개(여기서는, 4개)의 노즐(50a∼50d)과, 당해 복수개의 노즐(50a∼50d)을 일체적으로 지지하는 지지부(500)를 구비한다.
주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 1군의 노즐(50a∼50d)에는, 표면 주연부(911)를 향해서 처리액을 토출하는 1이상(여기서는, 3개)의 노즐(이하 「처리액 노즐」이라고도 한다)(50a, 50b, 50c)과, 표면 주연부(911)를 향해서 가스(여기서는, 질소 가스)를 토출하는 노즐(이하 「가스 노즐」이라고도 한다)(50d)이 포함된다. 특히, 이 주연부용 토출 헤드(51)는, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로서, 약액을 토출하는 2개의 노즐(이하 「약액 노즐」이라고도 한다)(50a, 50b)과, 린스액을 토출하는 노즐(이하 「린스액 노즐」이라고도 한다)(50c)을 구비한다. 특히, 이 주연부용 토출 헤드(51)는, 약액 노즐(50a, 50b)로서, 산성의 약액을 토출하는 노즐(이하 「제1 약액 노즐」이라고도 한다)(50a)과, 알칼리성의 약액을 토출하는 노즐(이하 「제2 약액 노즐」이라고도 한다)(50b)을 구비한다.
1군의 노즐(50a∼50d)을 일체적으로 지지하는 지지부(500)는, 상술한 아암(52)에 고정된다. 지지부(500)는, 상방에서 보아, 표면 주연부(911)를 따르는 호형상으로 만곡한 부재이며, 1군의 노즐(50a∼50d)은, 호형상으로 만곡한 지지부(500)의 연장 방향을 따라, 배열되어 있다. 따라서, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 1군의 노즐(50a∼50d)이, 기판(9)의 표면 주연부(911)를 따라 늘어선 상태가 된다. 이때, 기판(9)의 회전 방향(AR9)을 따라, 상류측으로부터, 가스 노즐(50d), 제1 약액 노즐(50a), 린스액 노즐(50c), 제2 약액 노즐(50b)의 순으로 배열되어 있다.
즉, 이 주연부용 토출 헤드(51)에서는, 가스 노즐(50d)이, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 배치된다. 따라서, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911) 내의 각 위치는, 먼저, 가스 노즐(50d)의 하방을 통과한 후에, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 하방을 통과하게 된다. 이 구성에 의하면, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911) 내의 각 위치에, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 새로운 처리액이 공급되는데 앞서, 당해 위치에 가스 노즐(50d)로부터 가스를 공급할 수 (즉, 가스를 뿜어낼 수 있다) 있다.
기판(9)의 표면 상태 등에 따라서는, 주연부용 토출 헤드(51)의 하방에 도달한 표면 주연부(911) 내의 각 위치에, 일주전에 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 공급되어, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액이, 부착되어 있는 경우가 있다. 그러한 경우에 있어서도, 이 오래된 처리액을, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스로 제거한 후에, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 새로운 처리액을 공급할 수 있다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 새롭게 공급된 처리액이 오래된 처리액과 충돌하여 튀는 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것이 억제된다. 또한, 이 구성에 의하면, 항상 신선한 처리액을 기판(9)에 작용시킬 수 있고, 이에 따라 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 만일, 오래된 약액이 잔존하고 있는 곳에, 새로운 처리액이 더 공급되면, 여기에 유지되는 처리액의 양이 일시적으로 많아지는 바, 오래된 약액을 가스로 제거한 후에 새로운 처리액을 공급하는 구성으로 하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 일시적으로 다량의 처리액이 유지되는 상황이 발생하기 어렵다. 그 결과, 처리액을 작용시키는 영역의 칫수를 안정시킬 수 있다. 예를 들면, 에칭용 약액을 작용시키는 영역의 치수, 즉, 단면(93)으로부터 기판(9)의 내측을 향해서 에칭 제거되는 폭(이하, 간단히 「에칭폭」이라고 한다)을 안정되게 하여, 에칭 폭의 제어 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 별도의 견해를 보면, 이 주연부용 토출 헤드(51)에서는, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)이, 가스 노즐(50d)보다도, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 하류측에 배치된다. 따라서, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911) 내의 각 위치는, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 하방을 통과한 후, 기판(9)이 거의 일주 회전된 후에, 가스 노즐(50d)의 하방에 도달하게 된다. 이 구성에 의하면, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 표면 주연부(911) 상의 각 위치에 공급된 처리액의 적어도 일부가, 기판(9)이 거의 일주 회전되는 동안, 표면 주연부(911) 상에 계속해서 머무르기 때문에, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 대하여 처리액을 충분히 작용시킬 수 있다.
또한, 주연부용 토출 헤드(51)에서는, 산성의 약액을 토출하는 제1 약액 노즐(50a)과, 알칼리성의 약액을 토출하는 제2 약액 노즐(50b) 사이에, 린스액을 토출하는 린스액 노즐(50c)이 배치된다. 이 구성에 의하면, 예를 들면, 한쪽의 약액 노즐로부터 약액을 토출하고 있을 때에 발생하는 분위기가, 다른쪽의 약액 노즐 내에 잔류하는 약액과 반응한다고 하는 사태의 발생을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 제1 약액 노즐(50a)이 산성의 약액을 토출하고 있을 때에 발생하는 분위기가, 제2 약액 노즐(50b) 내에 잔류하는 알칼리성의 약액과 반응하는, 혹은, 제2 약액 노즐(50b)이 알칼리성의 약액을 토출하고 있을 때에 발생하는 분위기가, 제1 약액 노즐(50a) 내에 잔류하는 산성의 약액과 반응하는 사태의 발생을 억제할 수 있다.
<iii. 노즐(50)>
다음에, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 1군의 노즐(50a∼50d)의 각각의 구성에 대하여, 도 7을 참조하면서 설명한다. 1군의 노즐(50a∼50d)의 각각은, 거의 동일한 구성을 구비하고 있고, 이하, 이 노즐(50a∼50d)을 구별하지 않는 경우는, 간단히 「노즐(50)」이라고도 한다. 도 7은, 노즐(50)의 선단 부근의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도이다.
노즐(50)은, 하단이 가늘어진 장척 봉형상의 외형을 나타내는 노즐 본체부(501)를 구비한다. 노즐 본체부(501)는, 그 축방향이 연직 방향을 따름과 더불어, 그 하면(이하, 「토출면」이라고도 한다)(502)이 수평 자세가 되도록, 지지부(500)에 지지되어 있다. 따라서, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 토출면(502)이, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면(91)과 평행한 자세로, 표면 주연부(911)와 비접촉 상태로 근접한다. 다만, 이 상태에 있어서, 토출면(502)과 표면 주연부(911)의 이격 거리(m)는, 충분히 작게(예를 들면, m＝1mm 정도) 된다.
노즐 본체부(501)의 내부에는, 도입 유로부(503)와, 그 하단과 연통한 토출 유로부(504)가 형성된다. 도입 유로부(503)의 상단에는, 상술한 배관(552a, 552b, 552c, 552d) 중 어느 하나가 접속되어 있다. 또한, 토출 유로부(504)의 하단은, 토출면(502)에 개구한 토출구(505)와 연통한다. 토출구(505)는, 예를 들면 원형의 관통공이며, 그 직경은, 도 2에 있어서의 기판(9)의 단면(93)으로부터의 미소폭(d)보다도 작고, 예를 들면, 0.6mm이다. 따라서, 배관으로부터 공급된 유체는, 우선은 도입 유로부(503)에 유지되고, 토출 유로부(504)에 유입하여, 토출구(505)로부터 토출된다.
토출 유로부(504)는, 도중에 꺽여구부러진 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 토출 유로부(504)는, 연직 유로 부분(5041)과, 이에 연속하는 경사 유로 부분(5042)을 구비한다. 연직 유로 부분(5041)은, 노즐 본체부(501)의 축방향과 평행하게 연장되고, 하단에 있어서 경사 유로 부분(5042)과 연통한다. 경사 유로 부분(5042)은, 하방으로 감에 따라서 기판(9)의 내측(기판(9)의 중심측)으로부터 외측(단면(93)측)을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 토출구(505)와 연통한다.
이 노즐(50)에 있어서는, 비스듬히 연장되는 경사 유로 부분(5042)을 통하여, 토출구(505)로부터 유체가 토출되므로, 노즐(50)로부터 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서 토출된 유체를, 표면 주연부(911)에 있어서, 기판(9)의 외측을 향해서 흐르게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 노즐(50)로부터 표면 주연부(911)를 향해서 처리액이 토출되는 경우에, 당해 처리액이 디바이스 영역(90)에 유입하는 것을 억제할 수 있음과 더불어, 처리액이 작용하는 영역의 치수(예를 들면, 에칭용 약액이 작용하는 영역의 치수, 즉, 에칭 폭)를 안정되게 하여, 그 제어 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 예를 들면, 노즐(50)로부터 표면 주연부(911)를 향해서 가스가 토출되는 경우에, 표면 주연부(911)에, 기판(9)의 외측을 향하는 기류를 형성할 수 있다. 이 기류에 의해, 표면 주연부(911) 상의 처리액이나 처리액의 미스트를, 기판(9)의 외측으로 불어날릴 수 있다.
특히, 이 노즐(50)은, 노즐 본체부(501) 자체가 경사 자세로 지지부(500)에 지지되는 것이 아니라, 노즐 본체부(501)의 내부에 형성되는 토출 유로부(504)의 일부분인 경사 유로 부분(5042)이 경사져 있다. 만일, 노즐 본체부의 내부에, 그 축방향을 따라 똑바로 연장되는 유로를 형성하면서, 노즐 본체부 자체를 경사 자세로 한다고 하면, 토출면이 수평면에 대하여 경사진 자세로 된다. 이 경우, 토출면의 최하단의 부근에 액 고임이 생기기 쉽고, 이 액 고임이, 기판(9) 상에 적하(방울져 떨어짐)될 우려가 있다. 이러한 처리액의 방울져 떨어짐은, 기판(9) 상의, 본래, 처리액이 공급되어야 할 위치보다도 내측(기판(9)의 중심측)의 위치에 발생되므로, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스라도 제거하는 것이 어렵다. 이에 대하여, 이 실시의 형태와 같이, 노즐 본체부(501)가 아니라 그 내부에 형성되는 토출 유로부(504)의 일부분을 경사지게 하는 구성에 의하면, 토출면(502)을 수평 자세로 둘 수 있으므로, 이러한 처리액의 방울져 떨어짐이 발생하기 어렵다.
또한, 처리액이 작용하는 영역의 폭(예를 들면, 에칭용 약액이 작용하는 에칭 폭)의 제어 정밀도를 높이기 위해서는, 경사 유로 부분(5042)의 연장 방향이 수평면과 이루는 각도(경사 각도)(θ)는, 45도 이상이 바람직하고, 60도 이상이 더욱 바람직하다.
<iv. 목표 토출 위치>
현재, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 1군의 노즐(50a∼50d)의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판(9) 상에 도달하는 도달 위치를, 당해 노즐의 「목표 토출 위치」로 부르기로 한다. 이하에 있어서, 1군의 노즐(50a∼50d)의 각각의 목표 토출 위치(Qa∼Qd)에 대하여, 도 8∼도 10을 참조하면서 설명한다. 도 8은, 각 노즐(50a∼50d)의 목표 토출 위치의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 9, 도 10은, 주연부용 토출 헤드(51)를, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 하류측으로부터 본 도면이다. 단, 도 9에서는, 주연부용 토출 헤드(51)로부터 약액과 가스가 토출되고 있는 상태가 나타나 있고, 도 10에서는, 주연부용 토출 헤드(51)로부터 린스액과 가스가 토출되고 있는 상태가 나타나 있다.
주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 1군의 노즐(50a∼50d)의 각각의 목표 토출 위치(Qa∼Qd)는, 기판(9)의 직경 방향으로 서로 벗어난 위치로 된다. 즉, 가스 노즐(50d)의 목표 토출 위치(Qd)는, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측(중심측)이 된다. 또한, 린스액 노즐(50c)의 목표 토출 위치(Qc)는, 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측이 된다. 또한, 제1약액 노즐(50a)의 목표 토출 위치(Qa)와, 제2약액 노즐(50b)의 목표 토출 위치(Qb)는, 직경 방향에 대하여 동일한 위치로 된다. 단, 「직경 방향에 대하여 동일한 위치」란, 기판(9)의 단면(93)으로부터의 이격 거리가 서로 같은 위치(즉, 기판(9)의 중심으로부터의 이격 거리가 동일한 위치)를 가리킨다. 즉, 여기에서는, 기판(9)의 단면(93)으로부터 제1 약액 노즐(50a)의 목표 토출 위치(Qa)까지의 이격 거리와, 기판(9)의 단면(93)으로부터 제2 약액 노즐(50b)의 목표 토출 위치(Qb)까지의 이격 거리가 동일하다.
일예로서, 제1 약액 노즐(50a)의 목표 토출 위치(Qa) 및 제2 약액 노즐(50b)의 목표 토출 위치(Qb)는, 모두, 기판(9)의 단면(93)으로부터 1.0mm만큼 내측의 위치이다. 또한, 가스 노즐(50d)의 목표 토출 위치(Qd)는, 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)보다도 0.5mm만큼 더 기판(9)의 내측의 위치이다. 또한, 린스액 노즐(50c)의 목표 토출 위치(Qc)는, 기판(9)의 단면(93)으로부터 1.0mm∼0.5mm의 범위 내의 위치이다.
각 노즐(50a, 50b, 50c, 50d)은, 각각의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc, Qd)에 도달하도록 유체를 토출할 수 있도록, 기판(9)의 직경 방향으로 서로 벗어난 위치에 배치되어, 지지부(500)에 지지된다. 즉, 가스 노즐(50d)은, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측에 배치되어, 지지부(500)에 지지된다. 또한, 린스액 노즐(50c)은, 약액 노즐(50a, 50b)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측에 배치되어, 지지부(500)에 지지된다. 또한, 제1 약액 노즐(50a)과, 제2 약액 노즐(50b)은, 직경 방향에 대하여 동일한 위치에 배치되어, 지지부(500)에 지지된다. 또한, 각 노즐(50a, 50b, 50c, 50d)의 배치에 있어서의 상호 편차량은, 전술한 경사 유로 부분(5042)의 각도에 따라, 각각의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc, Qd)에 유체가 도달하도록 설정되어 있다.
이 주연부용 토출 헤드(51)에서는, 가스 노즐(50d)의 목표 토출 위치(Qd)가, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측이 되므로, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 처리액이 토출되는 위치보다도 내측의 위치에, 가스가 공급되게 된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 공급된 처리액을, 기판(9)의 내측으로부터 외측을 향해서, 가스에 의해 불어날릴 수 있다. 이에 따라, 표면 주연부(911) 상의 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것을 억제할 수 있음과 더불어, 처리액이 작용하는 영역의 치수(예를 들면, 에칭용 약액이 작용하는 영역의 치수, 즉, 에칭 폭)를 안정되게 하여, 그 제어 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 이 주연부용 토출 헤드(51)에서는, 린스액 노즐(50c)의 목표 토출 위치(Qc)가, 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측이 되므로, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 약액이 토출되는 위치보다도 내측의 위치에, 린스액이 토출되게 된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 공급된 약액을, 기판(9)의 내측으로부터 외측을 향해서, 린스액에 의해 흘러가게 할 수 있다. 이에 따라, 디바이스 영역(90)으로의 약액의 진입을 충분히 억제하면서, 약액 잔사를 남기지 않고 약액을 충분히 씻어낼 수 있다.
또한, 이 주연부용 토출 헤드(51)에서는, 제1 약액 노즐(50a)의 목표 토출 위치(Qa)와 제2 약액 노즐(50b)의 목표 토출 위치(Qb)가, 기판(9)의 직경 방향에 대하여 동일한 위치가 되므로, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 산성의 약액이 토출되는 위치에 알칼리성의 약액을 토출할 수 있다. 이 구성에 의하면, 각 약액을, 동일한 영역에 정확하게 작용시킬 수 있다.
<액 튐 억제부(6)>
다시 도 3∼도 5를 참조한다. 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 주연부용 토출 헤드(51)로부터 처리액이 토출되었을 때에, 표면 주연부(911)에 공급된 처리액의 일부가 기판(9)으로부터 비산하고, 당해 비산된 처리액의 일부가, 외부에 배치된 부재로 튀어, 기판(9)에 재부착될 우려가 있다. 액 튐 억제부(6)는, 기판(9)으로부터 비산한 처리액이, 기판(9)에 재부착되는 것을 억제하기 위한 부재이다.
<i. 가드 부재(60)>
액 튐 억제부(6)는, 가드 부재(60)를 구비한다. 가드 부재(60)에 대하여, 도 3∼도 5에 추가하여, 도 11∼도 13을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 11은, 가드 부재(60)의 사시도이다. 도 12는, 컵(31), 가드 부재(60), 및, 주연부용 토출 헤드(51)가 각각의 처리 위치에 배치된 상태를 상방에서 본 평면도이다. 도 13은, 도 12의 화살표 K로부터 본 측단면도이다.
가드 부재(60)는, 기판(9)의 표면 주연부(911)의 전주에 따르는 링형상의 부재이다. 가드 부재(60)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)에 대한 처리가 행해지는 동안, 위에서부터 보아, 당해 기판(9)과 동심에 배치되고, 당해 기판(9)의 표면 주연부(911)와 비접촉 상태로 근접한 위치(처리 위치)에 배치된다. 가드 부재(60)에 있어서의 둘레 방향과 직교하는 단면은, 직사각형인 것이 바람직하고, 특히, 정사각형인 것이 바람직하다.
가드 부재(60)의 내경은, 기판(9)의 외경보다도 조금 작은 치수로 된다. 따라서, 처리 위치에 배치되어 있는 가드 부재(60)를 상방으로부터 보면, 가드 부재(60)의 내주벽(601)은, 기판(9)의 단면(93)보다도 내측(기판(9)의 중심측)에 있고, 가드 부재(60)의 하면(602)의 적어도 내주 부분은, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 표면 주연부(911)와 대향하여 배치된다. 즉, 가드 부재(60)의 내주벽(601)은, 기판(9)의 표면 주연부보다도 내측(기판(9)의 중심측)에 있고, 가드 부재(60)의 하면(602)은 기판(9)의 표면 주연부(911)와 부분적으로 근접하여 대향해 있다. 이 때, 가드 부재(60)의 하면(602)과, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9) 표면(91)의 이격 거리(h)는, 예를 들면, 1mm 이상 또한 1.5mm 이하이다.
가드 부재(60)의 외경은, 기판(9)의 외경보다도 크고, 또한, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)의 내경보다도 조금 작은 치수로 된다. 따라서, 처리 위치에 배치되어 있는 가드 부재(60)를 상방으로부터 보면, 가드 부재(60)의 외주벽(603)은, 기판(9)의 단면(93)보다도 외측에 있고, 또한, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)와 비접촉 상태로 근접하면서, 상단 가장자리부(301)의 전체 둘레를 따라 연장된다. 즉, 처리 위치에 배치된 컵(31)은, 스핀 베이스(21) 상의 기판(9)과, 가드 부재(60)를 일괄하여 둘러싸는 모양이 된다.
상술한 주연부용 토출 헤드(51)는, 이것이 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 가드 부재(60)의 내주벽(601)의 측(즉, 가드 부재(60)를 사이에 끼고, 컵(31)에 대하여 반대측)에 배치된다. 즉, 이 상태에 있어서, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 노즐(50)은, 가드 부재(60)를 사이에 두고 컵(31)에 대하여 반대측에 배치된다. 단, 가드 부재(60)의 내주벽(601)에는, 주연부용 토출 헤드(51)의 적어도 일부분을 수용하는 절결(605)이 형성되어 있고, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 주연부용 토출 헤드(51)의 적어도 일부분(구체적으로는, 예를 들면, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 노즐(50)의 적어도 일부분)이, 이 절결(605)에 수용된 상태가 된다. 이에 따라, 주연부용 토출 헤드(51)가, 가드 부재(60)와 간섭하지 않고, 표면 주연부(911) 상방의 처리 위치에 배치된다. 단, 절결(605)에 있어서의, 하면(602)과 연속하는 벽면 부분(6051)은, 상방에서 보아, 기판(9)의 단면(93)과 면일, 혹은, 단면(93)보다도 내측(기판(9)의 중심측)에 있는 것이 바람직하다.
가드 부재(60), 주연부용 토출 헤드(51), 및, 컵(31)이 각각의 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 가드 부재(60)의 하면(602)은, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 노즐(50)의 토출면(502)과, 동일한 높이 위치나, 토출면(502)보다도 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 벽면 부분(6051)은 노즐(50)로부터 토출되는 유체 경로를 방해하지 않는 위치까지 낮은 위치에 배치할 수 있다. 또한, 가드 부재(60)의 하면(602)은, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)의 하면(3011)과, 동일한 높이 위치나, 하면(3011)보다도 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이 실시의 형태에서는, 가드 부재(60)의 하면(602), 주연부용 토출 헤드(51)의 토출면(502), 및, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)의 하면(3011)이, 동일한 높이 위치가 된다. 즉, 3개의 면(602, 502, 3011)이, 동일한 수평면 상에 배치된다.
또한, 가드 부재(60), 및, 컵(31)이 각각의 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 가드 부재(60)의 상면(604)은, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)의 상면(3012)과 동일한 높이에 배치되는 것이 바람직하다.
<ii. 처리액의 재부착이 억제되는 이유>
표면 주연부(911)를 향해서 주연부용 토출 헤드(51)로부터 처리액이 토출되는 동안, 가드 부재(60)가 처리 위치에 배치되어 있으므로, 기판(9)으로부터 비산된 처리액이, 기판(9)에 재부착되는 것을 억제할 수 있다. 이하에 있어서, 그 이유를 설명한다.
컵(31)은, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 하방의 대피 위치까지 이동할 수 있도록, 그 상단 가장자리부(301)의 내경이, 스핀 베이스(21)의 외경보다도 큰 치수로 되어 있다. 스핀 베이스(21)의 외경은 기판(9)의 외경보다도 큰 치수로 되어 있기 때문에, 위에서 보면, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 단면(93)과, 컵(31)의 상단 가장자리부(301) 사이에, 링형상의 간극 공간이 존재한다. 따라서, 기판(9)의 표면 주연부(911)와 대향하는 처리 위치에 배치된 주연부용 토출 헤드(51)와, 컵(31)의 상단 가장자리부(301) 사이에도, 간극 공간(V)이 존재하게 된다. 이 간극 공간(V)은, 기판(9)으로부터 비산한 처리액의 미스트 등이 부유할 수 있는 공간인 바, 여기에는, 이 간극 공간(V)의 적어도 일부분이, 가드 부재(60)의 일부분에 의해 메워진다. 이 구성에 의하면, 기판(9)으로부터 비산된 처리액의 미스트 등이 부유할 수 있는 공간이, 가드 부재(60)에 의해 메워지는 공간분만큼 작아지고, 당해 공간이 작아진 분만큼, 기판(9)의 부근에 있어서의 처리액의 부유량이 적어진다. 그 결과, 처리액의 미스트 등이 기판(9)에 재부착될 가능성이 저감한다. 즉, 기판(9)으로부터 비산된 처리액의 일부가, 기판(9)에 재부착되는 것을 억제할 수 있다.
특히, 여기서는, 가드 부재(60)의 하면(602)의 적어도 일부분이, 표면 주연부(911)와 대향 배치되므로, 기판(9)으로부터 비산된 처리액이, 가드 부재(60)의 하면(602)을 따라, 컵(31) 내로 이끌린다. 이에 따라, 당해 비산된 처리액이, 기판(9)에 재부착되는 것을 충분히 억제할 수 있다.
특히, 가드 부재(60)의 하면(602)을, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 노즐(50)의 토출면(502)과, 동일한 높이 위치나, 토출면(502)보다도 낮은 위치에 배치함으로써, 기판(9)으로부터 비산된 처리액이, 기판(9)(특히, 디바이스 영역(90))에 부착되는 것을 특히 효율적으로 억제할 수 있는 것이, 발명자들에 의해 확인되어 있다.
또한, 가드 부재(60)의 하면(602)을, 컵(31)의 상단 가장자리부(301)의 하면(3011)과, 동일한 높이 위치나, 당해 하면(3011)보다도 낮은 위치에 배치함으로써도, 기판(9)으로부터 비산된 처리액이, 기판(9)(특히, 디바이스 영역(90))에 부착되는 것을 특히 효율적으로 억제 할 수 있는 것이, 발명자들에 의해 확인되어 있다.
또한, 여기에서는, 가드 부재(60)가, 기판(9)의 표면 주연부(911)의 전주에 따르는 링형상의 부재이므로, 기판(9)으로부터 비산된 처리액이 기판(9)에 재부착되는 것을, 기판(9)의 둘레 방향 전체에 걸쳐 억제할 수 있다.
<iii. 반원호 부재(61, 62)>
가드 부재(60)는, 서로 별체로 구성되어 있는 복수의 호형상 부재(여기서는, 한쌍의 반원호 부재(61, 62))가, 그 둘레 방향의 단면끼리 서로 맞닿은 상태로 됨으로써 형성되어 있다. 즉, 한쌍의 반원호 부재(61, 62)의 각각은, 상호 동일한 직경의 반원호상의 부재이며, 현방향을 내측을 향하게 함과 더불어, 둘레 방향의 단면을 서로 대향시켜 배치되어 있다. 단, 가드 부재(60)는, 3개 이상의 호형상 부재가, 그 둘레 방향의 단면끼리 서로 맞닿는 상태로 됨으로써 형성되어도 된다.
한쌍의 반원호 부재(61, 62)의 각각에는, 각 반원호 부재(61, 62)를 구동하는 반원호 부재 구동부(63)가 설치되어 있다. 반원호 부재 구동부(63)는, 이것이 접속되어 있는 반원호 부재(61, 62)를, 연직축을 따라 승강 이동시키는 승강 구동부(예를 들면, 스테핑 모터)(631)와, 당해 반원호 부재(61, 62)를, 수평면 내에 있어서 다른쪽의 반원호 부재와 근접 이격하는 방향으로 진퇴 이동시키는 진퇴 구동부(632)를 포함하여 구성된다.
각 반원호 부재(61, 62)는, 스핀 베이스(21) 상에 기판(9)이 유지되지 않는 동안은, 다른쪽의 반원호 부재로부터 이격하고, 기판(9)의 반출입 경로의 외측 위치(대피 위치)에 배치된다. 각 반원호 부재(61, 62)의 대피 위치는, 구체적으로는, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 하측의 위치(즉, 각 반원호 부재(61, 62)의 상면(604)이, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 하측에 오는 위치)이며, 또한, 상방으로부터 보아 컵(31)의 상단 가장자리부(301)보다도 외측의 위치이다(도 3에 나타내는 위치).
스핀 베이스(21) 상에 기판(9)이 유지되면, 승강 구동부(631)가, 대피 위치에 배치되어 있는 각 반원호 부재(61, 62)를, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 조금 상방의 위치까지 상승시키고, 계속하여, 진퇴 구동부(632)가, 각 반원호 부재(61, 62)를, 수평면 내에 있어서 다른쪽의 반원호 부재에 근접하는 방향으로 이동시키고, 각 반원호 부재(61, 62)의 둘레 방향의 단면끼리 서로 맞닿는 상태로 한다. 이에 따라, 링형상의 부재인 가드 부재(60)가, 처리 위치에 배치된 상태로 된다.
<iv. 세정 처리>
상술한 대로, 스핀 베이스(21) 상에 기판(9)이 유지되지 않는 동안은, 각 반원호 부재(61, 62) 및 컵(31)은, 각각의 대피 위치에 배치된다. 단, 상술한 대로, 각 반원호 부재(61, 62) 및 컵(31)이 각각의 대피 위치에 배치된 상태에 있어서, 각 반원호 부재(61, 62) 및 컵(31)은, 모두, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 하측에 배치되고, 각 반원호 부재(61, 62)는, 컵(31)의 상측에 있어서, 컵(31)의 상면과 비접촉 상태로 근접한 위치에 배치된다.
그런데, 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 스핀 베이스(21) 상에 기판(9)이 유지되지 않은 상태에 있어서, 정기적으로(예를 들면, 일정 매수의 기판(9)이 처리될 때마다), 혹은, 부정기적으로(예를 들면, 오퍼레이터로부터의 지시에 따라), 스핀 베이스(21)의 세정 처리가 행해진다.
스핀 베이스(21)의 세정 처리에 있어서는, 기판(9)이 유지되지 않는 상태의 스핀 베이스(21)의 상면 중앙 부근에 대하여, 세정용 노즐(도시 생략)로부터 세정액이 공급되면서, 스핀 베이스(21)가 회전된다. 그러면, 스핀 베이스(21)의 회전에 따르는 원심력에 의해, 스핀 베이스(21) 상면의 전체에 세정액이 확산되고, 이에 따라, 스핀 베이스(21)의 상면 전체가 세정된다. 이 세정액은, 최종적으로는, 스핀 베이스(21)의 주연부로부터 스핀 베이스(21) 밖으로 떨쳐진다. 여기에서, 스핀 베이스(21)의 세정 처리가 행해지는 동안, 각 반원호 부재(61, 62) 및 컵(31)의 각각은, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 아래의 대피 위치에 배치되어 있기 때문에, 스핀 베이스(21)의 주연부로부터 스핀 베이스(21) 밖으로 떨쳐진 세정액은, 컵(31) 및 그 상측에 있는 반원호 부재(61, 62)에 도달한다. 이에 따라, 컵(31), 및, 반원호 부재(61, 62)가 세정된다. 즉, 스핀 베이스(21)의 세정 처리에 있어서, 스핀 베이스(21)뿐만 아니라, 컵(31), 및, 반원호 부재(61, 62)도, 함께 세정된다.
<가열 처리부(7)>
다시 도 3∼도 5를 참조한다. 가열 처리부(7)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 이면(92)에 대하여, 스팀(수증기), 특히 바람직하게는, 과열 스팀(과열 수증기)을 공급하여, 기판(9)을 가열한다.
가열 처리부(7)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 이면(92)을 향해서, 스팀을 토출하는 스팀 노즐(71)을 구비한다. 스팀 노즐(71)은, 스핀 베이스(21) 상에 배치된다. 스팀 노즐(71)의 상면측에는, 복수개의 스팀 토출구(도시 생략)가 형성되어 있다. 당해 복수개의 스팀 토출구 중 적어도 1개의 스팀 토출구는, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 이면 주연부(921)에 대하여 선택적으로 스팀을 공급하는 위치에 형성되어 있다. 보다 바람직하게는, 이면 주연부(921)와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 이 스팀 토출구로부터는, 다른 스팀 토출구보다도 다량의 스팀을 토출할 수 있게 되어 있다. 이 구성에 의해, 스팀 노즐(71)은, 기판(9)의 이면(92) 중, 특히 이면 주연부(921)를 향해서, 중점적으로, 스팀을 토출할 수 있도록 되어 있다.
스팀 노즐(71)에는, 이에 스팀을 공급하는 배관계인 스팀 공급부(72)가 접속되어 있다. 스팀 공급부(72)는, 구체적으로는, 예를 들면, 스팀을 공급하는 공급원인 스팀 공급원(721)이, 개폐 밸브(723)가 끼워져 삽입된 배관(722)을 통하여, 스팀 노즐(71)에 접속된 구성을 구비하고 있다. 이 구성에 있어서, 개폐 밸브(723)가 개방되면, 스팀 공급원(721)으로부터 공급되는 스팀이, 스팀 노즐(71)로부터 토출된다.
또한, 스팀 노즐(71)로부터 토출되는 스팀은, 충분히 고온(예를 들면, 100℃ 이상 또한 130℃ 이하)으로 가열(과열)된 과열 스팀(과열 수증기)인 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 예를 들면, 스팀 공급원(721)을, 순수 등이 가열됨으로써 생성된 스팀(수증기)을 공급하는 공급원과, 이에 접속된 배관과, 당해 배관의 경로 도중에 끼워져 삽입된 히터를 포함하여 구성하면 된다(모두 도시 생략). 이 경우, 공급원으로부터 공급되는 스팀은 배관 등을 통과할 때의 온도 저하를 고려하여, 히터는, 공급원으로부터 공급되는 스팀을, 예를 들면, 140℃∼160℃ 정도로 가열(과열)하는 것이 바람직하다. 단, 기판(9)에 공급된 스팀(과열 스팀)의 일부가, 기판(9)에 열을 빼앗겨서 냉각되어, 기판(9) 상에서 응축하여 수적(水滴)으로 되었다고 해도, 당해 수적은, 기판(9)의 회전에 따른 원심력에 의해, 기판(9)의 단면(93)으로부터 기판(9) 밖으로 떨쳐지게 된다. 따라서, 디바이스 영역(90)에 수적이 부착되지 않는다.
스팀 공급부(72)로부터 스팀 노즐(71)에 스팀이 공급되면, 스팀 노즐(71)로부터, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)의 이면(92)을 향해서, 스팀이 토출되고, 이에 따라 기판(9)이 가열되게 된다. 상술한 대로, 이 실시의 형태에 관련된 스팀 노즐(71)은, 이면 주연부(921)를 향해서 중점적으로 스팀을 토출할 수 있으므로, 이면 주연부(921)를 특히 중점적으로 가열할 수 있다. 단, 스팀 공급부(72)의 개폐 밸브(723)는, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에 개폐된다. 즉, 스팀 노즐(71)로부터의 스팀의 토출 양태(구체적으로는, 토출 개시 타이밍, 토출 종료 타이밍, 토출 유량, 등)는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
<이면 처리부(8)>
이면 처리부(8)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 이면(92)에 대한 처리를 행한다. 구체적으로는, 이면 처리부(8)는, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 이면(92)에 처리액을 공급한다.
이면 처리부(8)는, 스핀 척(2)의 회전축부(22)의 중공부를 관통하여 배치된 공급관(81)을 구비한다. 공급관(81)의 선단은, 스핀 베이스(21)의 상면에 개구해 있고, 이 개구가, 이면측 토출구(82)를 형성한다.
공급관(81)에는, 이에 처리액을 공급하는 배관계인 처리액 공급부(83)가 접속되어 있다. 처리액 공급부(83)는, 구체적으로는, SC-1 공급원(831a), DHF 공급원(831b), SC-2 공급원(831c), 린스액 공급원(831d), 복수의 배관(832a, 832b, 832c, 832d) 및, 복수의 개폐 밸브(833a, 833b, 833c, 833d)를 조합시켜 구성되어 있다.
SC-1 공급원(831a)은, SC-1을 공급하는 공급원이다. SC-1 공급원(831a)은, 개폐 밸브(833a)가 끼워져 삽입된 배관(832a)을 통하여, 공급관(81)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(833a)가 개방되면, SC-1 공급원(831a)으로부터 공급되는 SC-1이, 이면측 토출구(82)로부터 토출된다.
DHF 공급원(831b)은, DHF를 공급하는 공급원이다. DHF 공급원(831b)은, 개폐 밸브(833b)가 끼워져 삽입된 배관(832b)을 통하여, 공급관(81)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(833b)가 개방되면, DHF 공급원(831b)으로부터 공급되는 DHF가, 이면측 토출구(82)로부터 토출된다.
SC-2 공급원(831c)은, SC-2을 공급하는 공급원이다. SC-2 공급원(831c)은, 개폐 밸브(833c)가 끼워져 삽입된 배관(832c)을 통하여, 공급관(81)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(833c)가 개방되면, SC-2 공급원(831c)으로부터 공급되는 SC-2가, 이면측 토출구(82)로부터 토출된다.
린스액 공급원(831d)은, 린스액을 공급하는 공급원이다. 여기서, 린스액 공급원(831d)은, 예를 들면, 이산화탄소(CO2)가 용융된 순수(탄산수)를, 린스액으로서 공급한다. 린스액 공급원(831d)은, 개폐 밸브(833d)가 끼워져 삽입된 배관(832d)을 통하여, 공급관(81)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(833d)가 개방되면, 린스액 공급원(831d)으로부터 공급되는 린스액이, 이면측 토출구(82)로부터 토출된다. 또한, 린스액으로서, 순수, 온수, 오존수, 자기수, 환원수(수소수), 각종 유기 용제(이온수, IPA(이소프로필 알코올), 기능수, 등이 이용되어도 된다.
처리액 공급부(83)로부터 공급관(81)에 처리액(SC-1, DHF, SC-2, 혹은, 린스액)이 공급되면, 이면측 토출구(82)로부터, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 이면(92)의 중앙 부근을 향해서, 당해 처리액이 토출되게 된다. 단, 처리액 공급부(83)가 구비하는 개폐 밸브(833a, 833b, 833c, 833d)의 각각은, 제어부(130)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)의 제어 하에서 개폐된다. 즉, 이면측 토출구(82)로부터의 처리액의 토출 양태(구체적으로는, 토출되는 처리액의 종류, 토출 개시 타이밍, 토출 종료 타이밍, 토출 유량, 등)는, 제어부(130)에 의해 제어된다.
<4. 기판 처리 장치(1)의 동작>
다음에, 기판 처리 장치(1)의 동작에 대하여 설명한다. 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 제어부(130)의 제어 하에서, 이하에 설명하는 일련의 처리가 실행된다. 단, 이하에 설명하는 것은, 기판 처리 장치(1)에서 실행가능한 처리의 일예에 불과하다.
기판 처리 장치(1)에서는, 예를 들면, 1매의 기판(9)에 대하여, 전처리(단계 S1), 표면 주연 처리(단계 S2), 처리면 전환 처리(단계 S3), 이면 처리(단계 S4), 및, 건조 처리(단계 S5)가, 이 순서로 행해진다(도 14). 이하에, 각 처리에 대하여 구체적으로 설명한다.
<4-1. 전처리>
전처리(단계 S1)에 대하여, 도 15, 도 16을 참조하면서 설명한다. 도 15는, 전처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 16은, 전처리를 설명하기 위한 도면이고, 전처리에 있어서의 각 처리 공정을 실행하고 있는 상태의 기판 처리 장치(1)의 일부 요소가, 모식적으로 나타나 있다.
우선, 반원호 부재(61, 62), 컵(31), 주연부용 토출 헤드(51), 및, 커버 가스 노즐(41)이, 각각의 대피 위치에 배치되어 있는 상태에 있어서, 반송 로봇(CR)이, 기판(9)을, 그 표면(91)이 위를 향하는 자세로, 스핀 베이스(21) 상에 배치한다. 스핀 베이스(21) 상에 배치된 기판(9)은, 1군의 유지 부재(25)에 의해 유지된다(단계 S101). 이에 따라, 스핀 베이스(21) 상에, 기판(9)이, 대략 수평 자세로 유지된 상태가 된다.
기판(9)이 스핀 베이스(21) 상에 유지되면, 가드 부재(60)가 처리 위치까지 이동된다(단계 S102). 구체적으로는, 반원호 부재 구동부(63)의 승강 구동부(631)가, 대피 위치에 배치되어 있는 각 반원호 부재(61, 62)를, 스핀 베이스(21)의 상면보다도 조금 상방의 위치까지 상승시키고, 계속하여, 반원호 부재 구동부(63)의 진퇴 구동부(632)가, 각 반원호 부재(61, 62)를, 수평면 내에 있어서 다른쪽의 반원호 부재에 근접하는 방향으로 이동시키고, 각 반원호 부재(61, 62)의 둘레 방향의 단면끼리 서로 맞닿는 상태로 한다. 이에 따라, 링형상의 부재인 가드 부재(60)가, 처리 위치에 배치된 상태가 된다. 또한, 처리 위치에 배치된 가드 부재(60)는, 스핀 베이스(21)가 회전 개시되어도, 회전되지 않고 정지 상태인채로 된다.
가드 부재(60)가 처리 위치에 배치되면, 계속하여, 대피 위치에 배치되어 있는 컵(31)이 상승되어, 처리 위치에 배치된다(단계 S103). 이에 따라, 컵(31)이, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)과 가드 부재(60)를 일괄하여 둘러싸도록 배치된 상태로 된다.
컵(31)이 처리 위치에 배치되면, 계속하여, 커버 가스 노즐(41)이, 대피 위치로부터 처리 위치로 이동된다. 그리고, 처리 위치에 배치된 커버 가스 노즐(41)로부터, 기판(9) 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스가 토출 개시된다(단계 S104). 여기에서 개시된, 기판(9) 표면(91)의 중앙 부근으로의 커버 가스의 공급은, 당해 기판(9)에 대한 처리가 종료하기까지 속행된다. 기판(9)의 표면(91)의 중앙 부근에 커버 가스가 계속 공급됨으로써, 당해 기판(9)에 대한 처리가 행해지는 동안, 디바이스 영역(90)이, 표면 주연부(911) 등에 공급된 처리액의 분위기 등에 노출되지 않는다. 즉, 디바이스 영역(90)이, 표면 주연부에 공급된 처리액의 분위기 등으로부터 계속 보호된다.
또한, 여기에서, 컵(31)이 처리 위치에 배치된 후에, 커버 가스 노즐(41)로부터의 커버 가스의 토출을 개시한다. 만일, 컵(31)이 처리 위치까지 상승되는 것을 기다리지 않고, 커버 가스 노즐(41)로부터의 커버 가스의 토출을 개시하면, 기판(9)의 표면 주연부(911) 부근의 기류가 흐트러져 감아올려지고, 기판(9)에 파티클 등이 부착될 우려가 있는 바, 컵(31)이 처리 위치에 배치된 후에 커버 가스의 토출을 개시하는 구성으로 하면, 이러한 사태의 발생을 회피할 수 있다.
계속하여, 스핀 베이스(21)의 회전이 개시되고, 이에 따라, 스핀 베이스(21) 상에 유지되는 기판(9)이, 수평 자세로 회전 개시된다(단계 S105). 이 때의 스핀 베이스(21)의 회전수(즉, 기판(9)의 회전수)는, 예를 들면, 600rpm이다. 이 회전수는, 표면 주연 처리가 행해지는 동안, 표면 주연부(911)에 공급된 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하지 않고, 또한, 단부(93) 측으로 이동하지도 않는 회전수(즉, 처리를 실시해야 할 표면 주연부(911) 내의 영역에, 처리액이 안정적으로 유지되는 회전수)로, 적절히 설정된다.
계속하여, 스팀 노즐(71)로부터, 회전되는 기판(9)의 이면(92)을 향해서, 스팀이 토출된다(프리스팀)(단계 S106). 스팀이 토출 개시되고 나서, 소정 시간(예를 들면, 5초)이 경과하면, 스팀 노즐(71)로부터의 스팀의 토출이 정지된다. 이 프리스팀에 의해, 기판(9)이 가열된다. 기판(9)에 대한 약액 처리에 이용되는 약액의 대부분은, 온도가 높아질수록 반응이 촉진되는 약액인 바, 기판(9)이, 미리 이 프리스팀에 의해 가열됨으로써, 약액 처리에 있어서의, 약액과 기판(9)의 반응이 촉진된다. 그 결과, 약액 처리의 처리 시간이 단축됨과 더불어, 약액의 사용량이 억제된다.
<4-2. 표면 주연 처리>
전처리(단계 S1)가 종료하면, 계속하여, 표면 주연 처리(단계 S2)가 행해진다. 표면 주연 처리에 대하여, 도 17, 도 18을 참조하면서 설명한다. 도 17은, 표면 주연 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 18은, 표면 주연 처리를 설명하기 위한 도면이며, 표면 주연 처리에 있어서의 각 처리 공정을 실행하고 있는 상태의 기판 처리 장치(1)의 일부 요소가, 모식적으로 나타나 있다.
다만, 이하에 설명하는 표면 주연 처리가 실행되고 있는 동안, 기판(9)은, 일정한 회전수(예를 들면, 600rpm)로, 계속 회전되고 있다. 또한, 상술한 대로, 표면 주연 처리가 실행되고 있는 동안, 기판(9)의 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스 노즐(41)로부터 커버 가스가 계속 공급되고, 이에 따라, 디바이스 영역(90)이, 표면 주연부(911)에 공급되는 처리액의 분위기 등으로부터 보호되고 있다.
<알칼리 처리(SC-1)>
<i. 약액 처리>
우선, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 대하여, SC-1에 의한 약액 처리가 행해진다(단계 S201). 구체적으로는, 먼저, 주연부용 토출 헤드(51)가, 대피 위치로부터 처리 위치로 이동된다. 그리고, 처리 위치에 배치된 주연부용 토출 헤드(51)의 제2 약액 노즐(50b)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, SC-1이 토출된다. 이 때의 SC-1의 토출 유량은, 예를 들면, 20(mL/min)이상 또한 50(mL/min) 이하이다. SC-1이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 20초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 SC-1의 토출이 정지된다.
이 약액 처리에 의해, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 형성되어 있는 박막이 제거된다(에칭 처리). 단, 이 약액 처리가 행해지고 있는 동안, 스팀 노즐(71)로부터, 기판(9)의 이면(92)을 향해서, 스팀이 토출된다. 이 때의 스팀 토출 유량은, 예를 들면, 500(mL/min) 이상 또한 2000(mL/min) 이하이다. 또한, 토출되는 스팀의 온도는, 예를 들면, 110℃ 이상 또한 130℃ 이하이다. SC-1은, 온도가 높아질수록 반응이 촉진되는 약액인 바, SC-1에 의해 약액 처리되는 기판(9)이, 스팀의 공급을 받아서 가열됨으로써, 기판(9)의 표면 주연부(911)와 SC-1의 반응이 촉진된다(즉, 에칭 레이트가 높아진다)(소위, 히트 어시스트). 그 결과, SC-1에 의한 약액 처리의 처리 시간이 단축됨과 더불어, SC-1의 사용량이 억제된다. 특히, 여기에서, 기판(9)의 이면 주연부(921)가 중점적으로 가열되므로, 표면 주연부(911)와 SC-1의 반응을 효과적으로 촉진시킬 수 있다.
<ii. 린스 처리>
계속하여, 린스 처리가 행해진다(단계 S202). 구체적으로는, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 린스액 노즐(50c)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 린스액이 토출된다. 린스액이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 5초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 이 린스 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 부착되어 있는 처리액(여기서는, SC-1)이 씻겨진다.
<iii. 액 떨쳐냄 처리>
계속하여, 액 떨쳐냄 처리가 행해진다(단계 S203). 액 떨쳐냄 처리는, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액(여기서는, 단계 S202의 린스 처리에 있어서 기판(9)으로부터 떨쳐지지 않고, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 린스액)을, 기판(9)의 단면(93)측으로 보내어, 단면(93)으로부터 기판(9) 밖으로 떨쳐내는 처리이다. 단면(93)으로 끌어당겨진 처리액은, 단면(93) 및 그 부근의 비수평의 면 영역 부분에 유지된 상태로 되는 바, 비수평의 면 영역 부분에 유지된 처리액은 액 부족을 일으키기 어렵기 때문에, 이러한 처리액은, 모여져, 기판(9) 박으로 떨쳐진다. 즉, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액을, 기판(9)의 단면(93)측으로 보내고 나서 기판(9) 밖으로 떨쳐냄으로써, 표면 주연부(911)에 액 잔존을 거의 발생시키지 않고, 당해 잔존해 있는 처리액의 대부분을 기판(9)으로부터 제거할 수 있다.
액 떨쳐냄 처리는, 구체적으로는, 예를 들면, 다음과 같이 행해진다. 먼저, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 표면 주연부(911)를 향해 유체(처리액 및 가스)의 토출이 정지된 상태에서, 기판(9)이 정해진 시간만큼 회전된다(액 끌어당김 공정)(단계 S2031). 이에 따라, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액이, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력을 받아, 기판(9)의 단면(93)에 근접하는 방향으로 이동하고, 단면(93) 및 그 부근의 비수평의 면 영역 부분에 유지된 상태로 된다. 계속하여, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 가스 노즐(50d)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 가스가 토출된다(불어날림 공정)(단계 S2032). 이 때의 가스의 토출 유량은, 예를 들면, 14(L/min)이다. 이에 따라, 비수평의 면 영역 부분에 유지되어 있는 처리액이, 가스의 풍압과 기판(9)의 회전에 따르는 원심력을 받아, 한꺼번에 기판(9) 밖으로 떨쳐진다. 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스의 토출이 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 15초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스의 토출이 정지된다.
이 액 떨쳐냄 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액(즉, 단계 S202의 린스 처리에 있어서 기판(9)으로부터 떨쳐지지 않고 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 린스액)의 대부분이, 기판(9)으로부터 떨쳐진다.
<제1의 산 처리(SC-2)>
<i. 약액 처리>
다음에, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 대하여, SC-2에 의한 약액 처리가 행해진다(단계 S204). 구체적으로는, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 제1 약액 노즐(50a)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, SC-2가 토출된다. SC-2가 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 20초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 SC-2의 토출이 정지된다.
이 약액 처리에 의해, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 부착되어 있는 메탈 성분(예를 들면, Mo, Co, 등) 등이 제거된다(세정 처리). 단, 여기서는, 이 약액 처리에 앞서, 액 떨쳐냄 처리가 행해지고 있다(단계 S203). 이 때문에, SC-2는, 린스액이 거의 잔존하지 않는 표면 주연부(911)를 향해서 토출되게 된다. 만일, 단계 S203의 액 떨쳐냄 처리가 행해지지 않는다고 하면, 린스액이 잔존해 있는 표면 주연부(911)를 향해서 SC-2가 토출되게 되고, 당해 토출된 SC-2가, 잔존해 있는 린스액과 충돌하여 튀어, 디바이스 영역(90)에 진입할 우려가 있다. 그러나, 여기서는, 액 떨쳐냄 처리에 의해, 표면 주연부(911)는, 린스액이 거의 잔존하지 않는 상태로 되어 있으므로, 이러한 처리액의 충돌에 기인하는 디바이스 영역(90)으로의 처리액의 진입이 발생하기 어렵다. 또한, 만일, 단계 S203의 액 떨쳐냄 처리가 행해지지 않는다고 하면, 표면 주연부(911) 상에서, 잔존해 있는 린스액과, 공급된 SC-2가 혼합될 우려가 있는데, 액 떨쳐냄 처리가 행해지고 있는 경우는, 이러한 사태가 발생하기 어렵다. 그 결과, 소기 농도의 SC-2를 표면 주연부(911)에 적절하게 작용시킬 수 있다. 또한, 알칼리성의 약액인 SC-1을 씻어낸 린스액과 산성의 약액인 SC-2의 혼합도 회피할 수 있다.
<ii. 액 떨쳐냄 처리>
계속하여, 액 떨쳐냄 처리가 행해진다(단계 S205). 액 떨쳐냄 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S203에서 설명한 대로이다. 즉, 먼저, 표면 주연부(911)를 향한 유체의 토출이 정지된 상태에서, 기판(9)이 정해진 시간만큼 회전되어(액 끌어당김 공정), 그 후, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 가스 노즐(50d)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 가스가 토출된다(불어날림 공정). 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스의 토출이 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 15초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스 토출이 정지된다.
이 액 떨쳐냄 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액(즉, 단계 S204의 세정 처리에 있어서 기판(9)으로부터 떨쳐지지 않고, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 SC-2)의 대부분이, 기판(9)으로부터 떨쳐진다. 단계 S204의 세정 처리에 있어서 기판(9)으로부터 떨쳐지지 않고 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 SC-2에는, 세정 처리에서 기판(9)으로부터 제거된 메탈 성분 등의 불순물이 포함되어 있는 바, 세정 처리 후에 액 떨쳐냄 처리가 행해짐으로써, 이 불순물이, 빠른 단계에서, 기판(9)으로부터 떨쳐지게 된다. 따라서, SC-2에 의한 약액 처리에서 기판(9)으로부터 제거된 불순물이, 기판(9)에 재부착되는 리스크가 저감된다.
<iii. 린스 처리>
계속하여, 린스 처리가 행해진다(단계 S206). 린스 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S202의 처리와 동일하다. 즉, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 린스액 노즐(50c)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 린스액이 토출된다. 린스액이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 5초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 린스액의 토출이 정지된다.
이 린스 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 부착되어 있는 처리액(여기서는, SC-2)이 씻겨진다. 단, 여기에서는, 이 린스 처리에 앞서, 액 떨쳐냄 처리가 행해지고 있으므로(단계 S205), 표면 주연부(911)는, SC-2가 거의 잔존하지 않는 상태로 되어 있다. 따라서, 이 린스 처리의 처리 시간은, 액 떨쳐냄 처리가 행해지지 않는 경우보다도 짧아도 된다. 또한, 이 린스 처리에 있어서는, 린스액은 SC-2가 거의 잔존하지 않는 표면 주연부(911)를 향해서 토출되게 되므로, 처리액의 충돌에 기인하는 디바이스 영역(90)으로의 처리액의 진입이 발생하기 어렵다.
<iv. 액 떨쳐냄 처리>
계속하여, 액 떨쳐냄 처리가 행해진다(단계 S207). 액 떨쳐냄 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S203에서 설명한 대로이다. 즉, 먼저, 표면 주연부(911)를 향한 유체의 토출이 정지된 상태에서, 기판(9)이 정해진 시간만큼 회전되어(액 끌어들임 공정), 그 후, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 가스 노즐(50d)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서 가스가 토출된다(불어날림 공정). 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스의 토출이 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 15초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스의 토출이 정지된다.
이 액 떨쳐냄 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액(즉, 단계 S206의 린스 처리에 있어서 기판(9)으로부터 떨쳐지지 않고, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 린스액)의 대부분이, 기판(9)으로부터 떨쳐진다.
<제2의 산 처리(DHF)>
<i. 약액 처리>
다음에, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 대하여, DHF에 의한 약액 처리가 행해진다(단계 S208). 구체적으로는, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 제1 약액 노즐(50a)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향하여, DHF가 토출된다. 이 때의 DHF의 토출 유량은, 예를 들면, 20(mL/min) 이상 또한 50(mL/min) 이하이다. DHF가 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 10초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 DHF의 토출이 정지된다.
이 약액 처리에 의해, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 형성되어 있는 박막이 제거된다(에칭 처리). 단, 여기서는, 이 약액 처리에 앞서, 액 떨쳐냄 처리가 행해지고 있으므로(단계 S207), DHF는, 린스액이 거의 잔존하지 않는 표면 주연부(911)를 향해서 토출되게 된다. 따라서, 처리액의 충돌에 기인하는 디바이스 영역(90)으로의 처리액의 진입이 발생하기 어렵다. 또한, 표면 주연부(911) 상에서, DHF와 린스액이 서로 혼합되지 않으므로, 소기 농도의 DHF를, 표면 주연부(911)에 적절하게 작용시킬 수 있다.
다만, 이 약액 처리가 행해지고 있는 동안은, 주연부용 토출 헤드(51)의 가스 노즐(50d)로부터, 표면 주연부(911)를 향해서, 가스가 토출된다. 이 때의 가스의 토출 유량은, 예를 들면, 14(L/min)이다. 즉, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 있어서, 오래된 DHF(즉, 일주전에 제1 약액 노즐(50a)로부터 공급되어, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 DHF)이, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스로 제거된 후에, 당해 위치에 제1약액 노즐(50a)로부터 새로운 DHF가 공급된다. 이 구성에 의하면, 상술한 대로, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액과 새롭게 공급된 처리액의 충돌에 기인하는 디바이스 영역(90)으로의 처리액의 진입을 억제할 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 항상 신선한 DHF를 기판(9)에 작용시켜, 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 일시적으로 다량의 DHF가 유지된다고 하는 상황을 회피할 수 있다. 그 결과, 에칭 폭을 안정되게 하여, 에칭 폭의 제어 정밀도를 높일 수 있다. 또한, DHF가 공급되면, 표면 주연부(911)는 발수성이 되므로, 표면 주연부(911)에 유지되는 오래된 처리액이 부분적으로 두꺼워지는 경우가 있다. 이 상태에서 새로운 처리액이 공급되면, 처리액이 튀기 쉬운 상태가 된다. 이 때문에, 오래된 처리액을 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스에 의해 기판(9)의 외측을 향해서 불어 날림으로써, 당해 액적 등이 디바이스 영역(90)으로 진입하는 것이 충분히 억제된다.
<ii. 린스 처리>
계속하여, 린스 처리가 행해진다(단계 S209). 린스 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S202의 처리와 동일하다. 즉, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 린스액 노즐(50c)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 린스액이 토출된다. 린스액이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 5초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 린스액의 토출이 정지된다.
이 린스 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 부착되어 있는 처리액(여기서는, DHF)이 씻겨진다. 단, 이 린스 처리가 행해지고 있는 동안도, 주연부용 토출 헤드(51)의 가스 노즐(50d)로부터, 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 가스가 토출된다. 이 때의 가스의 토출 유량은, 예를 들면, 14(L/min)이다. 즉, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 있어서, 오래된 린스액(즉, 일주전에 린스액 노즐(50c)로부터 공급되어, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 린스액)이, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스로 제거된 후에, 당해 위치에 린스액 노즐(50c)로부터 새로운 린스액이 공급된다. 이 구성에 의하면, 상술한 대로, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액과 새롭게 공급된 처리액의 충돌에 기인하는 디바이스 영역(90)으로의 처리액의 진입을 억제할 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, DHF를 포함하는 오래된 린스액을, 신속하게 표면 주연부(911)로부터 제거함과 더불어, DHF를 포함하지 않는 새로운 린스액을 기판(9)에 작용시킬 수 있으므로, 린스 처리의 처리 효율이 높아진다. 또한, 이 구성에 의하면, 상술한 대로, 표면 주연부(911)에서 튄 처리액의 액적 등이, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스에 의해 형성되는 기류에 의해, 기판(9)의 외측을 향해서 불어날려짐으로써, 당해 액적 등이 디바이스 영역(90)으로 진입하는 것이 충분히 억제된다.
<iii. 액 떨쳐냄 처리>
계속하여, 액 떨쳐냄 처리가 행해진다(단계 S210). 액 떨쳐냄 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S203에서 설명한 대로이다. 즉, 먼저, 표면 주연부(911)를 향한 유체의 토출이 정지된 상태에서, 기판(9)이 정해진 시간만큼 회전되고(액 끌어당김 공정), 그 후, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)의 가스 노즐(50d)로부터, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서 가스가 토출된다(불어날림 공정). 주연부용 토출 헤드(51)로부터 가스의 토출이 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 5초)이 경과하면, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 가스의 토출이 정지된다.
이 액 떨쳐냄 처리에 의해, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액(즉, 단계 S209의 린스 처리에 있어서 기판(9)으로부터 떨쳐지지 않고, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 린스액)의 대부분이 기판(9)으로부터 떨쳐진다.
<4-3. 처리면 전환 처리>
표면 주연 처리(단계 S2)가 종료하면, 계속하여, 처리면 전환 처리(단계 S3)가 행해진다. 처리면 전환 처리에서는, 이면 처리(단계 S4)에 구비되고, 스핀 베이스(21)의 회전 속도(즉, 기판(9)의 회전 속도)가 저감(저하)된다(도 19, 도 20 참조). 즉, 스핀 베이스(21)의 회전 속도가, 표면 주연 처리시의 회전 속도로부터, 이보다 작은 회전 속도(저속의 회전 속도)로 전환된다. 구체적으로는, 스핀 베이스(21)의 회전수가, 표면 주연 처리시의 회전수인 600rpm으로부터, 이보다 충분히 작은 저속의 회전수(예를 들면, 20rpm)로 전환된다.
다만, 상술한 대로, 처리면 전환 처리가 실행되고 있는 동안도, 기판(9)의 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스 노즐(41)로부터 커버 가스가 계속 공급된다.
<4-4. 이면 처리>
처리면 전환 처리(단계 S3)가 종료하면, 계속하여, 이면 처리(단계 S4)가 행해진다. 이면 처리에 대하여, 도 19, 도 20을 참조하면서 설명한다. 도 19는, 이면 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 20은, 이면 처리를 설명하기 위한 도면이며, 이면 처리에 있어서의 각 처리 공정을 실행하고 있는 상태의 기판 처리 장치(1)의 일부 요소가, 모식적으로 나타나 있다.
다만, 상술한 대로, 이면 처리가 실행되고 있는 동안도, 기판(9)의 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스 노즐(41)로부터 커버 가스가 계속 공급되고 있고, 이에 따라, 디바이스 영역(90)이, 이면(92)에 공급되는 처리액의 분위기 등으로부터 보호되고 있다.
이면(92)에 대한 처리액의 공급에 앞서, 스핀 베이스(21)의 회전 속도는, 저속의 회전수인 20rpm으로 전환되어 있다. 여기서 말하는 「저속의 회전 속도」란, 기판(9)이 당해 회전 속도로 회전되고 있는 상태에 있어서, 기판(9)의 이면(92)에 공급된 처리액이, 이면(92)의 전체에 확산되고, 또한, 기판(9)의 표면(91)까지 돌아들어가지 않는 속도이며, 구체적으로는, 예를 들면, 20rpm 이하의 회전수에 상당하는 회전 속도이다.
먼저, 기판(9)의 이면(92)에 대하여, SC-1에 의한 약액 처리가 행해진다(단계 S401). 구체적으로는, 이면측 토출구(82)로부터, 저속의 회전 속도로 회전되는 기판(9) 이면(92)의 중앙 부근을 향해서 SC-1이 토출된다. 이 때의 SC-1의 토출 유량은, 예를 들면, 500(mL/min) 이상 또한 2000(mL/min) 이하이다. 이면(92)의 중앙 부근에 공급된 SC-1은, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력에 의해 이면(92)의 전체에 확산되고, 이에 따라, 기판(9)의 이면(92)에 대하여, SC-1에 의한 약액 처리가 진행된다. 여기서는, SC-1에 의한 약액 처리에 의해, 기판(9)의 이면(92)에 형성되어 있는 박막이 제거된다(에칭 처리). SC-1이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 20초)이 경과하면, 이면측 토출구(82)로부터의 SC-1의 토출이 정지된다.
계속하여, 린스 처리가 행해진다(단계 S402). 구체적으로는, 기판(9)이 저속의 회전 속도로 회전된 상태인 채로, 이면측 토출구(82)로부터, 기판(9)의 이면(92)의 중앙 부근을 향해서, 린스액이 토출된다. 이면(92)의 중앙 부근에 공급된 린스액은, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력에 의해 이면(92)의 전체에 확산되고, 이에 따라, 이면(92)에 부착되어 있는 처리액(여기서는, SC-1)이, 씻겨진다. 린스액이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 20초)이 경과하면, 이면측 토출구(82)로부터의 린스액의 토출이 정지된다.
계속하여, 기판(9)의 이면(92)에 대하여, SC-2에 의한 약액 처리가 행해진다(단계 S403). 구체적으로는, 기판(9)이 저속의 회전 속도로 회전된 상태인 채로, 이면측 토출구(82)로부터, 기판(9)의 이면(92)의 중앙 부근을 향해서, SC-2가 토출된다. 이면(92)의 중앙 부근에 공급된 SC-2는, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력에 의해 이면(92)의 전체에 확산되고, 이에 따라, 이면(92)에 대하여, SC-2에 의한 약액 처리가 진행된다. 여기에서는, SC-2에 의한 약액 처리에 의해, 기판(9)의 이면(92)에 부착되어 있는 메탈 성분(예를 들면, Mo, Co, 등) 등이 제거된다(세정 처리). SC-2가 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 20초)이 경과하면, 이면측 토출구(82)로부터의 SC-2의 토출이 정지된다.
계속하여, 린스 처리가 행해진다(단계 S404). 린스 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S402의 처리와 동일하다. 즉, 기판(9)이 저속의 회전 속도로 회전된 상태인 채로, 이면측 토출구(82)로부터, 기판(9)의 이면(92)의 중앙 부근을 향해서, 린스액이 토출된다. 이면(92)의 중앙 부근에 공급된 린스액은, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력에 의해 이면(92)의 전체에 확산되고, 이에 따라, 이면(92)에 부착되어 있는 처리액(여기서는, SC-2)이 씻겨진다. 린스액이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 20초)이 경과하면, 이면측 토출구(82)로부터의 린스액의 토출이 정지된다.
계속하여, 기판(9)의 이면(92)에 대하여, DHF에 의한 약액 처리가 행해진다(단계 S405). 구체적으로는, 기판(9)이 저속의 회전 속도로 회전된 상태인 채로, 이면측 토출구(82)로부터, 기판(9)의 이면(92)의 중앙 부근을 향해서, DHF가 토출된다. 이때의 DHF의 토출 유량은, 예를 들면, 500(mL/min) 이상 또한 2000(mL/min) 이하이다. 이면(92)의 중앙 부근에 공급된 DHF는, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력에 의해 이면(92)의 전체에 확산되고, 이에 따라, 이면(92)에 대하여, DHF에 의한 약액 처리가 진행된다. 여기서는, DHF에 의한 약액 처리에 의해, 기판(9)의 이면(92)에 형성되어 있는 박막이 제거된다(에칭 처리). DHF가 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 10초)이 경과하면, 이면측 토출구(82)로부터의 DHF의 토출이 정지된다.
계속하여, 린스 처리가 행해진다(단계 S406). 린스 처리의 구체적인 흐름은, 단계 S402의 처리와 동일하다. 즉, 기판(9)이 저속의 회전 속도로 회전된 상태인 채로, 이면측 토출구(82)로부터, 기판(9)의 이면(92)의 중앙 부근을 향해서, 린스액이 토출된다. 이면(92)의 중앙 부근에 공급된 린스액은, 기판(9)의 회전에 따르는 원심력에 의해 이면(92)의 전체에 확산되고, 이에 따라, 이면(92)에 부착되어 있는 처리액(여기서는, DHF)이 씻겨진다. 린스액이 토출 개시되고 나서 소정 시간(예를 들면, 22.5초)이 경과하면, 이면측 토출구(82)로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 이상에서, 이면 처리가 종료한다.
<4-5. 건조 처리>
이면 처리(단계 S4)가 종료하면, 계속하여, 건조 처리(단계 S5)가 행해진다. 건조 처리에 있어서는, 기판(9)을 향한 처리액의 토출이 정지된 상태에서, 스핀 베이스(21)의 회전 속도(즉, 기판(9)의 회전 속도)가, 이면 처리 실행시의 저속의 회전 속도로부터, 비교적 고속의, 건조시의 회전 속도로 올려진다(도 19, 도 20 참조). 이에 따라, 기판(9)의 이면(92)에 부착되어 있는 린스액이 서서히 떨쳐져, 최종적으로, 기판(9)이 건조된다. 다만, 상술한 대로, 건조 처리가 실행되고 있는 동안도, 기판(9)의 표면(91)에는, 커버 가스 노즐(41)로부터 커버 가스가 계속 공급되고, 이에 따라, 디바이스 영역(90)이 처리액의 분위기 등으로부터 보호되고 있다.
기판(9)이 건조시의 회전 속도로 회전 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 베이스(21)의 회전이 정지된다. 그 후, 커버 가스 노즐(41)로부터의 가스의 토출이 정지되어, 커버 가스 노즐(41)이 대피 위치로 이동된다. 또한, 주연부용 토출 헤드(51), 컵(31), 및, 반원호 부재(61, 62)가, 각각의 대피 위치로 이동된다. 그리고, 1군의 유지 부재(25)가 기판(9)을 개방함과 더불어, 반송 로봇(CR)이, 당해 기판(9)을 기판 처리 장치(1)로부터 반출한다. 이상에서, 당해 기판(9)에 대한 일련의 처리가 종료한다.
<5. 효과>
상기의 실시 형태에 의하면, 가스 노즐(50d)이, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 배치된다. 이 구성에 의하면, 일주전에 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 공급되어, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액을, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스로 제거한 후에, 당해 위치에 처리액 노즐(0a, 50b, 50c)로부터 새로운 처리액을 공급할 수 있다. 따라서, 새롭게 공급된 처리액이, 표면 주연부(911) 상의 오래된 처리액과 충돌하여 튀는 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 표면 주연부(911)의 처리에 이용된 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것이 억제된다.
또한, 상기의 실시 형태에 의하면, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 처리액이 토출되는 위치보다도 내측(기판(9)의 중심측)의 위치에, 가스가 공급되게 된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 공급된 처리액을, 기판(9)의 중심측으로부터 단면(93)측을 향해서, 가스에 의해 제거할 수 있다. 이에 따라, 표면 주연부(911) 상의 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 약액을 토출하는 약액 노즐(50a, 50b)과, 린스액을 토출하는 린스액 노즐(50c)이, 일체적으로 지지된다. 이 구성에 의하면, 각 노즐(50a, 50b, 50c)을 따로따로 지지하는 경우에 비하여, 장치 구성을 간이화하여, 각 노즐(50a, 50b, 50c)의 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 약액이 토출되는 위치보다도 내측의 위치에, 린스액이 토출되게 된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 공급된 약액을, 기판(9)의 중심측으로부터 단면(93)측을 향해서, 린스액에 의해 흘러가게 할 수 있다. 따라서, 디바이스 영역(90)으로의 약액의 진입을 충분히 억제하면서, 약액을 충분히 씻어낼 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 산성의 약액을 토출하는 제1 약액 노즐(50a)과, 알칼리성의 약액을 토출하는 제2 약액 노즐(50b) 사이에, 린스액을 토출하는 린스액 노즐(50c)이 배치된다. 이 구성에 의하면, 예를 들면, 한쪽의 약액 노즐로부터 약액을 토출하고 있을 때에 발생하는 분위기가, 다른쪽의 약액 노즐 내에 잔류하는 약액과 반응하는 사태의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 기판(9)의 단면(93)으로부터 제1 약액 노즐(50a)의 목표 토출 위치(Qa)까지의 이격 거리와, 기판(9)의 단면(93)으로부터 제2 약액 노즐(50b)의 목표 토출 위치(Qb)까지의 이격 거리가 동일하다. 따라서, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 산성의 약액이 토출되는 위치에 알칼리성의 약액을 토출할 수 있다. 이 구성에 의하면, 각 약액을, 동일한 영역에 정확하게 작용시킬 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 노즐 본체부(501)의 내부에 형성되는 유로부가, 하방으로 감에 따라서 기판의 중심측으로부터 단면(93)측을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 토출구와 연통하는 경사 유로 부분(5042)을 구비한다. 이 구성에 의하면, 노즐(50)로부터 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서 토출된 유체를, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 기판(9)의 외측을 향해서 흐르게할 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서 처리액을 토출시킴과 더불어, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 배치되는 가스 노즐(50d)로부터 표면 주연부를 향해서 가스를 토출시킨다(단계 S208, 단계 S209). 이 구성에 의하면, 일주전에 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 공급되어, 기판(9)이 일주 회전되는 동안에 떨쳐지지 않은 오래된 처리액을, 가스 노즐(50d)로부터 토출되는 가스로 제거한 후에, 당해 위치에 처리액 노즐(0a, 50b, 50c)로부터 새로운 처리액을 공급할 수 있다. 따라서, 새롭게 공급된 처리액이, 표면 주연부(911) 상의 오래된 처리액과 충돌하여 튀는 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 표면 주연부(911)의 처리에 이용된 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것이 억제된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 처리액을, 기판(9)의 단면(93)측으로 보내어, 단면(93)으로부터 기판(9) 밖으로 떨쳐내는 처리(액 떨쳐냄 처리)가 행해진다. 이 구성에 의하면, 액 떨쳐냄 처리 후에 표면 주연부(911)에 공급되는 처리액(제2의 처리액)은, 액 떨쳐냄 처리 전에 표면 주연부(911)에 공급된 처리액(제1의 처리액)이 거의 잔존하지 않는 표면 주연부(911)를 향해서 토출되게 된다. 따라서, 토출된 처리액이 표면 주연부(911) 상의 처리액과 충돌하여 튀는 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것이 억제된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 액 떨쳐냄 처리가, 표면 주연부(911)를 향한 유체의 토출을 정지한 상태에서, 기판(9)을 회전시키는 공정과, 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 가스를 토출하는 공정을 구비한다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 제1의 처리액을, 단시간에 충분히 떨쳐낼 수 있다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 기판(9)의 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 커버 가스가 토출되므로, 디바이스 영역(90)이, 표면 주연부(911) 등에 공급된 처리액의 분위기 등으로부터 보호된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 의하면, 제1의 처리액의 토출이 정지된 후이며, 제2의 처리액의 토출이 개시되기 전에, 주연부용 토출 헤드(51)로부터의 유체의 토출을 정지한 상태에서 기판(9)이 정해진 시간만큼 회전된 후, 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서 가스가 토출된다. 이 구성에 의하면, 제2의 처리액은, 제1의 처리액이 거의 잔존하지 않는 표면 주연부(911)를 향해서 토출되게 된다. 따라서, 토출된 처리액이 표면 주연부(911) 상의 처리액과 충돌하여 튀는 사태가 발생하기 어렵다. 이에 따라, 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것이 억제된다.
<6. 액 떨쳐냄 처리의 변형예>
<6-1. 제1의 변형예에 관련된 액 떨쳐냄 처리>
상기의 실시 형태에 있어서, 액 떨쳐냄 처리(단계 S203, 단계 S205, 단계 S207, 단계 S210)가 개시되는 타이밍(즉, 액 끌어당김 공정이 개시되는 타이밍)에서, 스핀 베이스(21)의 회전 속도(즉, 기판(9)의 회전 속도)가 올려져도 된다. 구체적으로는, 액 떨쳐냄 처리가 개시되는 타이밍에서, 스핀 베이스(21)의 회전 속도가, 제1의 회전 속도로부터, 이보다 큰 제2의 회전 속도로 전환되어도 된다. 이 경우, 액 떨쳐냄 처리가 종료함과 동시에, 스핀 베이스(21)의 회전 속도가, 제2의 속도로부터 원래의 제1의 회전 속도로 전환된다.
즉, 이 변형예에서는, 액 떨쳐냄 처리에 있어서의 기판(9)의 회전 속도가, 당해 액 떨쳐냄 처리의 전후 처리(즉, 표면 주연부(911)를 향해서 처리액을 토출하는 처리)에 있어서의 기판(9)의 회전 속도보다도 크다.
이 변형예에 의하면, 액 떨쳐냄 처리에 있어서, 기판(9)이, 비교적 고속의 회전 속도로 회전되므로, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 제1의 처리액(단계 S203, 단계 S207, 및, 단계 S210의 경우는 린스액, 단계 S205의 경우는 SC-2)이, 신속하게 기판의 단면(93)측으로 끌어당겨져, 기판(9)으로부터 충분히 떨쳐진다. 따라서, 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 제1의 처리액을, 특히 단시간에 떨쳐낼 수 있다.
또한, 액 떨쳐냄 처리가 개시되는 타이밍에서, 스핀 베이스(21)의 회전 속도가, 제1의 회전 속도로부터, 이보다 큰 제2의 회전 속도로 전환된 후, 액 떨쳐냄 처리의 액 끌어당김 공정이 종료함과 동시에(즉, 불어날림 공정이 개시됨과 동시에), 스핀 베이스(21)의 회전 속도가, 제2의 회전 속도로부터 원래의 제1의 회전 속도로 전환되어도 된다. 이 경우, 액 끌어당김 공정에 있어서의 기판(9)의 회전 속도가, 당해 액 끌어당김 공정의 전후 처리에 있어서의 기판(9)의 회전 속도보다도 커지므로, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 제1의 처리액이, 신속하게 기판의 단면측으로 끌어당겨진다. 따라서, 이 구성에 있어서도, 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 제1의 처리액을 단시간에 떨쳐낼 수 있다.
<6-2. 제2의 변형예에 관련된 액 떨쳐냄 처리>
또한, 상기의 실시 형태 혹은 제1의 변형예에 있어서, 액 떨쳐냄 처리(단계 S203, 단계 S205, 단계 S207, 단계 S210)가 개시되는 타이밍(즉, 액 끌어당김 공정이 개시되는 타이밍)에서, 커버 가스 노즐(41)로부터의 커버 가스의 토출량이 증가되어도 된다. 구체적으로는, 액 떨쳐냄 처리가 개시되는 타이밍에서, 커버 가스의 토출량이, 제1의 토출량으로부터, 이보다 큰 제2의 토출량으로 전환되어도 된다. 이 경우, 액 떨쳐냄 처리가 종료함과 동시에, 커버 가스의 토출량이, 제2의 토출량으로부터 원래의 제1의 토출량으로 전환된다.
즉, 이 변형예에서는, 액 떨쳐냄 처리에 있어서의 커버 가스의 토출량이, 당해 액 떨쳐냄 처리의 전후 처리(즉, 표면 주연부(911)를 향한 처리액을 토출하는 처리)에 있어서의 커버 가스의 토출량보다도 크다.
이 변형예에 의하면, 액 떨쳐냄 처리에 있어서, 기판(9)의 표면(91)의 중앙 부근을 향해서, 비교적 다량의 커버 가스가 토출되므로, 액 떨쳐냄 처리에 있어서, 디바이스 영역(90)이 처리액의 분위기 등으로부터 충분히 보호된다. 또한, 커버 가스의 풍압으로 처리액이 충분히 기판의 단면측으로 당겨진다.
또한, 액 떨쳐냄 처리가 개시되는 타이밍에서, 커버 가스의 토출량이, 제1의 토출량으로부터, 이보다 큰 제2의 토출량으로 전환된 후, 액 떨쳐냄 처리의 액 끌어당김 공정이 종료함과 동시에, 커버 가스의 토출량이, 제2의 토출량으로부터 원래의 제1의 토출량으로 전환되어도 된다. 이 경우, 액 끌어당김 공정에 있어서의 커버 가스의 토출량이, 당해 액 끌어당김 공정의 전후 처리에 있어서의 커버 가스의 토출량보다도 커지므로, 액 끌어당김 공정이 행해지는 동안, 디바이스 영역(90)이 처리액의 분위기로부터 충분히 보호된다. 또한, 커버 가스의 풍압으로 처리액이 충분히 기판의 단면측으로 끌어당겨진다.
<7. 주연부용 토출 헤드의 변형예>
별도의 형태에 관련된 주연부용 토출 헤드(51a)에 대하여, 도 21을 참조하면서 설명한다. 도 21은, 주연부용 토출 헤드(51a)를 하측으로부터 본 도면이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기의 실시의 형태에 있어서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는, 설명을 생략함과 더불어, 동일한 부호를 붙여 표시한다.
<i. 전체 구성>
주연부용 토출 헤드(51a)는, 복수개(여기서는, 5개)의 노즐(50a, 50b, 50c, 50m, 50n)이, 지지부(500a)에 의해 일체적으로 지지된 구성을 구비한다. 주연부용 토출 헤드(51a)가 구비하는 1군의 노즐(50a, 50b, 50c, 50m, 50n)에는, 상기의 실시의 형태와 동일한 3개의 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)(구체적으로는, 산성의 약액을 토출하는 제1 약액 노즐(50a), 알칼리성의 약액을 토출하는 제2 약액 노즐(50b), 및, 린스액을 토출하는 린스액 노즐(50c))이 포함된다. 또한, 주연부용 토출 헤드(51a)가 구비하는 1군의 노즐(50a, 50b, 50c, 50m, 50n)에는, 표면 주연부(911)를 향해서 가스(여기서는, 질소 가스)와 스팀(특히 바람직하게는, 과열 스팀)을 토출하는 노즐(상자형 노즐)(50m)과, 표면 주연부(911)를 향해서 가스(여기서는, 질소 가스)를 토출하는 노즐(내측 가스 노즐)(50n)이 포함된다.
<ii. 상자형 노즐(50m)>
상자형 노즐(50m)에 대하여 설명한다. 상자형 노즐(50m)은, 직방체상의 외형을 나타내는 노즐 본체부(501m)를 구비한다. 노즐 본체부(501m)는, 그 하면(토출면)(502m)이 수평 자세가 되도록, 지지부(500a)에 지지되어 있다. 따라서, 주연부용 토출 헤드(51a)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 토출면(502m)이, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면(91)과 평행한 자세로, 표면 주연부(911)와 비접촉 상태로 근접한다.
토출면(502m)에는, 표면 주연부(911)에 따르는 호형상의 가상선(제1의 가상선)을 따라 배열된 복수의 가스 토출구(506)가 형성되어 있다. 또한, 토출면(502m)에는, 표면 주연부(911)에 따르는 호형상의 가상선(제2의 가상선)을 따라 배열된 복수의 스팀 토출구(507)가 형성되어 있다. 단, 복수의 가스 토출구(506)가 배열되는 제1의 가상선은, 복수의 스팀 토출구(507)가 배열되는 제2의 가상선보다도, 기판(9)의 내측(기판(9)의 중심측)에 있다. 즉, 복수의 가스 토출구(506)는, 복수의 스팀 토출구(507)보다도, 기판(9)의 내측에 배열된다.
노즐 본체부(501m)의 내부에는, 가스용의 유로부가 형성된다. 이 가스용 유로부의 하단은, 복수의 가스 토출구(506)와 연통해 있다. 또한, 가스용 유로부에는, 분기 배관(552e)의 분기후의 단부의 한쪽이 접속되어 있다. 분기 배관(552e)의 분기전의 단부는, 가스(예를 들면, 질소 가스)의 공급원(가스 공급원)(551e)과 접속되어 있다. 또한, 분기 배관(552e)의 도중에는, 개폐 밸브(553e)가 끼워져 삽입되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553e)가 개방되면, 분기 배관(552e)으로부터 공급된 가스가, 노즐 본체부(501m)의 내부의 가스용 유로부를 통하여, 복수의 가스 토출구(506)로부터 토출된다. 다만, 가스용 유로부에는, 상술한 노즐 본체부(501)(도 7)의 내부에 형성되는 유로부와 마찬가지로, 하방으로 감에 따라서 기판(9)의 내측(기판(9)의 중심측)으로부터 외측(단면(93)측)을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 가스 토출구(506)와 연통하는 경사 유로 부분이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 노즐 본체부(501m)의 내부에는, 스팀용 유로부가 형성된다. 이 스팀용 유로부의 하단은, 복수의 스팀 토출구(507)와 연통해 있다. 또한, 스팀용 유로부에는, 배관(552f)의 일단이 접속되어 있다. 배관(552f)의 타단은, 스팀의 공급원(스팀 공급원)(551f)과 접속되어 있다. 또한, 배관(552f)의 도중에는, 개폐 밸브(553f)가 끼워져 삽입되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553f)가 개방되면, 배관(552f)으로부터 공급된 스팀이, 노즐 본체부(501m) 내부의 스팀용 유로부를 통하여, 복수의 스팀 토출구(507)로부터 토출된다. 단, 스팀 토출구(507)로부터 토출되는 스팀은, 충분히 고온(예를 들면, 100℃ 이상 또한 130℃ 이하)으로 가열(과열)된 과열 스팀(과열 수증기)인 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 상술한 대로, 스팀 공급원(551f)을, 순수 등이 가열됨으로써 생성된 스팀(수증기)을 공급하는 공급원과, 이와 접속된 배관과, 당해 배관의 경로 도중에 끼워져 삽입된 히터를 포함하여 구성하면 좋다(모두 도시 생략). 또한, 스팀용 유로부에는, 상술한 노즐 본체부(501)의 내부에 형성되는 유로부와 마찬가지로, 하방으로 감에 따라서 기판(9)의 내측(기판(9)의 중심측)으로부터 외측(단면(93)측)을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 스팀 토출구(507)와 연통하는 경사 유로 부분이 형성되는 것이 바람직하다.
<iii. 내측 가스 노즐(50n)>
다음에, 내측 가스 노즐(50n)에 대하여 설명한다. 내측 가스 노즐(50n)은, 상방에서 보아, 표면 주연부(911)에 따르는 호형상으로 만곡한 외형을 나타내는 노즐 본체부(501n)를 구비한다. 노즐 본체부(501n)는, 그 하면(토출면)(502n)이 수평 자세가 되도록, 지지부(500a)에 지지되어 있다. 따라서, 주연부용 토출 헤드(51a)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 토출면(502n)이, 스핀 베이스(21) 상에 유지된 기판(9)의 표면(91)과 평행한 자세로, 표면 주연부(911)와 비접촉 상태로 근접한다.
토출면(502n)에는, 표면 주연부(911)에 따르는 호형상의 가상선을 따라 배열된 복수의 내측 가스 토출구(508)가 형성되어 있다.
노즐 본체부(501n)의 내부에는, 유로부가 형성된다. 이 유로부의 하단은, 복수의 내측 가스 토출구(508)와 연통해 있다. 또한, 이 유로부에는, 분기 배관(552e)의 분기후의 단부의 다른쪽이 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(553e)가 개방되면, 분기 배관(552e)으로부터 공급된 가스가, 노즐 본체부(501n) 내부의 유로부를 통하여, 복수의 내측 가스 토출구(508)로부터 토출된다. 단, 이 유로부에도, 상술한 노즐 본체부(501)의 내부에 형성되는 유로부와 마찬가지로, 하방으로 감에 따라서 기판(9)의 내측(기판(9)의 중심측)으로부터 외측(단면(93)측)을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에 있어서 내측 가스 토출구(508)와 연통하는 경사 유로 부분이 형성되는 것이 바람직하다.
<iv. 각 노즐의 배치>
3개의 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)과, 상자형 노즐(50m)과, 내측 가스 노즐(50n)을 일체적으로 지지하는 지지부(500a)는 아암(52)에 고정된다. 지지부(500a)는, 상방에서 보아, 표면 주연부(911)에 따르는 호형상으로 만곡한 부재이며, 3개의 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)과, 상자형 노즐(50m)과는, 호형상으로 만곡한 지지부(500a)의 연장 방향을 따라 배열되어 있다. 따라서, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 3개의 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)과, 상자형 노즐(50m)이, 기판(9)의 표면 주연부(911)를 따라 배열된 상태가 된다. 이 때, 기판(9)의 회전 방향(AR9)을 따라, 상류측에서, 상자형 노즐(50m), 제1 약액 노즐(50a), 린스액 노즐(50c), 제2 약액 노즐(50b)이 순서대로 배열되어 있다. 한편, 내측 가스 노즐(50n)은, 3개의 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도 기판(9)의 내측(기판(9)의 중심측)에 배치된다.
즉, 이 주연부용 토출 헤드(51a)에서는, 상자형 노즐(50m)이, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 배치된다. 따라서, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911) 내의 각 위치는, 먼저, 상자형 노즐(50m)의 하방을 통과한 후에, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 하방을 통과하게 된다. 이 구성에 의하면, 회전되는 기판(9)의 표면 주연부(911) 내의 각 위치에, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 새로운 처리액이 공급되는데 앞서, 당해 위치에 상자형 노즐(50m)로부터 가스, 혹은, 스팀, 혹은, 그 양쪽을 공급할 수 있다.
이 구성에 의하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 부착되어 있는 오래된 처리액을, 상자형 노즐(50m)로부터 토출되는 가스로 제거한 후에, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 새로운 처리액을 공급할 수 있으므로, 상술한 대로, 떨쳐지지 않은 오래된 처리액과 새롭게 공급된 처리액의 충돌에 기인하는 디바이스 영역(90)으로의 처리액의 진입을 억제할 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 항상 신선한 처리액을 기판(9)에 작용시켜, 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치에 일시적으로 다량의 처리액이 유지된다고 하는 상황을 회피하여, 처리액을 작용시키는 영역의 치수를 안정되게 할 수 있다.
또한, 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치를 스팀으로 가열한 직후에, 당해 위치에 약액 노즐(50a, 50b)로부터 새로운 약액을 공급할 수 있으므로, 표면 주연부(911)와 약액의 반응을 촉진시킬 수 있다(소위, 히트 어시스트). 그 결과, 약액 처리의 처리 시간을 단축할 수 있음과 더불어, 약액의 사용량을 억제할 수 있다.
또한, 주연부용 토출 헤드(51a)로부터의 스팀의 토출 타이밍은, 제어부(130)의 제어 하에서, 레시피 등에 따라서 규정된다. 예를 들면, 표면 주연부(911)에 대하여 SC-1에 의한 약액 처리가 행해지고 있는 동안(단계 S201), 주연부용 토출 헤드(51a)의 상자형 노즐(50m)로부터, 기판(9)의 표면 주연부(911)를 향해서, 스팀을 토출하는 구성으로 해도 된다. 이 때의 스팀의 토출 유량은, 바람직하게는, 2000(mL/min)이다. 단, 상자형 노즐(50m)로부터 스팀이 토출되는 동안은, 상자형 노즐(50m)로부터 가스도 토출되는 것도 바람직하다. 이 구성에 의하면, 기판(9)에 공급된 스팀의 일부가 기판(9) 상에서 응축하여 수적으로 된다고 해도, 당해 수적이, 상자형 노즐(50m)로부터 토출되는 가스에 의해 제거되므로, 디바이스 영역(90)으로의 수적의 부착을 회피할 수 있다.
<v. 목표 토출 위치>
다음에, 주연부용 토출 헤드(51a)가 구비하는 1군의 노즐(50a, 50b, 50c, 50m, 50n)의 각각의 목표 토출 위치에 대하여, 도 22, 도 23을 참조하면서 설명한다. 도 22는, 각 노즐(50a, 50b, 50c, 50m, 50n)의 목표 토출 위치의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 23은, 주연부용 토출 헤드(51a)를, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 하류측으로부터 본 도면이다. 단, 도 23에서는, 주연부용 토출 헤드(51)로부터 스팀과 가스가 토출되고 있는 상태가 나타나 있다.
주연부용 토출 헤드(51a)가 구비하는 1군의 노즐(50a, 50b, 50c, 50m, 50n)의 각각의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc, Qe1, Qe2, Qf)는, 기판(9)의 직경 방향으로 서로 벗어난 위치가 된다. 즉, 상자형 노즐(50m)의 가스의 목표 토출 위치(가스 토출구(506)로부터 토출되는 가스의 목표 토출 위치)(Qe1), 및, 내측 가스 노즐(50n)의 목표 토출 위치(Qe2)는, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측(중심측)이 된다. 또한, 내측 가스 노즐(50n)의 목표 토출 위치(Qe2)는, 상자형 노즐(50m)의 가스의 목표 토출 위치(Qe1)와, 직경 방향에 대해서 동일한 위치가 된다. 즉, 기판(9)의 단면(93)으로부터 내측 가스 노즐(50n)의 목표 토출 위치(Qe2)까지의 이격 거리와, 기판(9)의 단면(93)으로부터 상자형 노즐(50m)의 가스의 목표 토출 위치(Qe1)까지의 이격 거리가, 동일하다. 또한, 상자형 노즐(50m)의 스팀의 목표 토출 위치(스팀 토출구(507)로부터 토출되는 스팀의 목표 토출 위치)(Qf)는, 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)와, 직경 방향에 대하여 동일한 위치가 된다. 즉, 기판(9)의 단면(93)으로부터 목표 토출 위치(Qf)까지의 이격 거리와, 기판(9)의 단면(93)으로부터 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)까지의 이격 거리가 동일하다.
또한, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc)는, 상기의 실시의 형태와 동일하다. 즉, 린스액 노즐(50c)의 목표 토출 위치(Qc)는, 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측으로 되고, 제1 약액 노즐(50a)의 목표 토출 위치(Qa)와, 제2약액 노즐(50b)의 목표 토출 위치(Qb)는, 직경 방향에 대하여 동일한 위치가 된다.
이 주연부용 토출 헤드(51a)에서는, 상자형 노즐(50m)의 가스의 목표 토출 위치(Qe1)가, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측이 되므로, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 처리액이 토출되는 위치보다도 내측의 위치에, 가스가 공급되게 된다. 이 구성에 의하면, 상술한 대로, 표면 주연부(911)에 공급된 처리액을, 기판(9)의 내측으로부터 외측을 향해서, 가스에 의해 불어날려, 표면 주연부(911) 상의 처리액을 제거할 수 있다.
또한, 이 주연부용 토출 헤드(51a)에서는, 내측 가스 노즐(50n)의 목표 토출 위치(Qe2)가, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)의 목표 토출 위치(Qa, Qb, Qc)보다도, 기판(9)의 직경 방향 내측이 되므로, 표면 주연부(911) 상의 처리액이 디바이스 영역(90)에 진입하는 것을 억제할 수 있음과 더불어, 처리액이 작용하는 영역의 치수(예를 들면, 에칭폭)를 안정되게 하여, 그 제어 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 이 주연부용 토출 헤드(51a)에서는, 기판(9)의 단면(93)으로부터 상자형 노즐(50m)의 스팀의 목표 토출 위치(Qf)까지의 이격 거리와, 기판(9)의 단면(93)으로부터 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)까지의 이격 거리가 동일하다. 따라서, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 있어서, 처리액이 토출되는 위치와 동일한 위치에, 스팀을 토출할 수 있다. 이에 따라, 표면 주연부(911) 내의 각 위치와 그에 공급되는 약액의 반응을, 효과적으로 촉진시킬 수 있다.
<vi. 효과>
이 변형예에 관련된 주연부용 토출 헤드(51a)는, 스팀을 토출하는 상자형 노즐(50m)을 구비한다. 이 구성에 의하면, 상자형 노즐(50m)로부터 표면 주연부(911)를 향해서 스팀을 토출함으로써, 표면 주연부(911)를 가열할 수 있다.
또한, 이 변형예에 의하면, 상자형 노즐(50m)이, 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)보다도, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 배치된다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911) 내의 각 위치를, 상자형 노즐(50m)로부터 토출되는 스팀으로 가열한 후에, 당해 위치에 처리액 노즐(50a, 50b, 50c)로부터 처리액을 공급할 수 있다. 따라서, 표면 주연부(911)에 공급된 처리액과 기판의 반응을 촉진시킬 수 있다.
또한, 이 변형예에 의하면, 상자형 노즐(50m)로부터 스팀을 토출하는 목표 토출 위치(Qf)가, 약액 노즐(50a, 50b)의 목표 토출 위치(Qa, Qb)와 기판(9)의 직경 방향에 대하여 동일한 위치가 된다. 따라서, 표면 주연부(911)에 있어서의 약액이 토출되는 위치를, 스팀에 의해, 처리액이 공급되기 직전에 효율적으로 가열할 수 있다. 이 구성에 의하면, 표면 주연부(911)에 공급된 약액과 기판(9)의 반응을, 효과적으로 촉진시킬 수 있다.
<8. 그 외의 변형예>
상기의 실시 형태에 있어서는, SC-2에 의한 약액 처리(단계 S201), 및, DHF에 의한 약액 처리(단계 S208) 시에는, 기판(9)의 이면(92)에 대한 스팀의 공급(히트 어시스트)은 행해지지 않는다. 즉, 상기 실시의 형태에 있어서는, SC-2에 의한 약액 처리는, 에칭 처리가 아니고 세정 처리를 진행시키는 약액 처리이기 때문에, 히트 어시스트는 생략되어 있다. 또한, DHF는, 히트 어시스트없이도, 비교적 높은 에칭 레이트로 에칭이 진행되므로, DHF에 의한 약액 처리시에도 히트 어시스트는 생략되어 있다. 그러나, 처리 대상 등에 따라서는, SC-2에 의한 약액 처리, 혹은, DHF에 의한 약액 처리가 행해지는 동안, 기판(9)의 이면(92)에 대한 스팀의 공급이 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, SC-1에 의한 약액 처리(단계 S201),및, 그 후의 린스 처리(단계 S202), SC-2에 의한 약액 처리(단계 S204), 및, 그 후의 린스 처리(단계 S206)의 각 처리에 있어서는, 가스 노즐(50d)로부터 표면 주연부(911)로의 가스의 공급은 행해지지 않는다. SC-1 혹은 SC-2가 공급되면, 표면 주연부(911)는 친수성이 되므로, 여기에 공급된 처리액의 액막이, 기판의 회전에 의한 원심력만으로 비교적 안정적으로 주연부에 유지되는 바, 이러한 상태의 표면 주연부(911)에 가스가 공급되면, 반대로 액 튐을 발생시킬 우려가 있기 때문이다. 그러나, 처리 대상 등에 따라서는, 상기의 각 처리가 행해지는 동안, 표면 주연부(911)로의 가스의 공급이 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, SC-1에 의한 약액 처리후는, 액 떨쳐냄 처리는 행해지지 않는다. 상기의 실시의 형태에서는, SC-1에 의한 약액 처리에서, 기판(9)에 대한 에칭 처리가 실시되는 바, 에칭 처리후에, 액 떨쳐냄 처리를 행하지 않고 린스 처리를 행하고, 에칭에 제공된 약액을 신속하게 씻어냄으로써, 에칭 폭 및 에칭 깊이를 양호하게 제어할 수 있기 때문이다. 또한, SC-1이 공급되면 표면 주연부(911)는 친수성이 되므로, SC-1에 의한 약액 처리가 종료한 시점에서 표면 주연부(911)에 잔존해 있는 SC-1은, 표면 주연부(911) 상에 얇게 확산된 상태로 되어 있다. 이러한 상태의 표면 주연부(911)에, 다음 처리액인 린스액이 공급되어도 액 튐은 비교적 발생하기 어렵다. 즉, SC-1에 의한 약액 처리후의 액 떨쳐냄 처리가 생략되어도, 심각한 문제는 되기 어렵다. 단, 처리 대상 등에 따라서는, SC-1에 의한 약액 처리후가 행해진 후에, 액 떨쳐냄 처리가 행해져도 된다. 예를 들면, SC-1에 의한 약액 처리에서, 에칭 처리가 아니라 세정 처리(예를 들면, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 부착되어 있는 유기물 등을 제거하는 세정 처리)가 기판(9)에 실시되는 경우, SC-1에 의한 약액 처리후에, 액 떨쳐냄 처리를 행하는 것은 오히려 바람직하다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, DHF에 의한 약액 처리후도, 액 떨쳐냄 처리는 행해지지 않는다. 상기의 실시의 형태에서는, DHF에 의한 약액 처리에서, 기판(9)에 대한 에칭 처리가 실시되는 바, 상술한 대로, 에칭 처리후에, 액 떨쳐냄 처리를 행하지 않고 린스 처리를 행하여, 에칭에 제공된 약액을 신속하게 씻어냄으로써, 에칭 폭 및 에칭 깊이를 양호하게 제어할 수 있기 때문이다. 또한, DHF가 공급되면 표면 주연부(911)는 발수성이 되기 때문에, 표면 주연부(911)는 처리액이 잔존하기 어려운 상태가 된다. 또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, DHF에 의한 약액 처리가 행해지는 동안, 표면 주연부(911)에 대하여 가스 노즐(50d)로부터 가스가 공급되고 있으므로, 표면 주연부(911)에 공급된 불필요한 DHF의 대부분이, 기판(9)의 단면(93)으로부터 제거된다. 따라서, DHF에 의한 약액 처리가 완료한 시점에서(액 떨쳐냄 처리를 행할 것도 없이), 기판(9)의 표면 주연부(911)에, DHF가 거의 잔존하지 않는 상태로 되어 있다. 따라서, DHF에 의한 약액 처리 후에 액 떨쳐냄 처리를 행할 필요성은 특별히 없다. 단, 처리 대상 등에 따라서는, DHF에 의한 약액 처리후가 행해진 후에, 액 떨쳐냄 처리가 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, 표면 주연 처리(단계 S2) 및 이면 처리(단계 S4)의 각각에 있어서, 3종류의 약액(SC-1, SC-2, 및, DHF)을 이용한 약액 처리가, 린스 처리 등을 사이에 두고, 차례로 행해지고 있는데, 반드시 이들 3종류의 약액을 이용한 약액 처리를 행할 필요는 없다. 예를 들면, SC-1, SC-2, DHF, BDHF(버퍼드불산), HF(불산), 염산, 황산, 질산, 인산, 아세트산, 옥살산 혹은 암모니아 등의 수용액, 또는, 이들 혼합 용액 등에서 선택된 1이상의 약액을 이용하여, 표면 주연부(911) 혹은 이면(92)에 대한 약액 처리가 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 관련된 유체 공급부(55)는, 불산(예를 들면, 49%의 불산)을 공급하는 불산 공급원, 염산을 공급하는 염산 공급원, 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급원, 수산화 암모늄을 공급하는 수산화 암모늄 공급원, 순수를 공급하는 순수 공급원, 이산화탄소 가스를 공급하는 이산화탄소 가스 공급원, 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급원, 배관, 개폐 밸브, 및, 믹싱 밸브 등을 조합시켜 구성되어도 된다. 이 구성에 있어서는, 예를 들면, 불산 공급원으로부터의 불산과 순수 공급원으로부터의 순수가, 믹싱 밸브 내에 있어서 정해진 비율로 혼합됨으로써 DHF가 생성되고, 이것이 주연부용 토출 헤드(51)(구체적으로는, 제1약액 노즐(50a))에 공급된다. 또한, 염산 공급원으로부터의 염산과, 과산화수소 공급원으로부터의 과산화수소가, 믹싱 밸브 내에 있어서 정해진 비율로 혼합됨으로써 SC-2가 생성되고, 이것이 주연부용 토출 헤드(51)(구체적으로는, 제1 약액 노즐(50a))에 공급된다. 또한, 수산화 암모늄 공급원으로부터의 수산화 암모늄과, 과산화 수소 공급원으로부터의 과산화수소와, 순수 공급원으로부터의 순수가, 믹싱 밸브 내에 있어서 정해진 비율로 혼합됨으로써 SC-1이 생성되고, 이것이 주연부용 토출 헤드(51)(구체적으로는, 제2 약액 노즐(50b))에 공급된다. 또한, 순수 공급원으로부터의 순수에, 이산화탄소가 용융됨으로써 린스액이 생성되고, 이것이 주연부용 토출 헤드(51)(구체적으로는, 린스액 노즐(50c))에 공급된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, 가열 처리부(7)가, 스팀을 이용하여 기판(9)을 가열하는 구성으로 하고 있는데, 가열 처리부(7)는, 다른 가열원(예를 들면, 전열선 히터, 램프 히터, 등)을 이용하여 기판(9)을 가열해도 된다. 단, 스팀을 이용하여 기판(9)을 가열하는 양태는, 전열선 히터, 혹은, 램프 히터로 기판(9)을 가열하는 양태와 비교하여, 기판(9)을 국소적으로 단시간에 가열할 수 있기 (나아가서는, 양호한 스루풋을 실현할 수 있다) 때문에, 특히 바람직하다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, 액 떨쳐냄 처리에 있어서, 액 끌어당김 공정(단계 S2031)과 불어날림 공정(단계 S2032)이, 순차적으로 행해지는 것으로 했는데, 액 끌어들임 공정(단계 S2031)과 불어날림 공정(단계 S2032)은 병행하여 행해져도 된다.
또한, 액 떨쳐냄 처리를 행하는 타이밍은, 상기의 실시의 형태에 있어서 예시된 타이밍에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, SC-2에 의한 약액 처리 후의 액 떨쳐냄 처리가 생략되어도 되고, 각 린스 처리 후의 액 떨쳐냄 처리 중 적어도 1개가 생략되어도 된다. 또한, 상술한 대로, SC-1에 의한 약액 처리 후에 액 떨쳐냄 처리가 행해져도 되고, DHF에 의한 약액 처리 후에 액 떨쳐냄 처리가 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 관련된 주연부용 토출 헤드(51)에 있어서는, 린스 노즐(50c)에 대하여, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 제1 약액 노즐(50a)이, 하류측에 제2 약액 노즐(50b)이, 각각 배치되어 있는데, 린스 노즐(50c)에 대하여, 기판(9)의 회전 방향(AR9)의 상류측에 제2 약액 노즐(50b)이, 하류측에 제1 약액 노즐(50a)이, 각각 배치되어도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 주연부용 토출 헤드(51)의 적어도 일부분이, 가드 부재(60)의 내주벽(601)에 형성된 절결(605) 내에 수용된 상태로 되어 있는데, 주연부용 토출 헤드(51)가 처리 위치에 배치된 상태에 있어서, 주연부용 토출 헤드(51)의 적어도 일부분(구체적으로는, 예를 들면, 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 노즐(50)의 적어도 일부분)이, 예를 들면, 가드 부재(60)의 상면(604)으로부터 하면(602)에 관통하는 관통 구멍 내에 수용된 상태로 되어도 된다. 즉, 처리 위치에 배치되어 있는 주연부용 토출 헤드(51)가 구비하는 노즐(50)은, 가드 부재(60)의 일부를 사이에 두고, 컵(31)에 대하여 반대측에 배치되어도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, 기판 처리 장치(1)에 있어서, 기판(9)의 표면 주연부(911) 및 이면(92)에 대하여 처리가 실시되어 있는데, 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 표면 주연부(911)만, 혹은, 이면(92)만에 대하여 처리가 행해져도 된다. 또한, 기판 처리 장치(1)에 있어서, 표면 주연부(911) 및 이면(92)의 적어도 한쪽에 대하여, 에칭 처리, 세정 처리 이외의 처리(예를 들면, 성막 처리)가 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서는, 기판 처리 장치(1)에 있어서, 기판(9)의 표면 주연부(911)에 대한 처리가 행해진 후에, 이면(92)에 대한 처리가 행해지고 있는데, 표면 주연부(911)에 대한 처리와 이면(92)에 대한 처리가 병행되어 행해져도 된다.
또한, 상기의 실시의 형태에 있어서, 기판(9)은, 반도체 웨이퍼인 것으로 했는데, 기판(9)은, 액정 표시 장치용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 유리 기판, 태양 전지용 기판 등이어도 된다.
이상과 같이, 본 발명은 상세하게 나타나 기술되었지만, 상기의 기술은 모든 양태에 있어서 예시이며 한정적이지 않다. 따라서, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에 있어서, 실시의 형태를 적절히 변형, 생략하는 것이 가능하다.
100: 기판 처리 시스템 130: 제어부
1: 기판 처리 장치 2: 스핀 척
21: 스핀 베이스 25: 유지 부재
3: 비산 방지부 31: 컵
32: 컵 구동 기구 4: 표면 보호부
41: 커버 가스 노즐 45: 커버 가스 공급부
5: 주연 처리부 51: 주연부용 토출 헤드
55: 주연부용 유체 공급부 50: 노즐
50a: 제1 약액 노즐 50b: 제2 약액 노즐
50c: 린스액 노즐 50d: 가스 노즐
50m: 상자형 노즐 50n: 내측 가스 노즐
501: 노즐 본체부 502: 토출면
503: 도입 유로부 504: 토출 유로부
5041: 연직 유로 부분 5042: 경사 유로 부분
505: 토출구 506: 가스 토출구
507: 스팀 토출구 508: 내측 가스 토출구
6: 액 튐 억제부 60: 가드 부재
601: 가드 부재의 내주벽 602: 가드 부재의 하면
603: 가드 부재의 외주벽 604: 가드 부재의 상면
605: 절결 61, 62: 반원호 부재
63: 반원호 부재 구동부 7: 가열 처리부
71: 스팀 노즐 72: 스팀 공급부
8: 이면 처리부 81: 공급관
82: 이면측 토출구 83: 이면용 처리액 공급부
9: 기판 90: 디바이스 영역
91: 기판의 표면 911: 기판의 표면 주연부
92: 기판의 이면 93: 기판의 단면
Qa, Qb, Qc, Qd, Qe1, Qe2, Qf: 목표 토출 위치

Claims (9)

  1. 기판을 수평 자세로 유지하면서, 상기 기판을, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드를 구비하고,
    상기 주연부용 토출 헤드가,
    복수의 노즐과,
    상기 복수의 노즐을 일체적으로 지지하는 지지부를 구비하고,
    상기 복수의 노즐에,
    상기 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐과,
    상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐이 포함되고,
    상기 가스 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되고,
    상기 지지부는, 상기 표면 주연부를 따라 연장하고, 상기 복수의 노즐은, 상기 지지부가 연장하는 방향을 따라 배열되고,
    상기 지지부는, 상기 표면 주연부를 따라 원호 형상으로 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주연부용 토출 헤드가, 상기 처리액 노즐을 복수 구비하고,
    상기 복수의 처리액 노즐에, 약액을 토출하는 약액 노즐과, 린스액을 토출하는 린스액 노즐이 포함되고,
    상기 복수의 노즐의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 상기 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고,
    상기 린스액 노즐의 목표 토출 위치가, 상기 약액 노즐의 목표 토출 위치보다도, 기판의 중심측인, 기판 처리 장치.
  3. 기판을 수평 자세로 유지하면서, 상기 기판을, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드를 구비하고,
    상기 주연부용 토출 헤드가,
    복수의 노즐과,
    상기 복수의 노즐을 일체적으로 지지하는 지지부를 구비하고,
    상기 복수의 노즐에,
    상기 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐과,
    상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐이 포함되고,
    상기 가스 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되고,
    상기 주연부용 토출 헤드가, 상기 처리액 노즐을 복수 구비하고,
    상기 복수의 처리액 노즐에,
    약액을 토출하는 약액 노즐과,
    린스액을 토출하는 린스액 노즐이 포함되고,
    상기 주연부용 토출 헤드가, 상기 약액 노즐을 복수 구비하고,
    상기 복수의 약액 노즐에,
    산성의 약액을 토출하는 제1 약액 노즐과,
    알칼리성의 약액을 토출하는 제2 약액 노즐이 포함되고,
    상기 제1 약액 노즐과 상기 제2 약액 노즐 사이에, 상기 린스액 노즐이 배치되는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 노즐의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 상기 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고,
    기판의 단면으로부터 상기 제1 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리와, 기판의 단면으로부터 상기 제2 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리가 동일한, 기판 처리 장치.
  5. 기판을 수평 자세로 유지하면서, 상기 기판을, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드를 구비하고,
    상기 주연부용 토출 헤드가,
    복수의 노즐과,
    상기 복수의 노즐을 일체적으로 지지하는 지지부를 구비하고,
    상기 복수의 노즐에,
    상기 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐과,
    상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐이 포함되고,
    상기 가스 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되고,
    상기 복수의 노즐에,
    상기 표면 주연부를 향해서, 스팀을 토출하는 스팀 노즐이 포함되고,
    상기 스팀 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 처리액 노즐에, 약액을 토출하는 약액 노즐이 포함되고,
    상기 복수의 노즐의 각각으로부터 유체가 토출되어 기판 상에 도달하는 위치를, 상기 노즐의 목표 토출 위치로 부르기로 하고,
    기판의 단면으로부터 상기 스팀 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리와, 기판의 단면으로부터 상기 약액 노즐의 목표 토출 위치까지의 이격 거리가 동일한, 기판 처리 장치.
  7. 기판을 수평 자세로 유지하면서, 상기 기판을, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드를 구비하고,
    상기 주연부용 토출 헤드가,
    복수의 노즐과,
    상기 복수의 노즐을 일체적으로 지지하는 지지부를 구비하고,
    상기 복수의 노즐에,
    상기 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐과,
    상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐이 포함되고,
    상기 가스 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되고,
    상기 노즐이,
    하면이 수평 자세가 되도록 상기 지지부에 지지된 노즐 본체부와,
    상기 노즐 본체부의 상기 하면에 개구한 토출구와,
    상기 노즐 본체부의 내부에 형성되어, 하단에서 상기 토출구와 연통하는 유로부를 구비하고,
    상기 유로부가,
    하방으로 감에 따라서 상기 기판의 중심측으로부터 단면측을 향하는 비스듬한 하향으로 연장되고, 하단에서 상기 토출구와 연통하는 경사 유로 부분을 구비하는 기판 처리 장치.
  8. 기판을 수평 자세로 유지하면서, 상기 기판을, 그 면내의 중심을 통과하는 연직 회전축의 둘레로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되는 기판의 표면 주연부를 향해서, 유체를 토출하는 주연부용 토출 헤드를 구비하고,
    상기 주연부용 토출 헤드가,
    복수의 노즐과,
    상기 복수의 노즐을 일체적으로 지지하는 지지부를 구비하고,
    상기 복수의 노즐에,
    상기 표면 주연부를 향해서, 처리액을 토출하는 처리액 노즐과,
    상기 표면 주연부를 향해서, 가스를 토출하는 가스 노즐이 포함되고,
    상기 가스 노즐이, 상기 처리액 노즐보다도, 상기 기판의 회전 방향의 상류측에 배치되고,
    상기 지지부는, 상기 표면 주연부를 따라 원호 형상으로 연장하고, 상기 복수의 노즐은, 상기 지지부가 연장하는 방향을 따라 배열되고,
    상기 기판 유지부 및 상기 주연부용 토출 헤드를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부가,
    상기 기판 유지부에 상기 기판을 회전시키면서,
    상기 처리액 노즐로부터 상기 회전되는 기판의 표면 주연부를 향해서 처리액을 토출시킴과 더불어, 상기 가스 노즐로부터 상기 표면 주연부를 향해서 가스를 토출시키고,
    상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액이 희불산인, 기판 처리 장치.
  9. 삭제
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