KR102393130B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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유키후미 요시다
다이 우에다
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 용질 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면을 향해서 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급함으로써 상기 박리액 형성액을 상기 처리막에 접촉시켜 박리액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 박리액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에 상기 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 씻어내어 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
관련 출원의 상호 참조
이 출원은, 2018년 12월 14일 제출된 일본 특허출원 2018-234733호에 기초하는 우선권을 주장하고 있으며, 이들 출원의 전체 내용은 여기에 인용에 의해 도입되는 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, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 기판에 부착된 각종 오염물, 전(前)공정에서 사용한 처리액이나 레지스트 등의 잔류물, 혹은 각종 파티클 등 (이하 「제거 대상물」 이라고 총칭하는 경우가 있다.) 을 제거하기 위해서, 세정 공정이 실시된다.
세정 공정에서는, 탈이온수 (DIW : Deionized Water) 등의 세정액을 기판에 공급함으로써, 제거 대상물을 세정액의 물리적 작용에 의해 제거하거나, 제거 대상물과 화학적으로 반응하는 약액을 기판에 공급함으로써, 당해 제거 대상물을 화학적으로 제거하거나 하는 것이 일반적이다.
그러나, 기판 상에 형성되는 요철 패턴의 미세화 및 복잡화가 진행되고 있다. 그 때문에, 요철 패턴의 손상을 억제하면서 제거 대상물을 세정액 또는 약액에 의해 제거하는 것이 용이하지 않게 되고 있다.
그래서, 기판의 상면에, 용질 및 휘발성을 갖는 용매를 포함하는 처리액을 공급하고, 당해 처리액을 고화 또는 경화시킨 처리막을 형성한 후에, 당해 처리막을 용해하여 제거하는 수법이 제안되어 있다 (미국 특허출원 공개 제2014/041685호 명세서 및 미국 특허출원 공개 제2015/128994호 명세서를 참조).
이 수법에서는, 처리액이 고화 또는 경화하여 처리막이 형성될 때에, 제거 대상물이 기판으로부터 떼어 놓아진다. 그리고, 떼어 놓아진 제거 대상물이 처리막 중에 유지된다.
이어서, 기판의 상면에 용해 처리액이 공급된다. 이에 따라, 처리막이 기판 상에서 용해되어 제거되므로, 제거 대상물이, 처리막의 용해물과 함께 기판의 상면으로부터 제거된다 (미국 특허출원 공개 제2014/041685호 명세서를 참조).
혹은, 기판의 상면에 박리 처리액이 공급되는 경우도 있다. 이에 따라, 처리막이 기판의 상면으로부터 박리된다. 이어서 용해 처리액이 공급됨으로써, 처리막이 기판 상에서 용해된다 (미국 특허출원 공개 제2015/128994호 명세서를 참조).
그런데, 미국 특허출원 공개 제2014/041685호 명세서의 방법이나 미국 특허출원 공개 제2015/128994호 명세서의 방법에서는, 모두, 처리막이 기판 상에서 용해된다. 그 때문에, 기판 상에 있어서 처리막으로부터 제거 대상물이 탈락하고, 그 탈락한 제거 대상물이 기판에 재부착될 우려가 있다. 따라서, 기판 상으로부터 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 없을 우려가 있다. 따라서, 처리막에 제거 대상물을 유지시킨 상태에서 기판 상으로부터 처리막을 제거하는 수법이 요구되고 있다.
그러나, 처리막에 제거 대상물을 유지시킨 상태에서 처리막을 기판의 표면으로부터 박리하여 제거할 수 있는 박리액은 비교적 고가이다. 기판의 상면을 향해서 박리액을 공급한 경우, 박리액을 다량으로 소비하게 되기 때문에, 비용이 증대할 우려가 있다.
그래서, 이 발명의 하나의 목적은, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시형태는, 용질 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면에 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급함으로써 상기 박리액 형성액을 상기 처리막에 접촉시켜 박리액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 박리액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에 상기 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에 공급된 박리액 형성액과 처리막을 접촉시킴으로써, 처리막을 기판의 표면으로부터 박리하는 박리액이 기판 상에서 형성된다. 기판 상에서 자발적으로 형성된 박리액에 의해, 제거 대상물을 유지한 상태의 처리막이 기판의 표면으로부터 박리된다. 그리고, 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 처리막에 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 처리막을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 요컨대, 기판의 표면을 향해서 박리액을 공급하지 않고 박리액 형성액을 공급하는 것만으로, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 박리액을 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 용질이, 박리액 형성 물질을 갖는다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정이, 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 갖는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 박리 공정이, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 용해시킴으로써 상기 박리액을 형성하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 처리막 중의 고체 상태의 박리액 형성 물질을 박리액 형성액에 용해시킴으로써, 박리액이 형성된다. 그 때문에, 처리막의 근방의 박리액 형성액에 박리액 형성 물질을 용해시켜, 처리막의 근방에 박리액을 형성할 수 있다. 따라서, 박리액 형성액에 용출한 박리액 형성 물질이 박리액 형성액 전체에 균일하게 확산되기 전의, 박리액 형성 물질의 농도가 비교적 높은 박리액을, 처리막에 작용시킬 수 있다. 이에 따라, 처리막을 효율적으로 박리할 수 있고, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
박리액의 형성에 필요한 박리액 형성 물질도, 박리액과 마찬가지로 비교적 고가이다. 그리고, 처리막의 형성에 필요한 양의 처리액을 기판에 공급하는 데에 필요한 시간은, 처리막을 박리하여 기판 상으로부터 제거하기 위해서 필요한 시간보다 짧다. 그래서, 이 방법에서는, 처리막을 형성하기 위해서 박리액 형성 물질을 포함하는 처리액이 기판에 공급되고, 처리막의 박리 및 제거를 위해서 박리액 형성 물질을 포함하지 않는 박리액 형성액이 기판에 공급된다. 그 때문에, 처리막을 형성하기 위해서 박리액 형성 물질을 포함하지 않는 처리액이 기판에 공급되고, 처리막의 박리 및 제거를 위해서 박리액 (박리액 형성 물질이 용해된 박리액 형성액) 이 기판에 공급되는 방법과 비교하여, 기판에 대한 박리액 형성 물질의 공급 시간 (소비량) 을 저감할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제할 수 있다.
결과적으로, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 박리액이, 알칼리성 액체이다. 알칼리성 액체는, 처리막을 효율적으로 박리할 수 있는 한편, 비교적 고가이다. 그래서, 박리액 형성액과 처리막의 접촉에 의해 알칼리성 액체를 형성하는 방법이면, 알칼리성 액체를 기판 상에서 자발적으로 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 기판의 표면을 향해서 알칼리성 액체를 공급하지 않고 박리액 형성액을 공급하는 것만으로, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 알칼리성 액체를 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 알칼리성 액체의 소비량을 저감할 수 있으므로, 비용의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 박리액 형성액이, 순수이다. 그 때문에, 박리액 형성액으로서 비교적 저렴한 순수를 사용하여, 처리막을 기판의 표면으로부터 박리하여 제거할 수 있다. 이에 따라, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 박리 공정이, 상기 박리액 형성액이 상기 기판의 표면에 공급됨으로써, 상기 처리막을 부분적으로 용해시켜 상기 처리막에 관통공을 형성하는 관통공 형성 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급함으로써, 처리막이 부분적으로 용해되어 처리막에 관통공이 형성된다. 처리막에 관통공이 형성됨으로써, 박리액이 기판의 표면 부근에 도달하기 쉬워진다. 그 때문에, 처리막과 기판의 계면에 박리액을 작용시켜, 처리막을 기판의 표면으로부터 효율적으로 박리할 수 있다. 그 한편, 처리막의 일부는, 관통공의 형성을 위해서 용해되기는 하지만, 나머지 부분은, 고체 상태, 즉 제거 대상물을 유지한 상태로 유지된다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖는다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정이, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 관통공 형성 공정이, 상기 기판 상에서 형성된 상기 박리액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공을 형성하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액이 처리막 중의 고체 상태의 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 처리막에 관통공을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 중의 저용해성 물질은, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 고체 상태의 저용해성 물질로 제거 대상물을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 물질과 기판의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 박리액 형성액에 대한 상기 저용해성 물질의 용해성이, 상기 박리액 형성액에 대한 상기 고용해성 물질의 용해성보다 낮다. 그리고, 상기 관통공 형성 공정이, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공을 형성하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액 형성액에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액 형성액이 처리막 중의 고체 상태의 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 처리막에 관통공을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 중의 고체 상태의 저용해성 물질은, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 고체 상태의 저용해성 물질로 제거 대상물을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 물질과 기판의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액 형성액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖는다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정이, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 관통공 형성 공정이, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공을 형성하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액 형성액에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액 형성액이 처리막 중의 고체 상태의 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 처리막에 관통공을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 중의 저용해성 물질은, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 고체 상태의 저용해성 물질로 제거 대상물을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 물질과 기판의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태는, 알칼리 성분을 포함하는 용질, 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면을 향해서 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하고, 상기 알칼리 성분을 함유하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 순수를 공급하여 상기 순수를 상기 처리막에 접촉시킴으로써, 상기 처리막으로부터 상기 알칼리 성분을 상기 순수에 용출시켜 알칼리성 수용액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 알칼리성 수용액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에 상기 순수의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 씻어내어 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에 공급된 순수와 처리막을 접촉시킴으로써, 처리막으로부터 알칼리 성분이 순수에 용출하여 알칼리성 수용액이 기판 상에서 형성 (조제) 된다. 기판 상에서 자발적으로 형성된 알칼리성 수용액에 의해, 제거 대상물을 유지한 상태의 처리막이 기판의 표면으로부터 박리된다. 그리고, 순수의 공급을 계속함으로써, 처리막에 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 처리막을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 요컨대, 기판의 표면을 향해서 알칼리성 수용액을 공급하지 않고 순수를 공급하는 것만으로, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 알칼리성 수용액을 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 용질 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 처리액을 고화 또는 경화시키는 고체 형성 유닛과, 상기 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급하는 박리액 형성액 공급 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 고체 형성 유닛 및 상기 박리액 형성액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 컨트롤러는, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 상기 고체 형성 유닛에 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 상기 박리액 형성액 공급 유닛으로부터 상기 박리액 형성액을 공급함으로써 상기 박리액 형성액을 상기 처리막에 접촉시켜 박리액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 박리액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에, 상기 박리액 형성액 공급 유닛으로부터의 상기 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 기판의 표면에 공급된 박리액 형성액과 처리막을 접촉시킴으로써, 처리막을 기판의 표면으로부터 박리하는 박리액이 기판 상에서 형성된다. 기판 상에서 자발적으로 형성된 박리액에 의해, 제거 대상물을 유지한 상태의 처리막이 기판의 표면으로부터 박리된다. 그리고, 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 처리막에 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 처리막을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 요컨대, 기판의 표면을 향해서 박리액을 공급하지 않고 박리액 형성액을 공급하는 것만으로, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 박리액을 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 용질이, 박리액 형성 물질을 갖는다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정에 있어서, 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 갖는 상기 처리막이 형성된다. 그리고, 상기 박리 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 용해시킴으로써 상기 박리액이 형성된다.
이 구성에 의하면, 처리막 중의 고체 상태의 박리액 형성 물질을 박리액 형성액에 용해시킴으로써, 박리액이 형성된다. 그 때문에, 처리막의 근방의 박리액 형성액에 박리액 형성 물질을 용해시켜, 처리막의 근방에 박리액을 형성할 수 있다. 따라서, 박리액 형성액에 용출한 박리액 형성 물질이 박리액 형성액 전체에 균일하게 확산되기 전의, 박리액 형성 물질의 농도가 비교적 높은 박리액을, 처리막에 작용시킬 수 있다. 이에 따라, 처리막을 효율적으로 박리할 수 있고, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
박리액의 형성에 필요한 박리액 형성 물질도, 박리액과 마찬가지로 비교적 고가이다. 그리고, 처리막의 형성에 필요한 양의 처리액을 기판에 공급하는 데에 필요한 시간은, 처리막을 박리하여 기판 상으로부터 제거하기 위해서 필요한 시간보다 짧다. 그래서, 이 구성에서는, 처리막을 형성하기 위해서 박리액 형성 물질을 포함하는 처리액이 기판에 공급되고, 처리막의 박리 및 제거를 위해서 박리액 형성 물질을 포함하지 않는 박리액 형성액이 기판에 공급된다. 그 때문에, 처리막을 형성하기 위해서 박리액 형성 물질을 포함하지 않는 처리액이 기판에 공급되고, 처리막의 박리 및 제거를 위해서 박리액 (박리액 형성 물질이 용해된 박리액 형성액) 이 기판에 공급되는 구성과 비교하여, 박리액 형성 물질의 공급 시간 (소비량) 을 저감할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제할 수 있다.
결과적으로, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 상기 박리액이, 알칼리성 액체이다. 알칼리성 액체는, 처리막을 효율적으로 박리할 수 있는 한편, 비교적 고가이다. 그래서, 박리액 형성액과 처리막의 접촉에 의해 알칼리성 액체를 형성하는 구성이면, 알칼리성 액체를 기판 상에서 자발적으로 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 기판의 표면을 향해서 알칼리성 액체를 공급하지 않고 박리액 형성액을 공급하는 것만으로, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 알칼리성 액체를 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 알칼리성 액체의 소비량을 저감할 수 있으므로, 비용의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 박리액 형성액 공급 유닛이, 상기 박리액 형성액으로서 순수를 상기 기판의 표면에 공급한다. 그 때문에, 박리액 형성액으로서 비교적 저렴한 순수를 사용하여, 처리막을 기판의 표면으로부터 박리하여 제거할 수 있다. 이에 따라, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 박리 공정에 있어서, 상기 박리액 형성액이 상기 기판의 표면에 공급됨으로써, 상기 처리막이 부분적으로 용해되어 상기 처리막에 관통공이 형성된다.
이 구성에 의하면, 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급함으로써, 처리막이 부분적으로 용해되어 처리막에 관통공이 형성된다. 처리막에 관통공이 형성됨으로써, 박리액이 기판의 표면 부근에 도달하기 쉬워진다. 그 때문에, 처리막과 기판의 계면에 박리액을 작용시켜, 처리막을 기판의 표면으로부터 효율적으로 박리할 수 있다. 그 한편, 처리막의 일부는, 관통공의 형성을 위해서 용해되기는 하지만, 나머지 부분은, 고체 상태, 즉 제거 대상물을 유지한 상태로 유지된다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖는다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정에 있어서, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막이 형성된다. 그리고, 상기 박리 공정에 있어서, 상기 기판 상에서 형성된 상기 박리액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공이 형성된다.
이 구성에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액이 처리막 중의 고체 상태의 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 처리막에 관통공을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 중의 저용해성 물질은, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 고체 상태의 저용해성 물질로 제거 대상물을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 물질과 기판의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 박리액 형성액에 대한 상기 저용해성 물질의 용해성이, 상기 박리액 형성액에 대한 상기 고용해성 물질의 용해성보다 낮다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써 상기 처리막에 상기 관통공이 형성된다.
이 구성에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액 형성액에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액 형성액이 처리막 중의 고체 상태의 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 처리막에 관통공을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 중의 고체 상태의 저용해성 물질은, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 고체 상태의 저용해성 물질로 제거 대상물을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 물질과 기판의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액 형성액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖는다. 그리고, 상기 처리막 형성 공정에 있어서, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막이 형성된다. 그리고, 상기 박리 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공이 형성된다.
이 구성에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액 형성액에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액 형성액이 처리막 중의 고체 상태의 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 처리막에 관통공을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 중의 저용해성 물질은, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 고체 상태의 저용해성 물질로 제거 대상물을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 물질과 기판의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 박리하고, 처리막과 함께 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 알칼리 성분을 포함하는 용질, 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 처리액을 고화 또는 경화시키는 고체 형성 유닛과, 상기 기판의 표면에 순수를 공급하는 순수 공급 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 고체 형성 유닛 및 상기 순수 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 컨트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 상기 고체 형성 유닛에 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하고, 상기 알칼리 성분을 함유하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 상기 순수 공급 유닛으로부터 상기 순수를 공급하여 상기 순수를 상기 처리막에 접촉시킴으로써, 상기 처리막으로부터 상기 알칼리 성분을 상기 순수에 용출시켜 알칼리성 수용액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 알칼리성 수용액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에, 상기 순수 공급 유닛으로부터의 상기 순수의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 기판의 표면에 공급된 순수와 처리막을 접촉시킴으로써, 처리막으로부터 알칼리 성분이 순수에 용출하여 알칼리성 수용액이 기판 상에서 형성 (조제) 된다. 기판 상에서 자발적으로 형성된 알칼리성 수용액에 의해, 제거 대상물을 유지한 상태의 처리막이 기판의 표면으로부터 박리된다. 그리고, 순수의 공급을 계속함으로써, 처리막에 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 처리막을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 요컨대, 기판의 표면을 향해서 알칼리성 수용액을 공급하지 않고 순수를 공급하는 것만으로, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 알칼리성 수용액을 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 이 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 레이아웃을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 는, 상기 기판 처리의 처리액 공급 공정 (스텝 S5) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5b 는, 상기 기판 처리의 박막화 공정 (스텝 S6) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5c 는, 상기 기판 처리의 가열 공정 (스텝 S7) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5d 는, 상기 기판 처리의 박리 제거 공정 (스텝 S8) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5e 는, 상기 기판 처리의 제 2 린스 공정 (스텝 S9) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5f 는, 상기 기판 처리의 제 2 유기 용제 공급 공정 (스텝 S10) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5g 는, 상기 기판 처리의 스핀 드라이 공정 (스텝 S11) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6a 는, 상기 가열 공정 (스텝 S7) 후의 기판 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 6b 는, 상기 박리 제거 공정 (스텝 S8) 실행 중의 기판 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 6c 는, 상기 박리 제거 공정 (스텝 S8) 실행 중의 기판 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 6d 는, 상기 박리 제거 공정 (스텝 S8) 실행 중의 기판 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 7 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
본 명세서에 있어서, 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 단수형은 복수형을 포함하고, 「1 개의」 나 「그」 는 「적어도 1 개」 를 의미한다. 본 명세서에 있어서, 특별히 언급되지 않는 한, 어느 개념의 요소는 복수 종에 의해 발현되는 것이 가능하고, 그 양 (예를 들어 질량％ 나 몰％) 이 기재된 경우, 그 양은 그들 복수 종의 합을 의미한다.
「및/또는」 은, 요소의 모든 조합을 포함하고, 또 단체로의 사용도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 「∼」 또는 「-」 를 사용하여 수치 범위를 나타낸 경우, 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이들은 양방의 단점 (端點) 을 포함하고, 단위는 공통된다. 예를 들어, 5 ∼ 25 몰％ 는, 5 몰％ 이상 25 몰％ 이하를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 「Cx∼y」, 「Cx ∼ Cy」 및 「Cx」 등의 기재는, 분자 또는 치환기 중의 탄소의 수를 의미한다. 예를 들어, C1∼6 알킬은, 1 이상 6 이하의 탄소를 갖는 알킬 사슬 (메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 등) 을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 폴리머가 복수 종류의 반복 단위를 갖는 경우, 이들 반복 단위는 공중합한다. 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이들 공중합은, 교호 공중합, 랜덤 공중합, 블록 공중합, 그래프트 공중합, 또는 이들의 혼재 중 어느 것이어도 된다. 폴리머나 수지를 구조식으로 나타낼 때, 괄호에 병기되는 n 이나 m 등은 반복수를 나타낸다.
＜제 1 실시형태＞
도 1 은, 이 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 레이아웃을 나타내는 모식적인 평면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 을 한 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은, 원판상의 기판이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 을 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 으로 처리되는 복수 매의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 컨트롤러 (3) 를 포함한다.
반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 반송 로봇 (CR) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 갖고 있다. 상세하게는 후술하지만, 처리 유닛 (2) 내에서 기판 (W) 에 공급되는 처리 유체에는, 약액, 린스액, 처리액, 박리액 형성액, 열매 (熱媒), 불활성 가스 등이 포함된다.
각 처리 유닛 (2) 은, 챔버 (4) 와, 챔버 (4) 내에 배치된 처리 컵 (7) 을 구비하고 있고, 처리 컵 (7) 내에서 기판 (W) 에 대한 처리를 실행한다. 챔버 (4) 에는, 반송 로봇 (CR) 에 의해, 기판 (W) 을 반입하거나 기판 (W) 을 반출하거나 하기 위한 출입구 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다. 챔버 (4) 에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (도시하지 않음) 이 구비되어 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 과, 대향 부재 (6) 와, 처리 컵 (7) 과, 제 1 이동 노즐 (8) 과, 제 2 이동 노즐 (9) 과, 제 3 이동 노즐 (10) 과, 중앙 노즐 (11) 과, 하면 노즐 (12) 을 포함한다.
스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서, 기판 (W) 의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선 (A1) (연직축선) 둘레로 기판 (W) 을 회전시킨다. 스핀 척 (5) 은, 복수의 척 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 와, 회전축 (22) 과, 스핀 모터 (23) 를 포함한다.
스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따른 원판 형상을 갖고 있다. 스핀 베이스 (21) 의 상면에는, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 파지하는 복수의 척 핀 (20) 이, 스핀 베이스 (21) 의 둘레 방향으로 간격을 띄우고 배치되어 있다. 스핀 베이스 (21) 및 복수의 척 핀 (20) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛을 구성하고 있다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다.
회전축 (22) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (22) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합되어 있다. 스핀 모터 (23) 는, 회전축 (22) 에 회전력을 부여한다. 스핀 모터 (23) 에 의해 회전축 (22) 이 회전됨으로써, 스핀 베이스 (21) 가 회전된다. 이에 따라, 기판 (W) 이 회전축선 (A1) 의 둘레로 회전된다. 스핀 모터 (23) 는, 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 기판 회전 유닛의 일례이다.
대향 부재 (6) 는, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 에 상방으로부터 대향한다. 대향 부재 (6) 는, 기판 (W) 과 거의 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상으로 형성되어 있다. 대향 부재 (6) 는, 기판 (W) 의 상면 (상측의 표면) 에 대향하는 대향면 (6a) 을 갖는다. 대향면 (6a) 은, 스핀 척 (5) 보다 상방에서 거의 수평면을 따라 배치되어 있다.
대향 부재 (6) 에 있어서 대향면 (6a) 과는 반대측에는, 중공축 (60) 이 고정되어 있다. 대향 부재 (6) 에 있어서 평면에서 보아 회전축선 (A1) 과 겹치는 부분에는, 대향 부재 (6) 를 상하로 관통하고, 중공축 (60) 의 내부 공간 (60a) 과 연통하는 연통공 (6b) 이 형성되어 있다.
대향 부재 (6) 는, 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면의 사이의 공간 내의 분위기를 당해 공간의 외부의 분위기로부터 차단한다. 그 때문에, 대향 부재 (6) 는, 차단판이라고도 한다.
처리 유닛 (2) 은, 대향 부재 (6) 의 승강을 구동하는 대향 부재 승강 유닛 (61) 을 추가로 포함한다. 대향 부재 승강 유닛 (61) 은, 하위치로부터 상위치까지의 임의의 위치 (높이) 에 대향 부재 (6) 를 위치시킬 수 있다. 하위치란, 대향 부재 (6) 의 가동 범위에 있어서, 대향면 (6a) 이 기판 (W) 에 가장 근접하는 위치이다. 상위치란, 대향 부재 (6) 의 가동 범위에 있어서 대향면 (6a) 이 기판 (W) 으로부터 가장 이간하는 위치이다.
대향 부재 승강 유닛 (61) 은, 예를 들어, 중공축 (60) 을 지지하는 지지 부재 (도시하지 않음) 에 결합된 볼 나사 기구 (도시하지 않음) 와, 당해 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시하지 않음) 를 포함한다. 대향 부재 승강 유닛 (61) 은, 대향 부재 리프터 (차단판 리프터) 라고도 한다.
처리 컵 (7) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산하는 액체를 받아내는 복수의 가드 (71) 와, 복수의 가드 (71) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아내는 복수의 컵 (72) 과, 복수의 가드 (71) 와 복수의 컵 (72) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (73) 를 포함한다.
이 실시형태에서는, 2 개의 가드 (71) (제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B)) 와, 2 개의 컵 (72) (제 1 컵 (72A) 및 제 2 컵 (72B)) 이 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
제 1 컵 (72A) 및 제 2 컵 (72B) 의 각각은, 상향으로 개방된 환상 (環狀) 홈의 형태를 갖고 있다.
제 1 가드 (71A) 는, 스핀 베이스 (21) 를 둘러싸도록 배치되어 있다. 제 2 가드 (71B) 는, 제 1 가드 (71A) 보다 기판 (W) 의 회전 직경 방향 외방에서 스핀 베이스 (21) 를 둘러싸도록 배치되어 있다.
제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 는, 각각, 거의 원통 형상을 갖고 있으며, 각 가드 (제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B)) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 를 향하도록 내방으로 경사져 있다.
제 1 컵 (72A) 은, 제 1 가드 (71A) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다. 제 2 컵 (72B) 은, 제 1 가드 (71A) 와 일체로 형성되어 있고, 제 2 가드 (71B) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아낸다.
처리 유닛 (2) 은, 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 를 각각 따로 따로 승강시키는 가드 승강 유닛 (74) 을 포함한다. 가드 승강 유닛 (74) 은, 하위치와 상위치의 사이에서 제 1 가드 (71A) 를 승강시킨다. 가드 승강 유닛 (74) 은, 하위치와 상위치의 사이에서 제 2 가드 (71B) 를 승강시킨다.
제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 가 함께 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 제 1 가드 (71A) 에 의해 받아진다. 제 1 가드 (71A) 가 하위치에 위치하고, 제 2 가드 (71B) 가 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 제 2 가드 (71B) 에 의해 받아진다.
가드 승강 유닛 (74) 은, 예를 들어, 제 1 가드 (71A) 에 결합된 제 1 볼 나사 기구 (도시하지 않음) 와, 제 1 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 제 1 모터 (도시하지 않음) 와, 제 2 가드 (71B) 에 결합된 제 2 볼 나사 기구 (도시하지 않음) 와, 제 2 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 제 2 모터 (도시하지 않음) 를 포함한다. 가드 승강 유닛 (74) 은, 가드 리프터라고도 한다.
제 1 이동 노즐 (8) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향해서 약액을 공급 (토출) 하는 약액 공급 유닛의 일례이다.
제 1 이동 노즐 (8) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (36) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 1 이동 노즐 (8) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 의 사이에서 이동할 수 있다. 제 1 이동 노즐 (8) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향한다. 기판 (W) 의 상면의 회전 중심이란, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 회전축선 (A1) 과의 교차 위치이다. 제 1 이동 노즐 (8) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보아, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 1 이동 노즐 (8) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 1 노즐 이동 유닛 (36) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축 (도시하지 않음) 과, 회동축에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시하지 않음) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시하지 않음) 을 포함한다.
회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직인 회동축선 둘레로 회동시킴으로써 아암을 요동시킨다. 또한, 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직 방향을 따라 승강함으로써, 아암을 상하동시킨다. 제 1 이동 노즐 (8) 은 아암에 고정된다. 아암의 요동 및 승강에 따라, 제 1 이동 노즐 (8) 이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
제 1 이동 노즐 (8) 은, 약액을 안내하는 약액 배관 (40) 에 접속되어 있다. 약액 배관 (40) 에 개재 장착된 약액 밸브 (50) 가 열리면, 약액이, 제 1 이동 노즐 (8) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제 1 이동 노즐 (8) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어, 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH : 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이다. 이들을 혼합한 약액의 예로는, SPM 액 (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture : 황산 과산화수소수 혼합액), SC1 액 (a㎜onia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아 과산화수소수 혼합액) 등을 들 수 있다.
제 2 이동 노즐 (9) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향해서 처리액을 공급 (토출) 하는 처리액 공급 유닛의 일례이다.
제 2 이동 노즐 (9) 은, 제 2 노즐 이동 유닛 (37) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 2 이동 노즐 (9) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 의 사이에서 이동할 수 있다. 제 2 이동 노즐 (9) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제 2 이동 노즐 (9) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보아, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 2 이동 노즐 (9) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 2 노즐 이동 유닛 (37) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (36) 과 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 제 2 노즐 이동 유닛 (37) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축 (도시하지 않음) 과, 회동축 및 제 2 이동 노즐 (9) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시하지 않음) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시하지 않음) 을 포함한다.
제 2 이동 노즐 (9) 은, 처리액을 안내하는 처리액 배관 (41) 에 접속되어 있다. 처리액 배관 (41) 에 개재 장착된 처리액 밸브 (51) 가 열리면, 처리액이, 제 2 이동 노즐 (9) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제 2 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 처리액은, 용질 및 용매를 포함하고 있다. 이 처리액은, 용매의 적어도 일부가 휘발 (증발) 함으로써 고화 또는 경화된다. 이 처리액은, 기판 (W) 상에서 고화 또는 경화함으로써, 기판 (W) 상에 존재하는 파티클 등의 제거 대상물을 유지하는 처리막을 형성한다.
여기서, 「고화」 란, 예를 들어, 용매의 휘발에 수반하여, 분자간이나 원자간에 작용하는 힘 등에 의해 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 「경화」 란, 예를 들어, 중합이나 가교 등의 화학적 변화에 의해, 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 따라서, 「고화 또는 경화」 란, 다양한 요인에 의해 용질이 「굳어지는」 것을 나타내고 있다.
제 3 이동 노즐 (10) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향해서 순수 등의 박리액 형성액을 공급 (토출) 하는 박리액 형성액 공급 유닛 (순수 공급 유닛) 의 일례이다.
제 3 이동 노즐 (10) 은, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 3 이동 노즐 (10) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 의 사이에서 이동할 수 있다. 제 3 이동 노즐 (10) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제 3 이동 노즐 (10) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보아, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 3 이동 노즐 (10) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 3 노즐 이동 유닛 (38) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (36) 과 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축 (도시하지 않음) 과, 회동축 및 제 3 이동 노즐 (10) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시하지 않음) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시하지 않음) 을 포함한다.
제 3 이동 노즐 (10) 은, 제 3 이동 노즐 (10) 로 박리액 형성액을 안내하는 상측 박리액 형성액 배관 (42) 에 접속되어 있다. 상측 박리액 형성액 배관 (42) 에 개재 장착된 상측 박리액 형성액 밸브 (52) 가 열리면, 박리액 형성액이, 제 3 이동 노즐 (10) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
박리액 형성액은, 후술하는 박리액을 형성하기 위한 액체이다. 박리액 형성액은, 예를 들어, 순수이며, 특히 DIW (탈이온수) 가 바람직하다. 박리액 형성액으로서, DIW 이외의 액체를 사용할 수도 있다. 박리액 형성액으로서 사용되는 DIW 이외의 액체로는, 탄산수나 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 암모니아수 등의 기능수를 들 수 있다.
제 2 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 처리액 중의 용질에는, 저용해성 물질, 고용해성 물질 및 박리액 형성 물질이 포함되어 있다.
박리액 형성 물질은, 박리액 형성액에 녹음으로써, 기판 (W) 의 표면으로부터 처리막을 박리하는 박리액을 형성하는 물질이다. 박리액 형성 물질은, 예를 들어, 박리액 형성액에 용해되어 알칼리성 (염기성) 을 나타내는 염 (알칼리 성분) 이다. 박리액 형성 물질은, 예를 들어, 제 1 급 아민, 제 2 급 아민, 제 3 급 아민 및 제 4 급 암모늄염 등이다. 박리액은, 제 1 급 아민, 제 2 급 아민, 제 3 급 아민 및 제 4 급 암모늄염 등의 수용액, 즉 알칼리성 수용액 (알칼리성 액체) 이다.
저용해성 물질 및 고용해성 물질은, 박리액 형성액이나 박리액에 대한 용해성이 서로 상이한 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 고용해성 물질로는, 저용해성 물질로서 사용되는 물질보다 박리액 형성액 및 박리액 중 적어도 어느 것에 대한 용해성이 높은 물질을 사용할 수 있다.
고용해성 물질은, 박리액 형성액 및 박리액 중 일방에 대한 용해성이 저용해성 물질보다 높으면, 박리액 형성액 및 박리액 중 타방에 대한 용해성이 저용해성 물질과 동일한 정도로 낮고, 박리액 형성액 및 박리액 중 타방에 대하여 거의 용해 되지 않아도 되다. 반대로, 고용해성 물질은, 박리액 형성액 및 박리액 중 일방에 대한 용해성이 저용해성 물질보다 높은 것이더라도, 박리액 형성액 및 박리액 중 타방에 대한 용해성이 저용해성 물질보다 낮은 것을 사용할 수는 없다.
제 2 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 처리액에 포함되는 저용해성 물질은, 예를 들어, 노볼락이며, 제 2 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 처리액에 포함되는 고용해성 물질은, 예를 들어, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판이다.
제 2 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 처리액에 포함되는 용매는, 저용해성 물질, 고용해성 물질 및 박리액 형성 물질을 용해시키는 액체이면 된다. 처리액에 포함되는 용매는, 박리액 형성액과 상용성을 갖는 (혼화 가능한) 액체인 것이 바람직하다. 제 2 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 처리액에 포함되는 용매, 저용해성 물질, 고용해성 물질 및 박리액 형성 물질의 상세한 내용에 대해서는, 제 3 이동 노즐 (10) 로부터 토출되는 박리액 형성액의 상세한 내용과 함께 후술한다.
중앙 노즐 (11) 은, 대향 부재 (6) 의 중공축 (60) 의 내부 공간 (60a) 에 수용되어 있다. 중앙 노즐 (11) 의 선단에 형성된 토출구 (11a) 는, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 상방으로부터 대향한다. 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역이란, 기판 (W) 의 상면에 있어서 기판 (W) 의 회전 중심을 포함하는 영역이다.
중앙 노즐 (11) 은, 유체를 하방으로 토출하는 복수의 튜브 (제 1 튜브 (31), 제 2 튜브 (32) 및 제 3 튜브 (33)) 와, 복수의 튜브를 둘러싸는 통형상의 케이싱 (30) 을 포함한다. 복수의 튜브 및 케이싱 (30) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 상하 방향으로 연장되어 있다. 중앙 노즐 (11) 의 토출구 (11a) 는, 복수의 튜브의 토출구여도 하다.
제 1 튜브 (31) 는, 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 린스액 공급 유닛의 일례이다. 제 2 튜브 (32) 는, 기체를 기판 (W) 의 상면과 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 의 사이에 공급하는 기체 공급 유닛으로서의 일례이다. 제 3 튜브 (33) 는, IPA 등의 유기 용제를 기판 (W) 의 상면에 공급하는 유기 용제 공급 유닛의 일례이다.
제 1 튜브 (31) 는, 린스액을 제 1 튜브 (31) 로 안내하는 상측 린스액 배관 (44) 에 접속되어 있다. 상측 린스액 배관 (44) 에 개재 장착된 상측 린스액 밸브 (54) 가 열리면, 린스액이, 제 1 튜브 (31) (중앙 노즐 (11)) 로부터 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서 연속적으로 토출된다.
제 2 튜브 (32) 는, 기체를 제 2 튜브 (32) 로 안내하는 기체 배관 (45) 에 접속되어 있다. 기체 배관 (45) 에 개재 장착된 기체 밸브 (55) 가 열리면, 기체가, 제 2 튜브 (32) (중앙 노즐 (11)) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
제 2 튜브 (32) 로부터 토출되는 기체는, 예를 들어, 질소 가스 (N2) 등의 불활성 가스이다. 제 2 튜브 (32) 로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다. 불활성 가스란, 질소 가스에 한정되지 않고, 기판 (W) 의 상면이나, 기판 (W) 의 상면에 형성된 패턴에 대하여 불활성인 가스를 말한다. 불활성 가스의 예로는, 질소 가스 외에, 아르곤 등의 희가스류를 들 수 있다.
제 3 튜브 (33) 는, 유기 용제를 제 3 튜브 (33) 로 안내하는 유기 용제 배관 (46) 에 접속되어 있다. 유기 용제 배관 (46) 에 개재 장착된 유기 용제 밸브 (56) 가 열리면, 유기 용제가, 제 3 튜브 (33) (중앙 노즐 (11)) 로부터 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서 연속적으로 토출된다.
제 3 튜브 (33) 로부터 토출되는 유기 용제는, 박리액 형성액에 의해 처리막을 제거한 후의 기판 (W) 의 상면에 남는 잔류물을 제거하는 잔류물 제거액이다. 제 3 튜브 (33) 로부터 토출되는 유기 용제는, 처리액 및 린스액과 상용성을 갖는 것이 바람직하다.
제 3 튜브 (33) 로부터 토출되는 유기 용제의 예로는, IPA, HFE (하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 1 개를 포함하는 액 등을 들 수 있다.
또, 제 3 튜브 (33) 로부터 토출되는 유기 용제는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, IPA 와 DIW 의 혼합액이어도 되고, IPA 와 HFE 의 혼합액이어도 된다.
하면 노즐 (12) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상면 중앙부에서 개구되는 관통공 (21a) 에 삽입되어 있다. 하면 노즐 (12) 의 토출구 (12a) 는, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 노출되어 있다. 하면 노즐 (12) 의 토출구 (12a) 는, 기판 (W) 의 하면 (하측의 표면) 의 중앙 영역에 하방으로부터 대향한다. 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역이란, 기판 (W) 의 하면에 있어서 기판 (W) 의 회전 중심을 포함하는 영역을 말한다.
하면 노즐 (12) 에는, 린스액, 박리액 형성액, 및 열매를 하면 노즐 (12) 로 공통으로 안내하는 공통 배관 (80) 의 일단이 접속되어 있다. 공통 배관 (80) 의 타단에는, 공통 배관 (80) 으로 린스액을 안내하는 하측 린스액 배관 (81) 과, 공통 배관 (80) 으로 박리액 형성액을 안내하는 하측 박리액 형성액 배관 (82) 과, 공통 배관 (80) 으로 열매를 안내하는 열매 배관 (83) 이 접속되어 있다.
하측 린스액 배관 (81) 에 개재 장착된 하측 린스액 밸브 (86) 가 열리면, 린스액이, 하면 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서 연속적으로 토출된다. 하측 박리액 형성액 배관 (82) 에 개재 장착된 하측 박리액 형성액 밸브 (87) 가 열리면, 박리액 형성액이, 하면 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서 연속적으로 토출된다. 열매 배관 (83) 에 개재 장착된 열매 밸브 (88) 가 열리면, 열매가, 하면 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서 연속적으로 토출된다.
하면 노즐 (12) 은, 기판 (W) 의 하면에 린스액을 공급하는 하측 린스액 공급 유닛의 일례이다. 또, 하면 노즐 (12) 은, 기판 (W) 의 하면에 박리액 형성액을 공급하는 하측 박리액 형성액 공급 유닛의 일례이다. 또, 하면 노즐 (12) 은, 기판 (W) 을 가열하기 위한 열매를 기판 (W) 에 공급하는 열매 공급 유닛의 일례이다. 하면 노즐 (12) 은, 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 유닛이기도 하다.
하면 노즐 (12) 로부터 토출되는 열매는, 예를 들어, 실온보다 높고, 처리액에 포함되는 용매의 비점보다 낮은 온도의 고온 DIW 이다. 처리액에 포함되는 용매가 IPA 인 경우, 열매로는, 예를 들어, 60 ℃ ∼ 80 ℃ 의 DIW 가 사용된다. 하면 노즐 (12) 로부터 토출되는 열매는, 고온 DIW 에는 한정되지 않고, 실온보다 높고, 처리액에 함유되는 용매의 비점보다 낮은 온도의 고온 불활성 가스나 고온 공기 등의 고온 기체여도 된다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 컨트롤러 (3) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고, 소정의 제어 프로그램에 따라서 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다.
구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (CPU) (3A) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함한다. 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (3A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러 (3) 는, 반송 로봇 (IR, CR), 스핀 모터 (23), 제 1 노즐 이동 유닛 (36), 제 2 노즐 이동 유닛 (37), 제 3 노즐 이동 유닛 (38), 대향 부재 승강 유닛 (61), 가드 승강 유닛 (74), 약액 밸브 (50), 처리액 밸브 (51), 상측 박리액 형성액 밸브 (52), 상측 린스액 밸브 (54), 기체 밸브 (55), 유기 용제 밸브 (56), 하측 린스액 밸브 (86), 하측 박리액 형성액 밸브 (87), 열매 밸브 (88) 를 제어하도록 프로그램되어 있다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4 에는, 주로, 컨트롤러 (3) 가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 도시되어 있다. 도 5a ∼ 도 5g 는, 상기 기판 처리의 각 공정의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 공정 (스텝 S1), 약액 공급 공정 (스텝 S2), 제 1 린스 공정 (스텝 S3), 제 1 유기 용제 공급 공정 (스텝 S4), 처리액 공급 공정 (스텝 S5), 박막화 공정 (스텝 S6), 가열 공정 (스텝 S7), 박리 제거 공정 (스텝 S8), 제 2 린스 공정 (스텝 S9), 제 2 유기 용제 공급 공정 (스텝 S10), 스핀 드라이 공정 (스텝 S11) 및 기판 반출 공정 (스텝 S12) 이 이 차례로 실행된다.
먼저, 미처리의 기판 (W) 은, 반송 로봇 (IR, CR) (도 1 참조) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 스핀 척 (5) 으로 건네진다 (스텝 S1). 이에 따라, 기판 (W) 은, 스핀 척 (5) 에 의해 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정). 스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 유지는, 스핀 드라이 공정 (스텝 S11) 이 종료될 때까지 계속된다. 기판 (W) 의 반입 시에는, 대향 부재 (6) 는, 상위치로 퇴피되어 있다.
다음으로, 반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 외로 퇴피한 후, 약액 공급 공정 (스텝 S2) 이 개시된다. 구체적으로는, 스핀 모터 (23) 가, 스핀 베이스 (21) 를 회전시킨다. 이에 따라, 수평으로 유지된 기판 (W) 이 회전된다 (기판 회전 공정). 가드 승강 유닛 (74) 이 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 를 상위치로 이동시킨다.
제 1 노즐 이동 유닛 (36) 이 제 1 이동 노즐 (8) 을 처리 위치로 이동시킨다. 제 1 이동 노즐 (8) 의 처리 위치는, 예를 들어 중앙 위치이다. 그리고, 약액 밸브 (50) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제 1 이동 노즐 (8) 로부터 약액이 공급 (토출) 된다. 기판 (W) 의 상면에 공급된 약액은, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 상면 전체에 널리 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면이 약액에 의해 처리된다. 제 1 이동 노즐 (8) 로부터의 약액의 토출은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 계속된다. 약액 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 약액 회전수, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
다음으로, 제 1 린스 공정 (스텝 S3) 이 개시된다. 제 1 린스 공정에서는, 기판 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 씻겨 없어진다.
구체적으로는, 약액 밸브 (50) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 에 대한 약액의 공급이 정지된다. 그리고, 제 1 노즐 이동 유닛 (36) 이 제 1 이동 노즐 (8) 을 홈 위치로 이동시킨다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이 대향 부재 (6) 를 상위치와 하위치 사이의 처리 위치로 이동시킨다. 대향 부재 (6) 가 처리 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면과 대향면 (6a) 사이의 거리는, 예를 들어, 30 ㎜ 이다. 제 1 린스 공정에 있어서, 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 는, 상위치에 유지되고 있다.
그리고, 상측 린스액 밸브 (54) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐 (11) 로부터 린스액이 공급 (토출) 된다. 중앙 노즐 (11) 로부터 기판 (W) 의 상면에 공급된 린스액은, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 상면 전체에 널리 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면의 약액이 기판 (W) 외로 씻겨 없어진다. 제 1 린스 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제 1 린스 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
또, 하측 린스액 밸브 (86) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐 (12) 로부터 린스액이 공급 (토출) 된다. 하면 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 하면에 공급된 린스액은, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 하면 전체에 널리 퍼진다. 약액 공급 공정에 의해 기판 (W) 으로부터 비산한 약액이 하면에 부착된 경우이더라도, 하면 노즐 (12) 로부터 공급된 린스액에 의해, 하면에 부착된 약액이 씻겨 없어진다. 중앙 노즐 (11) 및 하면 노즐 (12) 로부터의 린스액의 토출은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 계속된다.
다음으로, 제 1 유기 용제 공급 공정 (스텝 S4) 이 개시된다. 제 1 유기 용제 공급 공정에서는, 기판 (W) 상의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다.
구체적으로는, 상측 린스액 밸브 (54) 및 하측 린스액 밸브 (86) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급이 정지된다. 그리고, 가드 승강 유닛 (74) 이, 제 2 가드 (71B) 를 상위치에 유지한 상태에서, 제 1 가드 (71A) 를 하위치로 이동시킨다. 대향 부재 (6) 는, 처리 위치에 유지된다.
그리고, 유기 용제 밸브 (56) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐 (11) 로부터 유기 용제가 공급 (토출) 된다.
중앙 노즐 (11) 로부터 기판 (W) 의 상면에 공급된 유기 용제는, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 상면 전체에 널리 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 상의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다. 중앙 노즐 (11) 로부터의 유기 용제의 토출은, 소정 시간, 예를 들어, 10 초간 계속된다.
제 1 유기 용제 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제 1 유기 용제 회전 속도, 예를 들어, 300 rpm ∼ 1500 rpm 으로 회전된다. 기판 (W) 은, 제 1 유기 용제 공급 공정에 있어서 일정한 회전 속도로 회전할 필요는 없다. 예를 들어, 스핀 모터 (23) 는, 유기 용제의 공급 개시 시에 기판 (W) 을 300 rpm 으로 회전시키고, 기판 (W) 에 유기 용제를 공급하면서 기판 (W) 의 회전 속도가 1500 rpm 이 될 때까지 기판 (W) 의 회전을 가속시켜도 된다.
다음으로, 처리액 공급 공정 (스텝 S5) 이 개시된다. 구체적으로는, 유기 용제 밸브 (56) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 에 대한 유기 용제의 공급이 정지된다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이, 대향 부재 (6) 를 상위치로 이동시킨다. 그리고, 가드 승강 유닛 (74) 이, 제 1 가드 (71A) 를 상위치로 이동시킨다. 처리액 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 처리액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ∼ 1500 rpm 으로 회전된다.
그리고, 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 제 2 노즐 이동 유닛 (37) 이, 제 2 이동 노즐 (9) 을 처리 위치로 이동시킨다. 제 2 이동 노즐 (9) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다. 그리고, 처리액 밸브 (51) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제 2 이동 노즐 (9) 로부터 처리액이 공급 (토출) 된다 (처리액 공급 공정, 처리액 토출 공정). 이에 따라, 기판 (W) 상의 유기 용제가 처리액에 의해 치환되어, 기판 (W) 상에 처리액의 액막 (101) (처리액막) 이 형성된다 (처리액막 형성 공정). 제 2 이동 노즐 (9) 로부터의 처리액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2 초 ∼ 4 초 동안 계속된다.
다음으로, 처리막 형성 공정 (스텝 S6 및 스텝 S7) 이 실행된다. 처리막 형성 공정에서는, 기판 (W) 상의 처리액이 고화 또는 경화되어, 기판 (W) 상에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막 (100) (도 5c 참조) 이 기판 (W) 의 상면에 형성된다.
처리막 형성 공정에서는, 박막화 공정 (스핀오프 공정) (스텝 S6) 이 실행된다. 박막화 공정에서는, 먼저, 처리액 밸브 (51) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 에 대한 처리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제 2 노즐 이동 유닛 (37) 에 의해 제 2 이동 노즐 (9) 이 홈 위치로 이동된다.
도 5b 에 나타내는 바와 같이, 박막화 공정에서는, 기판 (W) 상의 액막 (101) 의 두께가 적절한 두께가 되도록, 기판 (W) 의 상면에 대한 처리액의 공급이 정지된 상태에서 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면으로부터 처리액의 일부가 배제된다. 박막화 공정에서는, 대향 부재 (6), 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 가 상위치에 유지된다.
박막화 공정에서는, 스핀 모터 (23) 가, 기판 (W) 의 회전 속도를 소정의 박막화 속도로 변경한다. 박막화 속도는, 예를 들어, 300 rpm ∼ 1500 rpm 이다. 기판 (W) 의 회전 속도는, 300 rpm ∼ 1500 rpm 의 범위 내에서 일정하게 유지되어도 되고, 박막화 공정의 도중에 300 rpm ∼ 1500 rpm 의 범위 내에서 적절히 변경되어도 된다. 박막화 공정는, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 실행된다.
처리막 형성 공정에서는, 박막화 공정 후에, 기판 (W) 을 가열하는 가열 공정 (스텝 S7) 이 실행된다. 가열 공정에서는, 기판 (W) 상의 처리액의 용매의 일부를 휘발 (증발) 시키기 위해서, 기판 (W) 상의 액막 (101) (도 5b 참조) 을 가열한다.
구체적으로는, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이, 대향 부재 (6) 를, 상위치와 하위치 사이의 근접 위치로 이동시킨다. 근접 위치는, 하위치여도 된다. 근접 위치는, 기판 (W) 의 상면으로부터 대향면 (6a) 까지의 거리가 예를 들어 1 ㎜ 인 위치이다. 가열 공정에서는, 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 가 상위치에 유지된다.
그리고, 기체 밸브 (55) 가 열린다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 (액막 (101) 의 상면) 과, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 사이의 공간에 기체가 공급된다 (기체 공급 공정).
기판 (W) 상의 액막 (101) 에 기체가 분사됨으로써, 액막 (101) 중의 용매의 증발 (휘발) 이 촉진된다 (용매 증발 공정, 용매 증발 촉진 공정). 그 때문에, 처리막 (100) 의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 중앙 노즐 (11) 은, 처리액 중의 용매를 증발시키는 증발 유닛 (증발 촉진 유닛) 으로서 기능한다.
또, 열매 밸브 (88) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐 (12) 로부터 열매가 공급 (토출) 된다 (열매 공급 공정, 열매 토출 공정). 하면 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 하면에 공급된 열매는, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 하면 전체에 널리 퍼진다. 기판 (W) 에 대한 열매의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 60 초간 계속된다. 가열 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 가열 회전 속도, 예를 들어, 1000 rpm 으로 회전된다.
기판 (W) 의 하면에 열매가 공급됨으로써, 기판 (W) 을 통해서, 기판 (W) 상의 액막 (101) 이 가열된다. 이에 따라, 액막 (101) 중의 용매의 증발 (휘발) 이 촉진된다 (용매 증발 공정, 용매 증발 촉진 공정). 그 때문에, 처리막 (100) 의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 하면 노즐 (12) 은, 처리액 중의 용매를 증발시키는 증발 유닛 (증발 촉진 유닛) 으로서 기능한다.
박막화 공정 및 가열 공정이 실행됨으로써, 처리액이 고화 또는 경화되어, 기판 (W) 상에 처리막 (100) 이 형성된다. 이와 같이, 기판 회전 유닛 (스핀 모터 (23)), 중앙 노즐 (11) 및 하면 노즐 (12) 은, 처리액을 고화 또는 경화시켜 고체 (처리막 (100)) 를 형성하는 고체 형성 유닛을 구성하고 있다.
가열 공정에서는, 기판 (W) 상의 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록, 기판 (W) 이 가열되는 것이 바람직하다. 처리액을, 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 처리막 (100) 중에 용매를 적당히 잔류시킬 수 있다. 이에 따라, 처리막 (100) 내에 용매가 잔류하고 있지 않은 경우와 비교하여, 그 후의 박리 제거 공정에 있어서, 처리막 (100) 중에 잔류한 용매와, 박리액 형성액의 상호 작용에 의해, 박리액 형성액을 처리막 (100) 에 배어들게 하기 쉽다. 따라서, 박리액을 형성하기 쉬워진다.
원심력에 의해 기판 (W) 외로 비산한 열매는, 제 1 가드 (71A) 에 의해 받아진다. 제 1 가드 (71A) 에 의해 받아진 열매는, 제 1 가드 (71A) 로부터 튀어오르는 경우가 있다. 그러나, 대향 부재 (6) 는, 기판 (W) 의 상면에 근접해 있기 때문에 제 1 가드 (71A) 로부터 튀어오른 열매로부터 기판 (W) 의 상면을 보호할 수 있다. 따라서, 처리막 (100) 의 상면에 대한 열매의 부착을 억제할 수 있기 때문에, 제 1 가드 (71A) 로부터의 열매의 튀어오름에서 기인하는 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 중앙 노즐 (11) 로부터의 기체의 공급에 의해, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간에는, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역으로부터 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리를 향해서 이동하는 기류 (F) 가 형성된다. 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역으로부터 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리를 향해서 이동하는 기류 (F) 를 형성함으로써, 제 1 가드 (71A) 로부터 튀어오른 열매를 제 1 가드 (71A) 를 향해서 되밀어낼 수 있다. 따라서, 처리막 (100) 의 상면에 대한 열매의 부착을 한층 억제할 수 있다.
다음으로, 기판 (W) 의 상면으로부터 처리막 (100) 을 박리하여 제거하는 박리 제거 공정 (스텝 S8) 이 실행된다. 구체적으로는, 열매 밸브 (88) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면에 대한 열매의 공급이 정지된다. 또, 기체 밸브 (55) 가 닫힌다. 이에 따라, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간에 대한 기체의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이 대향 부재 (6) 를 상위치로 이동시킨다. 그리고, 도 5d 에 나타내는 바와 같이, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 이, 제 3 이동 노즐 (10) 을 처리 위치로 이동시킨다. 제 3 이동 노즐 (10) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
그리고, 상측 박리액 형성액 밸브 (52) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제 3 이동 노즐 (10) 로부터 박리액 형성액이 공급 (토출) 된다 (상측 박리액 형성액 공급 공정, 상측 박리액 형성액 토출 공정). 기판 (W) 의 상면에 공급된 박리액 형성액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면 전체에 퍼진다.
기판 (W) 의 상면에 대한 박리액 형성액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 60 초간 계속된다. 전술한 바와 같이, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 상면에 대한 처리액의 공급 시간은, 예를 들어, 2 ∼ 4 초간이다. 그 때문에, 박리 제거 공정에 있어서의 기판 (W) 의 상면에 대한 박리액 형성액의 공급 시간은, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 상면에 대한 처리액의 공급 시간보다 길다.
박리 제거 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 박리 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
또, 하측 박리액 형성액 밸브 (87) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐 (12) 로부터 박리액 형성액이 공급 (토출) 된다 (하측 박리액 형성액 공급 공정, 하측 박리액 형성액 토출 공정). 기판 (W) 의 하면에 공급된 박리액 형성액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 하면 전체에 퍼진다.
기판 (W) 의 상면에 박리액 형성액이 공급됨으로써, 박리액 형성액과 처리막 (100) 이 접촉하고, 박리액이 형성된다. 그리고, 처리막 (100) 이, 박리액의 박리 작용에 의해, 제거 대상물과 함께 기판 (W) 의 상면으로부터 박리된다 (박리 공정). 처리막 (100) 은, 기판 (W) 의 상면으로부터 박리될 때에 분열되어 막편 (膜片) 이 된다. 그리고, 처리막 (100) 의 박리 후, 기판 (W) 의 상면에 대한 박리액 형성액의 공급이 계속됨으로써, 분열된 처리막 (100) 의 막편은, 박리액 형성액과 함께 기판 (W) 외로 배제된다. 이에 따라, 제거 대상물을 유지한 상태의 처리막 (100) 의 막편이, 기판 (W) 의 상면으로부터 제거된다 (제거 공정).
여기서, 도 5a 에 나타내는 처리액 공급 공정 (스텝 S5) 에서 기판 (W) 의 상면에 공급된 처리액은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 타고 기판 (W) 의 하면으로 돌아 들어가는 경우가 있다. 또, 기판 (W) 으로부터 비산한 처리액이, 제 1 가드 (71A) 로부터 튀어올라 기판 (W) 의 하면에 부착되는 경우가 있다. 이와 같은 경우이더라도, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, 가열 공정 (스텝 S7) 에 있어서 기판 (W) 의 하면에 열매가 공급되므로, 그 열매의 흐름에 의해, 기판 (W) 의 하면으로부터 처리액을 배제할 수 있다.
또한, 처리액 공급 공정 (스텝 S5) 에 기인하여 기판 (W) 의 하면에 부착된 처리액이 고화 또는 경화하여 고체를 형성하는 경우가 있다. 이와 같은 경우이더라도, 도 5d 에 나타내는 바와 같이, 박리 제거 공정 (스텝 S8) 에 있어서 기판 (W) 의 상면에 박리액 형성액이 공급되고 있는 동안, 하면 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 하면에 박리액 형성액을 공급 (토출) 함으로써, 그 고체를 기판 (W) 의 하면으로부터 박리하여 제거할 수 있다. 상세하게는, 박리액 형성액과 그 고체의 접촉에 의해 박리액이 형성되고, 박리액의 박리 작용에 의해 그 고체가 기판 (W) 의 하면으로부터 박리된다.
박리 제거 공정 (스텝 S8) 의 후, 제 2 린스 공정 (스텝 S9) 이 실행된다. 구체적으로는, 상측 박리액 형성액 밸브 (52) 및 하측 박리액 형성액 밸브 (87) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 및 하면에 대한 박리액 형성액의 공급이 정지된다. 그리고, 제 3 노즐 이동 유닛 (38) 이, 제 3 이동 노즐 (10) 을 홈 위치로 이동시킨다. 그리고, 도 5e 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이, 대향 부재 (6) 를 처리 위치로 이동시킨다. 제 2 린스 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제 2 린스 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다. 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 는, 상위치에 유지된다.
그리고, 상측 린스액 밸브 (54) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐 (11) 로부터 린스액이 공급 (토출) 된다 (제 2 상측 린스액 공급 공정, 제 2 상측 린스액 토출 공정). 기판 (W) 의 상면에 공급된 린스액은, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면 전체에 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있던 박리액 형성액이 린스액으로 씻겨 없어진다.
또, 하측 린스액 밸브 (86) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐 (12) 로부터 린스액이 공급 (토출) 된다 (제 2 하측 린스액 공급 공정, 제 2 하측 린스액 토출 공정). 이에 따라, 기판 (W) 의 하면에 부착되어 있던 박리액 형성액이 린스액으로 씻겨 없어진다. 기판 (W) 의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 35 초간 계속된다.
다음으로, 제 2 유기 용제 공급 공정 (스텝 S10) 이 실행된다. 구체적으로는, 상측 린스액 밸브 (54) 및 하측 린스액 밸브 (86) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급이 정지된다. 그리고, 도 5f 에 나타내는 바와 같이, 가드 승강 유닛 (74) 이 제 1 가드 (71A) 를 하위치로 이동시킨다. 그리고, 대향 부재 (6) 는, 처리 위치에 유지된다. 제 2 유기 용제 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제 2 유기 용제 회전 속도, 예를 들어, 300 rpm 으로 회전된다.
그리고, 유기 용제 밸브 (56) 가 열린다. 이에 따라, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐 (11) 로부터 유기 용제가 공급 (토출) 된다 (제 2 유기 용제 공급 공정, 제 2 유기 용제 토출 공정, 잔류물 제거액 공급 공정). 기판 (W) 의 상면에 대한 유기 용제의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 계속된다.
기판 (W) 의 상면에 공급된 유기 용제는, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 상면 전체에 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면의 린스액이 유기 용제로 치환된다. 기판 (W) 의 상면에 공급된 유기 용제는, 기판 (W) 의 상면에 남는 처리막 (100) 의 잔류물을 용해한 후, 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리로부터 배출된다 (잔류물 제거 공정).
다음으로, 스핀 드라이 공정 (스텝 S11) 이 실행된다. 구체적으로는, 유기 용제 밸브 (56) 가 닫힌다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면에 대한 유기 용제의 공급이 정지된다. 그리고, 도 5g 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이, 대향 부재 (6) 를 처리 위치보다 하방의 건조 위치로 이동시킨다. 대향 부재 (6) 가 건조 위치에 위치할 때, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리는, 예를 들어, 1.5 ㎜ 이다. 그리고, 기체 밸브 (55) 가 열린다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면과, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 사이의 공간에 기체가 공급된다.
그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 가속하여, 기판 (W) 을 고속 회전시킨다. 스핀 드라이 공정에 있어서의 기판 (W) 은, 건조 속도, 예를 들어, 1500 rpm 으로 회전된다. 스핀 드라이 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 동안 실행된다. 그에 따라, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 유기 용제에 작용하고, 기판 (W) 상의 유기 용제가 기판 (W) 주위에 털어내어진다. 스핀 드라이 공정에서는, 기판 (W) 의 상면과, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 사이의 공간에 대한 기체의 공급에 의해 유기 용제의 증발이 촉진된다.
그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 가드 승강 유닛 (74) 이 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 를 하위치로 이동시킨다. 기체 밸브 (55) 가 닫힌다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛 (61) 이 대향 부재 (6) 를 상위치로 이동시킨다.
반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하여, 스핀 척 (5) 의 척 핀 (20) 으로부터 처리가 끝난 기판 (W) 을 꺼내, 처리 유닛 (2) 외로 반출한다 (스텝 S12). 그 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 건네지고, 반송 로봇 (IR) 에 의해 캐리어 (C) 에 수납된다.
다음으로, 도 6a ∼ 도 6d 를 참조하여, 처리막 (100) 이 기판 (W) 으로부터 박리될 때의 모습에 대해서 설명한다. 도 6a 는, 가열 공정 (스텝 S7) 후의 기판 (W) 의 상면 부근의 모습을 나타내고 있다. 도 6b ∼ 도 6d 는, 박리 제거 공정 (스텝 S8) 실행 중의 기판 (W) 의 상면 부근의 모습을 나타내고 있다.
처리막 형성 공정에 있어서 실행되는 가열 공정에서는, 전술한 바와 같이, 기판 (W) 상의 액막 (101) 이 기판 (W) 을 통해서 열매에 의해 가열된다. 이에 따라, 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 파티클 등의 제거 대상물 (103) 을 유지한 처리막 (100) 이 형성된다. 상세하게는, 용매의 적어도 일부가 증발함으로써, 처리액의 용질에 포함되는 고용해성 물질이 고용해성 고체 (110) (고체 상태의 고용해성 물질) 를 형성한다. 또, 용매의 적어도 일부가 증발함으로써, 처리액의 용질에 포함되는 저용해성 물질이 저용해성 고체 (111) (고체 상태의 저용해성 물질) 를 형성하고, 처리액의 용질에 포함되는 박리액 형성 물질이 박리액 형성 고체 (112) (고체 상태의 박리액 형성 물질) 를 형성한다.
처리막 (100) 은, 고용해성 고체 (110) 가 편재해 있는 부분과, 저용해성 고체 (111) 가 편재해 있는 부분으로 나뉜다. 박리액 형성 고체 (112) 는, 처리막 (100) 전체에 빠짐없이 형성되어 있다.
도 6b 를 참조하여, 박리 제거 공정에 있어서, 기판 (W) 의 상면에 박리액 형성액이 공급되면, 박리액 형성 고체 (112) 가 박리액 형성액 중에 용출한다. 박리액 형성 고체 (112) 가 박리액 형성액에 용해됨으로써, 박리액 (알칼리성 액체) 이 형성된다.
도 6c 를 참조하여, 박리액 형성액의 공급에 기인하여, 고용해성 고체 (110) 가 용해된다. 즉, 처리막 (100) 이 부분적으로 용해된다. 고용해성 고체 (110) 가 용해됨으로써, 처리막 (100) 에 있어서 고용해성 고체 (110) 가 편재해 있는 부분에 관통공 (102) 이 형성된다 (관통공 형성 공정). 관통공 (102) 은, 특히, 기판 (W) 의 두께 방향 (T) (처리막 (100) 의 두께 방향이기도 하다) 으로 고용해성 고체 (110) 가 연장되어 있는 부분에 형성되기 쉽다. 관통공 (102) 은, 평면에서 보아, 예를 들어, 직경 수 ㎚ 의 크기이다.
고용해성 고체 (110) 가 박리액 형성액 및 박리액의 양방에 용해되는 성질을 갖는 경우에는, 박리액 형성 물질이 박리액 형성액에 충분히 용출해 있지 않아도, 박리액 형성액이 처리막 (100) 에 착액한 순간부터 관통공 (102) 이 형성되기 시작한다. 그리고, 박리액이 형성되면 관통공 (102) 의 형성이 촉진된다. 즉, 박리액 및 박리액 형성액의 양방에 의해 관통공 (102) 이 형성된다.
고용해성 고체 (110) 가 박리액 형성액에는 거의 용해되지 않지만 박리액에 용해되는 성질을 갖는 경우에는, 박리액 형성 물질이 박리액 형성액에 충분히 용출하고 나서 관통공 (102) 이 형성되기 시작한다. 즉, 박리액에 의해 관통공 (102) 이 형성된다.
고용해성 고체 (110) 가 박리액에는 거의 용해되지 않지만 박리액 형성액에 용해되는 성질을 갖는 경우에는, 박리액 형성 물질이 박리액 형성액에 용출하기 전에 관통공 (102) 이 형성된다. 즉, 박리액 형성액에 의해 관통공 (102) 이 형성된다.
관통공 (102) 이 형성될 때까지는, 처리막 (100) 으로부터 박리액 형성액에 박리액 형성 물질이 용출하여 박리액이 형성되어 있다. 박리액에 대한 저용해성 물질의 용해성은 낮고 저용해성 물질은 박리액에 의해 거의 용해되지 않는다. 그 때문에, 저용해성 고체 (111) 는, 박리액에 의해 그 표면 부근이 약간 용해될 뿐이다. 그 때문에, 관통공 (102) 을 통해서 기판 (W) 의 상면 부근까지 도달한 박리액은, 저용해성 고체 (111) 에 있어서 기판 (W) 의 상면 부근의 부분을 약간 용해시킨다. 이에 따라, 도 6c 의 확대도에 나타내는 바와 같이, 박리액이, 기판 (W) 의 상면 부근의 저용해성 고체 (111) 를 서서히 용해시키면서, 처리막 (100) 과 기판 (W) 의 상면의 사이의 간극 (G) 으로 진입해 간다 (박리액 진입 공정).
처리막 (100) 에 있어서 고용해성 고체 (110) 의 편재 지점이 용해될 때, 당해 지점에 존재하는 박리액 형성 고체 (112) 나, 처리막 (100) 에 있어서 관통공 (102) 을 둘러싸는 부분에 존재하는 박리액 형성 고체 (112) 가 박리액 (박리액 형성액) 에 의해 용해된다. 마찬가지로, 박리액이 간극 (G) 에 진입함으로써, 처리막 (100) 에 있어서의 기판 (W) 의 상면 부근의 부분에 존재하는 박리액 형성 고체 (112) 가 박리액에 의해 용해된다. 이에 따라, 박리액 중의 알칼리성 성분의 농도가 더욱 향상된다 (도 6c 의 확대도 참조). 그 때문에, 처리막 (100) 의 저용해성 고체 (111) 의 박리가 한층 촉진된다.
그리고, 예를 들어, 관통공 (102) 의 둘레 가장자리를 기점으로 하여 처리막 (100) 이 분열되어 막편이 되고, 도 6d 에 나타내는 바와 같이, 처리막 (100) 의 막편이 제거 대상물 (103) 을 유지한 상태로 기판 (W) 으로부터 박리된다 (처리막 분열 공정, 박리 공정). 그리고, 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 막편이 된 처리막 (100) 이, 제거 대상물 (103) 을 유지한 상태에서, 씻겨 없어져 (기판 (W) 외로 밀려 나와) 기판 (W) 의 상면으로부터 제거된다 (제거 공정).
또한, 박리액은, 저용해성 고체 (111) 를 거의 용해시키지 않는 경우도 있을 수 있다. 이 경우에도, 처리막 (100) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 미소한 간극 (G) 에 들어감으로써, 처리막 (100) 이 기판 (W) 으로부터 박리된다.
제 1 실시형태에 의하면, 기판 (W) 의 상면에 공급된 박리액 형성액 (순수) 과 처리막 (100) 을 접촉시킴으로써, 기판 (W) 의 상면으로부터 처리막 (100) 을 박리하는 박리액 (알칼리성 액체) 이 형성된다. 구체적으로는, 처리막 (100) 중의 알칼리 성분이 순수에 용출하여, 알칼리성 액체 (알칼리성 수용액) 가 형성된다. 박리액 형성액은, 비교적 저렴하며, 박리액 형성액으로서 사용되는 액체 중, 순수는 특히 저렴하다. 박리액으로서 사용되는 알칼리성 액체는, 비교적 고가이다.
기판 (W) 상에서 자발적으로 형성된 박리액에 의해, 제거 대상물 (103) 을 유지한 상태의 처리막 (100) 이 기판 (W) 의 상면으로부터 박리된다. 그리고, 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 처리막 (100) 에 제거 대상물 (103) 을 유지시킨 상태에서, 처리막 (100) 을 씻어내어 기판 (W) 의 상면으로부터 제거할 수 있다. 요컨대, 기판 (W) 의 상면을 향해서 박리액을 공급하지 않고 박리액 형성액을 공급하는 것만으로, 제거 대상물 (103) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 비교적 고가인 박리액을 다량으로 소비하는 일 없이, 제거 대상물 (103) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 제거할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제하면서, 기판 (W) 의 상면에 존재하는 제거 대상물 (103) 을 효율적으로 제거할 수 있다.
또, 이 실시형태에 의하면, 처리막 (100) 중의 박리액 형성 고체 (112) 를 박리액 형성액에 용해시킴으로써, 박리액이 형성된다. 그 때문에, 처리막 (100) 의 근방의 박리액 형성액에 박리액 형성 물질을 용해시켜, 처리막 (100) 의 근방에 박리액을 형성할 수 있다. 따라서, 박리액 형성 물질이 박리액 형성액 전체에 균일하게 확산되기 전의, 박리액 형성 물질의 농도가 높은 박리액을 처리막 (100) 에 작용시킬 수 있다. 이에 따라, 처리막 (100) 을 효율적으로 박리할 수 있다. 따라서, 처리막 (100) 과 함께 제거 대상물 (103) 이 기판 (W) 의 상면으로부터 효율적으로 제거된다.
박리액의 형성에 필요한 박리액 형성 물질도, 박리액과 마찬가지로 비교적 고가이다. 그리고, 처리막 (100) 의 형성에 필요한 양의 처리액을 기판 (W) 에 공급하는 데에 필요한 시간 (예를 들어, 2 초간 ∼ 4 초간) 은, 처리막 (100) 을 박리하여 기판 상으로부터 제거하기 위해서 필요한 시간 (예를 들어, 60 초간) 보다 짧다. 그래서, 이 실시형태에서는, 처리막 (100) 을 형성하기 위해서 박리액 형성 물질을 포함하는 처리액이 기판 (W) 에 공급되고, 처리막 (100) 의 박리 및 제거를 위해서 박리액 형성 물질을 포함하지 않는 박리액 형성액이 기판 (W) 에 공급된다. 그 때문에, 처리막 (100) 을 형성하기 위해서 박리액 형성 물질을 포함하지 않는 처리액이 기판 (W) 에 공급되고, 처리막 (100) 의 박리 및 제거를 위해서 박리액 (박리액 형성 물질이 용해된 박리액 형성액) 이 기판에 공급되는 방법과 비교하여, 기판 (W) 에 대한 박리액 형성 물질의 공급 시간 (소비량) 을 저감할 수 있다. 따라서, 비용의 증대를 억제할 수 있다.
또한, 알칼리성 액체 등의 박리액을 기판 (W) 의 상면을 향해서 다량으로 공급한 경우, 기판 (W) 이나 기판 처리 장치 (1) 의 각 부품에 데미지를 줄 우려가 있다. 그 때문에, 내박리액 성능 (내알칼리 성능) 을 갖는 기판 (W) 이나 부품을 사용할 필요가 있기 때문에, 비용이 증대할 우려가 있다.
본 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면에 데미지를 거의 입히지 않는 순수 등의 박리액 형성액과 처리막 (100) 의 접촉에 의해, 박리액을 자발적으로 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면을 향해서 박리액을 공급하지 않고 박리액 형성액을 공급하는 것만으로, 제거 대상물 (103) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 제거할 수 있다. 즉, 기판 (W) 이나 기판 처리 장치 (1) 의 각 부품에 데미지를 주기 쉬운 박리액을 다량으로 기판 (W) 에 공급하는 일 없이, 제거 대상물 (103) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 제거할 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 이나 기판 처리 장치 (1) 의 각 부품에 대한 데미지를 억제할 수 있다. 또한, 기판 (W) 이나 기판 처리 장치 (1) 의 각 부품의 내박리액 성능을 향상시킬 필요도 없기 때문에, 비용의 증대를 억제할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면에 박리액 형성액을 공급함으로써, 처리막 (100) 이 부분적으로 용해되어 처리막 (100) 에 관통공 (102) 이 형성된다. 처리막 (100) 에 관통공 (102) 이 형성됨으로써, 박리액이 기판 (W) 의 상면 부근에 도달하기 쉬워진다. 그 때문에, 처리막 (100) 과 기판 (W) 의 계면에 박리액을 작용시켜, 처리막 (100) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 효율적으로 박리할 수 있다. 그 한편, 처리막 (100) 의 일부는, 관통공 (102) 의 형성을 위해서 용해되기는 하지만, 나머지 부분은, 고체 상태, 즉 제거 대상물 (103) 을 유지한 상태로 유지된다. 그 결과, 처리막 (100) 과 함께 제거 대상물 (103) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이 실시형태에 의하면, 고용해성 물질은, 저용해성 물질보다 박리액 형성액 및 박리액 중 적어도 어느 것에 대한 용해성이 높다. 그 때문에, 박리액 형성액 또는 박리액이 처리막 (100) 중의 고용해성 고체 (110) 를 용해시킴으로써, 처리막 (100) 에 관통공 (102) 을 확실하게 형성할 수 있다. 그 한편, 처리막 (100) 중의 저용해성 고체 (111) 는, 용해되지 않고 고체 상태로 유지된다. 따라서, 저용해성 고체 (111) 로 제거 대상물 (103) 을 유지하면서, 고체 상태의 저용해성 고체 (111) 와 기판 (W) 의 계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막 (100) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 신속하게 박리하면서, 처리막 (100) 과 함께 제거 대상물 (103) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
＜제 2 실시형태＞
도 7 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 에 구비되는 처리 유닛 (2P) 의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다. 도 7 을 참조하여, 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2P) 이 제 1 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) (도 2 참조) 과 주로 상이한 점은, 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2P) 이, 대향 부재 (6) 및 중앙 노즐 (11) 대신에, 제 4 이동 노즐 (14) 을 포함하는 점이다.
제 4 이동 노즐 (14) 은, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 유닛의 일례이다. 또, 제 4 이동 노즐 (14) 은, 기판 (W) 의 상면에 질소 가스 등의 기체를 공급하는 기체 공급 유닛의 일례이기도 하다.
제 4 이동 노즐 (14) 은, 제 4 노즐 이동 유닛 (35) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 4 이동 노즐 (14) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 의 사이에서 이동할 수 있다.
제 4 이동 노즐 (14) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제 4 이동 노즐 (14) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보아, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 4 이동 노즐 (14) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 4 노즐 이동 유닛 (35) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (36) 과 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 제 4 노즐 이동 유닛 (35) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축 (도시하지 않음) 과, 회동축 및 제 4 이동 노즐 (14) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시하지 않음) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시하지 않음) 을 포함한다.
제 4 이동 노즐 (14) 에는, 제 4 이동 노즐 (14) 로 유기 용제를 안내하는 유기 용제 배관 (90) 이 접속되어 있다. 유기 용제 배관 (90) 에 개재 장착된 유기 용제 밸브 (95) 가 열리면, 유기 용제가, 제 4 이동 노즐 (14) 로부터 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향해서 연속적으로 토출된다.
제 4 이동 노즐 (14) 에는, 제 4 이동 노즐 (14) 로 기체를 안내하는 복수의 기체 배관 (제 1 기체 배관 (91), 제 2 기체 배관 (92) 및 제 3 기체 배관 (93)) 이 접속되어 있다. 복수의 기체 배관 (제 1 기체 배관 (91), 제 2 기체 배관 (92) 및 제 3 기체 배관 (93)) 에는, 각각, 그 유로를 개폐하는 기체 밸브 (제 1 기체 밸브 (96A), 제 2 기체 밸브 (97A) 및 제 3 기체 밸브 (98A)) 가 개재 장착되어 있다.
제 4 이동 노즐 (14) 은, 유기 용제 배관 (90) 으로부터 안내되는 유기 용제를, 연직 방향을 따라 토출하는 중심 토출구 (14a) 를 갖고 있다. 제 4 이동 노즐 (14) 은, 제 1 기체 배관 (91) 으로부터 공급되는 기체를, 연직 방향을 따라 직선상으로 토출하는 선상류 토출구 (14b) 를 갖고 있다. 또한, 제 4 이동 노즐 (14) 은, 제 2 기체 배관 (92) 로부터 공급되는 기체를, 수평 방향을 따라 제 4 이동 노즐 (14) 의 주위에 방사상으로 토출하는 수평류 토출구 (14c) 를 갖고 있다. 또, 제 4 이동 노즐 (14) 은, 제 3 기체 배관 (93) 으로부터 공급되는 기체를, 비스듬한 하방향을 따라 제 4 이동 노즐 (14) 의 주위에 방사상으로 토출하는 경사류 토출구 (14d) 를 갖고 있다.
제 1 기체 배관 (91) 에는, 제 1 기체 배관 (91) 내를 흐르는 기체의 유량을 정확하게 조절하기 위한 매스 플로우 컨트롤러 (96B) 가 개재 장착되어 있다. 매스 플로우 컨트롤러 (96B) 는, 유량 제어 밸브를 갖고 있다. 또, 제 2 기체 배관 (92) 에는, 제 2 기체 배관 (92) 내를 흐르는 기체의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브 (97B) 가 개재 장착되어 있다. 또, 제 3 기체 배관 (93) 에는, 제 3 기체 배관 (93) 내를 흐르는 기체의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브 (98B) 가 개재 장착되어 있다. 또한, 제 1 기체 배관 (91), 제 2 기체 배관 (92) 및 제 3 기체 배관 (93) 에는, 각각, 이물질을 제거하기 위한 필터 (96C, 97C, 98C) 가 개재 장착되어 있다.
제 4 이동 노즐 (14) 로부터 토출되는 유기 용제로는, 제 1 실시형태에 관련된 제 3 튜브 (33) (도 2 참조) 로부터 토출되는 유기 용제와 동일한 유기 용제를 들 수 있다. 제 4 이동 노즐 (14) 로부터 토출되는 기체로는, 제 1 실시형태에 관련된 제 2 튜브 (32) (도 2 참조) 로부터 토출되는 기체와 동일한 기체를 들 수 있다.
또, 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2P) 에서는, 제 3 이동 노즐 (10) 에 린스액을 안내하는 상측 린스액 배관 (43) 이 접속되어 있다. 상측 린스액 배관 (43) 에 개재 장착된 상측 린스액 밸브 (53) 가 열리면, 린스액이, 제 3 이동 노즐 (10) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
상측 린스액 밸브 (53), 제 1 기체 밸브 (96A), 제 2 기체 밸브 (97A) 및 제 3 기체 밸브 (98A), 매스 플로우 컨트롤러 (96B), 유량 가변 밸브 (97B), 유량 가변 밸브 (98B), 및 제 4 노즐 이동 유닛 (35) 은, 컨트롤러 (3) 에 의해 제어된다 (도 3 참조).
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 를 사용함으로써, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 기판 처리가 가능하다. 단, 제 1 린스 공정 (스텝 S3) 및 제 2 린스 공정 (스텝 S9) 에서는, 제 3 이동 노즐 (10) 로부터 기판 (W) 의 상면에 린스액이 공급된다.
이하에서는, 처리액 중의 (A) 저용해성 물질, (B) 박리액 형성 물질, (C) 용매, (D) 고용해성 물질의 상세한 내용과, (F) 박리액 형성액의 상세한 내용에 대해서 설명한다.
＜처리액＞
전술한 바와 같이, 기판 (W) 상에서 처리액이 건조되어 (C) 용매가 제거됨으로써 (A) 저용해성 물질이 막화 (膜化) 된다. 즉, 처리막 (100) 이 형성된다. (B) 박리액 형성 물질 및/또는 (D) 고용해성 물질은, (C) 용매와 함께 제거되지 않고, 처리막 (100) 에 남겨진다. 「고화」 나 「경화」 는, 「막화」 의 일 양태이다. 또한, 처리액으로부터 얻어지는 처리막 (100) 은 파티클 (제거 대상물 (103)) 을 유지할 수 있을 정도의 단단함을 갖고 있으면 되고, (C) 용매가 완전하게 제거 (예를 들어 기화에 의한다) 될 필요는 없다. 상기 처리액은 (C) 용매의 휘발에 수반하여 서서히 수축하면서 처리막이 된다. 「(C) 용매와 함께 제거되지 않는다」 란, 전체와 비교하여 극히 소량이 제거 (예 : 증발, 휘발) 되는 것은 허용된다. 예를 들어, 원래의 양과 비교하여 0 ∼ 10 질량％ 가 제거되는 것은 허용된다.
전술한 바와 같이, 처리막 (100) 이 기판 (W) 상의 파티클 (103) 을 유지하고, (F) 박리액 형성액에 의해 벗겨짐으로써 제거된다. 처리막 (100) 에 (B) 박리액 형성 물질이 남는 경우, (F) 박리액 형성액을 기판 (W) 에 공급함으로써, (B) 박리액 형성 물질이 (F) 박리액 형성액에 용출한다. 이에 따라, (F) 박리액 형성액의 pH 가 올라가 박리액이 형성 (조제) 되는 것으로 생각된다. 이 때문에, (F) 박리액 형성액은 암모니아수와 같은 알칼리성의 용액일 필요가 없고, 또, 상기 막에 (B) 박리액 형성 물질 및/또는 (D) 고용해성 물질이 남는 경우, 처리막 (100) 이 벗겨지는 계기가 되는 부분이 생기는 것으로 생각된다.
＜저용해성 물질＞
(A) 저용해성 물질은, 노볼락, 폴리하이드록시스티렌, 폴리스티렌, 폴리아크릴산 유도체, 폴리말레산 유도체, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올 유도체, 폴리메타크릴산 유도체, 이들 조합의 공중합체 중 적어도 1 개를 포함한다. 바람직하게는, (A) 저용해성 물질은, 노볼락, 폴리하이드록시스티렌, 폴리아크릴산 유도체, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산 유도체, 이들 조합의 공중합체 중 적어도 1 개를 포함해도 된다. 더욱 바람직하게는, (A) 저용해성 물질은, 노볼락, 폴리하이드록시스티렌, 폴리카보네이트, 이들 조합의 공중합체 중 적어도 1 개를 포함한다. 노볼락은 페놀 노볼락이어도 된다.
말할 필요도 없지만, 본 발명에 의한 처리액은 (A) 저용해성 물질로서, 상기의 적합예를 1 또는 2 이상 조합하여 포함해도 된다. 예를 들어, (A) 저용해성 물질은 노볼락과 폴리하이드록시스티렌의 쌍방을 포함해도 된다.
(A) 저용해성 물질은 건조됨으로써 막화하고, 상기 막은 후술하는 (F) 박리액 형성액 (용해된 (B) 박리액 형성 물질을 포함할 수 있다) 으로 대부분이 용해되는 일 없이 파티클을 유지한 채로 벗겨지는 것이, 적합한 일 양태이다. 또한, (F) 박리액 형성액에 의해 (A) 저용해성 물질의 극히 일부가 용해되는 양태는 허용된다.
바람직하게는, (A) 저용해성 물질은 불소 및/또는 규소를 함유하지 않고, 보다 바람직하게는 쌍방을 함유하지 않는다.
상기 공중합은 랜덤 공중합, 블록 공중합이 바람직하다.
본 발명을 한정하려는 의도는 없지만, (A) 저용해성 물질의 구체예로서 이하의 화학식 1 ∼ 7 에 나타내는 물질을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019128164624-pat00001
[화학식 2]
Figure 112019128164624-pat00002
[화학식 3]
Figure 112019128164624-pat00003
[화학식 4]
Figure 112019128164624-pat00004
(R 은 C1-4 알킬 등의 치환기를 의미한다)
[화학식 5]
Figure 112019128164624-pat00005
[화학식 6]
Figure 112019128164624-pat00006
[화학식 7]
Figure 112019128164624-pat00007
(A) 저용해성 물질의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 바람직하게는 150 ∼ 500,000 이다.
(A) 저용해성 물질은 합성함으로써 입수 가능하다. 또, 구입할 수도 있다. 구입하는 경우, 예로서 공급처는 이하를 들 수 있다. 본 발명의 효과를 발휘하도록, 공급처가 (A) 저용해성 물질을 합성하는 것도 가능하다.
노볼락 : 쇼와 화성 (주), 아사히 유기재 (주), 군에이 화학 공업 (주), 스미토모 베이크라이트 (주)
폴리하이드록시스티렌 : 닛폰 소다 (주), 마루젠 석유 화학 (주), 토호 화학공업 (주)
폴리아크릴산 유도체 : (주) 닛폰 촉매
폴리카보네이트 : 시그마 알드리치
폴리메타크릴산 유도체 : 시그마 알드리치
본 발명의 일 양태로서, 처리액의 전체 질량과 비교하여, (A) 저용해성 물질이 0.1 ∼ 50 질량％ 이다. 바꾸어 말하면, 처리액의 전체 질량을 100 질량％ 로 하고, 이것을 기준으로 하여 (A) 저용해성 물질이 0.1 ∼ 50 질량％ 이다. 즉, 「과 비교하여」 는 「을 기준으로 하여」 라고 바꿔 말하는 것이 가능하다. 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 있어서 동일하다.
＜박리액 형성 물질＞
(B) 박리액 형성 물질은 제 1 급 아민, 제 2 급 아민, 제 3 급 아민 및 제 4 급 암모늄염 (적합하게는 제 1 급 아민, 제 2 급 아민 및 제 3 급 아민) 중 적어도 1 개를 포함하고 있고, (B) 박리액 형성 물질은 탄화수소를 포함하고 있다. 적합한 일 양태로서, 처리액으로부터 형성된 처리막 (100) 에 (B) 박리액 형성 물질이 남고, 박리액이 처리막 (100) 을 박리할 때에 (B) 박리액 형성 물질이 (F) 박리액 형성액에 용출한다. 그때문에, (B) 의 알칼리 성분의 1 기압에 있어서의 비점이 20 ∼ 400 ℃ 인 것이 바람직하다.
박리액 형성 물질의 종류를 한정하려는 의도는 없지만, (B) 의 적합예로서, N-벤질에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 2-(부틸아미노)에탄올, 2-아닐리노에탄올, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리스(2-아미노에틸)아민, 트리스[2-(디메틸아미노)에틸]아민을 들 수 있다.
박리액 형성 물질의 종류를 한정하려는 의도는 없지만, (B) 의 적합예로서, N,N,N',N'-테트라키스(2-하이드록시에틸)에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라에틸에틸렌디아민을 들 수 있다.
박리액 형성 물질의 종류를 한정하려는 의도는 없지만, 바구니형의 삼차원 구조를 갖는 (B) 의 구체예로서, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 헥사메틸렌테트라민을 들 수 있다. 본 발명을 한정하려는 의도는 없지만, 평면적인 고리 구조를 갖는 (B) 의 적합예로서, 1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸, 1,4,7,10,13,16-헥사아자시클로옥타데칸을 들 수 있다.
말할 필요도 없지만, 본 발명에 의한 처리액은 (B) 박리액 형성 물질로서, 상기의 적합예를 1 또는 2 이상 조합하여 포함해도 된다. 예를 들어, (B) 박리액 형성 물질은 N-벤질에탄올아민과 디에탄올아민의 쌍방을 포함해도 된다. 또, (B) 박리액 형성 물질은 N,N,N',N'-테트라키스(2-하이드록시에틸)에틸렌디아민과 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄의 쌍방을 포함해도 된다.
(B) 박리액 형성 물질의 분자량은, 적합하게는 50 ∼ 500 이다.
(B) 박리액 형성 물질은 합성하는 것으로도, 구입하는 것으로도 입수 가능하다. 공급처로서, 시그마 알드리치, 도쿄 화성 공업을 들 수 있다.
본 발명의 일 양태로서, 처리액 중의 (A) 저용해성 물질의 질량과 비교하여, (B) 박리액 형성 물질은, 바람직하게는 1 ∼ 100 질량％ 이다.
＜용매＞
(C) 용매는 유기 용매를 포함하고 있는 것이 바람직하다. (C) 용매는 휘발성을 갖는다. 휘발성을 갖는다는 것은, 물과 비교하여 휘발성이 높은 것을 의미한다. (C) 용매는 1 기압에 있어서의 비점은, 50 ∼ 200 ℃ 인 것이 바람직하다. (C) 용매는, 소량의 순수를 포함하는 것도 허용된다. (C) 용매에 포함되는 순수는, (C) 용매 전체와 비교하여, 바람직하게는 30 질량％ 이하이다. 순수를 포함하지 않는 (0 질량％) 것도, 적합한 일 형태이다. 순수란, 적합하게는 DIW 이다.
본 발명의 적합한 일 양태로서, 처리액에 포함되는 성분 (첨가물을 포함한다) 은 (C) 용매에 용해된다. 이 양태를 취하는 처리액은, 매립 성능 또는 막의 균일성이 좋은 것으로 생각된다.
(C) 에 포함되는 유기 용매로는, 이소프로판올 (IPA) 등의 알코올류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME), 프로필렌글리콜모노에틸에테르 (PGEE) 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL) 등의 락트산에스테르류, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 2-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류, γ-부티로락톤 등의 락톤류 등을 들 수 있다. 이들 유기 용매는, 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직한 일 양태로서, (C) 용매가 포함하는 유기 용매는, IPA, PGME, PGEE, EL, PGMEA, 이들의 어떠한 조합으로부터 선택된다. 유기 용매가 2 종의 조합인 경우, 그 체적비는, 바람직하게는 20 : 80 ∼ 80 : 20 이다.
처리액의 전체 질량과 비교하여, (C) 용매는 0.1 ∼ 99.9 질량％ 이다.
＜고용해성 물질＞
(D) 고용해성 물질은, 탄화수소를 포함하고 있고, 추가로 하이드록시기 (-OH) 및/또는 카르보닐기 (-C(=O)-) 를 포함하고 있다. (D) 고용해성 물질이 폴리머인 경우, 구성 단위의 1 종이 1 단위마다 탄화수소를 포함하고 있고, 추가로, 하이드록시기 및/또는 카르보닐기를 포함하고 있다. 카르보닐기란, 카르복실산 (-COOH), 알데히드, 케톤, 에스테르, 아미드, 에논을 들 수 있고, 카르복실산이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 처리액이 건조되어 기판 상에 형성된 처리막에는, (D) 고용해성 물질이 남아 있다. (F) 박리액 형성액이 처리막을 박리할 때에 (D) 고용해성 물질은, 처리막이 벗겨지는 계기가 되는 부분을 낳는다. 이 때문에는, (D) 고용해성 물질로는 (F) 박리액 형성액에 대한 용해성이, (A) 저용해성 물질보다 높은 것이 사용되는 것이 바람직하다.
(D) 고용해성 물질이 카르보닐기로서 케톤을 포함하는 양태로서 고리형의 탄화수소를 들 수 있다. 구체예로서, 1,2-시클로헥산디온이나 1,3-시클로헥산디온을 들 수 있다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (D) 의 적합예로서, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸페놀), 2,6-비스[(2-하이드록시-5-메틸페닐)메틸]-4-메틸페놀, 1,3-시클로헥산디올, 4,4'-디하이드록시비페닐, 2,6-나프탈렌디올, 2,5-디-tert-부틸하이드로퀴논, 1,1,2,2-테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄을 들 수 있다. 이들은, 중합이나 축합에 의해 얻어도 된다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (D) 의 적합예로서, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올을 들 수 있다. 다른 일 형태로서, 3-헥신-2,5-디올, 1,4-부틴디올, 2,4-헥사디인-1,6-디올, 1,4-부탄디올, 시스-1,4-디하이드록시-2-부텐, 1,4-벤젠디메탄올도 (D) 의 적합예로서 들 수 있다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (D) 폴리머의 적합예로서, 아크릴산, 말레산, 또는 이들 조합의 중합체를 들 수 있다. 폴리아크릴산, 말레산아크릴산 코폴리머가 더욱 적합한 예이다.
공중합의 경우, 적합하게는 랜덤 공중합 또는 블록 공중합이며, 보다 적합하게는 랜덤 공중합이다.
말할 필요도 없지만, 처리액은 (D) 고용해성 물질로서, 상기의 적합예를 1 또는 2 이상 조합하여 포함해도 된다. 예를 들어, (D) 고용해성 물질은 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판과 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올의 쌍방을 포함해도 된다.
(D) 고용해성 물질의 분자량은, 예를 들어, 80 ∼ 10,000 이다. (D) 고용해성 물질이 수지, 중합체 또는 폴리머인 경우, 분자량은 중량 평균 분자량 (Mw) 으로 나타낸다.
(D) 고용해성 물질은 합성해서도 구입해서도 입수하는 것이 가능하다. 공급처로는, 시그마 알드리치, 도쿄 화성 공업, 닛폰 촉매를 들 수 있다.
본 발명의 일 양태로서, 처리액 중의 (A) 저용해성 물질의 질량과 비교하여, (D) 고용해성 물질은, 바람직하게는 1 ∼ 100 질량％ 이다.
＜그 밖의 첨가물＞
본 발명의 처리액은, (E) 그 밖의 첨가물을 추가로 포함해도 된다. (E) 그 밖의 첨가물은, 계면 활성제, 항균제, 살균제, 방부제, 항진균제, 또는 염기를 포함하고 있어도 되고 (바람직하게는, 계면 활성제), 이들 중 어느 조합을 포함하고 있어도 된다.
처리액 중의 (A) 저용해성 물질의 질량과 비교하여, (E) 그 밖의 첨가물 (복수의 경우, 그 합) 은, 바람직하게는 0 ∼ 10 질량％ 이다. 처리액은, (E) 그 밖의 첨가제를 포함하지 않아도 된다 (0 질량％).
＜박리액 형성액＞
전술한 바와 같이, 기판 (W) 에 공급된 처리액은, 건조되어 (C) 용매가 제거됨으로써, (A) 저용해성 물질이 막화된다. 즉, 처리막이 형성된다. (B) 박리액 형성 물질 및/또는 (D) 고용해성 물질은, (C) 용매와 함께 제거되지 않고, 처리막에 남겨진다. 처리막은 기판 상에 존재하는 파티클을 유지하는 것이 가능하고, 유지한 채로 (F) 박리액 형성액에 의해 제거된다.
여기서, (F) 박리액 형성액은 중성 또는 약산성인 것이 바람직하다. (F) 박리액 형성액의 pH 는 4 ∼ 7 인 것이 바람직하고, pH 5 ∼ 7 인 것이 보다 바람직하고, pH 6 ∼ 7 인 것이 더욱 바람직하다. pH 의 측정은, 공기 중의 탄산 가스의 용해에 의한 영향을 피하기 위해서, 탈가스하여 측정하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, (F) 박리액 형성액은 순수를 포함한다. 전술한 바와 같이본 발명의 처리액은 (B) 박리액 형성 물질을 포함하기 때문에, (F) 박리액 형성액에 용출하고, (F) 박리액 형성액의 pH 를 올림으로써 박리액이 형성 (조제) 된다. 이 때문에, (F) 박리액 형성액은 대부분이 순수여도 된다. (F) 박리액 형성액의 전체 질량과 비교하여, (F) 에 포함되는 순수는, 바람직하게는 80 ∼ 100 질량％ 이고, 보다 바람직하게는 90 ∼ 100 질량％ 이고, 더욱 바람직하게는 95 ∼ 100 질량％ 이고, 보다 더 바람직하게는 99 ∼ 100 질량％ 이다. (F) 박리액 형성액이 순수만으로 이루어지는 (100 질량％) 양태도 적합하다.
처리액이, (A) 저용해성 물질, (B) 박리액 형성 물질 및 (C) 용매로 구성되어 있는 경우에는, 처리막의 형성 모습, 및, 기판으로부터의 처리막의 박리 모습을, 이하와 같이 설명할 수도 있다.
파티클이 부착되어 있는 기판 (W) 에 처리액을 적하하고, 건조시킴으로써, 저용해성 물질 (폴리머) 이 막화한다. 저용해성 물질이 막화함으로써, 처리막이 형성된다. 박리액 형성 물질 (알칼리 성분) 이 처리막에 남아 있다. 그 후, 처리막에 박리액 형성액을 공급하고, 알칼리 성분이 박리액 형성액에 용출한다. 알칼리 성분의 용출에 의해 처리막 부근의 박리액 형성액의 pH 가 상승하여, 처리막을 기판 (W) 으로부터 박리시키는 박리액이 형성 (조제) 되는 것으로 생각된다. 알칼리 성분이 용출함으로써, 처리막에 알칼리 성분이 용출한 흔적 (공공 (空孔)) 이 생긴다. 알칼리 성분의 용출에 의해 처리막 부근의 박리액의 pH 가 상승하고, 처리막을 기판으로부터 박리시키는 효과가 높아지는 것으로 생각된다. 또한, 알칼리 성분의 용출에 의해 형성된 흔적은, 처리막이 벗겨지는 계기가 되고, 여기를 기점으로 크랙이 확산된다. 크랙이 확산됨으로써 분단된 처리막이, 파티클을 유지한 채로 기판으로부터 제거된다.
처리액은, (A) 저용해성 물질, (B) 박리액 형성 물질, (C) 용매 및 (D) 고용해성 물질로 구성되어 있는 경우에는, 처리막의 형성 모습, 및, 기판으로부터의 처리막의 박리 모습을, 이하와 같이 설명할 수도 있다.
파티클이 부착되어 있는 기판 (W) 에 처리액을 적하하고, 건조시킴으로써, 저용해성 물질 (폴리머) 이 막화한다. 저용해성 물질이 막화함으로써, 처리막이 형성된다. 박리액 형성 물질 (알칼리 성분) 이 처리막에 남아 있다. 그 후, 처리막에 박리액 형성액을 공급하고, 알칼리 성분이 박리액 형성액에 용출한다. 알칼리 성분의 용출에 의해 처리막 부근의 박리액 형성액의 pH 가 상승하여, 처리막을 기판 (W) 으로부터 박리시키는 박리액이 형성 (조제) 되는 것으로 생각된다. 또, 고용해성 물질 (크랙 촉진 성분) 이 처리막에 남아 있다. 크랙 촉진 성분은 박리액 형성액/박리액에 용출하고, 처리막에 크랙 촉진 성분이 용출한 흔적 (공공) 이 생긴다. 크랙 촉진 성분의 용출에 의해 형성된 흔적은, 처리막이 벗겨지는 계기가 되어, 여기를 기점으로 크랙이 확산된다. 크랙이 확산됨으로써 분단된 처리막이, 파티클을 유지한 채로 기판 (W) 으로부터 제거된다.
(F) 박리액 형성액이 처리막 (파티클 유지층) 을 제거 (박리) 할 때, 처리막에 남는 (B) 박리액 형성 물질 및 또는 (D) 고용해성 물질이, 막이 벗겨지는 계기가 되는 부분을 낳는 것으로 생각된다. 그 때문에, (B) 박리액 형성 물질이나 (D) 고용해성 물질은 (F) 박리액 형성액에 대한 용해성이, (A) 저용해성 물질보다 높은 것인 것이 바람직하다. 용해성은 공지된 방법으로 평가할 수 있다. 예를 들어, 20 ∼ 35 ℃ (더욱 바람직하게는 25 ± 2 ℃) 의 조건에 있어서, 플라스크에 상기 (A) 또는 (B) 를 순수에 100 ppm 첨가하고, 뚜껑을 덮고, 진탕기로 3 시간 진탕함으로써, (A) 또는 (B) 가 용해되었는지로 구할 수 있다. 용해성 평가를 위해서 상기 순수를 알칼리성의 액 (예를 들어, 5.0 질량％ 암모니아수) 으로 변경해도 된다.
처리막은 (F) 박리액 형성액에 의해 완전히 용해되는 일 없이, 파티클을 유지한 채로 기판 상으로부터 제거되는 것이 본 발명의 적합한 양태이다. 처리막은 예를 들어 상기 「벗겨지는 계기가 되는 부분」 에 의해 잘게 잘린 상태가 되어, 제거되는 것으로 생각된다.
본 발명을 여러 예에 의해 설명하면 이하와 같다. 또한, 처리액이나 박리액 형성액은, 이들 예에만 한정되는 것은 아니다.
패턴 기판의 준비
8 인치 Si 기판에 KrF 레지스트 조성물 (AZ DX-6270P, 머크 퍼포먼스 머티리얼즈 주식회사, 이하 MPM 주식회사라고 한다) 을 적하하고, 1500 rpm 으로 상기 기판에 스핀 코트한다. 기판을 120 ℃ 에서 90 초 소프트 베이크한다. KrF 스텝퍼 (FPA-3000 EX5, Canon) 를 사용하여, 20 mJ/㎠ 로 노광하고, 130 ℃ 에서 90 초 PEB (노광 후 베이크) 하고, 현상액 (AZ MIF-300, MPM 주식회사) 으로 현상한다. 이에 따라, 피치 360 ㎚, 듀티비 1 : 1 의 라인·스페이스의 레지스트 패턴을 얻는다. 동 (同) 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 드라이 에칭 장치 (NE-5000N, ULVAC) 로 기판을 에칭한다. 그 후, 스트리퍼 (AZ 400T, MPM 주식회사) 로 기판 세정을 실시하고, 레지스트 패턴 및 레지스트 잔류물을 박리한다. 이에 따라, 피치 360 ㎚, 듀티비 1 : 1, 라인 높이 150 ㎚ 의 패턴을 갖는 패턴 기판을 제조한다.
베어 기판의 준비
8 인치 Si 기판을 사용한다.
평가 기판의 조제
상기의 패턴 기판 및 베어 기판에 파티클을 부착시킨다.
실험용의 파티클로서 초고순도 콜로이달 실리카 (PL-10H, 후소 화학 공업, 평균 1 차 입경 90 ㎚) 를 사용한다. 실리카 미립자 조성물을 50 ㎖ 적하하고, 500 rpm 으로 5 초간 회전함으로써, 도포한다. 그 후, 1000 rpm 으로 30 초간 회전함으로써, 실리카 미립자 조성물의 용매를 스핀 드라이 한다. 이에 따라, 평가 기판을 얻는다.
처리액에 있어서의 각 성분 유무의 비교 시험
5 g 의 노볼락 (Mw 약 5,000 (A) 저용해성 물질) 을, 95 g 의 이소프로판올 ((C) 용매) 에 첨가한다. 이것을, 1 시간, 교반자로 교반하고, (A) 저용해성 물질 농도가 5 질량％ 인 액을 얻는다. 디에탄올아민 ((B) 박리액 형성 물질) 및 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올 (도쿄 화성 공업, 이하 TCI 주식회사라고 한다, (D) 고용해성 물질) 을, 각각 2.5 g 씩 상기 액에 첨가한다. 이것을 1 시간, 교반자로 교반한다. 이 액을 Optimizer UPE (닛폰 인테그리스 주식회사) 로 여과한다. 이에 따라, (A), (B) 및 (D) 가 포함되는 처리액을 얻는다.
(D) 성분을 첨가하지 않는 것 이외에는 동일하게 하여, (A) 및 (B) 가 포함되는 처리액을 얻는다.
(B) 성분을 첨가하지 않는 것 이외에는 동일하게 하여, (A) 및 (D) 가 포함되는 처리액을 얻는다.
(A) 성분을 첨가하지 않는 것 이외에는 동일하게 하여, (B) 및 (D) 가 포함되는 처리액을 얻는다.
코터·디벨로퍼 RF3 (주식회사 SOKUDO) 을 사용하여, 각 평가 기판에, 각 처리액을 10 cc 적하하고, 1,500 rpm 으로 60 초 회전함으로써, 도포 및 건조를 실시한다. 기판을 100 rpm 으로 회전시키면서 DIW 를 10 초간 적하하고, 기판 전체를 DIW 로 덮고, 이 상태를 20 초간 유지한다. 이 기판을 1,500 rpm 으로 회전함으로써, 기판을 건조시킨다. 이 회전에 의해, 막이 존재하는 경우에는, 막을 박리·제거한다.
이들 기판의 파티클 잔존량을 비교한다. 패턴 기판의 평가에는 명시야 결함 검사 장치 (UVision 4, AMAT 사) 를 사용하고, 베어 기판의 평가에는 암시야 결함 검사 장치 (LS-9110, 히타치 하이테크사) 를 사용한다.
처리액 1 의 조제예 1
5 g 의 노볼락 (Mw 약 5,000 (A) 저용해성 물질) 을, 95 g 의 이소프로판올 ((C) 용매) 에 첨가한다. 이것을, 1 시간 교반자로 교반하고, (A) 저용해성 물질 농도가 5 질량％ 인 액을 얻는다. N-벤질에탄올아민 (TCI 주식회사, (B) 박리액 형성 물질) 및 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 (TCI 주식회사, (D) 고용해성 물질) 을, 각각 2.5 g 씩 상기 액에 첨가한다. 이것을 1 시간, 교반자로 교반한다. 이 액을 Optimizer UPE (닛폰 인테그리스 주식회사) 로 여과한다. 이에 따라, 처리액 1 을 얻는다. 그 결과를, 표 1 에 기재한다.
이하의 표 1 ∼ 표 3 에 있어서, 상기의 노볼락을 A1, N-벤질에탄올아민을 B1, 이소프로판올을 IPA, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판을 D1 이라고 약칭한다. 또, (A) 열에 있어서의 ( ) 안의 숫자는, (C) 용매에 (A) 저용해성 물질을 첨가했을 때의 농도 (질량％) 를 의미한다. (B) 열에 있어서의 ( ) 안의 숫자는, 액에 (B) 박리액 형성 물질을 첨가했을 때의, (A) 저용해성 물질과 비교한 농도 (질량％) 를 의미한다. (D) 열에 있어서의 ( ) 안의 숫자는, 액에 (D) 고용해성 물질을 첨가했을 때의, (A) 저용해성 물질과 비교한 농도 (질량％) 를 의미한다.
Figure 112021115785824-pat00029
Figure 112021115785824-pat00030
Figure 112021115785824-pat00031
상기 표 1 ∼ 표 3 에 있어서 이하와 같이 약칭한다.
페놀 노볼락 (Mw 약 10,000) 을 A2
페놀 노볼락 (Mw 약 100,000) 을 A3,
폴리하이드록시스티렌 (Mw 약 1,000) 을 A4,
폴리하이드록시스티렌 (Mw 약 10,000) 을 A5,
폴리하이드록시스티렌 (Mw 약 100,000) 을 A6,
하기 화학식 8 에 나타내는 구조로 이루어지는 폴리아크릴산 유도체 (Mw 약 1,000) 를 A7,
[화학식 8]
Figure 112019128164624-pat00011
상기 반복 단위로 이루어지는 폴리아크릴산 유도체 (Mw 약 10,000) 를 A8,
상기 반복 단위로 이루어지는 폴리아크릴산 유도체 (Mw 약 100,000) 를 A9,
폴리메타크릴산메틸 (Mw 약 5,000) 을 A10,
디에탄올아민을 B2,
모노에탄올아민을 B3,
2-(2-아미노에틸아미노)에탄올을 B4,
4,4'-디아미노디페닐메탄을 B5,
1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄을 B6,
헥사메틸렌테트라민을 B7,
2-(부틸아미노)에탄올을 B8,
3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올을 D2,
폴리아크릴산 (Mw 약 1,000) 을 D3,
폴리아크릴산 (Mw 약 10,000) 을 D4,
하기 화학식 9 로 이루어지는 말레산아크릴산 코폴리머 (Mw 약 3,000) 를 D5.
[화학식 9]
Figure 112019128164624-pat00012
처리액 1 ∼ 27 의 조제예 1 ∼ 27
(A) 저용해성 물질, (B) 박리액 형성 물질, (C) 용매 및 (D) 고용해성 물질로서, 표 1 ∼ 표 3 에 기재된 것을 사용하고, 농도를 표 1 ∼ 표 3 에 기재된 것이 되도록 조제하는 것 이외에는, 조제예 1 과 동일하게 하여, 처리액 2 ∼ 27 을 조제한다.
처리액 1 ∼ 27 의 파티클 잔존량의 평가
상기의 평가 기판의 조제에 기재된 대로 조제한 평가 기판을 사용한다.
코터·디벨로퍼 RF3 (주 SOKUDO) 을 사용하여, 각 평가 기판에, 각 처리액을 10 cc 적하하고, 1,500 rpm 으로 60 초 회전함으로써, 도포 및 건조를 실시한다. 기판을 100 rpm 으로 회전시키면서 DIW 를 10 초간 적하하고, 기판 전체를 DIW 로 덮고, 이 상태를 20 초간 유지한다. 이 기판을 1,500 rpm 으로 회전함으로써, 기판을 건조시킨다. 이 회전에 의해, 막이 존재하는 경우에는, 막을 박리·제거한다.
이들 기판의 파티클 잔존량을 비교한다. 패턴 기판의 평가에는 명시야 결함 검사 장치 (UVision 4, AMAT 사) 를 사용하고, 베어 기판의 평가에는 암시야 결함 검사 장치 (LS-9110, 히타치 하이테크사) 를 사용한다.
도포 상황, 막의 제거 상황을 확인하고, 파티클 잔류수를 카운트 하고, 이하의 기준으로 평가한다. 평가 결과를 표 1 ∼ 표 3 에 기재한다.
AA : ≤ 10 개
A : ＞ 10 개, ≤ 100 개
B : ＞ 100 개, ≤ 1,000 개
C : ＞ 1000 개
D : 막이 균일하게 도포되지 않거나, 또는 막이 제거되지 않는다
그 밖의 변형예
이 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 기판 처리와는 달리, 약액 공급 공정 (스텝 S2), 제 1 린스 공정 (스텝 S3) 및 제 1 유기 용제 공급 공정 (스텝 S4) 이 생략되어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 기판 처리에서는, 처리막 형성 공정 (스텝 S6 및 스텝 S7) 에 있어서, 열매에 의한 기판 (W) 의 가열에 의해 처리액의 용매가 증발한다. 그러나, 기판 (W) 은, 열매의 공급에 한정되지 않고, 예를 들어, 스핀 베이스 (21) 나 대향 부재 (6) 에 내장된 히터 등 (도시하지 않음) 에 의해 가열되어도 된다. 이 경우, 당해 히터가, 기판 가열 유닛 및 증발 유닛 (증발 촉진 유닛) 으로서 기능한다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 기판 처리에서는, 박리 제거 공정 (스텝 S8) 의 후에 제 2 린스 공정 (스텝 S9) 이 실행된다. 그러나, 제 2 린스 공정은, 생략하는 것도 가능하다.
상세하게는, 박리 제거 공정에 있어서 박리액 형성액으로서 순수가 사용되고, 박리액 형성액으로서의 순수에 의해 처리막 (100) 이 기판 (W) 외로 배출되는 경우에는, 박리액 형성액을 씻어낼 필요가 없기 때문에, 제 2 린스 공정을 생략할 수 있다. 또, 박리 제거 공정에 있어서 기판 (W) 에 공급되는 박리액 형성액과, 제 2 린스 공정의 후에 실행되는 제 2 유기 용제 공급 공정 (스텝 S10) 에 있어서 기판 (W) 에 공급되는 유기 용제 (잔류물 제거액) 가 상용성을 갖는 경우에도, 제 2 린스 공정을 실행할 필요가 없다.
또, 처리막 (100) 의 형성에는, 반드시 기판 (W) 의 가열을 실시할 필요는 없다. 즉, 박막화 공정 (스텝 S6) 에 있어서, 용매가 충분히 휘발한 경우에는, 그 후의 가열 공정 (스텝 S7) 은 실행하지 않아도 되다. 특히, 처리막 (100) 의 내부에 용매를 잔류시켜도 되는 경우에는, 기판 (W) 을 가열시키지 않아도 원하는 정도까지 용매를 증발시키기 쉽다.
본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (18)

  1. 용질 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면을 향해서 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과,
    상기 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급함으로써 상기 박리액 형성액을 상기 처리막에 접촉시켜 박리액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 박리액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과,
    상기 처리막의 박리 후에 상기 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 씻어내어 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 포함하고,
    상기 용질이, 박리액 형성 물질을 갖고,
    상기 처리막 형성 공정이, 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 갖는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 박리 공정이, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 용해시킴으로써 상기 박리액을 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 박리액이, 알칼리성 액체인, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 박리액 형성액이, 순수인, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 박리 공정이, 상기 박리액 형성액이 상기 기판의 표면에 공급됨으로써, 상기 처리막이 부분적으로 용해되어 상기 처리막에 관통공이 형성되는 관통공 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖고,
    상기 처리막 형성 공정이, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 관통공 형성 공정이, 상기 기판 상에서 형성된 상기 박리액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공을 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 박리액 형성액에 대한 상기 저용해성 물질의 용해성이, 상기 박리액 형성액에 대한 상기 고용해성 물질의 용해성보다 낮고,
    상기 관통공 형성 공정이, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공을 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액 형성액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖고,
    상기 처리막 형성 공정이, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 관통공 형성 공정이, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액에 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공을 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 알칼리 성분을 포함하는 용질, 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면을 향해서 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하고, 상기 알칼리 성분을 함유하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과,
    상기 기판의 표면에 순수를 공급하여 상기 순수를 상기 처리막에 접촉시킴으로써, 상기 처리막으로부터 상기 알칼리 성분을 상기 순수에 용출시켜 알칼리성 수용액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 알칼리성 수용액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과,
    상기 처리막의 박리 후에 상기 순수의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 씻어내어 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 용질 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 처리액을 고화 또는 경화시키는 고체 형성 유닛과,
    상기 기판의 표면에 박리액 형성액을 공급하는 박리액 형성액 공급 유닛과,
    상기 처리액 공급 유닛, 상기 고체 형성 유닛 및 상기 박리액 형성액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 상기 고체 형성 유닛에 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 상기 박리액 형성액 공급 유닛으로부터 상기 박리액 형성액을 공급함으로써 상기 박리액 형성액을 상기 처리막에 접촉시켜 박리액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 박리액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에, 상기 박리액 형성액 공급 유닛으로부터의 상기 박리액 형성액의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있고,
    상기 용질이, 박리액 형성 물질을 갖고,
    상기 처리막 형성 공정에 있어서, 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 갖는 상기 처리막이 형성되고,
    상기 박리 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 박리액 형성 물질을 용해시킴으로써 상기 박리액이 형성되는, 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 박리액이, 알칼리성 액체인, 기판 처리 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 박리액 형성액 공급 유닛이, 상기 박리액 형성액으로서 순수를 상기 기판의 표면에 공급하는, 기판 처리 장치.
  14. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 박리 공정에 있어서, 상기 박리액 형성액이 상기 기판의 표면에 공급됨으로써, 상기 처리막이 부분적으로 용해되어 상기 처리막에 관통공이 형성되는, 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖고,
    상기 처리막 형성 공정에 있어서, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막이 형성되고,
    상기 박리 공정에 있어서, 상기 기판 상에서 형성된 상기 박리액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공이 형성되는, 기판 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 박리액 형성액에 대한 상기 저용해성 물질의 용해성이, 상기 박리액 형성액에 대한 상기 고용해성 물질의 용해성보다 낮고,
    상기 처리막 형성 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써 상기 처리막에 상기 관통공이 형성되는, 기판 처리 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 용질이, 고용해성 물질과, 상기 고용해성 물질보다 상기 박리액 형성액에 대한 용해성이 낮은 저용해성 물질을 갖고,
    상기 처리막 형성 공정에 있어서, 고체 상태의 상기 고용해성 물질 및 상기 저용해성 물질을 갖는 상기 처리막이 형성되고,
    상기 박리 공정에 있어서, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 박리액 형성액이 상기 처리막 중의 고체 상태의 상기 고용해성 물질을 용해시킴으로써, 상기 처리막에 상기 관통공이 형성되는, 기판 처리 장치.
  18. 알칼리 성분을 포함하는 용질, 및 용매를 갖는 처리액을 기판의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 처리액을 고화 또는 경화시키는 고체 형성 유닛과,
    상기 기판의 표면에 순수를 공급하는 순수 공급 유닛과,
    상기 처리액 공급 유닛, 상기 고체 형성 유닛 및 상기 순수 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 표면에 공급된 상기 처리액을 상기 고체 형성 유닛에 고화 또는 경화시킴으로써, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하고, 상기 알칼리 성분을 함유하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정과, 상기 기판의 표면에 상기 순수 공급 유닛으로부터 상기 순수를 공급하여 상기 순수를 상기 처리막에 접촉시킴으로써, 상기 처리막으로부터 상기 알칼리 성분을 상기 순수에 용출시켜 알칼리성 수용액을 형성하고, 상기 제거 대상물을 유지한 상태의 상기 처리막을, 상기 알칼리성 수용액에 의해 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 공정과, 상기 처리막의 박리 후에, 상기 순수 공급 유닛으로부터의 상기 순수의 공급을 계속함으로써, 상기 처리막에 상기 제거 대상물을 유지시킨 상태에서, 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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