KR102412306B1 - 기판 처리방법 및 기판 처리장치 - Google Patents

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히로시 아베
타카아키 이시즈
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Abstract

제2 액체 공급공정에서, 제2 액막과, 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막이 기판의 상면에 형성된다. 그리고, 증기층 형성공정에서, 기판이 가열됨으로써, 기판의 상면에 접하는 제2 액체가 증발하여 생기는 제2 증기층이 형성되고, 그 제2 증기층 상에 제2 액막이 유지된다. 제2 액막에 포함되는 제2 액체의 증기압이 높으므로, 부상하고 있는 제2 액막의 하면의 높이 위치를 높게 유지할 수 있다. 부상하고 있는 제2 액막에 기체를 분사함으로써, 제2 액막에 구멍이 형성되고, 그 구멍을 기판의 외주를 향해 넓힘으로써, 제1 액체 및 제2 액체를 기판 밖으로 배제한다.

Description

기판 처리방법 및 기판 처리장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
이 출원은 2019년 7월 29일 제출의 일본 특허출원 2019-138966호에 근거하는 우선권을 주장하고 있고, 이 출원의 모든 내용은 여기 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
이 발명은 기판 처리방법 및 기판 처리장치에 관한 것이다. 처리대상이 되는 기판의 예로는 반도체 웨이퍼, 액정표시장치나 유기 EL(Electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 FPD 등의 제조공정에서는 반도체 웨이퍼나 FPD용 유리 기판 등의 기판에 대해서 필요에 따라 처리가 이루어진다.
종래부터 패턴 도괴를 억제하면서 기판을 건조시키는 각종 수법이 제안되고 있다. US 2017/282210A1에 기재의 수법으로는 린스액에 의한 린스 처리 후, 수평으로 유지된 기판 상의 린스액이 유기용제로 치환되고, 기판 상면의 전역(全域)을 덮는 유기용제의 액막이 형성된다. 그리고, 수평으로 유지되는 기판의 하면에 히터를 접근시켜 기판을 가열한다. 이로 인해, 기판에 접촉하는 유기용제가 증발되어 기판의 상면 상에 증기층이 형성되고, 이 증기층 상에 유기용제의 액막이 유지된다. 이 상태에서 유기용제의 액막에 기체를 분사시키고, 유기용제의 액막에서부터 유기용제를 부분적으로 배제함으로써 유기용제의 액막에 구멍을 뚫는다. 이로 인해, 기판의 상면 내에 기액(氣液)계면이 형성된다. 그리고, 그 구멍을 넓힘으로써 유기용제의 액막이 증기층 상으로 이동하고, 기액 계면이 기판의 외주를 향해 이동한다. 기액 계면이 기판의 외주단에 도달함으로써, 패턴의 도괴를 억제하면서 기판의 상면이 건조된다.
US 2017/282210 A1 기재의 건조수법에서, 패턴 높이(볼록 형상 패턴의 높이)가 기판 상에 형성되는 증기층의 두께보다 크면, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 증기층 상의 유기용제 액막이 패턴의 상부에 접촉할 가능성이 있다. 이러한 상태에서, US 2017/282210 A1에 기재된 건조수법이 실행되면, 패턴 도괴가 발생할 우려가 있다.
구체적으로는, 도 11a에 나타내는 상태에서, 부상하고 있는 유기용제의 액막에 기체가 분사되고, 이로 인해 유기용제의 액막에 구멍이 형성된다. 이어서, 구멍을 넓힐 수 있다. 구멍을 형성할 때 또는 구멍을 넓힐 때, 패턴에 접하는 유기용제의 표면장력이 패턴의 상부에 더해지고, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 기액 계면이나 그 내측에서 패턴이 도괴할 우려가 있다.
여기서, 이 발명의 목적의 하나는 패턴의 도괴를 억제하면서, 기판을 건조시킬 수 있는 기판 처리방법 및 기판 처리장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시형태는, 수평으로 유지된 기판의 상면에, 제1 액체 및 상기 제1 액체의 증기압보다 높은 증기압을 가지는 제2 액체를 공급하고, 상기 제2 액체를 포함하는 제2 액막과, 상기 제1 액체를 포함하고, 또한, 상기 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성공정과, 상기 기판을 가열함으로써, 적어도 상기 기판의 상면에 접하는 상기 제2 액체를 증발시키고, 상기 제2 액체의 증기를 포함하는 제2 증기층을 상기 제2 액체와 상기 기판의 상면 사이에 형성하고, 그리고, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상에 유지하는 증기층 형성공정과, 상기 제2 증기층이 형성된 후, 상기 제2 액막에 기체를 분사하여 상기 제2 액체를 부분적으로 배제함으로써 상기 제2 액막에 구멍을 뚫고, 더욱 상기 구멍을 상기 기판의 외주를 향해 넓히고, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상에서 이동시킴으로써, 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체를 상기 기판 밖으로 배제하는 기체 분사 배제공정을 포함하는, 기판 처리방법을 제공한다.
이 방법에 따르면, 제2 액체 공급공정에서, 제2 액막과, 제2 액막의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막이 기판의 상면에 형성된다. 그리고, 증기층 형성공정에서, 기판이 가열됨으로써 기판의 상면에 접하는 제2 액체가 증발하여 생기는 제2 증기층이 형성되고, 그 제2 증기층 상에 제2 액막이 유지된다. 즉, 제2 액막은 기판의 상면에서 부상한 상태로 유지된다. 제2 액막에 포함되는 제2 액체의 증기압이 높으므로, 제2 증기층의 막 두께가 크다. 이 때문에, 부상하고 있는 제2 액막의 하면의 높이 위치를 높게 유지할 수 있다. 따라서, 제2 액막의 하면을, 패턴의 상단보다 상방에 배치하는 것이 가능하다.
부상하고 있는 제2 액막에 기체를 분사함으로써, 제2 액막에 구멍이 형성된다. 이로 인해, 구멍의 외측 둘레, 즉, 기액 계면이 형성된다. 그리고, 그 구멍을 기판의 외주를 향해 넓힘으로써, 제2 액막을 부상한 채 이동시키고, 기판 밖으로 배제된다. 기판 상의 제2 액막에 작용하는 마찰저항은 영으로 간주할 수 있을 정도로 작으므로, 기체의 흐름에 따른 압력이라는 작은 힘에 의해 제2 액막을 기판으로부터 배제할 수 있다.
구멍을 넓히는 동안, 제2 액막은 제2 액막의 측방이 제1 액막에 의해 둘러싸이는 태양을 유지하면서 이동한다. 이 때문에, 기액 계면은 제2 액막에 계속 설치된다. 또한, 부상하고 있는 제2 액막의 하면의 높이 위치가 제2 증기층에 의해서 높게 유지되므로, 제2 액막에 설치된 기액 계면을, 구멍을 넓히는 기간 중 패턴의 상단보다 상방에 계속 배치시키는 것이 가능하다. 따라서, 구멍을 넓히는 모든 기간에 걸쳐서 기액 계면에서 패턴이 제2 액체에 접액(接液)하는 것을 저지하는 것이 가능하다. 이 경우, 구멍을 넓히는 모든 기간에 걸쳐서 제2 액체의 표면장력이 그 기액 계면에서 패턴의 상부에 작용하는 것을 저지할 수 있다. 이로 인해, 패턴의 도괴를 억제하면서, 기판을 건조시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는 상기 제2 액체의 표면장력이 상기 제1 액체의 표면장력보다 낮다.
이 방법에 따르면, 제2 액체의 표면장력이 제1 액체의 표면장력보다 낮다. 즉, 제2 액막의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막에 포함되는 제1 액체의 표면장력이 높다. 제1 액막에 의해 제2 액막의 측방을 둘러쌈으로써, 기판 상에서의 제2 액체의 유출이 제1 액막에 의해 차단된다. 제1 액막 및 제2 액막을 합친 액막 전체에서, 액막의 외주부에 포함되는 액체의 표면장력에 의해 액막의 형체가 유지된다. 액막 전체의 외주부가 표면장력이 높은 제1 액체에 의해서 구성되므로, 제1 액막 및 제2 액막을 합친 액막 전체에서 액막의 형체를 유지할 수 있다.
만일, 제1 액막을 설치하지 않고, 기판 상의 액막을 제2 액막만으로 구성하는 경우, 제2 액체의 표면장력이 낮으므로 충분한 두께를 가지는 증기층을 형성할 수 있을 만큼의 충분한 가열시간을 확보하지 못하고, 그 결과, 기판 상의 액막을 양호하게 부상시키지 못할 수도 있다.
이에 대해, 이 방법과 같이 제1 액막에 의해서 제2 액막의 측방을 둘러쌈으로써, 제2 액막의 막 두께를 충분히 두껍게 할 수 있다. 제2 액막의 막 두께가 충분히 두껍기 때문에, 의도하지 않는 분열이나 구멍을 제2 액막에 형성하지 않고, 충분한 시간을 들여 제2 액막을 가열할 수 있고, 이로 인해, 증기층의 두께를 충분히 두껍게 할 수 있다. 그러므로, 제2 액막을 양호하게 부상시킬 수 있다.
또한, 패턴의 높이에 따라서는 패턴의 상단이 부상하고 있는 제2 액막의 하면과 동등한 높이 위치이거나, 혹은 해당 하면보다 상방에 위치하는 경우도 상정된다. 이 경우, 구멍을 넓히는 기간 중, 기액 계면에서 패턴이 제2 액체에 계속 접액하고, 그 기액 계면에서 제2 액체의 표면장력이 패턴의 상부에 작용한다. 그러나, 제2 액체의 표면장력이 낮으므로, 패턴에 작용하는 표면장력이 낮다. 이로 인해, 패턴의 도괴를 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 패턴이 부상하고 있는 제2 액막에 접액하는 경우라도 패턴의 도괴를 억제하면서 기판을 건조시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 액막 형성공정이 상기 기판의 상면에 상기 제1 액체를 공급하는 공정과, 상기 기판의 상면에 상기 제2 액체를 공급하고, 상기 기판의 상면 상의 상기 제1 액체 중 일부의 상기 제1 액체만을 상기 제2 액체로 치환하는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 기판의 상면 상의 일부의 제1 액체만을 제2 액체로 치환한다. 이로 인해, 링 형상의 제1 액막이 적어도 기판 상면의 외주부에 남고, 제2 액체가 제1 액막의 내측에 고인다. 이로 인해, 제2 액막과 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막을 기판의 상면에 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는 상기 액막 형성공정이 제1 액체 노즐에서 상기 기판 상면의 외주부를 향해 상기 제1 액체를 토출하는 공정과, 상기 제1 액체 노즐과는 상이한 제2 액체 노즐에서, 상기 기판 상면의 중앙부를 향해 상기 제2 액체를 토출하는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 제1 액막의 형성을 위한 제1 액체의 공급과, 제2 액막의 형성을 위한 제2 액체의 공급을 서로 상이한 노즐에서의 액 토출에 의해 실현될 수 있다. 이로 인해, 제2 액막과 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막을 기판의 상면에 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제2 액체의 비중이 상기 제1 액체의 비중보다 크다.
이 방법에 따르면, 제2 액체의 비중이 크므로, 제1 액체와 제2 액체의 계면에서는 비중차에 의해 제2 액체가 제1 액체와 기판 사이로 들어간다. 패턴 간 홈의 깊숙하게 있는 액체도 제2 액체로 치환할 수 있다. 이로 인해, 패턴 사이에 있는 액체를 제2 액체에 의해서 양호하게 치환할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지유닛과, 상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판의 상면에 제1 액체를 공급하는 제1 액체 공급유닛과, 상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판의 상면에, 상기 제1 액체의 증기압보다 높은 증기압을 가지는 제2 액체를 공급하는 제2 액체 공급유닛과, 상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판을 가열하는 히터와, 상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판에 기체를 분사하는 기체 분사유닛과, 상기 제1 액체 공급유닛, 상기 제2 액체 공급유닛, 상기 히터 및 상기 기체 분사유닛을 제어하는 제어장치를 구비하고, 상기 제어장치가 상기 제1 액체 공급유닛 및 상기 제2 액체 공급유닛에 의해 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체를 상기 기판의 상면으로 공급하고, 상기 제2 액체를 포함하는 제2 액막과, 상기 제1 액체를 포함하고, 또한, 상기 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성공정과, 상기 히터에 의해 상기 기판을 가열함으로써, 상기 기판의 상면에 접하는 상기 제2 액체를 적어도 증발시켜 상기 제2 액체와 상기 기판의 상면 사이에 제2 증기층을 형성하고, 그리고, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상으로 유지하는 증기층 형성공정과, 상기 제2 증기층이 형성된 후, 상기 기체 분사유닛에 의해 상기 제2 액막에 기체를 분사하여 상기 제2 액체를 부분적으로 배제함으로써 상기 제2 액막에 구멍을 뚫고, 더욱 상기 구멍을 기판의 외주를 향해 넓히고, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상에서 이동시킴으로써, 상기 제1 액막에 포함되는 제1 액체 및 상기 제2 액막에 포함되는 제2 액체를 상기 기판 밖으로 배제하는 기체 분사 배제공정을 실행하는 기판 처리장치를 제공한다.
이 구성에 따르면, 제2 액체 공급공정에서, 제2 액막과, 제2 액막의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막이 기판의 상면에 형성된다. 그리고, 증기층 형성공정에서, 기판이 가열됨으로써 기판의 상면에 접하는 제2 액체가 증발하여 생기는 제2 증기층이 형성되고, 그 제2 증기층 상에 제2 액막이 유지된다. 즉, 제2 액막은 기판의 상면에서 부상한 상태로 유지된다. 제2 액막에 포함되는 제2 액체의 증기압이 높으므로, 제2 증기층의 막 두께가 크다. 이 때문에, 부상하고 있는 제2 액막의 하면의 높이 위치를 높게 유지할 수 있다. 따라서, 제2 액막의 하면을 패턴의 상단보다 상방에 배치하는 것이 가능하다.
부상하고 있는 제2 액막에 기체를 분사함으로써, 제2 액막에 구멍이 형성된다. 이로 인해, 구멍의 외측 둘레 즉, 기액 계면이 형성된다. 그리고, 그 구멍을 기판의 외주를 향해 넓힘으로써, 제2 액막을 부상한 채 이동시키고, 기판 밖으로 배제된다. 기판 상의 제2 액막에 작용하는 마찰저항은 영으로 간주할 수 있을 정도로 작으므로, 기체의 흐름에 따른 압력이라는 작은 힘에 의해서 제2 액막을 기판으로부터 배제할 수 있다.
구멍을 넓히는 동안, 제2 액막은 제2 액막의 측방이 제1 액막에 의해서 둘러싸이는 태양을 유지하면서 이동한다. 이 때문에, 기액 계면은 제2 액막에 계속 설치된다. 또한, 부상하고 있는 제2 액막의 하면의 높이 위치가 제2 증기층에 의해서 높게 유지되므로, 제2 액막에 설치된 기액 계면을, 구멍을 넓히는 기간 중, 패턴의 상단보다 상방에 계속 배치시키는 것이 가능하다. 따라서, 구멍을 넓히는 모든 기간에 걸쳐 기액 계면에서 패턴이 제2 액체에 접액하는 것을 저지하는 것이 가능하다. 이 경우, 구멍을 넓히는 모든 기간에 걸쳐 제2 액체의 표면장력이 그 기액 계면에서 패턴의 상부에 작용하는 것을 저지할 수 있다. 이로 인해, 패턴의 도괴를 억제하면서, 기판을 건조시킬 수 있다.
본 발명에서의 상술한 또 다른 목적, 특징 및 효과는 첨부도면을 참조하여 다음에서 기술하는 실시형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1a는, 이 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리장치를 위에서 본 모식도이다.
도 1b는, 상기 기판 처리장치를 측방에서 본 모식도이다.
도 2는, 상기 기판 처리장치에 구비된 처리유닛의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 스핀 척 및 핫 플레이트를 위에서 본 모식도이다.
도 4는, 도 1a에 나타내는 제어장치의 하드웨어를 나타내는 블록도이다.
도 5는, 상기 기판 처리장치에 의해서 처리되는 기판의 상면을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 6은, 상기 기판 처리장치에 의해 수행되는 기판 처리예에 대해서 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a는, 상기 기판 처리예가 수행될 때의 기판상태를 나타내는 모식도이다.
도 7b는, 도 7a의 다음 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7c는, 도 7b의 다음 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7d는, 도 7c의 다음 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7e는, 도 7d의 다음 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7f는, 도 7e의 다음 상태를 나타내는 모식도이다.
도 8a는, 도 7b에 나타내는 상태의 기판을 위에서 본 모식도이다.
도 8b는, 도 7d에 나타내는 상태의 기판을 위에서 본 모식도이다.
도 8c는, 도 7e에 나타내는 상태의 기판을 위에서 본 모식도이다.
도 8d는, 도 7f에 나타내는 상태의 기판을 위에서 본 모식도이다.
도 9는, 제1 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은, 제2 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 11a는, 패턴 도괴의 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
도 11b는, 패턴 도괴의 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
도 1a는, 이 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리장치(1)를 위에서 본 모식도이다. 도 1b는, 기판 처리장치(1)를 측방에서 본 모식도이다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 기판 처리장치(1)는 반도체 웨이퍼 등의 원판 형상의 기판(W)을 1매씩 처리하는 매엽식 장치이다. 기판 처리장치(1)는 기판(W)을 수용하는 캐리어(CA)를 유지하는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP) 상의 캐리어(CA)에서 반송된 기판(W)을 처리액이나 처리 가스 등의 처리액으로 처리하는 복수의 처리유닛(2)과, 로드 포트(LP) 상의 캐리어(CA)와 처리유닛(2) 사이에 기판(W)을 반송하는 반송로봇과, 기판 처리장치(1)를 제어하는 제어장치(3)를 구비하고 있다.
반송로봇은 로드 포트(LP) 상의 캐리어(CA)에 대해서 기판(W)의 반입 및 반출을 수행하는 인덱서 로봇(IR)과, 복수의 처리유닛(2)에 대해서 기판(W)의 반입 및 반출을 수행하는 센터 로봇(CR)을 포함한다. 인덱서 로봇(IR)은 로드 포트(LP)와 센터 로봇(CR) 사이에 기판(W)을 반송하고, 센터 로봇(CR)은 인덱서 로봇(IR)과 처리유닛(2) 사이에 기판(W)을 반송한다. 센터 로봇(CR)은 기판(W)을 지지하는 핸드(H1)를 포함하고, 인덱서 로봇(IR)은 기판(W)을 지지하는 핸드(H2)를 포함한다.
복수의 처리유닛(2)은 평면에서 보면(平面視) 센터 로봇(CR)의 주위에 배치된 복수의 타워(TW)를 형성하고 있다. 도 1a는, 4개의 타워(TW)가 형성되는 예를 나타낸다. 센터 로봇(CR)은 어떠한 타워(TW)에도 액세스 가능하다. 도 1b에 나타내는 바와 같이, 각 타워(TW)는 상하로 적층된 복수(예를 들어, 3개)의 처리유닛(2)을 포함한다.
도 2는, 기판 처리장치(1)에 구비된 처리유닛(2)의 내부를 수평으로 본 모식도이다. 도 3은, 스핀 척(5) 및 핫 플레이트(21)를 위에서 본 모식도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리유닛(2)은 기판(W)에 처리액을 공급하는 습식 처리유닛이다. 처리유닛(2)은 내부공간을 가지는 박스형의 챔버(4)와, 챔버(4) 내에서 1매의 기판(W)을 수평으로 유지하면서 기판(W)의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선(A1) 방향으로 회전시키는 스핀 척(기판 유지유닛)(5)과, 스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)을 향해 처리액(처리액 및 처리 가스)을 토출하는 복수의 노즐과, 기판(W)을 하방에서 가열하기 위한 히터(6)와, 회전축선(A1) 방향으로 스핀 척(5)을 감싸는 통 형상의 처리 컵(7)을 포함한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(4)는 기판(W)이 통과하는 반입 반출구(11b)가 설치된 박스형의 격벽(11)과, 반입 반출구(11b)를 개폐하는 셔터(12)를 포함한다. FFU(13)(팬·필터·유닛), 격벽(11) 상부에 설치된 송풍구(11a) 상에 배치되어 있다. FFU(13)는 클린 에어(필터에 의해 여과된 공기)를 송풍구(11a)에서부터 챔버(4) 내부로 상시 공급한다. 챔버(4) 내의 기체는 처리 컵(7)의 저부에 접속된 배기 덕트(14)를 통해서 챔버(4)에서 배제된다. 이로 인해, 클린 에어의 다운 플로우가 챔버(4) 내부에 상시 형성된다. 배기 덕트(14)에 배제되는 배기의 유량은 배기 덕트(14) 내에 배치된 배기 밸브(15)의 개방 정도에 따라 변경된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 스핀 척(5)은 수평자세로 유지된 원판형상의 스핀 베이스(16)와, 스핀 베이스(16) 상방에서 기판(W)을 수평자세로 유지하는 복수의 척 핀(17)과, 스핀 베이스(16)의 중앙부에서 회전축선(A1)을 따라 연직 하방으로 연장되는 스핀축(18)과, 스핀축(18)을 회전시킴으로써 스핀 베이스(16) 및 복수의 척 핀(17)을 회전시키는 스핀 모터(19)를 포함한다. 복수의 척 핀(17)은 스핀 베이스(16)의 상면(16u)의 외주부에 원주방향으로 간격을 두고 배치된다. 복수의 척 핀(17)은 기판(W)의 원주단에 접촉하여 기판(W)을 파지하는 폐쇄상태와, 기판(W)의 원주단에서부터 퇴피한 개방상태 사이에서 개폐 가능하다. 복수의 척 핀(17)은 개방상태에서, 기판(W)의 외주부 하면에 접촉하고, 기판(W)을 하방에서 지지한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 척 핀(17)에는 척 핀(17)을 개폐 구동하기 위한 척 핀 구동유닛(20)이 결합되어 있다. 척 핀 구동유닛(20)은 예를 들어, 스핀 베이스(16)의 내부에 수용된 링크기구와, 스핀 베이스(16) 외부에 배치된 구동원을 포함한다. 구동원은 예를 들어, 볼 나사 기구와, 여기에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다. 척 핀 구동유닛(20)의 구체적인 구성예는 특개 2008-034553호 공보 등에 기재되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 히터(6)는 기판(W)과 스핀 베이스(16) 사이에 배치된 핫 플레이트(21)를 포함한다. 핫 플레이트(21)는 통전에 의해 줄(Joule) 열을 발생하는 발열체(22)와, 발열체(22)를 수용하는 아우터 케이스(23)를 포함한다. 발열체(22) 및 아우터 케이스(23)는 기판(W)의 하방에 배치된다. 발열체(22)는 발열체(22)에 전력을 공급하는 배선(미도시)에 접속되어 있다. 발열체(22) 온도는 제어장치(3)에 의해 변경된다. 핫 플레이트(21)의 중심선은 기판(W)의 회전축선(A1) 상에 배치되어 있다. 스핀 척(5)이 회전해도 핫 플레이트(21)는 회전하지 않는다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트(21)의 아우터 케이스(23)는 기판(W)의 하방에 배치되는 원판형상의 베이스부(24)와, 베이스부(24)의 상면에서 상방으로 돌출하는 복수의 반구 형상의 돌출부(25)를 포함한다. 베이스부(24)의 상면은 기판(W)의 하면과 평행(즉, 수평)하고, 기판(W)의 직경보다 작은 외경을 가지고 있다. 복수의 돌출부(25)는 베이스부(24)의 상면에서 상방으로 이격된 위치에서 기판(W)에 하면에 접촉한다. 복수의 돌출부(25)는 기판(W)이 수평으로 지지되도록, 베이스부(24)의 상면 내의 복수의 위치에 배치되어 있다. 기판(W)은 기판(W)의 하면이 베이스부(24)의 상면에서 미소의 간격(예를 들어 콤마수 mm) 상방으로 이격된 상태에서 수평하게 지지된다.
제어장치(3)가 발열체(22)를 발열시키면, 핫 플레이트(21)의 상면(즉, 아우터 케이스(23)의 상면)이 소정의 가열온도까지 균일하게 온도 상승된다. 이로 인해, 기판(W)을 하방에서부터 균일하게 가열할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트(21)는 핫 플레이트(21)의 중앙부에서 하방으로 연장되는 지지축(26)에 의해 수평하게 지지된다. 핫 플레이트(21)는 스핀 베이스(16)에 대해서 상하로 이동 가능하다. 핫 플레이트(21)는 지지축(26)을 통해 플레이트 승강유닛(27)에 접속된다. 플레이트 승강유닛(27)은 상위치(도 7c에 나타내는 위치)와 하위치(도 2에 나타내는 위치) 사이에 핫 플레이트(21)를 연직으로 승강시킨다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 노즐은 기판(W)의 상면을 향해 약액을 토출하는 약액 노즐(31)과, 기판(W)의 상면을 향해 린스액을 토출하는 린스액 노즐(32)과, 기판(W)의 상면을 향해 제1 액체, 제2 액체 및 기체를 선택적으로 토출하는 상면 노즐(33)을 포함한다.
약액 노즐(31)은 챔버(4) 내에서 수평하게 이동가능한 스캔 노즐이라도 좋고, 챔버(4)의 격벽(11)에 대해서 고정된 고정 노즐이라도 좋다. 린스액 노즐(32) 및 상면 노즐(33)에 대해서도 마찬가지이다. 도 2에서는, 약액 노즐(31), 린스액 노즐(32) 및 상면 노즐(33)은 스캔 노즐이며, 이들 3개의 노즐에 각각 대응하는 3개의 노즐 이동유닛이 설치되는 예를 나타내고 있다.
약액 노즐(31)은 약액 노즐(31)에 약액을 안내하는 약액 배관(34)에 접속된다. 약액 배관(34)에 개장(改裝)된 약액 밸브(35)가 열리면, 약액이 약액 노즐(31)의 토출구에서 하방으로 연속적으로 토출된다. 약액 노즐(31)에서 토출되는 약액은 황산, 질산, 염산, 불산, 인산, 초산, 암모니아수, 과산화 수소수, 유기산(예를 들어 구연산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들어, TMAH：수산화 테트라메틸암모늄 등), 계면활성제, 및 부식 방지제의 적어도 1개를 포함하는 액이라도 좋고, 그 이외의 액체여도 좋다.
도시하지는 않았지만, 약액 밸브(35)는 약액이 통과하는 환형상의 밸브 시트가 설치된 밸브 바디와, 밸브 시트에 대해 이동가능한 밸브 본체와, 밸브 본체가 밸브 시트에 접촉하는 폐쇄위치와 밸브 본체가 밸브 시트로부터 이격된 개방위치 사이에서 밸브 본체를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 밸브에 대해서도 마찬가지이다. 액추에이터는 공압 액추에이터 또는 전동 액추에이터여도 좋고, 이들 이외의 액추에이터여도 좋다. 제어장치(3)는 액추에이터를 제어함으로써 약액 밸브(35)를 개폐시킨다.
약액 노즐(31)은 연직방향 및 수평방향의 적어도 하나에 약액 노즐(31)을 이동시키는 노즐 이동유닛(36)에 결합된다. 노즐 이동유닛(36)은 약액 노즐(31)로부터 토출된 약액이 기판(W)의 상면에 공급되는 처리위치와, 약액 노즐(31)이 평면시에서 처리 컵(7) 방향으로 위치하는 대기위치 사이에 약액 노즐(31)을 수평하게 이동시킨다. 노즐 이동유닛(36)은 볼 나사, 모터 등을 포함한다. 다른 노즐 이동유닛에 대해서도 마찬가지이다.
린스액 노즐(32)은 린스액 노즐(32)에 린스액을 안내하는 린스액 배관(37)에 접속된다. 린스액 배관(37)에 개장된 린스액 밸브(38)가 열리면, 린스액이 린스액 노즐(32)의 토출구에서 하방으로 연속적으로 토출된다. 린스액 노즐(32)에서 토출되는 린스액은 예를 들어, 순수(탈이온수：DIW(Deionized Water))이다. 린스액은 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 희석농도(예를 들어, 1 ~ 100ppm 정도)의 염산수, 및 희석농도(예를 들어, 1 ~ 100ppm 정도)의 암모니아수 중 어나 하나여도 좋다.
린스액 노즐(32)은 연직방향 및 수평방향의 적어도 하나에 린스액 노즐(32)을 이동시키는 노즐 이동유닛(39)에 결합되어 있다. 노즐 이동유닛(39)은 린스액 노즐(32)에서 토출된 린스액이 기판(W)의 상면으로 공급되는 처리위치와, 린스액 노즐(32)이 평면시에서 처리 컵(7) 방향으로 위치하는 대기위치 사이에 린스액 노즐(32)을 수평하게 이동시킨다.
상면 노즐(33)은 플랜지부(43a)를 하단에 가지는 원통형상의 노즐 본체(43)와, 노즐 본체(43) 내부에서 회전축선(A1)을 따라 상하로 연장되는 3개의 유체 노즐을 포함한다. 3개의 유체 노즐은 제1 액체 노즐(40)과, 제2 액체 노즐(41)과, 기체 노즐(42)을 포함한다. 즉, 상면 노즐(33)은 액체를 토출하는 액체 노즐로서의 기능과, 기체를 토출하는 기체 노즐로서의 기능 쌍방을 구비하고 있다.
제1 액체 노즐(40)은 제1 액체 노즐(40)로 제1 액체를 안내하는 제1 액체 배관(44)에 접속된다. 제1 액체 배관(44)에 개장된 제1 액체 밸브(45)가 열리면, 제1 액체가 제1 액체 노즐(40)의 토출구(40a)에서 하방으로 연속적으로 토출된다. 제1 액체 노즐(40), 제1 액체 배관(44) 및 제1 액체 밸브(45)에 의해 스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)의 상면에 제1 액체를 공급하기 위한 제1 액체 공급유닛이 구성된다.
제2 액체 노즐(41)은 제2 액체 노즐(41)로 제2 액체를 안내하는 제2 액체 배관(46)에 접속된다. 제2 액체 배관(46)에 개장된 제2 액체 밸브(47)가 열리면, 제2 액체가 제2 액체 노즐(41)의 토출구(41a)에서 하방으로 연속적으로 토출된다. 제2 액체 노즐(41), 제2 액체 배관(46) 및 제2 액체 밸브(47)에 의해 스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)의 상면으로 제2 액체를 공급하기 위한 제2 액체 공급유닛이 구성된다.
제2 액체의 증기압은 제1 액체의 증기압보다 높다. 제2 액체의 표면장력은 제1 액체의 표면장력보다 낮다. 제2 액체의 비중은 제1 액체의 비중보다 크다. 제1 액체의 표면장력은 물의 표면장력보다 낮아도 좋다. 제2 액체의 비점은 물의 비점보다 낮아도 좋다. 마찬가지로, 제1 액체의 비점은 물의 비점보다 낮아도 좋다.
이하에서는, 제1 액체가 IPA(대기압 및 실온 하에서의 증기압：4.4KPa, 실온 하에서의 표면장력：0.021N/m, 비중：0.79)의 액체(단순히 IPA라고도 함)이고, 제2 액체가 HFE의 액체인 예에 대해서 설명한다.
HFE로서, 예를 들어, 스미토모 3M 주식회사제의 상품명 Novec(등록상표) 시리즈의 HFE를 이용할 수 있다. 구체적으로는, HFE로서, 예를 들면 Novec7100/7100DL(화학식：C4F9OCH3), Novec(7200)(화학식：C4F9OC2H5), Novec7300(화학식：C6F13OCH3), HFE71IPA(하이드로 플루오로 에테르 공비 혼합물), Novec(등록상표)7000 등을 예시할 수 있다. 예시된 HFE의 어떠한 것도 증기압이 IPA보다 높고, 표면장력은 IPA보다 낮다. 예시된 HFE의 어떠한 것도 비중은 IPA나 물보다 크다.
기체 노즐(42)은 기체 노즐(42)에 기체를 안내하는 기체 배관(48)에 접속된다. 기체 배관(48)에 개장된 기체 밸브(49)가 열리면, 기체의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(50)의 개방정도에 대응하는 유량으로 기체 노즐(42)의 토출구(42a)에서 하방으로 기체가 연속적으로 토출된다. 기체 노즐(42)에서 토출되는 기체는 질소 가스 등의 불활성 가스다. 불활성 가스는 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 기체여도 좋다. 기체 노즐(42), 기체 배관(48), 기체 밸브(49) 및 유량 조정 밸브(50)에 의해 스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)의 상면에 기체를 분사하기 위한 기체 분사유닛이 구성된다.
상면 노즐(33)은 연직방향 및 수평방향의 적어도 하나에 상면 노즐(33)을 이동시키는 노즐 이동유닛(51)에 결합된다. 노즐 이동유닛(51)은 상면 노즐(33)에 포함되는 3개의 노즐에서 토출된 유체(제1 액체, 제2 액체 또는 기체)가 기판(W) 상면에 공급되는 처리위치와, 상면 노즐(33)이 평면시에서 처리 컵(7) 주위에 위치하는 대기위치 사이에 상면 노즐(33)을 수평하게 이동시킨다. 노즐 이동유닛(51)에 의한 상면 노즐(33) 이동에 따라 제1 액체 노즐(40), 제2 액체 노즐(41) 및 기체 노즐(42)이 일체적으로 이동된다.
플랜지부(43a)의 외주면에는 환형상의 기체 토출구(96)가 외방을 향해 개구한다.
복수의 기체 토출구(96)가 상하로 간격을 두고 플랜지부(43a)의 외주면에 설치되어도 좋다.
기체 토출구(96)는 기체 토출구(96)로 기체를 안내하는 기체 배관(97)에 접속된다. 기체 배관(97)에 개장된 기체 밸브(98)가 열리면, 기체 토출구(96)에서 외방으로 연속적으로 기체가 토출된다. 기체 토출구(96)에서 토출되는 기체는 질소 가스 등의 불활성 가스다. 불활성 가스는 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 기체여도 좋다.
처리 컵(7)은 기판(W)에서 외방으로 배제된 처리액을 받는 복수의 가드(54)와, 복수의 가드(54)에 의해 하방으로 안내된 처리액을 받는 복수의 컵(53)과, 복수의 가드(54) 및 복수의 컵(53)을 감싸는 원통형의 외벽 부재(52)를 포함한다. 도 2는, 4개의 가드(54)와 3개의 컵(53)이 설치되고, 가장 외측의 컵(53)이 위에서부터 3번째의 가드(54)와 일체인 예를 나타내고 있다.
가드(54)는 스핀 척(5)을 감싸는 원통부(55)와, 원통부(55)의 상단부에서 회전축선(A1)을 향해 기울기 상으로 연장되는 원환 형상의 천정부(56)를 포함한다. 복수의 천정부(56)는 상하로 중첩되고, 복수의 원통부(55)는 동심원 형상으로 배치되어 있다. 천정부(56)의 원환 형상의 상단은 평면시에서 기판(W) 및 스핀 베이스(16)를 감싸는 가드(54)의 상단(54u)에 상당한다. 복수의 컵(53)은 각각 복수의 원통부(55)의 하방에 배치되어 있다. 컵(53)은 가드(54)에 의해 하방으로 안내된 처리액을 받는 환형상의 수액 홈을 형성하고 있다.
처리유닛(2)은 복수의 가드(54)를 개별적으로 승강시키는 가드 승강유닛(57)을 포함한다. 가드 승강유닛(57)은 상위치에서 하위치까지의 임의의 위치에 가드(54)를 위치시킨다. 도 2는 2개의 가드(54)가 상위치에 배치되고, 나머지 2개의 가드(54)가 하위치에 배치되어 있는 상태를 나타낸다. 상위치는 가드(54)의 상단(54u)이 스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)이 배치되는 유지위치보다 상방에 배치되는 위치이다. 하위치는 가드(54)의 상단(54u)이 유지위치보다 하부에 배치되는 위치이다.
회전하는 기판(W)에 처리액을 공급할 때는 적어도 하나의 가드(54)가 상위치에 배치된다. 이 상태에서 처리액이 기판(W)으로 공급되면, 처리액은 기판(W)으로부터 외방으로 비산되게 된다. 비산된 처리액은 기판(W)에 수평하게 대향하는 가드(54)의 내면과 충돌하고, 이 가드(54)에 대응하는 컵(53)으로 안내된다. 이로 인해, 기판(W)에서부터 배제된 처리액이 컵(53)에 모아진다.
도 4는, 제어장치(3)의 하드웨어를 나타내는 블록도이다.
제어장치(3)는 컴퓨터 본체(3a)와, 컴퓨터 본체(3a)에 접속된 주변장치(3d)를 포함하는 컴퓨터이다. 컴퓨터 본체(3a)는 각종 명령을 실행하는 CPU(3b)(central processing unit：중앙처리장치)와, 정보를 기억하는 주기억장치(3c)를 포함한다. 주변장치(3d)는 프로그램(P) 등의 정보를 기억하는 보조기억장치(3e)와, 리무버블 미디어(RM)로부터 정보를 독출하는 독출장치(3f)와, 호스트 컴퓨터(HC) 등의 다른 장치와 통신하는 통신장치(3g)를 포함한다.
제어장치(3)는 입력장치 및 표시장치에 접속된다. 입력장치는 유저나 메인터넌스 담당자 등의 조작자가 기판 처리장치(1)로 정보를 입력할 때 조작된다. 정보는 표시장치의 화면에 표시된다. 입력장치는 키보드, 포인팅 디바이스, 및 터치패널의 어느 하나여도 좋고, 이들 이외의 장치여도 좋다. 입력장치 및 표시장치를 겸하는 터치패널 디스플레이가 기판 처리장치(1)에 설치되어도 좋다.
CPU(3b)는 보조기억장치(3e)에 기억된 프로그램(P)을 실행한다. 보조기억장치(3e) 내의 프로그램(P)은 제어장치(3)에 미리 인스톨된 것이라도 좋고, 독출장치(3f)를 통해 리무버블 미디어(RM)에서 보조기억장치(3e)로 보내진 것이라도 좋고, 호스트 컴퓨터(HC) 등의 외부장치에서 통신장치(3g)를 통해 보조기억장치(3e)에 보내진 것이라도 좋다.
보조기억장치(3e) 및 리무버블 미디어(RM)는 전력이 공급되지 않아도 기억을 유지하는 불휘발성 메모리이다. 보조기억장치(3e)는 예를 들어, 하드 디스크 드라이브 등의 자기기억장치이다. 리무버블 미디어(RM)는 예를 들어, 콤팩트 디스크 등의 광디스크 또는 메모리 카드 등의 반도체 메모리이다. 리무버블 미디어(RM)는 프로그램(P)이 기록된 컴퓨터 독출가능한 기록 매체의 일 예이다. 리무버블 미디어(RM)는 일시적이 아닌 유형의 기록 매체이다.
보조기억장치(3e)는 복수의 레시피를 기억하고 있다. 레시피는 기판(W)의 처리내용, 처리조건, 및 처리순서를 규정하는 정보이다. 복수의 레시피는 기판(W)의 처리내용, 처리조건, 및 처리순서의 적어도 하나에 대해 서로 상이하다. 제어장치(3)는 호스트 컴퓨터(HC)에 의해 지정된 레시피에 따라 기판(W)이 처리되도록 기판 처리장치(1)를 제어한다. 제어장치(3)는 이후에 기술하는 기판 처리예를 실행하도록 프로그램 되어 있다.
이하에서는, 표면(Wa)에 패턴이 형성된 기판(W)을 처리하는 경우에 대해서 설명한다.
도 5는, 기판 처리장치(1)에 의해 처리되는 기판(W)의 표면(Wa)을 확대하여 나타내는 단면도이다. 처리대상의 기판(W)은 예를 들어, 실리콘 웨이퍼이며, 기판(W)의 표면(Wa)은 트랜지스터나 커패시터 등의 디바이스가 형성되는 디바이스 형성면에 상당한다. 패턴 형성면인 기판(W)의 표면(Wa)에 패턴(P1)이 형성된다. 패턴(P1)은 예를 들면, 미세패턴이다. 패턴(P1)은 도 5에 나타내는 바와 같이 볼록형상을 가지는 구조체(S)가 행렬 형상으로 배치된 것이라도 좋다. 이 경우, 구조체(S)의 선폭(W1)은 예를 들면, 1nm ~ 45nm정도로, 패턴(P1)의 간극(W2)은 예를 들어, 1nm ~ 수μm정도로 각각 설치된다. 패턴(P1)의 높이(막 두께)는 예를 들어, 10nm ~ 1μm정도이다. 또한, 패턴(P1)은 어스펙트비(선폭(W1)에 대한 높이(T)의 비)가 예를 들어, 5 ~ 100 정도라도 좋다 (전형적으로는, 5 ~ 30 정도이다). 또한, 패턴(P1)은 미세한 트렌치에 의해 형성된 라인형상의 패턴이 반복적으로 늘어선 것이라도 좋다. 또한, 패턴(P1)은 박막에 복수의 미세구멍(보이드(void) 또는 포어(pore))를 설치함으로써 형성되어도 좋다.
이어서, 기판 처리예에 대해서 설명한다.
도 6은, 기판 처리장치(1)에 의해 수행되는 기판(W)의 기판 처리예에 대해서 설명하기 위한 공정도이다. 도 7a 내지 도 7f는, 기판 처리예가 수행될 때의 기판(W) 상태를 나타내는 모식도이다. 도 8a 내지 8d는, 각 상태의 기판(W)을 위에서 본 모식도이다. 이하에서는, 도 2 내지 도 6을 참조한다. 도 7a 내지 도 7f 및 도 8a 내지 도 8d에 대해서는 적절히 참조한다.
처리되는 기판(W)은 예를 들어, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼이다.
기판 처리장치(1)에 의해 기판(W)이 처리될 때는 챔버(4)의 내부에 기판(W)을 반입하는 기판 반입공정(도 6의 S1)이 이루어진다.
구체적으로는, 모든 가드(54)가 하위치에 위치하고, 모든 스캔 노즐이 대기위치에 위치하는 상태에서, 센터 로봇(CR)(도 1a 참조)이 기판(W)을 핸드(H1)에서 지지하면서, 핸드(H1)를 챔버(4) 내에 진입시킨다. 그리고, 센터 로봇(CR)은 기판(W)의 표면(Wa)이 위를 향해진 상태로 핸드(H1) 상의 기판(W)을 복수의 척 핀(17) 상에 둔다. 그 후, 척 핀 구동유닛(20)의 구동에 의해 복수의 척 핀(17)이 기판(W)의 외주면에 눌려지고, 복수의 척 핀(17)에 기판(W)이 파지된다. 센터 로봇(CR)은 기판(W)을 스핀 척(5) 상에 둔 후, 핸드(H1)를 챔버(4)의 내부에서 퇴피시킨다.
이어서, 제어장치(3)는 스핀 모터(19)를 제어하고, 기판(W)의 회전을 개시시킨다(도 6의 S2). 이로 인해, 기판(W)이 약액 공급속도(100rpm 이상, 1000rpm 미만)으로 회전한다.
이어서, 약액을 기판(W)의 상면으로 공급하고, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 약액의 액막을 형성하는 약액 공급공정(도 6의 S3)이 이루어진다.
구체적으로는, 제어장치(3)는 노즐 이동유닛(36)을 제어하고, 약액 노즐(31)을 대기위치에서 처리위치로 이동시킨다. 그 후, 제어장치(3)는 약액 밸브(35)를 열고, 약액 노즐(31)로부터의 약액의 토출을 개시한다. 약액 밸브(35)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어장치(3)는 약액 밸브(35)를 닫는다. 이로 인해, 약액 노즐(31)에서의 약액의 토출이 정지된다. 그 후, 노즐 이동유닛(36)이 약액 노즐(31)을 대기위치로 이동시킨다.
약액 노즐(31)로부터 토출된 약액은 약액 공급속도로 회전하는 기판(W)의 상면과 충돌한 후, 원심력에 의해 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이 때문에, 약액이 기판(W)의 상면 전역으로 공급되고, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 약액의 액막이 형성된다. 약액 노즐(31)이 약액을 토출할 때, 제어장치(3)는 노즐 이동유닛(36)을 제어하고, 기판(W)의 상면에 대한 약액의 착액(着液)위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액위치를 이동시켜도 좋고, 기판(W)의 상면의 중앙부에서 착액위치를 정지시켜도 좋다.
이어서, 린스액을 기판(W)의 상면으로 공급하여 기판(W) 상의 약액을 씻어내는 린스액 공급공정(도 6의 S4)이 이루어진다.
구체적으로는, 적어도 하나의 가드(54)가 상위치에 위치하는 상태에서, 제어장치(3)는 노즐 이동유닛(39)을 제어하여 린스액 노즐(32)을 대기위치에서 처리위치로 이동시킨다. 그 후, 제어장치(3)가 린스액 밸브(38)를 열고, 린스액 노즐(32)에서의 린스액(예를 들어, 순수한 물)의 토출을 개시한다. 린스액의 토출이 개시되기 전, 기판(W)에서 배제된 액체를 받는 가드(54)를 전환하기 위해서, 제어장치(3)는 가드 승강유닛(57)을 제어하여 적어도 하나의 가드(54)를 연직으로 이동시켜도 좋다. 린스액 밸브(38)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어장치(3)는 린스액 밸브(38)를 닫고, 린스액 노즐(32)에서의 린스액의 토출을 정지한다. 그 후, 제어장치(3)는 노즐 이동유닛(39)을 제어하여 린스액 노즐(32)을 대기위치로 이동시킨다.
린스액 노즐(32)에서 토출된 린스액은 린스액 공급속도(100rpm 이상, 1000rpm 미만)로 회전하는 기판(W)의 상면과 충돌한 후, 원심력에 의해 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판(W) 상의 약액은 린스액 노즐(32)에서 토출된 린스액으로 치환된다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막이 형성된다. 린스액 노즐(32)이 린스액을 토출할 때, 제어장치(3)는 노즐 이동유닛(39)을 제어하여, 기판(W)의 상면에 대한 린스액의 착액위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액위치를 이동시켜도 좋고, 기판(W)의 상면의 중앙부에서 착액위치를 정지시켜도 좋다.
이어서, 기판(W)의 상면 상의 린스액을 제1 액체로 치환하기 위해서, 제1 액체를 기판(W)의 상면으로 공급하는 제1 액체 공급공정(도 6의 S5)이 이루어진다.
구체적으로는, 적어도 하나의 가드(54)가 상위치에 위치하는 상태에서, 제어장치(3)는 스핀 척(5)을 제어하여 기판(W)을 치환속도로 회전시킨다. 치환속도는 린스액 공급속도와 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 상면 노즐(33)이 처리위치에 배치되어 있는 상태에서, 제어장치(3)는 제1 액체 밸브(45)를 열고, 제1 액체 노즐(40)로부터의 제1 액체의 토출을 개시한다. 제1 액체의 토출이 개시되기 전, 제어장치(3)는 기판(W)으로부터 배제된 액체를 받는 가드(54)를 전환하기 위해서 가드 승강유닛(57)을 제어하여, 적어도 하나의 가드(54)를 연직으로 이동시켜도 좋다.
제1 액체 노즐(40)에서 토출된 제1 액체는 치환속도로 회전하는 기판(W)의 상면과 충돌한 후, 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판(W) 상의 린스액은 제1 액체 노즐(40)에서 토출된 제1 액체로 치환된다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 제1 액막(F1)(제1 액체의 액막. 이하 동일)이 형성된다. 그리고, 기판(W) 상의 패턴(P1) 사이의 린스액이 제1 액체에 의해 치환된다. 이 예에서는, 상면 노즐(33)을 제1 액체 노즐(40)에서 토출된 제1 액체가 기판(W)의 상면 중앙부와 충돌하는 중앙 처리위치에서 정지시킨 상태에서 제1 액체의 공급을 한다. 그러나, 노즐 이동유닛(51)을 제어하여 기판(W)의 상면에 대한 제1 액체의 착액위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액위치를 이동시켜도 좋다.
린스액의 액막이 제1 액막(F1)으로 치환된 후, 제1 액체의 토출을 정지하면서 제1 액막(F1)을 기판(W)의 상면 상으로 유지하는 제1 액체 패들 공정(도 6의 S6)이 이루어진다.
구체적으로는, 제1 액체 노즐(40)이 중앙 처리위치에서 정지하는 상태에서, 제어장치(3)가 스핀 모터(19)를 제어하여 기판(W)의 회전속도를 치환속도에서 제1 패들속도로 저하시킨다. 제1 패들속도는 예를 들어, 0 초과 50rpm 이하의 속도이다. 치환속도에서 제1 패들속도까지의 감속은 단계적으로 이루어진다. 기판(W)의 회전속도가 제1 패들속도로 저하한 후, 제어장치(3)는 제1 액체 밸브(45)를 닫아 제1 액체의 토출을 정지한다.
기판(W)의 회전속도가 제1 패들속도로 저하하면, 기판(W) 상의 제1 액체에 더해지는 원심력이 약해진다. 이 때문에, 제1 액체는 기판(W)의 상면에서 배제되지 않거나, 혹은, 미량 밖에 배제되지 않는다. 따라서, 제1 액체의 토출이 정지된 후에도 기판(W)의 상면 전역을 덮는 제1 액막(F1)이 기판(W) 상에 유지된다. 린스액의 액막을 제1 액막(F1)으로 치환한 후, 미량의 린스액이 패턴(P1)(도 5 참조) 사이에 남아 있었다 하더라도, 이 린스액은 제1 액체에 용해되어 제1 액체 중으로 확산한다. 이로 인해, 패턴(P1) 사이에 잔류하는 린스액을 줄일 수 있다.
이어서, 기판(W)의 상면 상의 제1 액체 중 일부의 제1 액체만을 제2 액체로 치환(즉, 부분 치환)하기 위해, 제2 액체를 기판(W)의 상면으로 공급하는 제2 액체 공급공정(도 6의 S7)이 이루어진다.
구체적으로는, 적어도 하나의 가드(54)가 상위치에 위치하고 있는 상태에서, 제어장치(3)는 스핀 모터(19)를 제어하여 제2 패들속도로 기판(W)을 회전시킨다. 제2 패들속도는 예를 들어, 0 초과 10rpm 이하의 속도이다. 제2 패들속도는 제1 패들속도와 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. 제2 패들속도는 0rpm이라도 좋다. 즉, 제2 액체 공급공정(S7)에서 기판(W)의 회전이 정지되어도 좋다.
제어장치(3)는 제2 액체 밸브(47)를 열어, 도 7a에 나타내는 바와 같이 제2 액체 노즐(41)에서의 제2 액체의 토출을 개시한다. 제2 액체의 토출이 개시되기 전에 기판(W)에서 배제된 액체를 받는 가드(54)를 전환하기 위하여, 제어장치(3)는 가드 승강유닛(57)을 제어하고, 적어도 하나의 가드(54)를 연직으로 이동시켜도 좋다.
제2 액체 노즐(41)에서 토출된 제2 액체는 기판(W) 상면의 중앙부에서 제1 액막(F1)과 충돌한다. 제2 액체는 제1 액막(F1)을 관통하여 기판(W)의 상면의 중앙부와 충돌한다. 기판(W)의 상면의 중앙부에 있던 제1 액체는 제2 액체의 공급에 의해서 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 밀려나간다. 기판(W)의 상면의 중앙부에 충돌한 제2 액체는 기판(W) 상면의 중앙부에서 기판(W)의 상면을 따라 모든 방향으로 외방으로 흐른다. 이로 인해, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면 중앙부에 형성되는 거의 원형의 제2 액막(F2)(제2 액체의 액막. 이하 동일)과 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막(F1)이 기판(W)의 상면에 형성된다.
제2 액체의 비중은 제1 액체의 비중보다 크다. 이 때문에, 제1 액체와 제2 액체의 계면에서는 제2 액체가 중력으로 기판(W)의 상면측으로 이동하고, 제1 액체가 제2 액체 상으로 이동한다. 즉, 비중차에 의해 제2 액체가 제1 액체와 기판(W) 사이에 들어간다(도 7a 참조). 이로 인해, 기판(W)의 상면에서 제2 액막(F2)이 형성된 영역에서는 패턴(P1) 사이의 제1 액체가, 표면장력의 것보다 낮은 제2 액체에 의해 치환된다.
제2 액체 노즐(41)이 제2 액체를 토출할 때, 제2 액체 노즐(41)은 제2 액체 노즐(41)에서 토출된 제2 액체가 기판(W) 상면의 중앙부와 충돌하는 중앙 처리위치(도 7a에 나타내는 위치)에서 정지되어진다. 제2 액체의 토출이 계속되면, 제2 액막(F2)의 외경이 서서히 증가함과 동시에, 링 형상의 제1 액막(F1)의 폭이 서서히 감소한다.
상술한 바와 같이, 제1 액체와 제2 액체의 계면에서는 비중차에 의해 제2 액체가 제1 액체와 기판(W) 사이에 들어가지만, 제2 액체의 토출이 계속되면, 이러한 계면이 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 이동한다. 따라서, 패턴(P1)(도 5 참조) 사이의 홈에 깊숙하게 있는 액체도 제2 액체로 치환할 수 있다. 이로 인해, 제2 액체와 기판(W) 사이에 잔류하는 제1 액체를 줄일 수 있고, 제1 액체를 확실히 표면장력의 것보다 낮은 제2 액체로 치환할 수 있다.
도 7b 및 도 8a에 나타내는 바와 같이, 제2 액체 밸브(47)는 모든 제1 액막(F1)이 기판(W)의 상면에서 없어지기 전에 닫힌다. 기판(W)의 회전속도가 제2 패들속도(예를 들어, 0 초과 10rpm 이하의 속도 또는, 0rpm(회전 정지))이므로, 남은 제1 액체는 기판(W)의 상면에서 배제되지 않거나, 혹은 미량 밖에 배제되지 않는다. 따라서, 제2 액체의 토출이 정지된 상태에서, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면의 중앙부를 덮는 거의 원형의 제2 액막(F2)과, 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막(F1)이 기판(W) 상면에 형성되고, 이 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)이 기판(W)의 상면에 유지된다(액막 형성공정).
도 8a에 나타내는 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)에 대해서 설명한다.
제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 제1 액막(F1)에 포함되는 제1 액체의 표면장력이 제2 액체보다 높다. 그리고, 제1 액막(F1)에 의해 제2 액막(F2)의 측방을 둘러쌈으로써, 기판(W) 상에서의 제2 액체의 유출이 제1 액막(F1)에 의해 제지당한다. 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)을 합친 액막 전체에서, 그 외주부에 포함되는 액체의 표면장력에 의해 액막의 형체가 유지된다. 액막 전체의 외주부가 표면장력의 높은 제1 액체에 의해 구성되므로, 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)을 합친 액막 전체에서 액막의 형체를 유지할 수 있다.
기판(W)의 상면에 존재하는 제2 액체의 양이 너무 적으면, 제2 액막(F2)의 내경이 기판(W)의 외경 근처에 확산된 상태(도 8d 참조)에서 제2 액막(F2)이 링 형상을 유지할 수 없게 된다. 한편, 기판(W) 상면에 존재하는 제2 액체의 양이 너무 많으면, 기판(W)의 상면에 존재하는 제1 액체의 양이 너무 적어지게 되어 제2 액막(F2)과 제1 액막(F1)을 기판(W)의 상면 상으로 유지한 상태(도 8a 참조)에서, 제1 액막(F1)에 의해 제2 액막(F2)을 지지할 수 없게 되어 버린다. 이 때문에, 기판(W)의 상면에 유지되는 제2 액막(F2)의 크기는 제2 액막(F2)의 내경이 기판(W)의 외경 근처에 확산된 상태(도 8d 참조)에서 제2 액막(F2)이 링 형상을 유지할 수 있도록, 그리고, 제2 액막(F2)과 제1 액막(F1)을 기판(W)의 상면 상으로 유지한 상태(도 8a 참조)에서 제1 액막(F1)에 의해 제2 액막(F2)을 지지할 수 있도록 설정된다. 이 예에서는, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 제1 액막(F1)의 폭이 제2 액막(F2)의 반경과 동일한 정도로 설정되어 있다. 제1 액막(F1)의 폭과 제2 액막(F2)의 반경의 비는 1：2 내지 2：1인 것이 바람직하다.
제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)이 기판(W)의 상면에 형성된 후는, 핫 플레이트(21)에 의해 기판(W)을 가열함으로써, 제1 액체와 기판(W)의 상면 사이에 제1 증기층(L1)을 형성하고, 그리고, 제2 액체와 기판(W)의 상면 사이에 제2 증기층(L2)을 형성하는 증기층 형성공정(도 6의 S8)이 이루어진다. 증기층 형성공정(S8)에서는 제1 액막(F1)이 주로 제1 증기층(L1) 상에 유지되고, 또한, 제2 액막(F2)이 주로 제2 증기층(L2) 상에 유지된다.
구체적으로는, 제2 패들속도로 기판(W)이 회전하는 경우(제2 패들속도가 0을 초과하는 값), 제어장치(3)는 적어도 하나의 가드(54)가 상위치에 위치하는 상태에서 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 기판(W)이 회전하고 있지 않는 경우는(제2 패들속도가 0rpm), 제어장치(3)는 적어도 하나의 가드(54)가 상위치에 위치하고, 기판(W)이 회전하고 있지 않는 상태를 유지한다. 그리고, 제어장치(3)는 척 핀 구동유닛(20)을 제어하여 기판(W)의 파지를 해제한다. 파지해제 후, 기판(W)은 복수의 척 핀(17)에 의해 하방에서 지지된다.
또한, 제어장치(3)는 핫 플레이트(21)로 전력공급을 개시하여, 핫 플레이트(21) 상면의 전역 또는 거의 전역을 발열시키며, 핫 플레이트(21)의 상면을 소정의 가열온도까지 온도상승 시킨다. 이로 인해, 기판(W)을 균일하게 가열할 수 있다. 가열온도는 제2 액체의 비점 이상이다. 또한, 가열온도는 제1 액체의 비점 이상이다.
그리고, 제어장치(3)는 플레이트 승강유닛(27)을 제어하여, 이제까지 하위치에 위치하고 있던 핫 플레이트(21)를 상위치까지 상승시킨다. 핫 플레이트(21)가 상위치를 향해 상승하는 과정에서, 핫 플레이트(21)의 복수의 돌출부(25)가 기판(W)의 하면에 접촉한다. 핫 플레이트(21)를 더욱 상승시킴으로써, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트(21)에 의해 들어 올려진 기판(W)은 복수의 척 핀(17)으로부터 상방으로 이격된다. 이로 인해, 기판(W)이 복수의 척 핀(17)에서 핫 플레이트(21)로 수도(受渡)되고, 핫 플레이트(21)에 의해 기판(W)이 지지된다. 이 상태에서, 핫 플레이트(21)가 기판(W)의 하면에 접하고 있으므로, 기판(W)은 핫 플레이트(21) 상에서 정지하면서 핫 플레이트(21)에 의해 가열된다.
핫 플레이트(21)의 발열은 증기층 형성공정(S8)의 개시 전부터 개시되어도 좋다. 구체적으로는, 핫 플레이트(21)의 발열은 제2 액체가 기판(W)에 공급되기 전 또는 후에 개시되어도 좋고, 제2 액체가 기판(W)으로 공급됨과 동시에 개시되어도 좋다.
기판(W)의 표면(Wa) 온도(즉, 표면(Wa)에 형성되어 있는 패턴(P1)의 온도)가 제2 액체의 비점 이상이므로, 제2 액체가 제2 액막(F2)과 기판(W)의 계면에서 증발하고, 다수의 작은 기포가 제2 액체와 기판(W)의 상면 사이에 개재한다. 제2 액체가 제2 액막(F2)과 기판(W)의 계면 모든 장소에서 증발함으로써, 제2 액체의 증기를 포함하는 제2 증기층(L2)(도 7c 참조)이 제2 액막(F2)과 기판(W) 사이에 형성된다. 이로 인해, 제2 액체가 기판(W)의 상면에서 이격되어 제2 액막(F2)이 기판(W)의 상면으로 부상한다. 그리고, 제2 액막(F2)이 주로 제2 증기층(L2) 상에 유지된다. 이 때, 기판(W) 상의 제2 액막(F2)에 작용하는 마찰저항은 영으로 간주될 정도로 작다.
또한, 기판(W)의 표면(Wa)의 온도(즉, 표면(Wa)에 형성되어 있는 패턴(P1)의 온도)가 제1 액체의 비점 이상인 경우에는, 제1 액체가 제1 액막(F1)과 기판(W)의 계면에서 증발하고, 다수의 작은 기포가 제1 액체와 기판(W)의 상면 사이에 개재한다. 제1 액체가 제1 액막(F1)과 기판(W)의 계면의 모든 장소에서 증발함으로써, 제1 액체의 증기를 포함하는 제1 증기층(L1)(도 7c 참조)이 제1 액막(F1)과 기판(W) 사이에 형성된다. 이로 인해, 제1 액체가 기판(W)의 상면에서 이격되어 제1 액막(F1)이 기판(W)의 상면으로 부상한다. 그리고, 제1 액막(F1)이 주로 제1 증기층(L1) 상에 유지된다. 이 때, 기판(W) 상의 제1 액막(F1)에 작용하는 마찰저항은 영으로 간주될 정도로 작다.
제1 액막(F1)과 제2 액막(F2)의 사이의 계면에는 도 7c에 나타내는 바와 같이, 엄밀하게는, 제1 액체와 제2 액체의 혼합액의 액막(FM)이 형성되어 있다.
제2 액막(F2)에 포함되는 제2 액체의 증기압이 제1 액막(F1)에 포함되는 제1 액체의 증기압보다 높으므로, 제2 증기층(L2)의 막 두께가 제1 증기층(L1)의 막 두께보다 크다. 이 때문에, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 부상하고 있는 제2 액막(F2)의 하면은 부상하고 있는 제1 액막(F1)의 하면보다 높다. 또한, 제2 액막(F2)에 포함되는 제2 액체의 증기압이 제1 액막(F1)에 포함되는 제1 액체의 증기압보다 높으므로, 제2 증기층(L2)이 제1 액막(F1)의 일부의 하방까지 뻗어 나올지도 모른다.
패턴(P1)의 높이(T)(도 5 참조)가 부상하고 있는 제1 액막(F1)의 하면보다 높은 경우에는, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 제1 액막(F1)과 패턴(P1)이 접촉할 수도 있다. 이 경우도 제2 액체의 증기압이 제1 액체의 증기압보다 높으므로, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 제2 액막(F2)의 하면을 패턴(P1)의 상단보다 상방에 배치하는 것이 가능하다.
제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)이 부상한 후는 제1 액체 및 제2 액체를 기체에 의해 기판(W) 밖으로 배제하는 기체 분사 배제공정(도 6의 (S9) 및 도 6의 (S10))이 실행된다. 기체 분사 배제공정은 부상하고 있는 제2 액막(F2)에 기체를 분사하여 제2 액체를 부분적으로 배제함으로써, 제2 액막(F2)에 구멍(H)을 뚫는 구멍 형성공정(S9)과, 제1 액막(F1)을 제1 증기층(L1) 상으로 이동시키고, 그리고, 제2 액막(F2)을 제2 증기층(L2) 상으로 이동시켜 기판(W) 상면의 외주까지 구멍(H)을 넓히는 구멍 확대공정(S10)을 포함한다.
구체적으로는, 제어장치(3)는 기체 밸브(49)를 열어 기체 노즐(42)의 토출구(42a)로부터의 기체의 토출을 개시한다. 기체 노즐(42)에서 토출되는 기체의 온도는 실온이라도 좋고, 실온보다 높아도 좋다. 기체 노즐(42)에서 토출된 기체는 기판(W)의 상면 중앙부에서 제2 액막(F2)과 충돌한 후, 제2 액막(F2)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 중앙부에서 외방으로 흐르는 기류가 형성된다.
제2 액막(F2)의 중앙부에 기체가 분사되면, 제2 액막(F2)에 포함되는 제2 액체가 기체의 압력으로 인해 외방으로 밀린다. 더욱, 기체의 공급에 의해서 제2 액체의 증발이 촉진된다. 이로 인해, 제2 액막(F2)의 중앙부의 두께가 감소하고, 도 7d 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 제2 액막(F2)의 중앙부에 거의 원형의 구멍(H)이 형성된다(구멍 형성공정(S9)). 구멍(H)은 기판(W)의 상면을 노출시키는 노출구멍이다. 구멍(H) 형성을 위해서, 기체 노즐(42)에서 토출되는 기체의 유량은 예를 들어 5L/min이다.
그 후, 제어장치(3)는 유량 조정 밸브(50)의 개방 정도를 크게 하여 기체 노즐(42)에서 토출되는 기체의 유량을 예를 들어 15L/min로 증대시킨다. 이로 인해, 제2 액막(F2)의 상면을 따라 외방으로 흐르는 기체에서, 제2 액체를 외방으로 이동시키는 힘이 기판(W) 상의 제2 액체에 더해지고, 제2 액체가 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다.
제2 액체가 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐름에 따라, 도 7e 및 도 8c에 나타내는 바와 같이, 링 형상의 제2 액막(F2)의 내경 및 외경은 증가한다. 즉, 구멍(H)의 외측 둘레(즉, 제2 액막(F2)의 내주)가 확산된다(구멍 확대공정(S10)). 기판(W)의 상면 외주부 상의 제1 액체는 제2 액체에 의해서 외방으로 밀려 기판(W)으로부터 배제된다.
그 후, 구멍(H)의 외측 둘레를 더욱 넓힘으로써, 도 7f 및 도 8d에 나타내는 바와 같이, 제1 액막(F1)이 기판(W)으로부터 배제되고, 링 형상의 제2 액막(F2)만이 기판(W)의 상면 상에 잔류한다. 그 후, 제어장치(3)는 유량 조정 밸브(50)의 개방정도를 크게 하여 기체 노즐(42)에서 토출되는 기체의 유량을 더욱 증대시킨다. 이 예에서는, 기체의 토출 유량이 예를 들어, 50L/min→80L/min로 단계적으로 증대한다. 이로 인해, 구멍(H)의 외측 둘레(즉, 제2 액막(F2)의 내주)가 단계적으로 확대된다.
구멍(H)을 확대하는 동안, 제2 액막(F2)은 제2 액막(F2)의 측방이 제1 액막(F1)에 의해 둘러싸이는 태양을 유지하면서 외방으로 이동한다. 이러한 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)의 이동은 하방에 각각 제1 증기층(L1) 및 제2 증기층(L2)을 유지하면서 이루어진다. 이 때문에, 기액 계면(IF)은 제2 액막(F2)에 계속하여 설치된다. 부상하고 있는 제2 액막(F2)의 하면의 높이 위치가 제2 증기층(L2)에 의해 계속 높게 유지된다. 이 때문에, 구멍(H)을 넓히는 기간 중, 기액 계면(IF)에서도 제2 액막(F2)의 하면을, 패턴(P1)의 상단보다 상방으로 계속 배치시키는 것이 가능하다. 따라서, 구멍(H)을 넓히는 모든 기간에 걸쳐 기액 계면(IF)에서 패턴(P1)이 제2 액체에 접액(接液)하지 않는다.
기판(W) 상면의 전역까지 구멍(H)을 넓힘으로써, 제1 액체 및 제2 액체가 기판(W)의 상면에서 배제된다. 상술한 바와 같이, 기판(W) 상의 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)에 작용하는 마찰저항은 모두 간주할 수 있을 정도로 작으므로, 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)을 작은 힘(기체의 흐름에 따른 압력)으로 기판(W)의 상면에서 배제할 수 있다. 구멍(H)이 전역에 확산된 후, 기판(W)의 상면에는 볼 수 있는 크기의 액적이 존재하지 않는다.
핫 플레이트(21)의 상위치로의 배치개시에서 미리 정하는 가열기간이 경과하면, 제어장치(3)는 플레이트 승강유닛(27)을 제어하여 핫 플레이트(21)를 하위치까지 하강시킨다. 핫 플레이트(21)가 하위치를 향해 하강하는 과정에서, 핫 플레이트(21) 상의 기판(W)이 복수의 척 핀(17) 상에 놓여지고, 핫 플레이트(21)가 기판(W)에서 하방으로 이격된다. 이로 인해, 기판(W)이 핫 플레이트(21)에서 복수의 척 핀(17)으로 수도된다. 그 후, 척 핀 구동유닛(20)의 구동에 의해 복수의 척 핀(17)에 기판(W)이 파지된다.
이어서, 기판(W)의 고속회전에 의해 기판(W)을 건조시키는 건조공정(도 6의 S11)이 이루어진다.
구체적으로는, 제어장치(3)는 기체 밸브(98)를 열어 상면 노즐(33)의 기체 토출구(96)로부터의 기체의 토출을 개시시킨다. 이로 인해, 기판(W)의 중앙부에서 기판(W)의 외주부로 향하는 옆쪽의 환형상 기류가 기판(W)의 상방에 형성된다. 이 환형상 기류와 기체 노즐(42)에서 토출되어 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐르는 기체에 의해 형성하는 방사형상 기류를 합친 2층의 기류에 의해 기판(W)의 상면이 보호된다. 상면 노즐(33)의 기체 토출구(96)로부터의 기체의 토출은, 건조공정(S11) 개시 전부터 개시되어도 좋다. 예를 들어, 기체 토출구(96)로부터의 기체의 토출은 제1 액체 공급공정(S5)의 개시부터 개시되어도 좋고, 제2 액체 공급공정(S7)의 개시부터 개시되어도 좋다.
그리고, 제어장치(3)는 스핀 모터(19)를 제어하여, 린스액 공급속도보다 큰 고회전 속도(예를 들어 수천 rpm)로 기판(W)을 회전시킨다. 만일, 기판(W)의 상면 상에 제1 액체의 액적 및 제2 액체의 액적이 남아 있는 경우라도, 이러한 액적이 기판(W) 상면에서 제거되어 기판(W)이 건조하게 된다. 기판(W)의 고속회전이 개시되고 나서부터 소정 시간이 경과하면, 제어장치(3)는 스핀 모터(19)를 제어하여 기판(W)의 회전을 정지시킨다(도 6의 S12).
이어서, 챔버(4)에서 기판(W)을 반출하는 반출공정(도 6의 S13)이 이루어진다.
구체적으로는, 제어장치(3)는 가드 승강유닛(57)을 제어하여 모든 가드(54)를 하위치까지 하강시킨다. 또한, 제어장치(3)는 기체 밸브(49) 및 기체 밸브(98)를 닫고, 기체 노즐(42) 및 기체 토출구(96)로부터의 기체의 토출을 정지한다. 또한, 제어장치(3)는 노즐 이동유닛(51)을 제어하여 상면 노즐(33)을 대기위치까지 퇴피시킨다.
그 후, 센터 로봇(CR)이 핸드(H1)를 챔버(4) 내에 진입시킨다. 복수의 척 핀(17)에 의한 기판(W)의 파지가 해제된 후, 센터 로봇(CR)은 스핀 척(5) 상의 기판(W)을 핸드(H1)에서 지지한다. 그 후, 센터 로봇(CR)은 기판(W)을 핸드(H1)에서 지지하면서, 핸드(H1)를 챔버(4)의 내부에서부터 퇴피시킨다. 이로 인해, 처리종료된 기판(W)이 챔버(4)에서 반출된다.
이상, 이 실시형태에 따르면, 제2 액체 공급공정(S7)에서, 제2 액막(F2)과 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 제1 액막(F1)이 기판(W)의 상면에 형성된다. 그리고, 증기층 형성공정(S8)에서, 기판(W)이 가열됨으로써, 기판(W)의 상면에 접하는 제2 액체가 증발하여 생기는 제2 증기층(L2)이 형성되고, 그 제2 증기층(L2) 상에 제2 액막(F2)이 유지된다. 즉, 제2 액막(F2)은 기판(W)의 상면에서 부상한 상태로 유지된다. 제2 액막(F2)에 포함되는 제2 액체의 증기압이 높으므로, 제2 증기층(L2)의 막 두께가 크다. 이 때문에, 부상하고 있는 제2 액막(F2)의 하면의 높이 위치를 높게 유지할 수 있다. 따라서, 제2 액막(F2)의 하면을, 패턴(P1)의 상단보다 상방에 배치하는 것이 가능하다.
부상하고 있는 제2 액막(F2)에 기체를 분사함으로써, 제2 액막(F2)에 구멍이 형성된다. 이로 인해, 구멍(H)의 외측 둘레, 즉, 기액 계면(IF)이 형성된다. 그리고, 그 구멍(H)을 기판(W)의 외주를 향해 넓힘으로써, 제2 액막(F2)을 부상한 채 이동시키고, 기판(W) 밖으로 배제된다. 기판(W) 상의 제2 액막(F2)에 작용하는 마찰저항은 영으로 간주할 수 있을 정도로 작으므로, 기체의 흐름에 따른 압력이라는 작은 힘에 의해 제2 액막(F2)을 기판(W)으로부터 배제할 수 있다.
구멍(H)을 확대하는 동안, 제2 액막(F2)은 제2 액막(F2)의 측방이 제1 액막(F1)에 의해 둘러싸이는 태양을 유지하면서 이동한다. 이 때문에, 기액 계면(IF)은 제2 액막(F2)에 계속 설치된다. 또한, 부상하고 있는 제2 액막(F2)의 하면의 높이 위치가 제2 증기층(L2)에 의해 높게 유지되므로, 제2 액막(F2)에 설치된 기액 계면(IF)을 구멍(H)을 넓히는 기간 중, 패턴(P1)의 상단보다 상방에 계속 배치시키는 것이 가능하다. 따라서, 구멍(H)을 넓히는 모든 기간에 걸쳐 기액 계면(IF)에서 패턴(P1)이 제2 액체에 접액하는 것을 저지하는 것이 가능하다. 이 경우, 구멍(H)을 넓히는 모든 기간에 걸쳐 제2 액체의 표면장력이 그 기액 계면(IF)에서 패턴(P1)의 상부에 작용하는 것을 저지할 수 있다. 이로 인해, 패턴(P1)의 도괴를 억제하면서, 기판(W)을 건조시킬 수 있다.
또한, 제2 액체의 표면장력이 제1 액체의 표면장력보다 낮다. 즉, 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막(F1)에 포함되는 제1 액체의 표면장력이 높다. 제1 액막(F1)에 의해 제2 액막(F2)의 측방을 둘러쌈으로써, 기판(W) 상에서의 제2 액체의 유출이 제1 액막(F1)에 의해 제지당한다. 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)을 합친 액막 전체에서, 액막의 외주부에 포함되는 액체의 표면장력에 의해 액막의 형체가 유지된다. 액막 전체의 외주부가 표면장력의 높은 제1 액체에 의해 구성되어 있으므로, 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)을 합친 액막 전체에서 액막의 형체를 유지할 수 있다.
만일, 제1 액막(F1)을 설치하지 않고, 기판(W) 상의 액막을 제2 액막(F2)만으로 구성하는 경우, 제2 액체의 표면장력이 낮으므로 충분한 두께를 가지는 증기층을 형성할 수 있을 만큼 충분한 가열시간을 확보하지 못하여, 그 결과, 기판(W) 상의 액막을 양호하게 부상시키는 것이 불가능할지도 모르다.
이에 대해, 이 실시형태와 같이 제1 액막(F1)에 의해 제2 액막(F2)의 측방을 둘러쌈으로써, 제2 액막(F2)의 막 두께를 충분히 두껍게 할 수 있다. 제2 액막(F2)의 막 두께가 충분히 두꺼우므로, 의도하지 않는 분열이나 구멍을 제2 액막(F2)에 형성하지 않고, 충분한 시간을 들여 제2 액막(F2)을 가열할 수 있고, 이로 인해, 제2 증기층(L2)의 두께를 충분히 두껍게 할 수 있다. 그러므로, 제2 액막(F2)을 양호하게 부상시킬 수 있다.
또한, 패턴(P1)의 높이(T)(도 5 참조)가 높고, 패턴(P1) 상단이 부상하고 있는 제2 액막(F2)의 하면과 동등한 높이 위치이거나, 혹은 해당 하면보다 상방에 위치하는 경우도 상정된다. 이 경우, 구멍(H)을 넓히는 기간 중, 기액 계면(IF)에서 패턴(P1)이 제2 액체에 계속 접액하고, 그 기액 계면(IF)에서 제2 액체의 표면장력이 패턴(P1)의 상부에 작용한다. 그러나, 제2 액체의 표면장력이 낮으므로, 패턴(P1)에 작용하는 표면장력이 낮다. 이로 인해, 패턴(P1)의 도괴를 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 패턴(P1)이 부상하고 있는 제2 액막(F2)에 접액하는 경우일지라도, 패턴(P1)의 도괴를 억제하면서, 기판(W)을 건조시킬 수 있다.
또한, 기판(W)의 상면 상의 일부의 제1 액체만을 제2 액체로 치환함으로써, 링 형상의 제1 액막(F1)이 적어도 기판(W) 상면의 외주부에 남고, 제2 액체가 제1 액막(F1)의 내측에 모인다. 이로 인해, 제2 액막(F2)과 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 제1 액막(F1)을 기판(W)의 상면에 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
이상, 이 발명의 일 실시형태에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 액막 형성공정에서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 2개의 노즐 즉, 제1 액체 노즐(101) 및 제2 액체 노즐(102)에서 액체를 토출함으로써, 기판(W)의 상면에 제2 액막(F2)과 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막(F1)을 형성하도록 해도 좋다.
구체적으로는, 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 상면의 외주부를 향해 제1 액체 노즐(101)에서 제1 액체를 토출함으로써, 기판(W)의 상면의 외주부로 제1 액체가 공급된다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 외주부에 링 형상의 제1 액막(F1)이 형성된다. 또한, 제1 액체 노즐(101)과는 상이한 제2 액체 노즐(102)에서 기판(W)의 상면 중앙부를 향해 제2 액체를 토출함으로써, 기판(W)의 상면으로 제2 액체가 공급된다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 중앙부에 원형의 제2 액막(F2)이 형성된다. 즉, 제1 액막(F1)의 형성을 위한 제1 액체의 공급과, 제2 액막(F2)의 형성을 위한 제2 액체의 공급을 서로 상이한 노즐(제1 액체 노즐(101) 및 제2 액체 노즐(102))에서의 액 토출에 의해 실현될 수 있다. 제1 액체 노즐(101)에서의 제1 액체의 공급과, 제2 액체 노즐(102)에서부터의 제2 액체의 공급은 서로 동시에 수행하는 것이 고려되나, 이들 공급이 서로 전후로 이루어져도 좋다.
또한, 액막 형성공정에서, 2 종류의 액체(제1 액체 및 제2 액체)로 이루어지는 액막이 아니고, 3 종류 이상의 액체로 이루어지는 액막을 형성하도록 해도 좋다. 예를 들어, 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면에 제2 액막(예를 들어 HFE의 액막)(F2)과, 제2 액막(F2)의 측방을 감싸는 링 형상의 제1 액막(예를 들어 IPA의 액막)(F1)과, 제1 액막(F1)의 측방을 감싸는 링 형상의 제3액막(제3 액체 (예를 들면, 물(순수))의 액막)(F3)이 형성되어도 좋다. 제3 액체는 제2 액체보다 표면장력이 높다. 표면장력의 높이에 관해서 말하면, 제2 액체 ＜ 제1 액체 ＜ 제3 액체이다.
또한, 상술의 실시형태에서, 제1 액체를 IPA로 하고, 제2 액체를 HFE로 설명하였으나, 제1 액체 및 제2 액체의 다른 조합으로 하여 제1 액체를 물(대기압 및 실온 하에서의 증기압：3.2KPa, 표면장력： 0.072N/m, 비중： 1)로 하고, 제2 액체를 IPA로 할 수도 있다.
또한, 상술의 실시형태에서, 증기층 형성공정이 핫 플레이트(21)에 의한 기판(W)의 가열을 기판(W)에서의 제2 액막(F2)의 형성 전부터 개시하는 것이라도 좋다. 구체적으로는, 제1 액막(F1)이 기판(W)의 상면에 형성된 후, 핫 플레이트(21)에 의한 기판(W)의 가열을 개시한다. 그 후, 기판(W)이 가열되는 상태에서 기판(W)의 상면에 제2 액막(F2)이 형성된다. 그리고, 기판(W)의 가열이 계속해서 이루어짐에 따라, 제1 액체와 기판(W)의 상면 사이에 제1 증기층(L1)이 형성되며, 또한 제2 액체와 기판(W)의 상면 사이에 제2 증기층(L2)이 형성된다.
또한, 상술의 실시형태에서, 핫 플레이트(21)는 기판(W)의 하면에 접한 상태가 아니고, 기판(W)의 하면에서부터 이격된 상태에서 기판(W)을 가열하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 플레이트 승강유닛(27)은 근접위치와 하위치 사이에 핫 플레이트(21)를 승강시킨다. 근접위치는 핫 플레이트(21)의 복수의 돌출부(25)가 기판(W)의 하면에 소정간격을 두고 대향하는 위치이다. 근접위치에 배치된 핫 플레이트(21)에 의해 기판(W)이 가열된다. 기판(W)의 온도는 핫 플레이트(21)의 가열온도를 변경함으로써 변경되어도 좋고, 기판(W)과 핫 플레이트(21)의 간격을 변경(즉, 근접위치의 높이위치를 변경)함으로써 변경되어도 좋다.
이 경우, 구멍 확대공정(S9)에서, 기판(W)을 회전시켜도 좋다. 이 때, 기판(W)의 회전에 의한 원심력과, 기체 노즐(42)에서 토출되어 제2 액막(F2)의 상면을 따라 외방으로 흐르는 기체에 의한 압력과의 쌍방에 의해 구멍(H)을 넓혀도 좋고, 구멍 확대공정(S9)에서 기체의 토출 유량의 증대를 수행하지 않고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력만으로 구멍(H)을 넓혀도 좋다.
또한, 구멍 확대공정(S9)에서, 기판(W)의 상면에서의, 기체 노즐(42)에서의 기체의 분사위치를, 기판(W)의 상면에서 기판(W)의 외주부를 향해 이동시킴으로써 구멍(H)을 넓혀도 좋다.
또한, 구멍 확대공정(S9)에서, 기판(W)의 중앙부가 높아지고, 또한 한편 기판(W)의 외주부가 낮아지는 온도 구배를 기판(W)의 상면에 설치하여, 기판(W)의 중앙부와 기판(W)의 외주부와의 온도차에 기인하여 기판(W)의 중앙부에서 기판(W)의 외주부를 향하는 흐름을 이용하여 제1 액막(F1) 및 제2 액막(F2)을 기판(W)의 외주로 이동시켜도 좋다(구멍(H)을 넓혀도 좋다). 기판(W)의 상면의 온도 구배는 예를 들어, 핫 플레이트(21)의 상면을 복수의 영역으로 나누고, 이들 영역의 가열온도를 다르게 함으로써 실현할 수 있다.
상술한 실시형태에서, 핫 플레이트(21)이외의 히터를 기판(W)의 하방에 배치해도 좋다. 히터는 램프여도 좋고, 핫 플레이트(21) 및 램프 이외의 것이라도 좋다. 램프는 적외선(예를 들어, 근적외선)을 발하는 적외선 램프, 또는 발광 다이오드를 포함하는 LED 램프여도 좋고, 이들 이외의 것이라도 좋다.
또한, 상술의 실시형태에서, 기판 처리장치(1)가 기판(W)의 일예인 반도체 웨이퍼를 처리하는 장치인 경우에 대해서 설명하였으나, 기판 처리장치가 액정표시장치용 기판, 유기 EL(electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등의 기판을 처리하는 장치여도 좋다.
상술한 모든 구성 중, 2개 이상이 조합되어도 좋다. 상술의 모든 공정 중 2개 이상이 조합되어도 좋다.
본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체적인 예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체적인 예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부의 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (8)

  1. 수평으로 유지된 기판의 상면에, 제1 액체 및 상기 제1 액체의 증기압보다 높은 증기압을 가지는 제2 액체를 공급하고, 상기 제2 액체를 포함하는 제2 액막과, 상기 제1 액체를 포함하고, 또한, 상기 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막을, 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성공정과,
    상기 제2 액막과, 상기 제2 액막의 상기 측방을 감싸는 상기 제1 액막이 상기 기판의 상면에 있는 상태에서, 상기 기판을 가열함으로써, 적어도 상기 기판의 상면에 접하는 상기 제2 액체를 증발시키고, 상기 제2 액체의 증기를 포함하는 제2 증기층을 상기 제2 액체와 상기 기판의 상면 사이에 형성하고, 또한, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상에 유지하는 증기층 형성공정과,
    상기 제2 증기층이 형성된 후, 상기 제2 액막에 기체를 분사하여 상기 제2 액체를 부분적으로 배제함으로써 상기 제2 액막에 구멍을 뚫고, 또 상기 구멍을 상기 기판의 외주를 향해 넓히고, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상으로 이동시킴으로써, 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체를 상기 기판 밖으로 배제하는 기체 분사 배제공정을 포함하는, 기판 처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 액체의 표면장력은 상기 제1 액체의 표면장력보다 낮은, 기판 처리방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액막 형성공정이
    상기 기판의 상면에 상기 제1 액체를 공급하는 공정과,
    상기 기판의 상면에 상기 제2 액체를 공급하고, 상기 기판의 상면 상의 상기 제1 액체 중 일부의 상기 제1 액체만을 상기 제2 액체로 치환하는 공정을 포함하는, 기판 처리방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액막 형성공정이,
    제1 액체 노즐에서 상기 기판 상면의 외주부를 향해 상기 제1 액체를 토출하는 공정과,
    상기 제1 액체 노즐과는 상이한 제2 액체 노즐에서, 상기 기판 상면의 중앙부를 향해 상기 제2 액체를 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 액체의 비중이 상기 제1 액체의 비중보다 큰, 기판 처리방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액막 형성공정에 있어서,
    상기 기판의 상면을 향해 상기 제2 액체를 토출함으로써, 상기 기판의 상면에 상기 제2 액체가 공급되고,
    모든 상기 제1 액체가 상기 기판으로부터 없어지기 전에, 상기 제2 액체의 토출을 정지하는, 기판 처리방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 증기층 형성공정은,
    상기 기판의 상면에 접하는 상기 제1 액체를 증발시켜, 상기 제1 액체의 증기를 포함하는 제1 증기층을 상기 제1 액체와 상기 기판의 상면의 사이에 형성함으로써, 상기 제1 액막을 상기 제1 증기층 상에 유지하는, 기판 처리방법.
  8. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지유닛과,
    상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판의 상면에 제1 액체를 공급하는 제1 액체 공급유닛과,
    상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판의 상면에, 상기 제1 액체의 증기압보다 높은 증기압을 가지는 제2 액체를 공급하는 제2 액체 공급유닛과,
    상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판을 가열하는 히터와,
    상기 기판 유지유닛에 유지되는 상기 기판에 기체를 분사하는 기체 분사유닛과,
    상기 제1 액체 공급유닛, 상기 제2 액체 공급유닛, 상기 히터 및 상기 기체 분사유닛을 제어하는 제어장치,
    를 포함하고,
    상기 제어장치가, 상기 제1 액체 공급유닛 및 상기 제2 액체 공급유닛에 의해 상기 제1 액체 및 상기 제2 액체를 상기 기판의 상면에 공급하고, 상기 제2 액체를 포함하는 제2 액막과, 상기 제1 액체를 포함하고, 또한, 상기 제2 액막의 측방을 감싸는 제1 액막을 상기 기판의 상면에 형성하는 액막 형성공정과, 상기 제2 액막과, 상기 제2 액막의 상기 측방을 감싸는 상기 제1 액막이 상기 기판의 상면에 있는 상태에서, 상기 히터에 의해 상기 기판을 가열함으로써, 적어도 상기 기판의 상면에 접하는 상기 제2 액체를 증발시키고, 상기 제2 액체의 증기를 포함하는 제2 증기층을 상기 제2 액체와 상기 기판의 상면 사이에 형성하고, 또한, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상에 유지하는 증기층 형성공정과, 상기 제2 증기층이 형성된 후, 상기 기체 분사유닛에 의해 상기 제2 액막에 기체를 분사하여 상기 제2 액체를 부분적으로 배제함으로써 상기 제2 액막에 구멍을 뚫고, 더욱, 상기 구멍을 상기 기판의 외주를 향해 넓히고, 상기 제2 액막을 상기 제2 증기층 상에서 이동시킴으로써, 상기 제1 액막에 포함되는 제1 액체 및 상기 제2 액막에 포함되는 제2 액체를 상기 기판 밖으로 배제하는 기체 분사 배제공정을 실행하는, 기판 처리장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230053158A (ko) * 2021-10-14 2023-04-21 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160214148A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034553A (ja) 2006-07-27 2008-02-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板保持装置
JP2008091364A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP4960075B2 (ja) * 2006-12-18 2012-06-27 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2010050143A (ja) 2008-08-19 2010-03-04 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP4927158B2 (ja) 2009-12-25 2012-05-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、その基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板処理装置
JP6223839B2 (ja) * 2013-03-15 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法、基板液処理装置および記憶媒体
JP6376554B2 (ja) * 2014-03-26 2018-08-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP6453688B2 (ja) * 2015-03-27 2019-01-16 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP6592303B2 (ja) 2015-08-14 2019-10-16 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板洗浄方法および基板洗浄装置
JP6642868B2 (ja) 2015-08-18 2020-02-12 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
US20180204743A1 (en) 2015-08-18 2018-07-19 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate treatment method and substrate treatment device
JP6613181B2 (ja) * 2016-03-17 2019-11-27 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP6671217B2 (ja) 2016-03-31 2020-03-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
KR102336394B1 (ko) 2017-03-17 2021-12-08 현대자동차주식회사 연료전지 공기 공급 제어방법 및 시스템
JP6953255B2 (ja) 2017-09-21 2021-10-27 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7008489B2 (ja) * 2017-12-05 2022-01-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7208091B2 (ja) 2019-04-18 2023-01-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160214148A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method

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