KR102520345B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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히사시 가와노
메이토쿠 아이바라
유키 요시다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 요철 패턴의 오목부 내에 충전된, 승화성 물질 및 불순물을 함유하는 고형물을 제거하고, 기판으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판에의 재부착을 방지하는 것을 목적으로 한다.
기판(W)의 오목부 내에 충전된 고형물이, 처리실(52) 내의 분위기 압력 하, 제1 온도 이상의 온도에서 승화하는 고체 상태의 승화성 물질과, 처리실(52) 내의 분위기 압력 하, 제1 온도보다 높은 제2 온도 이상의 온도에서 증발하는 불순물을 함유할 때, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해 처리실(52) 내의 분위기를 배출하면서, 기판 가열부(57)에 의해 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 제2 온도 이상의 온도까지 가열한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 상기 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물을 제거하기 위한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 액 처리하고, 액 처리 후의 기판을, 승화성 물질을 이용하여 건조시키는 방법이 제안되어 있고, 그 일례가 특허문헌 1에 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 요철 패턴이 표면에 형성된 기판 상의 액체를 제거하여 기판을 건조시킬 때, 우선, 기판에 승화성 물질 용액을 공급하여, 기판의 요철 패턴의 오목부 내에 승화성 물질 용액을 충전한다. 계속해서, 승화성 물질 용액 중의 용매를 건조시켜, 기판의 요철 패턴의 오목부 내부를 고체 상태의 승화성 물질로 채운다. 계속해서, 기판을 승화성 물질의 승화 온도보다 높은 온도로 가열하여, 승화성 물질을 기판으로부터 제거한다. 특허문헌 1에 기재된 방법에 따르면, 기판의 요철 패턴의 오목부 내부를 고체 상태의 승화성 물질로 채운 후, 승화성 물질을 승화시켜 오목부 내로부터 제거하기 때문에, 기판의 요철 패턴의 볼록부에, 기판 상에 존재하는 액체의 표면 장력에 기인하는 응력이 작용하지 않는다. 따라서, 볼록부의 쓰러짐, 즉, 요철 패턴 도괴를 방지할 수 있다.
특허문헌 1의 단락 0030에는, 기판을 승화성 물질의 승화 온도보다 높은 온도로 가열하여 승화성 물질을 기판으로부터 제거할 때, 기판을 100∼300℃의 온도로 가열하는 것이 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2012-243869호 공보
그러나, 승화성 물질 용액은, 승화성 물질 및 용매에 더하여, 불순물, 예컨대, 승화성 물질의 제조시에 승화성 물질에 혼입된 물질, 용매의 제조시에 용매에 혼입된 물질 등을 함유한다. 이 때문에, 승화성 물질 용액 중의 용매를 건조시켜 얻어지는 고형물은, 고체 상태의 승화성 물질에 더하여, 불순물을 함유한다. 출원인은, 불순물에는, 기판을 100∼300℃의 온도로 가열하여도, 증발하지 않고 기판 상에 잔존하는 물질, 예컨대, 유기 불순물, 불소 원자를 갖는 고분자 등이 포함되는 것을 특정하였다.
그래서, 본 발명은, 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물에 함유되는, 승화성 물질뿐만 아니라 불순물도 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 이하의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
(1) 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 상기 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물을 제거하는 처리부와, 상기 처리부의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 기판 처리 장치로서, 상기 처리부는, 상기 기판이 배치되는 처리실과, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 가열하는 기판 가열부를 구비하고, 상기 고형물은, 상기 오목부 내에 공급된 제1 온도 이상의 온도에서 승화하는 승화성 물질과, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도 이상의 온도에서 증발하는 불순물을 함유하는 승화성 물질 용액 중의 용매를 증발시킴으로써 형성되고, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부를 제어하는 기판 처리 장치.
(2) 상기 처리부는, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하는 배기부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 (1)에 기재된 기판 처리 장치.
(3) 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열되고, 계속해서, 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 (2)에 기재된 기판 처리 장치.
(4) 상기 제어부는, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열될 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량보다, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열될 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량이 증가하도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 (3)에 기재된 기판 처리 장치.
(5) 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 (2)에 기재된 기판 처리 장치.
(6) 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판의 온도가, 미리 정해진 시간, 상기 제2 온도 이상의 온도로 유지되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 (2)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(7) 상기 처리부는, 상기 처리실의 벽면을 가열하는 벽면 가열부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 가열될 때에, 상기 처리실의 벽면이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부, 상기 배기부 및 상기 벽면 가열부를 제어하는 (2)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치.
(8) 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 상기 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물을 제거하는 기판 처리 방법으로서, 상기 기판 처리 방법은, 처리실 내에 배치된 상기 기판을 가열하는 가열 공정을 포함하고, 상기 고형물은, 상기 오목부에 공급된 제1 온도 이상의 온도에서 승화하는 승화성 물질과, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도 이상의 온도에서 증발하는 불순물을 함유하는 승화성 물질 용액 중의 용매을 증발시킴으로써 형성되며, 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 기판 처리 방법.
(9) 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 (8)에 기재된 기판 처리 방법.
(10) 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열하고, 계속해서, 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열하는 (9)에 기재된 기판 처리 방법.
(11) 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열할 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량보다, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열할 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량을 증가시키는 (10)에 기재된 기판 처리 방법.
(12) 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열하는 (9)에 기재된 기판 처리 방법.
(13) 상기 가열 공정 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판의 온도를, 미리 정해진 시간, 상기 제2 온도 이상의 온도로 유지하는 (9)∼(12) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(14) 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 가열할 때에, 상기 처리실의 벽면을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 (9)∼(13) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(15) 기판 처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하여 (8)∼(14) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체.
본 발명의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 따르면, 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물에 함유되는, 승화성 물질뿐만 아니라 불순물도 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치가 구비하는 액 처리 유닛의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판 처리 장치가 구비하는 고형물 제거 처리 유닛의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 기판 처리 장치가 실시하는 기판 처리 방법의 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 액 처리 후의 기판을 승화성 물질의 승화를 이용하여 건조시키는 기판 건조 방법을 실시하기 위한 장치이다.
기판 처리 장치(1)에 의해 실시되는 기판 건조 방법은, 기판에 대한 액 처리(약액 세정 공정, 린스 공정, 용제 치환 공정, 승화성 물질 용액 충전 공정 및 고형물 석출 공정)와, 액 처리 후의 기판에 대한 고형물 제거 처리를 포함한다. 즉, 기판 처리 장치(1)는, 기판 건조 방법의 일 공정으로서, 고형물 제거 처리를 실시한다.
기판 처리 장치(1)에 의해 기판 건조 방법이 행해지는 기판은, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 볼록부(101) 및 오목부(102)로 구성된 요철 패턴(100)이 표면에 형성된 기판(W)이다. 기판(W)은, 예컨대, 반도체 웨이퍼이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 기판(W)에 대한 액 처리에 있어서, 기판(W)의 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 고형물(SS)이 충전되고, 기판(W)과, 기판(W)의 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 충전된 고형물(SS)로 구성되는 고형물 충전 기판(도 4의 (c) 참조)이 형성된다. 그리고, 액 처리 후의 기판(즉, 고형물 충전 기판)에 대한 고형물 제거 처리에 있어서, 기판(W)으로부터, 기판(W)의 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 충전된 고형물(SS)을 제거할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 액 처리를 실시하는 액 처리 유닛(3)과, 고형물 제거 처리를 실시하는 고형물 제거 처리 유닛(5)과, 액 처리 유닛(3) 및 고형물 제거 처리 유닛(5)의 동작을 제어하는 제어부(7)를 구비한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액 처리 유닛(3)은, 기판(W)을 대략 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀척(31)을 갖는다. 스핀척(31)은, 기판(W)의 주연부를 유지하는 복수의 유지 부재(33)에 의해 기판(W)을 수평 자세로 유지하는 기판 유지부(32)와, 기판 유지부(32)를 수직 방향 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동부(34)를 갖는다. 기판 유지부(32)의 주위에는, 기판(W)으로부터 비산된 약액, 린스액, 승화성 물질 용액 등의 각종 처리액을 받아내는 컵(35)이 설치되어 있다. 또한, 도시된 스핀척(31)의 기판 유지부(32)는, 가동의 유지 부재(33)에 의해 기판(W)의 주연부를 파지하는 소위 메카니컬 척 타입의 것이지만, 이것에 한정되지 않고, 기판(W)의 이면 중앙부를 진공 흡착하는 소위 진공 척 타입의 것이어도 좋다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액 처리 유닛(3)은, 기판(W)에 약액(CHM)을 공급하기 위한 약액 노즐(41)과, 기판(W)에 순수(DIW) 등의 린스액을 공급하기 위한 린스액 노즐(42)과, 기판(W)에 이소프로필알코올(IPA) 등의 용제를 공급하기 위한 용제 노즐(43)과, 기판(W)에 질소 가스, 드라이 에어 등의 건조용 가스를 공급하기 위한 건조 가스 노즐(44)과, 기판(W)에 승화성 물질 용액을 공급하기 위한 승화성 물질 용액 노즐(45)을 갖는다.
노즐(41∼45)에는, 각각, 약액 공급원, 린스액 공급원, 용제 공급원, 건조 가스 공급원 및 승화성 물질 용액 공급원으로부터, 적당한 유량 조정기, 예컨대 유량 조정 밸브와 개폐 밸브가 개설된 처리 유체 라인을 통해 처리 유체(약액, 린스액, 용제, 건조 가스, 승화성 물질 용액)가 공급되도록 되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액 처리 유닛(3)은, 노즐(41∼45)을 구동하는 노즐 이동 기구(46)를 갖는다. 노즐 이동 기구(46)는, 가이드 레일(461)과, 가이드 레일(461)을 따라 이동 가능한 구동 기구 내장형의 이동체(462)를 갖는다. 노즐(41∼45)은, 도시하지 않은 노즐 아암에 유지된 상태로 이동체(462)에 부착되어 있다. 노즐 이동 기구(46)는, 노즐(41∼45)을, 기판 유지부(32)에 유지된 기판(W)의 중심의 위쪽의 위치와 기판(W)의 주연부의 위쪽의 위치 사이에서 이동시킬 수 있고, 나아가서는, 평면에서 보아 컵(35)의 외측에 있는 대기 위치까지 이동시킬 수 있다.
승화성 물질 용액 노즐(45)로부터 공급되는 승화성 물질 용액은, 승화성 물질을 용매에 용해하여 얻어진 용액이다. 승화성 물질은, 고형물 제거 처리 유닛(5)의 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력 하, 제1 온도(T1) 이상의 온도에서 승화하는 물질이다. 제1 온도(T1)는, 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력 하에 있어서의 승화성 물질의 승화점에 해당하고, 승화성 물질의 종류에 따라 적절하게 결정된다. 승화점이 제1 온도(T1)인 승화성 물질은, 제1 온도(T1) 이상의 온도로 가열되면 승화한다. 제1 온도(T1)는, 예컨대 100℃ 이상 300℃ 이하의 온도이다. 본 실시형태에서 사용되는 승화성 물질은, 예컨대, 규불화암모늄((NH4)2SiF6), 장뇌, 나프탈렌 등이다. 승화성 물질로서 규불화암모늄((NH4)2SiF6)을 사용하는 경우, 용매로서, 예컨대, 순수(DIW), DIW와 이소프로필알코올(IPA)의 혼합액 등을 사용할 수 있다. 승화성 물질로서 장뇌 또는 나프탈렌을 사용하는 경우, 용매로서, 예컨대, 알코올류(예컨대 IPA) 등을 사용할 수 있다. 승화성 물질은 상기한 예에 한정되지 않고, 가열 처리의 개시 전에 있어서 고형물의 상태가 유지되는 것이면 좋다. 따라서, 제1 온도(T1)는, 가열 개시 전의 가열 처리실(52)의 실온(예컨대 20℃) 이상으로 할 수도 있다.
승화성 물질 용액 노즐(45)로부터 공급되는 승화성 물질 용액은, 승화성 물질 및 용매에 더하여, 불순물을 함유한다. 불순물은, 예컨대, 승화성 물질의 제조시에 승화성 물질에 혼입된 물질, 용매의 제조시에 용매에 혼입된 물질 등이다. 출원인은, 불순물의 구체예가, 유기 불순물(예컨대, 헥사메틸시클로트리실록산, 메틸아민, 1-브로모옥타데칸), 불소 원자를 갖는 고분자(예컨대, 폴리비닐리덴플루오라이드) 등이라고 특정하였다. 승화성 물질 용액의 원료로서 사용되는 승화성 물질 및/또는 용매는 불순물을 함유하기 때문에, 승화성 물질 용액은, 승화성 물질 및 용매에 더하여, 불순물을 함유하게 된다. 불순물에는, 고형물 제거 처리 유닛(5)의 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력 하, 제1 온도(T1)보다 높은 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 증발하는 물질이 포함된다. 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 증발하는 불순물은, 제2 온도(T2) 이상의 온도로 가열되는 동안에 열분해를 일으키지 않고, 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 증발하는 물질, 또는, 제2 온도(T2) 이상의 온도로 가열되는 동안에 열분해를 일으켜, 열분해에 의해 생긴 분해물이 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 증발하는 물질 중 어느 하나이다. 제2 온도(T2)는, 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력 하에 있어서의 불순물 또는 그 분해물의 비점에 해당하고, 불순물의 종류에 따라 적절하게 결정된다. 비점이 제2 온도(T2)인 불순물 또는 그 분해물은, 제2 온도(T2) 이상의 온도로 가열되면 증발한다. 제2 온도(T2)는, 예컨대 300℃ 초과 500℃ 이하의 온도이다.
제2 온도(T2)는, 제1 온도(T1)보다 높은 온도이다. 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)는 분위기 압력의 영향을 받기 때문에, 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)는, 동일한 분위기 압력 하, 즉, 고형물 제거 처리 유닛(5)의 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력 하에서 비교되고, 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)의 고저가 결정된다. 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력은, 예컨대 0.01∼101325 Pa, 바람직하게는 0.1∼10 Pa이다. 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력 하에 있어서의 승화성 물질의 융점 및 비점을 각각 Tm 및 Tb라고 하면, 일반적으로, T1<Tm<Tb<T2라는 관계가 성립된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고형물 제거 처리 유닛(5)은, 로드록실(51)과, 로드록실(51)에 게이트 밸브 등의 기밀 셔터(53)를 통해 접속된 가열 처리실(52)을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로드록실(51)에는, 기밀 셔터(53)의 반대측 위치에, 기밀 셔터(541)를 갖는 대기측 반출입구(54)가 설치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 로드록실(51) 내에는, 적어도 하나의 기판 배치대(55)와, 진공 반송 아암(56)이 설치되어 있다. 기판 배치대(55)에는, 로드록실(51)의 외측의 대기 분위기의 반송 공간 내에서 기판(W)을 반송하는 도시하지 않은 대기 반송 아암(즉, 액 처리 유닛(3)과 고형물 제거 처리 유닛(5) 사이에서의 기판(W)의 반송에 관여하는 기판 반송기)과, 진공 반송 아암(56)이 액세스 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로드록실(51)의 바닥부에는, 로드록실(51) 내의 분위기를 배기하는 배기부(61)가 설치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배기부(61)는, 로드록실(51)의 바닥부에 설치된 하나 또는 복수의 배기구(611)와, 배기구(611)에 배기 덕트(배기 라인)(612)를 통해 접속된 진공 펌프(613)를 갖는다. 로드록실(51) 내의 분위기가, 진공 펌프(613)에 의해 흡인되고 있는 배기구(611) 및 배기 덕트(612)를 통해 로드록실(51)로부터 배출됨으로써, 로드록실(51) 내의 분위기 압력이, 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력과 대략 동일한 분위기 압력이 되도록, 로드록실(51) 내부를 감압할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가열 처리실(52) 내에는 기판 가열부(57)가 설치되어 있다. 기판 가열부(57)는, 금속 블록(571)과, 금속 블록(571)에 내장된 저항 가열부, 램프 히터(예컨대 LED 램프 히터) 등의 히터(572)를 갖는다. 기판 가열부(57)는, 예컨대, 열판이다. 금속 블록(571) 상면으로부터는, 복수의 기판 유지 부재(58)가 돌출되어 있다. 기판 유지 부재(58)가 기판(W)의 하면 주연부를 지지함으로써, 기판(W)의 하면과 금속 블록(571)의 상면 사이에는 작은 간극이 형성된다. 로드록실(51) 내에 설치된 진공 반송 아암(56)은, 기판 가열부(57)에도 액세스 가능하다.
기판 가열부(57)는, 기판 유지 부재(58)에 의해 기판 가열부(57) 상에 유지된 기판(W)을 초기 온도로부터 제2 온도(T2) 이상의 온도까지 가열할 수 있다. 기판(W)의 초기 온도는 가열 전의 온도이며, 예컨대, 제1 온도(T1)보다 낮은 온도이다. 금속 블록(571)은, 제2 온도(T2) 이상의 온도에 대한 내열성을 갖는다. 히터(572)는, 설정된 온도 및 시간으로 가열을 실시할 수 있다. 따라서, 기판 가열부(57)는, 가열 온도를 단계적으로 변화시키면서 기판(W)을 가열할 수도 있고, 가열 온도를 일정하게 유지하면서 기판(W)를 가열할 수도 있다. 예컨대, 기판 가열부(57)는, 기판(W)을 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도(예컨대, 제1 온도(T1) 이상 승화성 물질의 융점(Tm) 미만의 온도, 승화성 물질의 융점(Tm) 이상 승화성 물질의 비점(Tb) 미만의 온도, 승화성 물질의 비점(Tb) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도 등)에서 미리 정해진 시간(예컨대, 승화성 물질의 승화가 일어나는 데 충분한 시간) 가열하고, 계속해서, 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 미리 정해진 시간(예컨대, 불순물의 증발이 일어나는 데 충분한 시간) 가열할 수 있다. 또한, 기판 가열부(57)는, 기판(W)을 처음부터 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 미리 정해진 시간(승화성 물질의 승화 및 불순물의 증발이 일어나는 데 충분한 시간) 가열할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가열 처리실(52)의 벽부에는, 저항 가열부, 램프 히터(예컨대 LED 램프 히터) 등의 히터를 갖는 벽면 가열부(59)가 설치되어 있다. 벽면 가열부(59)는, 예컨대, 열판이다. 벽면 가열부(59)는, 가열 처리실(52)의 측벽부에 더하여, 가열 처리실(52)의 천장 벽부, 바닥 벽부 등에도 설치할 수 있다. 벽면 가열부(59)는, 가열 처리실(52)의 벽면을 제2 온도(T2) 이상의 온도까지 가열할 수 있다. 가열 처리실(52)의 벽부는, 제2 온도(T2) 이상의 온도에 대한 내열성을 갖는다. 벽면 가열부(59)는, 가열 온도를 단계적으로 변화시키면서 가열 처리실(52)의 벽면을 가열할 수도 있고, 가열 온도를 일정하게 유지하면서 가열 처리실(52)의 벽면을 가열할 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가열 처리실(52)의 바닥부에는, 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배기하는 배기부(62)가 설치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배기부(62)는, 가열 처리실(52)의 바닥부에 설치된 하나 또는 복수의 배기구(621)와, 배기 덕트(배기 라인)(622)를 통해 배기구(621)에 접속된 콜드 트랩(623)과, 배기 덕트(배기 라인)(622)를 통해 콜드 트랩(623)에 접속된 진공 펌프(624)를 갖는다. 가열 처리실(52) 내의 분위기가, 진공 펌프(624)에 의해 흡인되고 있는 배기구(621) 및 배기 덕트(622)를 통해 가열 처리실(52)로부터 배출됨으로써, 가열 처리실(52) 내부를 감압할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가열 처리실(52)의 상부에는, 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배기하는 배기부(63)가 설치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배기부(63)는, 가열 처리실(52)의 상부에 설치된 하나 또는 복수의 배기구(631)와, 배기 덕트(배기 라인)(632)를 통해 배기구(631)에 접속된 콜드 트랩(633)과, 배기 덕트(배기 라인)(632)를 통해 콜드 트랩(633)에 접속된 진공 펌프(634)를 갖는다. 가열 처리실(52) 내의 분위기가, 진공 펌프(634)에 의해 흡인되고 있는 배기구(631) 및 배기 덕트(632)를 통해 가열 처리실(52)로부터 배출됨으로써, 가열 처리실(52) 내부를 감압할 수 있다.
제어부(7)는, 예컨대, CPU, MPU, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성되고, RAM, ROM 등의 기억부에는, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. CPU, MPU 등의 주제어부는, RAM, ROM 등의 기억부에 기억된 프로그램을 판독하여 실행함으로써 기판 처리 장치(1)의 동작을 제어한다. 또한, 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록된 것이어도 좋고, 그 기억 매체로부터 제어부(7)의 기억부에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로는, 예컨대, 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 광디스크(MO), 메모리 카드 등을 들 수 있다. 기록 매체에는, 예컨대, 기판 처리 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 컴퓨터가 기판 처리 장치(1)를 제어하여 후술하는 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된다.
다음에, 기판 처리 장치(1)에 의해 실시되는 기판 건조 방법에 대해서 설명한다. 기판 처리 장치(1)에 의해 실시되는 기판 건조 방법은, 기판(W)에 대한 액 처리(약액 세정 공정, 린스 공정, 용제 치환 공정, 승화성 물질 용액 충전 공정, 고형물 석출 공정)와, 액 처리 후의 기판(W)에 대한 고형물 제거 처리를 포함한다. 액 처리는, 기판 처리 장치(1)의 액 처리 유닛(3)에 의해 실시되며, 고형물 제거 처리는, 기판 처리 장치(1)의 고형물 제거 처리 유닛(5)에 의해 실시된다. 액 처리에 있어서의 액 처리 유닛(3)의 동작 및 고형물 제거 처리에 있어서의 고형물 제거 처리 유닛(5)의 동작은, 제어부(7)에 의해 제어된다.
우선, 반도체 장치를 형성하는 막, 예컨대 표면의 SiN막에 패턴을 부여하기 위해서 드라이 에칭이 행해진 기판(W)(도 4의 (a) 참조)을, 도시하지 않은 기판 반송기에 의해 액 처리 유닛(3)에 반입하고, 스핀척(31)에 의해 수평으로 유지하여 미리 정해진 속도로 회전시킨다.
다음에, 계속해서 기판(W)을 미리 정해진 속도로 회전시킨 채, 약액 노즐(41)을 기판(W)의 중심의 위쪽에 위치시키고, 약액 노즐(41)에 의해 약액을 기판(W)에 공급한다. 이에 따라, 기판(W)의 표면으로부터, 에칭 잔사, 파티클 등이 제거된다(약액 세정 공정). 약액 세정 공정에서 사용되는 약액으로는, 예컨대, DHF, BHF, SC-1, SC-2, APM, HPM, SPM 등을 들 수 있다.
다음에, 계속해서 기판(W)을 미리 정해진 속도로 회전시킨 채, 린스액 노즐(42)을 기판(W)의 중심의 위쪽에 위치시키고, 린스액 노즐(42)에 의해 DIW 등의 린스액을 기판(W)에 공급한다. 이에 따라, 기판(W)의 표면으로부터, 약액, 약액 세정 공정 후에도 잔류하는 에칭 잔사, 파티클 등이 제거된다(린스 공정).
다음에, 계속해서 기판(W)을 미리 정해진 속도로 회전시킨 채, 용제 노즐(43)을 기판(W)의 중심의 위쪽에 위치시키고, 용제 노즐(43)에 의해 IPA 등의 용제를 기판(W)에 공급한다. 이에 따라, 기판(W) 상의 DIW 등의 린스액이 IPA 등의 용제로 치환된다(용제 치환 공정). 또한, 용제 치환 공정은 생략 가능하다.
다음에, 계속해서 기판(W)을 미리 정해진 속도로 회전시킨 채, 승화성 물질 용액 노즐(45)을 기판(W)의 중심의 위쪽에 위치시키고, 승화성 물질 용액 노즐(45)에 의해 승화성 물질 용액을 기판(W)에 공급한다. 이에 따라, 기판(W) 상의 IPA 등의 용제가 승화성 물질 용액으로 치환된다(승화성 물질 용액 충전 공정). 승화성 물질 용액 충전 공정에서는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 표면 전체가 승화성 물질 용액(SL)의 액막에 덮이고, 기판(W) 표면 상에 형성된 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 승화성 물질 용액(SL)이 충전된다. 승화성 물질 용액 충전 공정에서는, 기판(W)의 회전수를 제어함으로써, 승화성 물질 용액(SL)의 액막의 두께, 나아가서는, 건조 후에 얻어지는 고형물(SS)의 막 두께를 제어할 수 있다.
다음에, 승화성 물질 용액 중의 용매를 증발시켜, 고형물을 석출시킨다(고형물 석출 공정). 오목부(102) 내에 공급된 승화성 물질 용액 중의 용매를 증발시킴으로써, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 충전된 고형물(SS)이 형성된다. 고형물(SS)은, 막 형상(박층 형상)이며, 제1 온도(T1) 이상의 온도에서 승화하는 고체 상태의 승화성 물질과, 제1 온도(T1)보다 높은 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 증발하는 불순물을 함유한다. 고형물 석출 공정은, 자연 건조에 의해 행하여도 좋고, 기판(W)을 회전시킴으로써, 혹은, 건조 가스 노즐(44)로부터 건조용 가스를 기판(W)에 분사함으로써, 건조를 촉진하여도 좋다. 이렇게 해서, 기판(W)과, 기판(W)의 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 충전된 고형물(SS)로 구성되는 고형물 충전 기판(도 4의 (c) 참조)이 형성된다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 이 고형물 충전 기판이 고형물 제거 처리 유닛(5)에 의한 고형물 제거 처리를 받음으로써, 기판(W)으로부터 요철 패턴(100)의 오목부(102) 내에 충전된 고형물(SS)이 제거된다.
고형물 석출 공정이 종료되면, 도시하지 않은 기판 반송기에 의해, 액 처리 유닛(3)으로부터 기판(W)을 반출하고, 고형물 제거 처리 유닛(5)으로 반입한다. 고형물 제거 처리 유닛(5)으로 기판(W)을 반입할 때에는, 가열 처리실(52)측의 기밀 셔터(53)를 폐쇄하고, 로드록실(51) 내부를 도시하지 않은 벤트 기구에 의해 대기압 분위기로 한 상태에서, 대기측 반출입구(54)의 기밀 셔터(541)를 개방한다. 이 상태에서, 도시하지 않은 기판 반송기가 로드록실(51) 내로 진입하고, 기판 배치대(55)에 기판(W)을 배치한다. 그 후, 기밀 셔터(541)가 폐쇄되고, 배기부(61)의 진공 펌프(613)가 작동하여, 로드록실(51) 내의 분위기 압력이, 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력과 대략 같아지도록 감압된다.
다음에, 기밀 셔터(53)가 개방된다. 진공 반송 아암(56)이, 기판 배치대(55)로부터 기판(W)을 취하여, 가열 처리실(52) 내에 배치한다. 기판(W)은, 유지 부재(58)에 의해 유지된 상태에서, 기판 가열부(57) 상에 배치된다. 진공 반송 아암(56)은, 기판(W)의 배치 후, 가열 처리실(52)로부터 후퇴한다. 그 후, 기밀 셔터(53)가 폐쇄된다. 가열 처리실(52) 내의 분위기 압력은, 예컨대 0.01∼101325 Pa, 바람직하게는 0.1∼10 Pa의 감압 상태로 유지된다.
다음에, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배출하면서, 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도까지 가열한다. 제2 온도(T2) 이상의 온도는, 예컨대, 300℃ 초과 500℃ 이하의 온도이다. 제2 온도(T2) 이상의 온도는, 500℃ 초과의 온도여도 좋다. 이 경우, 온도의 상한은, 예컨대, 1000℃이다. 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도까지 가열할 때, 기판(W)의 최종적인 온도가 제2 온도(T2) 이상의 온도가 되면 좋다. 따라서, 기판 가열부(57)는, 가열 온도를 단계적으로 변화시키면서 기판(W)을 가열하여도 좋고, 가열 온도를 일정하게 유지하면서 기판(W)을 가열하여도 좋다. 기판 가열부(57)에 의한 가열 시간은, 승화성 물질의 승화 및 불순물의 증발이 일어나는 데 충분한 시간으로 적절하게 조절된다. 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도까지 가열하면, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 승화성 물질이 승화하여 기판(W)으로부터 제거되고, 불순물이 증발하여 기판(W)으로부터 제거된다(고형물 제거 공정). 고형물 제거 공정에 있어서, 기판(W)의 최종적인 온도는 제2 온도(T2) 이상의 온도이기 때문에, 기판(W)으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판(W)에의 재부착이 방지된다.
가열 처리실(52) 내의 분위기 중에 존재하는, 승화한 기체 상태의 승화성 물질 및 증발한 기체 상태의 불순물은, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해, 가열 처리실(52)로부터 배출된다. 승화한 기체 상태의 승화성 물질 및 증발한 기체 상태의 불순물은, 가열 처리실(52) 내의 분위기 중, 위쪽으로 흐르기 쉽기 때문에, 가열 처리실(52)의 상부에 설치된 배기부(63)는, 가열 처리실(52) 내의 분위기 중에 존재하는, 승화한 기체 상태의 승화성 물질 및 증발한 기체 상태의 불순물을, 가열 처리실(52)로부터 효과적으로 배출할 수 있다. 이러한 효과적인 배출은, 기판(W)으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판(W)에의 재부착을 방지하는 데에 있어서 유리하다. 가열 처리실(5)로부터 배출된 가스는, 콜드 트랩(623) 및/또는 콜드 트랩(633)을 통과할 때에 냉각되고, 가스에 포함되는 승화성 물질 및/또는 불순물은, 콜드 트랩 내에서, 예컨대 콜드 트랩(623) 및/또는 콜드 트랩(633)의 내벽면 상에, 석출된다. 이 때문에, 진공 펌프(624) 및/또는 진공 펌프(634)에 유입되는 가스 중에 포함되는 승화성 물질 및 불순물의 농도는 매우 낮다.
고형물 제거 공정의 일 실시형태(이하 「제1 실시형태」라고 함)에서는, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배출하면서, 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도(예컨대, 제1 온도(T1) 이상 승화성 물질의 융점(Tm) 미만의 온도, 승화성 물질의 융점(Tm) 이상 승화성 물질의 융점(Tm) 미만의 온도, 승화성 물질의 융점(Tm) 이상 승화성 물질의 비점(Tb) 미만의 온도, 승화성 물질의 비점(Tb) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도 등)에서 가열하고, 계속해서, 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열한다. 기판(W)이 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도에서 가열되면, 승화성 물질이 승화하여 기판(W)으로부터 제거되고, 기판(W)이 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열되면, 불순물이 증발하여 기판(W)으로부터 제거된다. 또한, 기판(W)의 최종적인 온도는 제2 온도(T2) 이상의 온도이기 때문에, 기판(W)으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판(W)에의 재부착이 방지된다. 기판(W)을 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도에서 가열할 때, 기판 가열부(57)의 가열 온도는 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도로 설정되고, 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열할 때, 기판 가열부(57)의 가열 온도는 제2 온도(T2) 이상의 온도로 설정된다. 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도는, 예컨대, 100℃ 이상 300℃ 이하의 온도이다. 제2 온도(T2) 이상의 온도는, 예컨대, 300℃ 초과 500℃ 이하의 온도이다. 제2 온도(T2) 이상의 온도는, 500℃ 초과의 온도여도 좋다. 이 경우, 온도의 상한은, 예컨대, 1000℃이다. 기판(W)을 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도에서 가열하는 시간은, 승화성 물질의 승화가 일어나는 데 충분한 시간으로 설정되며, 예컨대 10초∼30분, 바람직하게는 30초∼3분이다. 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열하는 시간은, 불순물의 증발이 일어나는 데 충분한 시간이며, 예컨대 10초∼10분, 바람직하게는 30초∼3분이다.
고형물 제거 공정의 제1 실시형태에 있어서, 기판 가열부(57)가 기판(W)을 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도에서 가열할 때의, 가열 처리실(52)로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량(배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽이 작동하는 경우는, 상기 한쪽의 단위 시간당의 배기량이며, 배기부(62) 및 배기부(63) 양쪽이 작동하는 경우는, 상기 양쪽의 단위 시간당의 합계 배기량임)보다, 기판 가열부(57)가 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열할 때의, 가열 처리실(52)로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량(배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽이 작동하는 경우는, 상기 한쪽의 단위 시간당의 배기량이며, 배기부(62) 및 배기부(63) 양쪽이 작동하는 경우는, 상기 양쪽의 단위 시간당의 합계 배기량임)을 증가시키는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기판(W)으로부터 승화성 물질 및 불순물을 효과적으로 제거할 수 있고, 기판(W)으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판(W)에의 재부착을 효과적으로 방지할 수 있다. 배기부(62) 및 배기부(63) 양쪽이 작동하는 경우, 양쪽의 단위 시간당의 배기량을 증가시켜도 좋고, 한쪽의 단위 시간당의 배출량을 증가시켜도 좋다. 또한, 기판 가열부(57)가 기판(W)을 제1 온도(T1) 이상 제2 온도(T2) 미만의 온도에서 가열할 때에는, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽을 작동시키고, 기판 가열부(57)가 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열할 때에는, 배기부(62) 및 배기부(63) 양쪽을 작동시킴으로써, 가열 처리실(52)로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량을 증가시켜도 좋다.
고형물 제거 공정의 다른 실시형태(이하 「제2 실시형태」라고 함)에서는, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배출하면서, 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 처음부터 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열한다. 기판(W)이 처음부터 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열되면, 승화성 물질이 승화하여 기판(W)으로부터 제거되고, 불순물이 증발하여 기판(W)으로부터 제거된다. 기판(W)을 처음부터 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열할 때, 기판 가열부(57)의 가열 온도는 처음부터 제2 온도(T2) 이상의 온도로 설정된다. 제2 온도(T2) 이상의 온도는, 예컨대, 300℃ 초과 500℃ 이하의 온도이다. 제2 온도(T2) 이상의 온도는, 500℃ 초과의 온도여도 좋다. 이 경우, 온도의 상한은, 예컨대, 1000℃이다. 기판(W)을 제2 온도(T2) 이상의 온도에서 가열하는 시간은, 승화성 물질의 승화 및 불순물의 증발이 일어나는 데 충분한 시간으로 설정되며, 예컨대 10초∼10분, 바람직하게는 30초∼3분이다.
고형물 제거 공정의 또 다른 실시형태(이하 「제3 실시형태」라고 함)에서는, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배출하면서, 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)의 온도를, 미리 정해진 시간, 제2 온도(T2) 이상의 온도로 유지한다. 이에 따라, 기판(W)으로부터 승화성 물질 및 불순물을 효과적으로 제거할 수 있고, 기판(W)으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판(W)에의 재부착을 효과적으로 방지할 수 있다. 기판(W)의 온도를 제2 온도(T2) 이상의 온도로 유지하는 시간은, 예컨대 10초∼10분, 바람직하게는 30초∼3분이다.
고형물 제거 공정의 또 다른 실시형태(이하 「제4 실시형태」라고 함)에서는, 배기부(62) 및 배기부(63) 중 한쪽 또는 양쪽에 의해 가열 처리실(52) 내의 분위기를 배출하면서, 기판 가열부(57)에 의해 가열 처리실(52) 내에 배치된 기판(W)을 가열할 때에, 벽면 가열부(59)에 의해 가열 처리실(52)의 벽면을 제2 온도(T2) 이상의 온도까지 가열한다. 가열 처리실(52)의 벽면을 제2 온도(T2) 이상의 온도로 가열함으로써, 승화한 기체 상태의 승화성 물질 및 증발한 기체 상태의 불순물이 가열 처리실(52)의 벽면에서 냉각되어 가열 처리실(52)의 벽면에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 승화한 기체 상태의 승화성 물질 및 증발한 기체 상태의 불순물은 가열 처리실(52) 내의 분위기로 유지된다. 따라서, 승화한 기체 상태의 승화성 물질 및 증발한 기체 상태의 불순물을 가열 처리실(52)로부터 효과적으로 배기할 수 있고, 기판(W)으로부터 일단 제거된 승화성 물질 및 불순물의 기판(W)에의 재부착을 효과적으로 방지할 수 있다.
고형물 제거 공정에 있어서, 제1 실시형태∼제4 실시형태 중 2 이상의 실시형태를 조합할 수 있다.
승화성 물질 및 불순물이 제거된 기판(W)은, 상기와 반대의 절차에 의해 고형물 제거 처리 유닛(5)으로부터 반출된다.
상기 실시형태에서 사용되는 승화성 물질 대신에 또는 그것과 함께, 이하의 식 (Ia), (Ib), (Ic), (Id), (IIa), (IIb), (IIc), (IId), (IIe), (IIIa), (IIIb), (IVa) 및 (IVb)로 표시되는 승화성 물질을 사용할 수 있다(일본 특허 공개 제2015-106645호 공보 참조). 이들 승화성 물질은, 실온에서의 증기압이 5 Pa 이하인 유기물이며, 감압 및/또는 가열 조건 하에서 승화성을 나타낸다.
Figure 112016076215248-pat00001
식 (Ia), (Ib), (Ic) 및 (Id) 중, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 히드록시기(-OH), 카르복실기(-COOH), 아미노기(-NH2), 아미드기(-CONH2), 니트로기(-NO2) 또는 메틸에스테르기(-COO-CH3)를 나타낸다.
Figure 112016076215248-pat00002
식 (IIa), (IIb), (IIc), (IId) 및 (IIe) 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 히드록시기(-OH), 카르복실기(-COOH), 아미노기(-NH2), 아미드기(-CONH2), 니트로기(-NO2), 메틸에스테르기(-COO-CH3), 메톡시기(-OCH3), 에톡시기(-OCH2CH3) 또는 프로폭시기(-OCH2CH2CH3)를 나타낸다.
Figure 112016076215248-pat00003
식 (IIIa) 및 (IIIb) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 히드록시기(-OH), 카르복실기(-COOH), 아미노기(-NH2), 아미드기(-CONH2), 니트로기(-NO2), 메틸에스테르기(-COO-CH3), 메톡시기(-OCH3), 에톡시기(-OCH2CH3) 또는 프로폭시기(-OCH2CH2CH3)를 나타낸다.
Figure 112016076215248-pat00004
식 (IVa) 및 (IVb) 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 히드록시기(-OH), 카르복실기(-COOH), 아미노기(-NH2), 아미드기(-CONH2), 니트로기(-NO2), 메틸에스테르기(-COO-CH3), 메톡시기(-OCH3), 에톡시기(-OCH2CH3) 또는 프로폭시기(-OCH2CH2CH3)를 나타내고, R은 카르보닐기(-CO-), 펩티드 결합(-CONH-), 에스테르 결합(-COO-), 에테르 결합(-O-), (-NHNHO-) 결합, (-COCOO-) 결합 또는 (-CHCH-) 결합을 나타낸다.
식 (Ia)∼(Id)로 표시되는 승화성 물질로는, 예컨대, 시클로헥산-1, 2-디카르복실산, 시클로헥산-1,3-디카르복실산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2,4-트리카르복실산 등을 들 수 있다.
식 (IIa) 또는 (IIb)로 표시되는 승화성 물질로는, 예컨대, 프탈산, 아미노아세토페논 등을 들 수 있다.
식 (IIc)로 표시되는 승화성 물질로는, 예컨대, 바닐린, 4-히드록시프탈산, 트리멜리트산, 무수트리멜리트산, 디메톡시아세토페논 등을 들 수 있다.
식 (IId)로 표시되는 승화성 물질로는, 예컨대, 5-히드록시이소프탈산 등을 들 수 있다.
식 (IIe)로 표시되는 승화성 물질로는, 예컨대, 몰식자산, 몰식자산메틸 등을 들 수 있다.
식 (IIIa) 또는 (IIIb)로 표시되는 승화성 물질로는, 1,7-디히드로나프탈렌 등을 들 수 있다.
식 (IVa) 또는 (IVb)로 표시되는 승화성 물질로는, 예컨대, 4,4'-디히드록시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논 등을 들 수 있다.
1 : 기판 처리 장치 3 : 액처리 유닛
5 : 고형물 제거 처리 유닛 52 : 가열 처리실
57 : 기판 가열부 59 : 벽면 가열부
62, 63 : 배기부 7 : 제어부
W : 기판 100 : 요철 패턴
102 : 오목부

Claims (17)

  1. 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 상기 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물을 제거하는 처리부와, 상기 처리부의 동작을 제어하는 제어부를 구비한 기판 처리 장치로서,
    상기 처리부는, 상기 기판이 배치되는 처리실과, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 가열하는 기판 가열부를 구비하고,
    상기 고형물은, 상기 오목부에 공급된 제1 온도 이상의 온도에서 승화하는 승화성 물질과, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도 이상의 온도에서 증발하는 불순물을 함유하는 승화성 물질 용액 중의 용매를 증발시킴으로써 형성되고,
    상기 제어부는, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 승화성 물질과 상기 불순물을 함유하는 승화성 물질 용액을 상기 오목부 내에 공급하는 노즐을 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 오목부 내에 공급된 상기 승화성 물질 용액 중의 용매의 증발에 의해 상기 고형물이 형성된 후, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하는 배기부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열되고, 계속해서, 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열될 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량보다, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열될 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량이 증가하도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판의 온도가, 미리 정해진 시간, 상기 제2 온도 이상의 온도로 유지되도록, 상기 기판 가열부 및 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 처리실의 벽면을 가열하는 벽면 가열부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 처리실 내의 분위기가 배출되면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판이 가열될 때에, 상기 처리실의 벽면이 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열되도록, 상기 기판 가열부, 상기 배기부 및 상기 벽면 가열부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  9. 요철 패턴이 표면에 형성된 기판으로부터, 상기 요철 패턴의 오목부 내에 충전된 고형물을 제거하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 기판 처리 방법은, 처리실 내에 배치된 상기 기판을 가열하는 가열 공정을 포함하고,
    상기 고형물은, 상기 오목부에 공급된 제1 온도 이상의 온도에서 승화하는 승화성 물질과, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도 이상의 온도에서 증발하는 불순물을 함유하는 승화성 물질 용액 중의 용매를 증발시킴으로써 형성되며,
    상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 것인 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기판 처리 방법은, 상기 승화성 물질과 상기 불순물을 함유하는 승화성 물질 용액을 상기 오목부 내에 공급하는 공정을 더 구비하고,
    상기 오목부 내에 공급된 상기 승화성 물질 용액 중의 용매의 증발에 의해 상기 고형물이 형성된 후, 상기 가열 공정에서 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 것인 기판 처리 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 것인 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열하고, 계속해서, 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열하는 것인 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제1 온도 이상 상기 제2 온도 미만의 온도에서 가열할 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량보다, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열할 때의, 상기 처리실로부터 배출되는 단위 시간당의 배기량을 증가시키는 것인 기판 처리 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 상기 제2 온도 이상의 온도에서 가열하는 것인 기판 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 가열 공정 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판의 온도를, 미리 정해진 시간, 상기 제2 온도 이상의 온도로 유지하는 것인 기판 처리 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 가열 공정에 있어서, 상기 처리실 내의 분위기를 배출하면서, 상기 처리실 내에 배치된 상기 기판을 가열할 때에, 상기 처리실의 벽면을 상기 제2 온도 이상의 온도까지 가열하는 것인 기판 처리 방법.
  17. 기판 처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하여 제9항 또는 제10항에 기재된 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체.
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