KR102605399B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 이면에 얼룩이 없는 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 제1 면 세정 공정과, 제2 면 세정 공정과, 수분 제거 공정과, 발수화 공정과, 건조 공정을 포함한다. 제1 면 세정 공정은, 기판에 있어서의 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 제1 세정액을 공급한다. 제2 면 세정 공정은, 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 대하여, 수분을 포함한 제2 세정액을 공급한다. 수분 제거 공정은, 제2 면 세정 공정 후, 기판에 있어서의 제2 면에 잔존하는 수분을 제거한다. 발수화 공정은, 수분 제거 공정 후, 기판에 있어서의 제1 면에 대하여 발수화제를 공급한다. 건조 공정은, 발수화 공정 후, 기판을 건조시킨다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
개시된 실시형태는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 실리콘 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판 상에 잔류하는 처리액을 제거하는 건조 처리에 있어서, 기판의 표면에 형성된 패턴에 처리액의 표면 장력이 작용함으로써 패턴 도괴가 발생할 우려가 있었다.
그래서, 최근, 건조 처리 전에, 기판의 표면에 발수화제를 공급하여 기판 표면을 발수화시키는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이러한 기술에 따르면, 기판 표면을 발수화시킴으로써, 기판 표면의 패턴에 표면 장력이 쉽게 작용하지 않게 되기 때문에, 패턴 도괴를 억제할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2012-222329호 공보
그러나, 전술한 종래 기술에는, 발수화 처리에 있어서, 기판의 이면에 수분이 존재하고 있는 경우, 발수화제의 분위기가 기판의 이면으로 흘러들어가 상기 수분과 작용하여, 기판의 이면에 얼룩을 발생시킬 우려가 있다.
실시형태의 일 양태는, 이면에 얼룩이 없는 기판을 제공할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일 양태에 따른 기판 처리 방법은, 제1 면 세정 공정과, 제2 면 세정 공정과, 수분 제거 공정과, 발수화 공정과, 건조 공정을 포함한다. 제1 면 세정 공정은, 기판에 있어서의 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 제1 세정액을 공급한다. 제2 면 세정 공정은, 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 대하여, 수분을 포함한 제2 세정액을 공급한다. 수분 제거 공정은, 제2 면 세정 공정 후, 기판에 있어서의 제2 면에 잔존하는 수분을 제거한다. 발수화 공정은, 수분 제거 공정 후, 기판에 있어서의 제1 면에 대하여 발수화제를 공급한다. 건조 공정은, 발수화 공정 후, 기판을 건조시킨다.
실시형태의 일 양태에 따르면, 이면에 얼룩이 없는 기판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 웨이퍼의 이면에 발생하는 얼룩의 모식도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타낸 도면.
도 4는 처리 유닛이 실행하는 기판 세정 처리의 처리 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5a는 약액 처리의 설명도이다.
도 5b는 린스 처리의 설명도이다.
도 5c는 제1 치환 처리의 설명도이다.
도 5d는 수분 제거 처리의 설명도이다.
도 5e는 발수화 처리의 설명도이다.
도 5f는 제2 치환 처리의 설명도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 수분 제거 처리의 설명도이다.
도 8은 제1 변형례에 따른 제5 노즐의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 제2 변형례에 따른 제5 노즐의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10a는 린스 처리의 설명도이다.
도 10b는 수분 제거 처리의 설명도이다.
도 10c는 제1 치환 처리의 설명도이다.
도 11은 제4 실시형태에 따른 수분 제거 처리의 설명도이다.
도 12는 제5 실시형태에 따른 처리 유닛이 실행하는 기판 세정 처리의 처리 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 13a는 발수화 처리의 설명도이다.
도 13b는 발수화 처리의 설명도이다.
도 13c는 제거액 공급 처리의 설명도이다.
도 14a는 제2 치환 처리의 설명도이다.
도 14b는 변형례에 따른 제거액 공급 처리의 설명도이다.
도 15는 제7 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 출원의 개시된 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
(제1 실시형태)
<기판 처리 시스템의 구성>
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타낸 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 수직 상향 방향으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 설치된다.
반입출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수 장의 기판, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼 W)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 설치되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동과 수직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 설치된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 나란히 설치된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동과 수직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터로서, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 독출하여 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 광자기 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선, 반입출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내고, 꺼낸 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 꺼내어져, 처리 유닛(16)으로 반입된다.
처리 유닛(16)으로 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)로 되돌아간다.
제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)를 각종 처리액으로 처리한 후, 웨이퍼(W)에 발수화제를 공급하여 웨이퍼(W)의 표면을 발수화시킨 후에, 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 웨이퍼(W)의 표면을 발수화시킴으로써, 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 처리액은, 패턴과의 접촉 각도를 90° 가까이 유지한 채로 건조되어 가기 때문에, 패턴에 작용하는 표면 장력이 저감된다. 따라서, 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
여기서, 발수화 처리를 행할 때에, 웨이퍼(W)의 이면에 수분이 존재하고 있으면, 발수화제의 분위기가 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어가 수분과 작용함으로써, 웨이퍼(W)의 이면에 얼룩이 발생할 우려가 있다.
도 2는 웨이퍼(W)의 이면에 발생하는 얼룩의 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 얼룩(D)은, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 발생하는 것이 본 출원 발명자들에 의해 확인되고 있다. 또한, 얼룩(D)은, 유기계의 얼룩이며, 백색을 띤다.
이러한 얼룩(D)은, 전사 등에 의해 장치 등을 오염시킬 우려가 있다. 그래서, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에서는, 얼룩(D)의 발생을 억제하기 위해, 발수화 처리 전에, 웨이퍼(W) 이면에 잔존하는 수분을 제거하는 공정을 행하는 것으로 하였다. 이하, 이러한 점에 대해서 구체적으로 설명한다.
<처리 유닛의 구성>
우선, 처리 유닛(16)의 구성예에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하는 기판 유지부(20)를 갖고 있다. 기판 유지부(20)는, 원판형의 베이스부(22)와 베이스부(22)에 부착된 복수 예컨대 3개의 척 갈고리(24)를 갖고 있고, 웨이퍼(W) 주연부의 복수 개소를 척 갈고리(24)에 의해 유지하는 메케니컬 스핀 척으로서 형성되어 있다. 베이스부(22)에는, 기판 반송 장치(17)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 때에, 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 들어올리는 리프트 핀(26)을 갖는 도시하지 않은 플레이트가 내장되어 있다. 기판 유지부(20)는, 전동 모터를 갖는 회전 구동부(28)에 의해 회전시킬 수 있고, 이에 따라, 기판 유지부(20)에 의해 유지된 웨이퍼(W)를 수직 방향 축선 둘레로 회전시킬 수 있다.
컵(40)은, 가장 외측에 위치하는 부동의 환형의 제1 컵(41) 즉 외부컵과, 그 내측에 위치하는 승강 가능한 환형의 제2 컵(42)과, 또한 그 내측에 위치하는 승강 가능한 환형의 제3 컵(43)과, 또한 그 내측에 위치하는 부동의 내벽(44)을 갖고 있다. 제2 컵(42) 및 제3 컵(43)은, 도 3에 개략적으로 나타낸 각각의 승강 기구(42A, 43A)에 의해 승강한다. 제1∼제3 컵(41∼43) 및 내벽(44)은 회전하지 않는다. 제1 컵(41)과 제2 컵(42) 사이에는 제1 유로(411)가 형성되고, 제2 컵(42)과 제3 컵(43) 사이에는 제2 유로(421)가 형성되며, 제3 컵(43)과 내벽(44) 사이에는 제3 유로(431)가 형성된다.
컵(40)의 바닥부에는, 제1 유로(411), 제2 유로(421) 및 제3 유로(431)에 연통하는 컵 배기구(45)가 형성되어 있다. 컵 배기구(45)에는, 컵 배기로(46)가 접속되어 있다.
제1 유로(411), 제2 유로(421) 및 제3 유로(431)의 각각의 도중에 굴곡부가 마련되어 있고, 굴곡부에서 급격히 방향이 바뀜으로써 각 유로를 흐르는 기액 혼합 유체로부터 액체 성분이 분리된다. 분리된 액체 성분은, 제1 유로(411)에 대응하는 액받이(412), 제2 유로(421)에 대응하는 액받이(422) 및 제3 유로(431)에 대응하는 액받이(432) 내에 낙하한다. 액받이(412, 422, 432)의 바닥부에는, 각각 배액구(413, 423, 433)가 형성된다.
처리 유닛(16)은 기판 유지부(20)에 유지되어 회전하는 웨이퍼(W)를 향해 처리액을 공급하는 복수의 처리액 노즐을 더 구비하고 있다. 본 예에서는, 약액(예컨대 DHF(희불산))을 공급하는 제1 노즐(61)과, 린스액인 DIW[순수(純水)]를 공급하는 제2 노즐(62)과, 휘발성 유기 용제인 IPA(이소프로필알코올)를 공급하는 제3 노즐(63)과, 발수화제를 공급하는 제4 노즐(64)이 설치되어 있다. 각 노즐(61∼64)에는, 처리액 공급원에 접속됨과 더불어 개폐 밸브 및 유량 조정 밸브 등의 유량 조정기가 개재된 처리액 공급로를 구비한 도시하지 않은 처리액 공급 기구로부터, 각각의 처리액이 공급된다.
여기서, 발수화제는, 예컨대, 웨이퍼(W)의 표면을 발수화하기 위한 발수화제를 시너로 소정의 농도로 희석한 것이다. 발수화제로는, 실릴화제(또는 실란 커플링제)를 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 TMSDMA(트리메틸실릴디메틸아민), DMSDMA(디메틸실릴디메틸아민), TMSDEA(트리메틸실릴디에틸아민), HMDS(헥사메틸디실라잔) 및 TMDS(1,1,3,3-테트라메틸디실라잔) 등을 발수화제로서 이용할 수 있다.
또한, 시너로는, 에테르류 용매나, 케톤에 속하는 유기 용매 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), 시클로헥사논, HFE(하이드로플루오로에테르) 등을 시너로서 이용할 수 있다.
또한, 여기서는, 린스액으로서 DIW를 이용하는 경우의 예에 대해서 설명하지만, 린스액은, 적어도 수분을 포함한 것이면 되고, 반드시 DIW일 필요는 없다. 또한, 여기서는, 유기 용제로서 IPA를 이용하는 경우의 예에 대해서 설명하지만, 유기 용제는, IPA에 한정되지 않고, 물 및 발수화제의 양방에 대하여 친화성을 갖는 것이면 된다.
또한, 여기서는, 처리 유닛(16)이, 약액용의 제1 노즐(61)과 DIW용의 제2 노즐(62)과 IPA용의 제3 노즐(63)과 발수화제용의 제4 노즐(64)을 구비하는 것으로 하였지만, 처리 유닛(16)은, 약액, DIW, IPA 및 발수화제를 하나의 노즐로부터 공급하여도 좋다.
기판 유지부(20) 및 컵(40)은, 하우징(70) 내에 수용되어 있다. 하우징(70)의 천장에는, 팬 필터 유닛(FFU)(80)이 설치되어 있다.
하우징(70)의 천장의 아래쪽에는, 다수의 관통구멍(86)이 형성된 정류판(85)이 설치되어 있다. 정류판(85)은, FFU(80)로부터 아래쪽으로 내뿜어진 청정 에어(CA)가, 웨이퍼(W) 상에 집중하여 흐르도록 정류한다. 하우징(70) 내에는, 정류판(85)의 관통구멍(86)으로부터 웨이퍼(W)를 향해 하향으로 흐르는 청정 에어의 다운 플로우가 항상 형성된다.
하우징(70)의 하부(구체적으로는 적어도 컵(40)의 상부 개구부보다 낮은 위치)이며, 또한, 컵(40)의 외부에는, 하우징(70) 내의 분위기를 배기하기 위한 하우징 배기구(72)가 설치되어 있다. 하우징 배기구(72)에는, 하우징 배기로(74)가 접속되어 있다.
컵 배기로(46) 및 하우징 배기로(74)는, 전환 밸브(50)의 밸브체의 위치에 따라, 공장 배기계의 일부를 이루는 제1 배기 라인(91), 제2 배기 라인(92) 및 제3 배기 라인(93)에 선택적으로 접속된다. 각 배기 라인(91∼93)은 부압으로 되어 있기 때문에, 전환 밸브(50)의 밸브체의 위치에 따라, 컵(40)의 내부 공간 및 하우징(70)의 내부 공간이 흡인된다.
또한, 처리 유닛(16)은, 제5 노즐(65)을 구비한다. 제5 노즐(65)은, 베이스부(22)의 중앙부에 형성된 중공부(도시하지 않음)에 삽입 관통되고, 웨이퍼(W)의 이면에 유체를 공급한다. 제5 노즐(65)에는, 밸브(651)를 통해 약액 공급원(652)이, 밸브(653)를 통해 린스액 공급원(654)이 각각 접속되어 있다. 제5 노즐(65)은, 이들 약액 공급원(65) 및 린스액 공급원(654)으로부터 공급되는 DHF 및 DIW를 웨이퍼(W)의 이면 중앙부로 공급한다.
<처리 유닛의 구체적 동작>
다음에, 처리 유닛(16)이 실행하는 기판 세정 처리의 내용에 대해서 도 4 및 도 5a∼도 5f를 참조하여 설명한다. 도 4는 처리 유닛(16)이 실행하는 기판 세정 처리의 처리 절차를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 5a는 약액 처리의 설명도이고, 도 5b는 린스 처리의 설명도이며, 도 5c는 제1 치환 처리의 설명도이고, 도 5d는 수분 제거 처리의 설명도이며, 도 5e는 발수화 처리의 설명도이고, 도 5f는 제2 치환 처리의 설명도이다.
또한, 도 4에 도시된 기판 세정 처리의 처리 절차는, 제어 장치(4)의 기억부(19)에 저장되어 있는 프로그램을 제어부(18)가 독출함과 더불어, 독출한 명령에 기초하여 처리 유닛(16) 등을 제어함으로써 실행된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 우선, 기판 반송 장치(17)(도 1 참조)는, 처리 유닛(16)의 하우징(70) 내에 웨이퍼(W)를 반입한다(단계 S101). 웨이퍼(W)는, 패턴 형성면을 위쪽으로 향하게 한 상태로 척 갈고리(24)(도 3 참조)에 유지된다. 그 후, 제어부(18)는, 기판 유지부(20)를 소정의 회전 속도로 회전시킨다.
계속해서, 처리 유닛(16)은, 약액 처리를 행한다(단계 S102). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 제1 노즐(61)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면을 향해 약액인 DHF를 소정 시간 토출시킴과 동시에, 제5 노즐(65)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 이면을 향해 약액인 DHF를 소정 시간 토출시킨다. DHF의 공급 시간은, 제1 노즐(61)과 제5 노즐(65)에서 동일하다. 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 공급된 DHF는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 양면 전체로 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면이 세정된다(도 5a 참조).
또한, 약액 처리에 있어서, 제2 컵(42) 및 제3 컵(43)은, 하강 위치에 위치하고 있고, 약액인 DHF는, 제1 컵(41)과 제2 컵(42) 사이의 제1 유로(411)를 통해 흐른다. 또한, 웨이퍼(W)의 위쪽 공간에 존재하는 청정 에어는, 제1 유로(411)를 통해 흘러, 컵 배기구(45)로부터 배출되고, 컵 배기로(46) 및 전환 밸브(50)를 통해 제1 배기 라인(91)으로 흐른다.
계속해서, 처리 유닛(16)은, 린스 처리를 행한다(단계 S103). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 제2 노즐(62)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면을 향해 린스액인 DIW를 소정 시간 토출시킴과 동시에, 제5 노즐(65)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 이면을 향해 린스액인 DIW를 소정 시간 토출시킨다. DIW의 공급 시간은, 제2 노즐(62)과 제5 노즐(65)에서 동일하다. 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 양면 전체로 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 잔존하는 DHF가 DIW에 의해 씻어 내어진다(도 5b 참조).
또한, 린스 처리에 있어서, 제2 컵(42)은 상승 위치에 위치함과 더불어, 제3 컵(43)은 하강 위치에 위치하고 있고, 린스액인 DIW는, 제2 유로(421)를 통해 흘러, 액받이(422)에 낙하하고, 배액구(423)를 통해 컵(40) 내에서 배출된다. 또한, 웨이퍼(W)의 위쪽 공간에 있는 가스(청정 에어)는, 제1 컵(41)의 상부 개구를 통해 컵(40) 내로 유입된 후, 제2 컵(42)과 제3 컵(43) 사이의 제2 유로(421)를 통해 흘러, 컵 배기구(45)로부터 배출되고, 컵 배기로(46) 및 전환 밸브(50)를 통해 제2 배기 라인(92)으로 흐른다. 하우징(70)의 내부 공간의 컵(40) 주변의 공간에 존재하는 가스는, 하우징 배기구(72)로부터 배출되고, 하우징 배기로(74) 및 전환 밸브(50)를 통해 제2 배기 라인(92)으로 흐른다.
이와 같이, 처리 유닛(16)에서는, 약액 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 양면에 DHF를 공급한다. 또한, 이것에 따라, 처리 유닛(16)에서는, 린스 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 양면에 DIW를 공급하여 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하는 DHF를 씻어낸다. 이와 같이, 처리 유닛(16)에서는, 웨이퍼(W)의 이면에 DIW가 공급되기 때문에, 웨이퍼(W)의 이면에 수분이 잔존하기 쉽다. 웨이퍼(W)의 이면에 공급된 수분은, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 집중한다. 이 때문에, 수분은, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하기 쉽다.
또한, 린스 처리는, 기판에 있어서의 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 제1 세정액을 공급하는 제1 면 세정 공정 및 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 대하여, 제2 세정액을 공급하는 제2 면 세정 공정의 일례에 해당한다.
계속해서, 처리 유닛(16)은, 수분 제거 처리 및 웨이퍼(W) 표면에 대한 제1 치환 처리를 행한다(단계 S104). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 수분 제거 처리로서, 린스 처리(단계 S103)가 종료된 후, 발수화 처리(단계S104)가 시작될 때까지, 웨이퍼(W) 표면을 외기에 노출시키지 않은 상태에서 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 DIW를 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 제거한다.
이에 따라, 발수화 처리의 개시 전에, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 수분을 제거할 수 있다. 따라서, 후술하는 발수화 처리에 있어서 발수화제의 분위기가 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어갔다고 해도, 얼룩(D)의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 처리 유닛(16)은, 제1 치환 처리로서, 린스 처리(단계 S103)가 종료된 후, 발수화 처리(단계 S104)가 시작될 때까지, 제3 노즐(63)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA를 소정 시간 토출시킨다. 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 IPA는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체로 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 표면에 잔존하는 DIW가, 후단의 발수화 처리에 있어서 웨이퍼(W)에 토출되는 발수화제와 친화성을 갖는 IPA로 치환된다. 또한, IPA는 DIW와의 친화성도 갖기 때문에, DIW로부터 IPA로의 치환도 용이하다.
이와 같이, 처리 유닛(16)은, 수분 제거 처리를 행할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 유기 용제인 IPA를 공급하여 웨이퍼(W) 표면 상의 DIW를 IPA로 치환하는 치환 처리를 행한다. 이 때문에, 처리 유닛(16)에 따르면, 수분 제거 처리 중에 웨이퍼(W) 표면 전체에 IPA 또는 IPA와 DIW의 혼합액에 의한 액막이 형성됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면이 노출되는 것을 방지할 수 있다(도 5c 및 도 5d 참조).
웨이퍼(W)의 표면이 노출된 상태, 바꿔 말하면, 웨이퍼(W)의 표면에 처리액이 공급되지 않는 상태가 계속되면, 웨이퍼(W) 표면에 형성된 패턴에 DIW의 표면 장력이 작용함으로써 패턴 도괴가 발생할 우려가 있다. 따라서, 처리 유닛(16)에 따르면, 수분 제거 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W) 표면의 노출을 방지함으로써, 수분 제거 처리 중에 있어서의 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
계속해서, 처리 유닛(16)은, 발수화 처리를 행한다(단계 S105). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 제4 노즐(64)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면을 향해 발수화제인 실릴화제를 소정 시간 토출시킨다. 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 발수화제는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체로 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 표면의 OH기에 실릴기가 결합하여, 웨이퍼(W) 표면에 발수막이 형성된다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 수분은, 발수화 처리의 개시 전에 제거되고 있다. 이 때문에, 발수화 처리에 있어서 발수화제의 분위기가 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어갔다고 해도, 얼룩(D)의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 발수화 처리에 있어서, 제2 컵(42) 및 제3 컵(43)은 상승 위치에 위치되어 있고, 발수화제는, 제3 유로(431)를 통해 흘러, 액받이(432)에 낙하하고, 배액구(433)를 통해 컵(40) 내에서 배출된다. 또한, 웨이퍼(W)의 위쪽 공간에 있는 가스(청정 에어)는, 제1 컵(41)의 상부 개구를 통해 컵(40) 내로 유입된 후, 제3 컵(43)과 내벽(44) 사이의 제3 유로(431)를 통해 흘러, 컵 배기구(45)로부터 배출되고, 컵 배기로(46) 및 전환 밸브(50)를 통해 제3 배기 라인(93)으로 흐른다. 하우징(70)의 내부 공간의 컵(40) 주변의 공간에 존재하는 가스는, 하우징 배기구(72)로부터 배출되고, 하우징 배기로(74) 및 전환 밸브(50)를 통해 제3 배기 라인(93)으로 흐른다.
계속해서, 처리 유닛(16)은, 제2 치환 처리를 행한다(단계 S106). 제2 치환 처리는, 전술한 제1 치환 처리와 동일한 절차로 행해진다. 이러한 제2 치환 처리에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 발수화제가 IPA로 치환된다(도 5f 참조).
계속해서, 처리 유닛(16)은, 건조 처리를 행한다(단계 S107). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 증속시킴으로써 웨이퍼(W)에 잔존하는 IPA를 털어내어 웨이퍼(W)를 건조시킨다.
그 후, 처리 유닛(16)은, 반출 처리를 행한다(단계 S108). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시킨 후, 웨이퍼(W)를 기판 반송 장치(17)(도 1 참조)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출한다. 이러한 반출 처리가 완료되면, 1장의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 기판 처리가 완료된다.
전술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 린스 처리(「제1 면 세정 공정」 및 「제2 면 세정 공정」의 일례에 해당)와, 수분 제거 처리(「수분 제거 공정」의 일례에 해당)와, 발수화 처리(「발수화 공정」의 일례에 해당)와, 건조 처리(「건조 공정」의 일례에 해당)를 포함한다. 린스 처리는, 웨이퍼(W)의 표면(「제1 면」의 일례에 해당)에 대하여, DIW(「수분을 포함한 제1 세정액」의 일례에 해당)를 공급함과 더불어, 웨이퍼(W)의 이면(「제2 면」의 일례에 해당)에 대하여, DIW(「수분을 포함한 제2 세정액」의 일례에 해당)를 공급한다. 수분 제거 처리는, 린스 처리 후, 웨이퍼(W)의 이면에 잔존하는 수분을 제거한다. 발수화 처리는, 수분 제거 처리 후, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 발수화제를 공급한다. 건조 처리는, 발수화 처리 후, 웨이퍼(W)를 건조시킨다.
또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 수분 제거 처리를 행할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA(「유기 용제」의 일례에 상당)를 공급하여 웨이퍼(W) 표면 상의 DIW를 IPA로 치환하는 제1 치환 처리(「치환 공정」의 일례에 해당)를 행한다.
또한, 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)(「기판 처리 장치」의 일례에 해당)은, 제2 노즐(62)(「제1 면 세정부」의 일례에 해당)과, 제5 노즐(65)(「제2 면 세정부」의 일례에 해당)과, 제4 노즐(64)(「발수화제 공급부」의 일례에 해당)과, 제어부(18)를 구비한다. 제2 노즐(62)은, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, DIW를 공급한다. 제5 노즐(65)은, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여, DIW를 공급한다. 제4 노즐(64)은, 웨이퍼(W)로부터의 표면에 대하여 발수화제를 공급한다. 제어부(18)는, 제2 노즐(62)로부터, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 DIW를 공급함과 더불어, 제5 노즐(65)로부터, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 DIW를 공급하는 린스 처리(「제1 면 세정 처리」 및 「제2 면 세정 처리」의 일례에 해당)와, 린스 처리 후, 웨이퍼(W)에 있어서의 이면에 잔존하는 수분을 제거하는 수분 제거 처리와, 수분 제거 처리 후, 제4 노즐(64)로부터 웨이퍼(W)에 있어서의 표면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 처리와, 발수화 처리 후, 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리를 행한다.
이에 따라, 발수화 처리의 개시 전에, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 수분을 제거할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 패턴 도괴를 억제함과 더불어, 이면 외주부에 얼룩(D)이 없는 웨이퍼(W)를 제공할 수 있다.
또한, 여기서는, 약액 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 양면에 약액을 공급하고, 린스 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 양면에 린스액을 공급하는 경우의 예를 나타내었다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 처리 유닛(16)은, 약액 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 표면에만 약액을 공급하고, 린스 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 양면에 린스액을 공급하여도 좋다.
(제2 실시형태)
다음에, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 시스템에 대해서 설명한다. 도 6은 제2 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타낸 도면이다. 또한, 이하의 설명에서는, 이미 설명한 부분과 같은 부분에 대해서는, 이미 설명한 부분과 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(16A)은, 제5 노즐(65A)을 구비한다. 제5 노즐(65A)에는, 약액 공급원(652) 및 린스액 공급원(654)에 덧붙여, 기체 공급원(656)이 밸브(655)를 통해 접속된다. 제5 노즐(65A)은, 기체 공급원(656)으로부터 공급되는 기체를 웨이퍼(W)의 이면 중앙부로 공급한다. 또한, 여기서는, 제5 노즐(65A)로부터 공급되는 기체가 N2인 것으로 하지만, 제5 노즐(65A)로부터 공급되는 기체는, N2 이외의 기체(예컨대, 아르곤 가스 등)여도 좋다.
다음에, 처리 유닛(16A)이 실행하는 수분 제거 처리의 내용에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 제2 실시형태에 따른 수분 제거 처리의 설명도이다. 또한, 제2 실시형태에 따른 수분 제거 처리는, 제1 실시형태에 따른 수분 제거 처리와 마찬가지로, 린스 처리 후 또한 발수화 처리 전에 행해진다.
도 7에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16A)은, 제1 치환 처리로서, 제3 노즐(63)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면을 향해 IPA를 소정 시간 토출시키는 동안, 수분 제거 처리로서, 제5 노즐(65A)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 이면을 향해 N2를 소정 시간 토출시킨다.
이에 따라, 제1 실시형태에 따른 수분 제거 처리와 비교하여, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 잔존하는 수분을 보다 단시간에 제거할 수 있다. 즉, 수분 제거 처리에 필요한 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 일련의 기판 처리에 필요한 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 처리 유닛(16A)은, 웨이퍼(W)의 이면에 N2를 공급하는 처리를 수분 제거 처리 후에도 계속해서 행하여도 좋다. 즉, 수분 제거 처리 후에 행해지는 발수화 처리 중에 있어서도 웨이퍼(W)의 이면에 N2를 공급해 둠으로써, 발수화제의 분위기가 웨이퍼(W)의 표면으로부터 이면으로 흘러들어가기 어려워지기 때문에, 만일, 웨이퍼(W)의 이면 외주부의 수분을 완전히 제거하지 않은 경우여도, 얼룩(D)을 발생시키기 어렵게 할 수 있다.
다음에, 제5 노즐(65A)의 변형례에 대해서 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 8은 제1 변형례에 따른 제5 노즐의 구성을 나타낸 도면이고, 도 9는 제2 변형례에 따른 제5 노즐의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 변형례에 따른 제5 노즐(65B)은, 웨이퍼(W)의 이면 외주부를 향해 비스듬히 N2를 공급한다. 이러한 구성으로 함으로써, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 수분에 대하여 N2를 직접 공급할 수 있다. 따라서, 제5 노즐(65A)과 비교하여, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 잔존하는 수분을 보다 단시간에 제거할 수 있다.
또한, 도 8에서는, 제5 노즐(65B)이 2개의 토출구를 갖는 경우의 예를 나타내었지만, 제5 노즐(65B)은, 적어도 하나의 토출구를 구비하고 있으면 된다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 변형례에 따른 제5 노즐(65C)은, 토출부(657)를 구비한다. 토출부(657)는, 수평 방향으로 연장되는 부재로서, 웨이퍼(W)의 직경과 거의 동등한 길이를 갖는다. 그리고, 토출부(657)는, 웨이퍼(W)의 이면 외주부의 아래쪽에 위치하는 토출구(658)로부터 웨이퍼(W)의 이면 외주부를 향해 N2를 공급한다. 이러한 구성으로 함으로써, 제1 변형례에 따른 제5 노즐(65B)과 비교하여, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 보다 가까운 위치로부터 N2를 직접 공급할 수 있다. 따라서, 제5 노즐(65B)과 비교하여, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 잔존하는 수분을 보다 단시간에 제거할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(16A)은, 제1 치환 처리에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA가 공급되는 동안, 수분 제거 처리로서, 웨이퍼(W)에 있어서의 이면에 대하여 N2(「기체」의 일례에 해당)를 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 수분의 증발이 촉진되기 때문에, 원심력만으로 수분을 제거하는 경우와 비교하여, 보다 단시간에 수분을 제거할 수 있다.
(제3 실시형태)
전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 린스 처리 후 또한 발수화 처리 전에, 수분 제거 처리 및 제1 치환 처리를 병행하여 행하는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 수분 제거 처리는, 린스 처리 후 또한 제1 치환 처리 전에 행하여도 좋다.
그래서, 제3 실시형태에서는, 린스 처리 후 또한 제1 치환 처리 전에 수분 제거 처리를 행하는 경우의 예에 대해서 도 10a∼도 10c를 참조하여 설명한다. 도 10a는 린스 처리의 설명도이고, 도 10b는 수분 제거 처리의 설명도이며, 도 10c는 제1 치환 처리의 설명도이다.
제3 실시형태에 있어서, 처리 유닛(16)은, 린스 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 양면에 대하여 린스액(DIW)을 공급한다(도 10a 참조). 계속해서, 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하는 DHF가 DIW에 의해 씻어 내어지는 데 충분한 시간이 경과한 후, 웨이퍼(W)의 이면으로의 린스액의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)의 표면에만 린스액을 공급한다(도 10b 참조). 그 후, 도 10c에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA를 공급하는 제1 치환 처리를 행한다.
이와 같이, 제3 실시형태에 따른 처리 유닛(16)에서는, 발수화 처리의 개시 전에, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 잔존하는 수분을 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 충분히 제거할 수 있다. 또한, 수분 제거 처리를 행할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 린스액을 공급하는 것으로 하였기 때문에, 수분 제거 처리 중에 웨이퍼(W) 표면 전체에 DIW에 의한 액막이 형성됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면이 노출되는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 이면에 잔존하는 수분이 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 충분히 제거될 때까지의 시간을 T1, 제1 치환 처리에 있어서의 IPA의 공급 시간을 T2로 하면, 수분 제거 처리에 있어서의 웨이퍼(W) 표면으로의 DIW의 공급 시간은, 예컨대 T1-T2로 할 수 있다.
이와 같이, 여기서는, 웨이퍼(W) 표면으로의 린스액의 공급 시간을 소정 시간 연장함으로써, 웨이퍼(W)의 이면에 잔존하는 수분을 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 털어내는 데 필요한 시간을 확보하는 것으로 하고 있다.
(제4 실시형태)
다음에, 제4 실시형태에 따른 수분 제거 처리에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은 제4 실시형태에 따른 수분 제거 처리의 설명도이다. 또한, 제4 실시형태에 따른 수분 제거 처리는, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 N2 등의 기체를 공급 가능한 제5 노즐(65A∼65C)(도 6, 도 8 및 도 9 참조)을 구비하는 처리 유닛에 의해 실행된다. 여기서는, 일례로서, 제5 노즐(65A)을 구비하는 처리 유닛(16A)(도 6 참조)에 의해 실행되는 것으로 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16A)은, 제2 노즐(62)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면으로 향해 DIW를 소정 시간 토출시킴과 동시에, 제5 노즐(65A)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 이면으로 향해 N2를 소정 시간 토출시킨다.
이와 같이, 제4 실시형태에 있어서, 처리 유닛(16A)은, 웨이퍼(W)에 있어서의 표면에 대하여 린스액을 공급하는 동안, 웨이퍼(W)에 있어서의 이면에 대하여 기체를 공급하는 것으로 하였다. 이에 따라, 제3 실시형태에 따른 수분 제거 처리와 비교하여, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 잔존하는 수분을 보다 단시간에 제거할 수 있다. 즉, 수분 제거 처리에 필요한 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 일련의 기판 처리에 필요한 시간을 짧게 할 수 있다.
(제5 실시형태)
전술한 제1∼제4 실시형태에서는, 발수화 처리 전에, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 잔존하는 수분을 제거함으로써, 얼룩(D)의 발생을 미연에 방지하는 경우의 예에 대해서 설명하였다.
한편, 얼룩(D)은, 물 또는 유기 용제에 가용이라는 성질을 갖는다. 그래서, 제5 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 발생한 얼룩(D)을 물 또는 유기 용제를 이용하여 제거하는 경우의 예에 대해서 도 12 및 도 13a∼도 13c를 참조하여 설명한다.
도 12는 제5 실시형태에 따른 처리 유닛이 실행하는 기판 세정 처리의 처리 절차를 나타낸 흐름도이다. 또한, 도 13a 및 도 13b는 발수화 처리의 설명도이고, 도 13c는 제거액 공급 처리의 설명도이다.
또한, 도 12에 도시된 단계 S201∼S203의 처리는, 도 4에 도시된 단계 S101∼단계 S103의 처리와 동일하기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다. 또한, 도 12의 단계 S204에 나타내는 제1 치환 처리는, 도 4에 도시된 단계 S104에 있어서의 제1 치환 처리와 동일하기 때문에, 이 처리에 대해서도 설명을 생략한다. 또한, 여기서는, 일련의 기판 처리가, 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)에 의해 실행되는 것으로 하지만, 제2 실시형태에 따른 처리 유닛(16A)에 의해 실행되어도 좋다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제5 실시형태에서는, 전술한 수분 제거 처리가 행해지지 않기 때문에, 단계 S205에 나타내는 발수화 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에는 수분이 잔존한 상태로 되어 있다. 이 때문에, 발수화제의 분위기가 수분과 접촉함으로써(도 13a 참조), 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 얼룩(D)이 발생한다(도 13b 참조).
계속해서, 처리 유닛(16)은, 제거액 공급 처리 및 제2 치환 처리를 행한다(단계 S206). 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 제거액 공급 처리로서, 제5 노즐(65)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 DIW를 공급한다(도 13c 참조). 웨이퍼(W)의 이면에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 이면 전체로 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 발생한 얼룩(D)에 DIW가 공급되어 얼룩(D)이 제거된다. 또한, 처리 유닛(16)은, 제2 치환 처리로서, 제3 노즐(63)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA를 소정 시간 토출시킨다(도 13c 참조). 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 발수화제가 IPA로 치환된다. 또한, 제거액 공급 처리 중에 웨이퍼(W)의 표면이 노출되는 것이 방지된다.
그 후, 처리 유닛(16)은, 건조 처리(단계 S207) 및 반출 처리(단계 S208)를 행하여, 일련의 기판 처리를 종료한다.
또한, 여기서는, 제거액 공급 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 DIW를 공급하는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 처리 유닛(16)은, DIW 대신에 예컨대 IPA를 웨이퍼(W)의 이면에 공급하여도 좋다. 이러한 경우, 처리 유닛(16)의 제5 노즐(65)은, 밸브를 통해 IPA 공급원에 접속되어 있으면 된다.
또한, 여기서는, 제거액 공급 처리가 제2 치환 처리 중에 행해지는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 제거액 공급 처리는, 반드시 제2 치환 처리 중에 행해질 필요는 없다. 예컨대, 제거액 공급 처리는, 발수화 처리 후 또한 제2 치환 처리 전에 행해져도 좋고, 제2 치환 처리 후에 행해져도 좋다. 이러한 경우, 제거액 공급 처리는, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 DIW 또는 IPA를 공급함과 동시에, 웨이퍼(W)의 표면에 DIW 또는 IPA를 공급하면 된다.
또한, 제거액 공급 처리는, 발수화 처리 중에 행해져도 좋다. 즉, 처리 유닛(16)은, 제4 노즐(64)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 발수화제를 소정 시간 토출시킴과 더불어, 제5 노즐(65)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 DIW 또는 IPA를 공급하여도 좋다. 얼룩(D)은, 웨이퍼(W)의 이면에 약간의 수분이 존재하는 경우에 발생한다. 이 때문에, 발수화 처리 중에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 다량의 DIW 또는 IPA를 계속해서 공급함으로써, 얼룩(D)의 발생을 억제할 수 있음과 더불어, 만일, 얼룩(D)이 발생했다고 해도, DIW 또는 IPA에 의해 제거하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 제5 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 린스 처리(「세정 공정」의 일례에 해당)와, 발수화 처리(「발수화 공정」의 일례에 해당)와, 건조 처리(「건조 공정」의 일례에 해당)와, 제거액 공급 처리(「제거액 공급 공정」의 일례에 해당)를 포함한다. 린스 처리는, 웨이퍼(W)에 있어서의 적어도 표면에 대하여 수분을 포함한 린스액을 공급한다. 발수화 처리는, 린스 처리 후, 웨이퍼(W)의 표면(「제1 면」의 일례에 해당)에 대하여 발수화제를 공급한다. 건조 처리는, 발수화 처리 후, 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 제거액 공급 처리는, 발수화 처리 중 또는 발수화 처리 후로부터 상기 건조 처리의 사이에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면(「제2 면」의 일례에 해당)에 대하여, 발수화제와 수분이 작용함으로써 웨이퍼(W)의 외주부에 발생하는 얼룩(D)을 제거하는 DIW(「제거액」의 일례에 해당)를 공급한다.
또한, 제5 실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 제거액 공급 처리를 행할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA(「유기 용제」의 일례에 해당)를 공급하여 웨이퍼(W) 표면 상의 발수화제를 IPA로 치환하는 제2 치환 처리(「치환 공정」의 일례에 해당)를 행한다.
또한, 제5 실시형태에 따른 처리 유닛(16)(「기판 처리 장치」의 일례에 해당)은, 제2 노즐(62) 및 제5 노즐(65)(「세정액 공급부」의 일례에 해당)과, 제4 노즐(64)(「발수화제 공급부」의 일례에 해당)과, 제5 노즐(65)(「제거액 공급부」의 일례에 상당)과, 제어부(18)를 구비한다. 제2 노즐(62) 및 제5 노즐(65)은, 웨이퍼(W)에 대하여 수분을 포함한 린스액을 공급한다. 제4 노즐(64)은, 웨이퍼(W)에 대하여 발수화제를 공급한다. 제5 노즐(65)은, 발수화제와 수분이 작용함으로써 웨이퍼(W)의 외주부에 발생하는 얼룩(D)을 제거하는 제거액을 공급한다. 제어부(18)는, 제2 노즐(62) 및 제5 노즐(65)로부터, 웨이퍼(W)에 대하여 린스액을 공급하는 린스 처리와, 린스 처리 후, 제4 노즐(64)로부터, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 처리와, 발수화 처리 후, 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리와, 발수화 처리 중 또는 발수화 처리 후로부터 상기 건조 처리의 사이에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여, 제5 노즐(65)로부터 제거액을 공급하는 제거액 공급 처리를 행한다.
이에 따라, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 얼룩(D)이 발생했다고 해도, 이러한 얼룩(D)을 제거할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 패턴 도괴를 억제함과 더불어, 이면에 얼룩(D)이 없는 웨이퍼(W)를 제공할 수 있다.
또한, 여기서는, 처리 유닛(16)이, 수분 제거 처리 대신에 제거액 공급 처리를 행하는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 처리 유닛(16)은, 수분 제거 처리 및 제거액 공급 처리의 양쪽 처리를 행하여도 좋다. 이에 따라, 얼룩(D)의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(제6 실시형태)
전술한 제5 실시형태에서는, 제거액 공급 처리에 있어서 웨이퍼(W)의 이면에 제거액을 공급하는 방법으로서, 제5 노즐(65)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 제거액을 공급하는 경우의 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 웨이퍼(W)의 이면에 제거액을 공급하는 방법은, 상기한 예로 한정되지 않는다. 그래서, 이하에서는, 제거액 공급 처리의 변형례에 대해서 도 14a 및 도 14b를 참조하여 설명한다. 도 14a는 제2 치환 처리의 설명도이고, 도 14b는 변형례에 따른 제거액 공급 처리의 설명도이다.
도 14a에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 제2 치환 처리에 있어서, 웨이퍼(W)를 제1 회전수로 회전시키면서, 제3 노즐(63)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 IPA를 소정 시간 토출시킨다. 또한, 도 12에 도시된 단계 S202∼S205의 처리에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전수도 제1 회전수이다.
계속해서, 처리 유닛(16)은, 제거액 공급 처리를 행한다. 구체적으로는, 처리 유닛(16)은, 제2 치환 처리 중에, 웨이퍼(W)의 회전수를 제1 회전수보다 낮은 제2 회전수로 변경한다.
도 14b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 회전수가 적어짐으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 IPA가, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 이면으로 흘러들어가게 된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 발생한 얼룩(D)(도 2 참조)에 IPA가 공급되어 얼룩(D)이 제거된다.
이와 같이, 제6 실시형태에 따른 제거액 공급 처리는, 제2 치환 처리 중에, 웨이퍼(W)의 회전수를 제1 회전수보다 낮은 제2 회전수로 변경함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 IPA를 제거액으로 하여 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어가게 하여 공급하는 것으로 하였다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 발생한 얼룩(D)을 효율적으로 제거할 수 있다.
(제7 실시형태)
다음에, 제7 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성에 대해서 도 15를 참조하여 설명한다.
도 15는 제7 실시형태에 따른 처리 유닛의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제7 실시형태에 따른 처리 유닛(16B)은, 회전컵으로서, 원환형의 외측 회전컵(30) 및 내측 회전컵(32)을 구비한다. 외측 회전컵(30) 및 내측 회전컵(32)은, 예컨대, 기판 유지부(20)의 베이스부(22)에 도시하지 않은 지주를 통해 부착되고, 베이스부(22)와 일체적으로 회전한다. 외측 회전컵(30) 및 내측 회전컵(32) 사이에 유로(34)가 형성되고, 이 유로(34)를 통해 웨이퍼(W)의 위쪽의 분위기가 외측 회전컵(30) 내로 인입된다. 외측 회전컵(30)의 내주면은 회전하는 웨이퍼(W)에 공급된 후에 웨이퍼(W)로부터 털어 내어져 비산되는 처리액을 받아내어, 컵(40)(예컨대, 도 3 참조) 내로 안내한다. 또한, 내측 회전컵(32)은, 유로(34)를 흐르는 처리액을 포함하는 유체가, 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어가는 것을 방지한다. 또한, 내측 회전컵(32)은, 기판 유지부(20)의 회전에 따라 베이스부(22)와 웨이퍼(W)의 이면 사이의 공간에 생기는 기류를 컵(40)으로 안내한다.
내측 회전컵(32)의 상단 가장자리부에는, 아래쪽으로 향함에 따라 점차 폭이 좁아지는 테이퍼면(321)이 형성되어 있다. 처리 유닛(16B)은, 이러한 테이퍼면(321)에 웨이퍼(W)의 베벨부를 걸리게 함으로써 웨이퍼(W)를 유지한다.
테이퍼면(321)은, 웨이퍼(W)의 전체 둘레에 걸쳐 형성된다. 즉, 웨이퍼(W)의 베벨면은, 웨이퍼(W)의 전체 둘레에 걸쳐 테이퍼면(321)에 접촉한 상태가 되기 때문에, 발수화 처리에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면측에서 발생하는 발수화제의 분위기가 웨이퍼(W) 이면으로 흘러들어가는 것이 억제된다. 따라서, 만일, 웨이퍼(W)의 이면 외주부에 수분이 존재하고 있었다고 해도, 발수화제의 분위기와 수분이 접촉하기 어렵기 때문에, 얼룩(D)의 발생을 억제할 수 있다.
여기서는, 웨이퍼(W)의 표면측의 공간과 이면측의 공간을 구획함으로써 발수화제의 분위기를 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어가기 어렵게 하는 경우의 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 컵 배기구(45)나 하우징 배기구(72)로부터의 배기량을 높임으로써, 발수화제의 분위기를 웨이퍼(W)의 이면으로 흘러들어가기 어렵게 하도록 하여도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 제1 면 세정 공정과 제2 면 세정 공정이 동시에 행해지는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 제1 면 세정 공정과 제2 면 세정 공정은, 반드시 동시에 행해질 필요는 없다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 제1 세정액과 제2 세정액이 동일한 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 제1 세정액과 제2 세정액은, 반드시 동일한 것일 필요는 없다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 제1 세정액 및 제2 세정액이, DIW인 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 제1 세정액 및 제2 세정액은, 수분을 포함하는 세정액이면 좋고, DIW 이외의 세정액, 예컨대, 소정 온도로 가열된 DIW(HDIW), SC1(암모니아/과산화수소/물의 혼합액), SC2(염산/과산화수소/물의 혼합액) 등이어도 좋다.
한층 더한 효과나 변형례는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 양태는, 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부한 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위에서 벗어나는 일없이, 여러 가지 변경이 가능하다.
D : 얼룩 W : 웨이퍼
1 : 기판 처리 시스템 16 : 처리 유닛
18 : 제어부 61 : 제1 노즐
62 : 제2 노즐 63 : 제3 노즐
64 : 제4 노즐 65 : 제5 노즐

Claims (12)

  1. 기판 처리 방법에 있어서,
    기판에 있어서의 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 제1 세정액을 공급하는 제1 면 세정 공정과,
    상기 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 대하여, 수분을 포함한 제2 세정액을 공급하는 제2 면 세정 공정과,
    상기 제2 면 세정 공정 후, 상기 제1 면을 외기에 노출시키지 않은 상태에서 상기 기판에 있어서의 상기 제2 면에 잔존하는 수분을 제거하는 수분 제거 공정과,
    상기 수분 제거 공정을 행할 때에, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 유기 용제를 공급하여 상기 제1 면 상의 상기 제1 세정액을 상기 유기 용제로 치환하는 치환 공정과,
    상기 수분 제거 공정 후, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 공정과,
    상기 발수화 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분 제거 공정은, 상기 치환 공정에 의해 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 상기 유기 용제가 공급되는 동안, 상기 기판에 있어서의 상기 제2 면에 대하여 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  3. 기판 처리 방법에 있어서,
    기판에 있어서의 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 제1 세정액을 공급하는 제1 면 세정 공정과,
    상기 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 대하여, 수분을 포함한 제2 세정액을 공급하는 제2 면 세정 공정과,
    상기 제1 면 세정 공정이 계속되고 있는 상태에서 상기 제2 면 세정 공정을 종료하는 것에 의해, 상기 기판에 있어서의 상기 제2 면에 잔존하는 수분을 상기 기판의 회전에 따른 원심력에 의해 제거하는 수분 제거 공정과,
    상기 수분 제거 공정 후, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 공정과,
    상기 발수화 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수분 제거 공정은, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 상기 제1 세정액이 공급되는 동안, 상기 기판에 있어서의 상기 제2 면에 대하여 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  5. 기판 처리 방법에 있어서,
    기판에 있어서의 적어도 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 세정액을 공급하는 세정 공정과,
    상기 세정 공정 후, 상기 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 상기 세정액이 잔존하는 상태에서, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 공정과,
    상기 발수화 공정 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 공정과,
    상기 발수화 공정 중 또는 상기 발수화 공정 후로부터 상기 건조 공정의 사이에 있어서, 상기 제2 면에 대하여, 상기 발수화제와 수분이 작용함으로써 상기 기판에 발생하는 얼룩을 제거하는 제거액을 공급하는 제거액 공급 공정
    을 포함하고,
    상기 제거액 공급 공정을 행할 때에, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 유기 용제를 공급하여 상기 제1 면 상의 상기 발수화제를 상기 유기 용제로 치환하는 치환 공정을 행하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제거액은, 순수(純水)인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제거액은, 유기 용제인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 치환 공정은, 상기 기판을 제1 회전수로 회전시키면서, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 상기 유기 용제를 공급하고,
    상기 제거액 공급 공정은, 상기 기판의 회전수를 상기 제1 회전수보다 낮은 제2 회전수로 변경함으로써, 상기 제1 면에 공급된 상기 유기 용제를 상기 제거액으로 하여 상기 제2 면으로 흘러들어가게 하여 공급하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  9. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판에 있어서의 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 제1 세정액을 공급하는 제1 면 세정부와,
    상기 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 대하여, 수분을 포함한 제2 세정액을 공급하는 제2 면 세정부와,
    상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화제 공급부와,
    상기 제1 면 세정부로부터, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여, 상기 제1 세정액을 공급하는 제1 면 세정 처리와, 상기 제2 면 세정부로부터, 상기 제2 면에 대하여 상기 제2 세정액을 공급하는 제2 면 세정 처리와, 상기 제2 면 세정 처리 후, 상기 제1 면을 외기에 노출시키지 않은 상태에서 상기 기판에 있어서의 상기 제2 면에 잔존하는 수분을 제거하는 수분 제거 처리와, 상기 수분 제거 처리를 행할 때에, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 유기 용제를 공급하여 상기 제1 면 상의 상기 제1 세정액을 상기 유기 용제로 치환하는 치환 처리와, 상기 수분 제거 처리 후, 상기 발수화제 공급부로부터 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 처리와, 상기 발수화 처리 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리를 행하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  10. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판에 있어서의 적어도 제1 면에 대하여, 수분을 포함한 세정액을 공급하는 세정액 공급부와,
    상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화제 공급부와,
    상기 발수화제와 수분이 작용함으로써 상기 기판에 발생하는 얼룩을 제거하는 제거액을 공급하는 제거액 공급부와,
    상기 세정액 공급부로부터, 상기 기판에 있어서의 적어도 상기 제1 면에 대하여, 상기 세정액을 공급하는 세정 처리와, 상기 세정 처리 후, 상기 제1 면과는 반대측의 면인 제2 면에 상기 세정액이 잔존하는 상태에서, 상기 발수화제 공급부로부터, 상기 기판에 대하여 발수화제를 공급하는 발수화 처리와, 상기 발수화 처리 후, 상기 기판을 건조시키는 건조 처리와, 상기 발수화 처리 중 또는 상기 발수화 처리 후로부터 상기 건조 처리의 사이에 있어서, 상기 제2 면에 대하여, 상기 제거액 공급부로부터 상기 제거액을 공급하는 제거액 공급 처리와, 상기 제거액 공급 처리를 행할 때에, 상기 기판에 있어서의 상기 제1 면에 대하여 유기 용제를 공급하여 상기 제1 면 상의 상기 발수화제를 상기 유기 용제로 치환하는 치환 처리를 를 행하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
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  12. 삭제
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