KR102615611B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102615611B1
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케이지 마가라
타카시 카타야마
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 방법은, 공정 S51, 공정 S52, 및 공정 S6을 포함한다. 공정 S51에서, 린스액(71)에 침지된 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 후에, 린스액(71)보다 표면장력이 작은 유기용제를 기판(W)에 부착시키면서, 기판(W)을 챔버(51) 내의 조(53)에 저류된 린스액(71)에 담근다. 공정 S52에서, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다. 공정 S6 에서, 끌어올려진 기판(W)이 존재하는 챔버(51) 내에, 린스액(71)보다 표면장력이 작은 유기용제의 증기를 공급한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재되어 있는 기판 처리 장치는, 린스액을 저류(貯留)한 처리조 내에 기판을 침지하여 표면 세정을 실시한 후에, 기판을 IPA 등의 유기용제 가스 분위기 하에 있는 챔버 내로 끌어올려 기판을 건조한다(예를 들면, 특허문헌 1). 이 경우, 기판 표면의 패턴을 구성하는 구조물과 구조물 사이에 존재하는 린스액이, 표면장력이 작은 유기용제로 치환됨으로써, 구조물의 도괴(倒壞)가 억제된다.
일본 특허 공개 2007-12859호 공보
그러나, 최근, 기판 표면의 패턴의 미세화가 더 진행되고 있다. 따라서, 기판 표면의 구조물과 구조물 사이의 공간에 존재하는 린스액이, 유기용제로 치환되기 어려울 가능성이 있다.
본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 기판의 표면에 형성된 구조물과 구조물 사이의 공간에 존재하는 린스액을, 효과적으로 유기용제로 치환할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 기판 처리 방법은, 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 챔버 내의 조에 저류된 린스액에 담그는 공정, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및 상기 끌어올려진 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정보다 전에, 상기 챔버 내에, 상기 제1 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정에서는, 상기 기판을 하강시켜, 상기 린스액에 상기 제1 유기용제가 부착된 상기 기판을 담그는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에서는, 상기 제1 유기용제의 증기를 공급하는 상기 공정에서, 상기 제1 유기용제의 증기에 의해, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정보다 전에, 상기 조에 저류된 상기 린스액에 대하여, 상기 제1 유기용제를 직접 공급함으로써, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정에서는, 상기 기판을 하강시켜, 상기 제1 유기용제의 막이 형성된 상기 린스액에 상기 기판을 담그는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정과 상기 기판을 끌어올리는 상기 공정이, 교대로 복수회 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판을 끌어올리는 상기 공정으로, 마지막에 실행되는 상기 공정에서는, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도는, 가장 작은 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판을 상기 린스액에 담글 때의 상기 기판의 하강 속도는, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 기판 처리 방법은, 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제의 막을 액면에 가지는 린스액에, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서 상기 기판을 담그는 공정, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및 상기 끌어올려진 기판이 존재하는 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 기판 처리 장치는, 챔버, 조, 기판 이동부, 및 유체 공급부를 구비한다. 조는, 상기 챔버 내에 배치된다. 기판 이동부는, 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 상기 조에 저류된 린스액에 담그는 동작과, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행한다. 유체 공급부는, 상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급한다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 이동부가 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작을 실행하기 전에, 상기 유체 공급부는, 상기 챔버 내에, 상기 제1 유기용제의 증기를 공급하는 것이 바람직하다. 상기 기판 이동부는, 상기 기판을 하강시켜, 상기 린스액에 상기 제1 유기용제가 부착된 상기 기판을 담그는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 이동부가 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작을 실행하기 전에, 상기 유체 공급부는, 상기 제1 유기용제의 증기에 의해, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 이동부가 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작을 실행하기 전에, 상기 유체 공급부는, 상기 조에 저류된 상기 린스액에 대하여, 상기 제1 유기용제를 직접 공급함으로써, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 기판 이동부는, 상기 기판을 하강시켜, 상기 제1 유기용제의 막이 형성된 상기 린스액에 상기 기판을 담그는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 이동부는, 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작과 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 상기 동작을, 교대로 복수회 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 이동부는, 상기 기판을 끌어올리는 상기 동작으로, 마지막에 실행하는 상기 동작에서는, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도를 가장 작게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 이동부는, 상기 기판을 상기 린스액에 담글 때의 상기 기판의 하강 속도를, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도보다 크게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판 이동부와 유체 공급부를 구비한다. 기판 이동부는, 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제의 막을 액면에 가지는 린스액에, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서 상기 기판을 담그는 동작과, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행한다. 유체 공급부는, 상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급한다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 형성된 구조물과 구조물 사이의 공간에 존재하는 린스액을, 효과적으로 유기용제로 치환할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치의 내부를 나타내는 평면도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에서의 건조 조 유닛의 내부를 나타내는 측면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에 의한 처리 대상인 기판의 일부를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 전단을 나타내는 순서도이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 후단을 나타내는 순서도이다.
도 6의 (a) ∼ (d)는, 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 린스액이 유기용제로 치환되는 원리를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 다른 예의 전단을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 다른 예의 후단을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 2에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 전단을 나타내는 순서도이다.
도 10은 실시형태 2에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 후단을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 도면 중, 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 반복하지 않는다. 또한, 본 발명의 실시형태에 있어서, X축, Y축, 및 Z축은 서로 직교하고, X축 및 Y축은 수평 방향으로 평행하고, Z축은 연직 방향으로 평행하다.
(실시형태 1)
도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치(1000) 및 기판 처리 방법을 설명한다. 실시형태 1에 따른 기판 처리 장치(1000)는 배치(batch)식이다. 따라서, 기판 처리 장치(1000)는, 복수의 기판(W)을 일괄하여 처리한다. 구체적으로는, 기판 처리 장치(1000)는, 복수의 로트(lot)를 처리한다. 복수의 로트의 각각은 복수의 기판(W)으로 이루어진다. 예를 들면, 1 로트는 25매의 기판(W)으로 이루어진다. 기판(W)은, 예를 들면, 대략 원판상이다.
기판(W)은, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 기판, 플라스마 디스플레이용 기판, 전계 방출 디스플레이(Field　Emission　Display：FED)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크(photomask)용 기판, 세라믹 기판, 또는 태양전지용 기판이다. 반도체 웨이퍼는, 예를 들면, 삼차원 플래쉬 메모리(예를 들면 삼차원 NAND 플래쉬 메모리)를 형성하기 위한 패턴을 가진다. 이하의 설명에서는, 일례로서 기판(W)은 반도체 웨이퍼이다.
우선, 도 1을 참조하여 기판 처리 장치(1000)를 설명한다. 도 1은, 기판 처리 장치(1000)의 내부를 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1000)는, 복수의 수납부(1)와 투입부(3)와 인출부(7)와 전달기구(11)와 버퍼 유닛(BU)과 제1 반송기구(CTC)와 제2 반송 기구(WTR)와 처리부(15)와 제어장치(100)를 구비한다.
처리부(15)는, 건조 처리부(17)를 구비한다. 처리부(15)는, 제1 처리부(19), 제2 처리부(21), 및 제3 처리부(23)를 구비하고 있어도 좋다. 건조 처리부(17)는, 적어도 1개의 건조 조 유닛(LPD)을 포함한다. 제1 처리부(19), 제2 처리부(21), 및 제3 처리부(23)의 각각은, 조 유닛(ONB)과 조 유닛(CHB)과, 반송 기구(LF)를 구비한다.
복수의 수납부(1)의 각각은, 복수의 기판(W)을 수용한다. 각 기판(W)은 수평 자세로 수납부(1)에 수용된다. 수납부(1)는, 예를 들면, FOUP(Front　Opening　Unified　Pod)이다.
투입부(3)에 재치되는 수납부(1)는, 처리부(15)에 의한 미처리의 기판(W)을 수납한다. 구체적으로는, 투입부(3)는, 복수의 재치대(5)를 포함한다. 그리고, 2개의 수납부(1)가 각각 2개의 재치대(5)에 재치된다.
인출부(7)에 재치되는 수납부(1)는, 처리부(15)에 의한 처리가 완료된 기판(W)을 수납한다. 구체적으로는, 인출부(7)는 복수의 재치대(9)를 포함한다. 그리고, 2개의 수납부(1)가, 각각 2개의 재치대(9)에 재치된다. 인출부(7)는, 처리가 완료된 기판(W)을 수납부(1)에 수납하여 수납부(1)마다 인출한다.
버퍼 유닛(BU)은, 투입부(3) 및 인출부(7)에 인접하여 배치된다. 버퍼 유닛(BU)은, 투입부(3)에 재치된 수납부(1)를 기판(W)마다 내부에 넣음과 동시에, 선반(미도시)에 수납부(1)를 재치한다. 또한, 버퍼 유닛(BU)은, 처리가 완료된 기판(W)을 받아 수납부(1)에 수납함과 동시에, 선반에 수납부(1)를 재치한다. 버퍼 유닛(BU) 내에는, 전달기구(11)가 배치되어 있다.
전달기구(11)는, 투입부(3) 및 인출부(7)와 선반 사이에서 수납부(1)를 전달한다. 또한, 전달기구(11)는, 제1 반송 기구(CTC)에 대하여 기판(W)만의 전달을 실시한다. 즉, 전달기구(11)는, 제1 반송 기구(CTC)에 대하여 로트의 전달을 실시한다.
제1 반송 기구(CTC)는, 전달기구(11)로부터 미처리의 로트를 받은 후, 로트의 복수의 기판(W)의 자세를 수평 자세로부터 수직 자세로 변환하여, 로트를 제2 반송 기구(WTR)로 건네준다. 또한, 제1 반송 기구(CTC)는, 제2 반송 기구(WTR)로부터 처리가 완료된 로트를 받은 후, 로트의 복수의 기판(W)의 자세를 수직 자세로부터 수평 자세로 변환하여, 로트를 전달기구(11)로 건네준다.
제2 반송 기구(WTR)는, 기판 처리 장치(1000)의 긴 방향을 따라, 건조 처리부(17)로부터 제3 처리부(23)까지 이동 가능하다. 따라서, 제2 반송 기구(WTR)는, 건조 처리부(17)의 각 건조 조 유닛(LPD), 제1 처리부(19)의 각 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB), 제2 처리부(21)의 각 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB), 및 제3 처리부(23)의 각 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)에 대하여, 로트를 반입 및 반출한다.
건조 처리부(17)에 있어서, 건조 조 유닛(LPD)은, 로트를 수납하여 로트의 복수의 기판(W)에 대하여 건조 처리를 실시한다.
건조 처리부(17)에 인접하여 제1 처리부(19)가 배치되어 있다. 제1 처리부(19)에 있어서, 조 유닛(ONB) 및 조 유닛(CHB)의 각각은, 조(미도시)를 구비한다. 그리고, 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)은, 조에 저류된 약액에 기판(W)을 침지하여, 로트의 복수의 기판(W)에 대하여 약액에 의한 처리를 실시한다. 또는, 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)은, 조에 저류된 린스액에 기판(W)을 침지하여, 로트의 복수의 기판(W)에 대하여 린스액에 의한 세정 처리를 실시한다.
약액은, 예를 들면, 희불산(DHF), 불산(HF), 불질산(불산과 질산(HNO3)의 혼합액), 버퍼드 불산(BHF), 불화암모늄, HFEG(불산과 에틸렌글리콜의 혼합액), 인산(H3PO4), 황산, 아세트산, 질산, 염산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들면, 구연산, 옥살산), 유기 알칼리(예를 들면, TMAH：테트라 메틸암모늄하이드로옥사이드), 황산 과산화수소수 혼합액(SPM), 암모니아 과산화수소수 혼합액(SC1), 염산 과산화수소수 혼합액(SC2), 이소프로필 알코올(IPA), 계면활성제, 부식 방지제, 또는 소수화제이다.
본 명세서에 있어서, 린스액은, 순수(純水)(DIW：Deionized　Water), 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들면, 10ppm ∼ 100ppm 정도)의 염산수 중 어느 하나이다. 순수란, 탈이온수이다.
또한, 제1 처리부(19)에 있어서, 반송 기구(LF)는, 제1 처리부(19) 내에서의 로트의 반송 외에, 제2 반송 기구(WTR)에 대하여 로트의 전달을 실시한다. 또한, 반송 기구(LF)는, 로트의 각 기판(W)을 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)의 조에 침지하거나, 로트의 각 기판(W)을 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)의 조로부터 끌어올리거나 한다.
제1 처리부(19)에 인접하는 제2 처리부(21)의 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB), 및 제2 처리부(21)에 인접하는 제3 처리부(23)의 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)은, 제1 처리부(19)의 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)과 같은 구성을 가지고 있다.
제어장치(100)는, 전달기구(11), 제1 반송 기구(CTC), 제2 반송 기구(WTR), 및 처리부(15)를 제어한다. 제어장치(100)는 예를 들면, 컴퓨터이다. 구체적으로는, 제어장치(100)는, 프로세서와 기억장치를 구비한다. 프로세서는, 예를 들면, CPU(Central　Processing　Unit)를 포함한다. 기억장치는, 데이터 및 컴퓨터 프로그램을 기억한다. 기억장치는, 예를 들면, 반도체 메모리와 같은 주 기억장치와, 반도체 메모리, 솔리드 스테이트 드라이브, 및／또는 하드 디스크 드라이브와 같은 보조 기억장치를 포함한다. 기억장치는, 리무버블 미디어를 포함하고 있어도 좋다. 기억장치는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 기억 매체의 일례에 상당한다.
제어장치(100)의 프로세서는, 기억장치에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써, 전달기구(11), 제1 반송 기구(CTC), 제2 반송 기구(WTR), 및 처리부(15)를 제어한다.
다음으로, 도 2를 참조하여 건조 조 유닛(LPD)을 설명한다. 실시형태 1에서는, 건조 조 유닛(LPD)은, 수용성의 유기용제의 증기를 이용한 감압 인상식 건조법에 기초하여 건조 처리를 실행한다. 도 2는, 건조 조 유닛(LPD)의 내부를 나타내는 측면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 건조 조 유닛(LPD)은, 챔버(51)와, 조(53)와, 기판 이동부(55)와, 불활성 가스 공급부(200)와, 유체 공급부(300)와, 린스액 공급부(400)와, 배액부(450)와 감압부(600)를 구비한다. 건조 조 유닛(LPD)은, 소수화제 공급부(700)를 더 구비하고 있어도 좋다.
기판 이동부(55)는, 승강기구(55A)와, 기판 유지부(55B)를 구비한다. 불활성 가스 공급부(200)는, 적어도 1개의 노즐(57)(예를 들면, 복수의 노즐(57))과 배관(69)과 밸브(81)를 구비한다. 유체 공급부(300)는, 적어도 1개의 노즐(59)(예를 들면, 복수의 노즐(59))과, 배관(41)과, 밸브(83, 84)와, 적어도 1개의 노즐(61)(예를 들면, 복수의 노즐(61))과, 배관(43)과, 밸브(85, 86)를 구비한다. 유체 공급부(300)는, 적어도 1개의 노즐(65)(예를 들면, 복수의 노즐(65))과, 배관(47)과, 밸브(89)를 구비하고 있어도 좋다. 린스액 공급부(400)는, 적어도 1개의 노즐(67)(예를 들면, 복수의 노즐(67))과, 배관(49)과, 밸브(91)를 구비한다. 배액부(450)는, 배관(50)과 밸브(92)를 구비한다. 소수화제 공급부(700)는, 적어도 1개의 노즐(63)(예를 들면, 복수의 노즐(63))과, 배관(45)과, 밸브(87)를 구비한다.
챔버(51)는, 조(53)와 기판 유지부(55B)와, 노즐(57, 59, 61, 63, 65, 67)을 수용한다. 챔버(51)는, 예를 들면, 대략 상형상(箱形狀)을 가진다. 챔버(51)는 커버(51a)를 포함한다. 커버(51a)는, 챔버(51)의 상부 개구에 배치되어 있다. 커버(51a)는 개폐 가능하다.
조(53)는, 린스액을 저류하는 용기이다. 실시형태 1에서는, 린스액은, DIW이다. 조(53)는, 예를 들면, 린스액 중에 기판(W)을 침지함으로써 기판(W)을 세정한다.
린스액 공급부(400)에 있어서, 복수의 노즐(67)은, 조(53)의 내부에 배치된다. 복수의 노즐(67)은, 배관(49)에 접속된다. 배관(49)에는, 밸브(91)가 배치된다. 배관(49)은, 밸브(91)를 통해 린스액 공급원(103)과 접속된다. 따라서, 제어장치(100)가 밸브(91)를 열면, 린스액이 린스액 공급원(103)으로부터 배관(49)을 통해 복수의 노즐(67)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(67)은, 린스액을 조(53)에 공급한다.
배액부(450)는, 조(53)로부터 린스액을 배출한다. 구체적으로는, 배액부(450)의 배관(50)은 조(53)의 저부에 접속된다. 배관(50)에는 밸브(92)가 배치된다. 제어장치(100)가 밸브(92)를 열면, 조(53) 내의 린스액이, 배관(50)을 통해 배출된다.
기판 이동부(55)는, 기판(W)을 하강시켜, 기판(W)을 조(53) 내의 린스액에 담근다. 또는, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 상승시켜, 기판(W)을 조(53) 내의 린스액으로부터 끌어올린다.
구체적으로는, 기판 이동부(55)에 있어서, 기판 유지부(55B)는, 복수의 기판(W)을 유지한다. 기판 유지부(55B)는, 본체부(550)와, 복수의 유지봉(552)을 구비한다. 본체부(550)는, 예를 들면, 대략 평판 형상을 가지고, 연직 방향을 따라 늘어난다. 복수의 유지봉(552)은, 복수의 기판(W)을 기립 자세로 유지한다. 구체적으로는, 복수의 유지봉(552)은, 본체부(550)에 대하여 대략 수직인 방향(이하, 「X축방향」으로 기재함)을 따라 늘어난다. 따라서, 복수의 유지봉(552)은, X축방향으로 등간격으로 나란한 복수의 기판(W)을 기립 자세로 유지한다.
또한, 승강기구(55A)는, 제어장치(100)의 제어를 받아, 기판 유지부(55B)를 상승 또는 하강시킨다. 구체적으로는, 승강기구(55A)는, 기판 유지부(55B)를 상승 또는 하강시킴으로써, 기판 유지부(55B)에 유지된 복수의 기판(W)을, 조(53) 내의 린스액에 침지되는 위치와, 조(53) 내의 린스액으로부터 끌어올려진 위치 사이에서 이동시킨다. 승강기구(55A)는, 예를 들면, 볼 스크류 기구 및 모터, 또는 실린더를 구비한다.
불활성 가스 공급부(200)에 있어서, 복수의 노즐(57)은, 챔버(51)의 내부이며, 조(53)의 외부에 배치된다. 복수의 노즐(57)은, 배관(69)에 접속된다. 배관(69)에는, 밸브(81)가 배치된다. 배관(69)은, 밸브(81)를 통해 불활성 가스 공급원(93)과 접속된다. 따라서, 제어장치(100)가 밸브(81)를 열면, 불활성 가스가, 불활성 가스 공급원(93)으로부터 배관(69)을 통해 복수의 노즐(57)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(57)은, 챔버(51) 내에 불활성 가스를 공급한다. 본 명세서에서, 불활성 가스는, 질소 또는 아르곤이다. 실시형태 1에서는, 불활성 가스는 질소이다.
유체 공급부(300)에 있어서, 복수의 노즐(59)은, 챔버(51)의 내부이며, 조(53)의 외부에 배치된다. 복수의 노즐(59)은, 배관(41)에 접속된다. 배관(41)에는, 밸브(83, 84)가 배치된다. 배관(41)은, 밸브(83)를 통해 유기용제 공급원(95)과 접속된다. 또한, 배관(41)은, 밸브(84)를 통해 불활성 가스 공급원(94)과 접속된다.
따라서, 제어장치(100)가, 밸브(83)를 열고, 밸브(84)를 닫으면, 유기용제의 증기가 유기용제 공급원(95)으로부터 배관(41)을 통해 복수의 노즐(59)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(59)은, 챔버(51) 내에 유기용제의 증기를 공급한다. 본 명세서에서, 유기용제는, 수용성이며, 린스액보다 표면장력이 작다. 예를 들면, 유기용제는, 저탄소의 1가 알코올, 에틸렌글리콜, 또는, 저급 케톤이다. 저탄소의 1가 알코올은, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 또는 IPA(이소프로필 알코올)이다. 실시형태 1에서는, 유기용제는, IPA이다.
한편, 제어장치(100)가, 밸브(83)를 닫고, 밸브(84)를 열면, 불활성 가스가 불활성 가스 공급원(94)으로부터 배관(41)을 통해 복수의 노즐(59)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(59)은, 챔버(51) 내에 불활성 가스를 공급한다.
유체 공급부(300)에 있어서, 복수의 노즐(61)은, 챔버(51)의 내부이며, 조(53)의 외부에 배치된다. 복수의 노즐(61)은, 배관(43)에 접속된다. 배관(43)에는, 밸브(85, 86)가 배치된다. 배관(43)은, 밸브(85)를 통해 유기용제 공급원(97)과 접속된다. 또한, 배관(43)은 밸브(86)를 통해 불활성 가스 공급원(96)과 접속된다.
따라서, 제어장치(100)가, 밸브(85)를 열고, 밸브(86)를 닫으면, 유기용제의 증기가 유기용제 공급원(97)으로부터 배관(43)을 통해 복수의 노즐(61)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(61)은, 챔버(51) 내에 유기용제의 증기를 공급한다. 한편, 제어장치(100)가, 밸브(85)를 닫고, 밸브(86)를 열면, 불활성 가스가 불활성 가스 공급원(96)으로부터 배관(43)을 통해 복수의 노즐(61)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(61)은, 챔버(51) 내에 불활성 가스를 공급한다.
유체 공급부(300)에 있어서, 복수의 노즐(65)은, 챔버(51)의 내부이며, 조(53)의 외부에 배치된다. 도 2의 예에서는, 복수의 노즐(65)의 각각은, 샤워 노즐이다. 즉, 복수의 노즐(65)의 각각은, X축방향을 따라 늘어나는 중공의 관상 부재이다. 그리고, 복수의 노즐(65)의 각각은, X축방향을 따라 등간격으로 배치되는 복수의 공급공(供給孔)(미도시)을 가진다. 복수의 노즐(65)의 각각은, 예를 들면, 조(53)의 상단연을 따라 조(53)의 상단연의 근방에 배치된다.
복수의 노즐(65)은, 배관(47)에 접속된다. 배관(47)에는, 밸브(89)가 배치된다. 배관(47)은, 밸브(89)를 통해 유기용제 공급원(101)과 접속된다. 따라서, 제어장치(100)가, 밸브(89)를 열면, 유기용제의 액체가 유기용제 공급원(101)으로부터 배관(47)을 통해 복수의 노즐(65)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(65)은, 조(53)의 개구부(53a)를 향해서 유기용제의 액체를 공급한다. 실시형태 1에서는, 복수의 노즐(65)은, 조(53) 내의 린스액에 유기용제의 액체를 공급한다. 구체적으로는, 복수의 노즐(65)은, 조(53) 내의 린스액의 액면에 유기용제의 액체를 공급한다.
감압부(600)는, 배관(602)을 통해 챔버(51)와 접속되어 있다. 커버(51a)를 폐쇄하여 챔버(51)의 내부를 밀폐 공간으로 한 상태에서, 감압부(600)는, 제어장치(100)의 제어를 받아, 챔버(51) 내의 기체를 배기함으로써 챔버(51) 내를 대기압 미만으로 감압한다. 감압부(600)는, 예를 들면, 배기 펌프를 포함한다.
소수화제 공급부(700)에 있어서, 복수의 노즐(63)은, 챔버(51)의 내부이며, 조(53)의 외부에 배치된다. 도 2의 예에서는, 복수의 노즐(63)의 각각은, X축 방향을 따라 늘어나는 중공의 관상 부재이다. 그리고, 복수의 노즐(63)의 각각은, X축방향을 따라 등간격으로 배치되는 복수의 공급공(미도시)을 가진다. 복수의 노즐(63)은, 배관(45)에 접속된다. 배관(45)에는, 밸브(87)가 배치된다. 배관(45)은, 밸브(87)를 통해 소수화제 공급원(99)과 접속된다. 따라서, 제어장치(100)가 밸브(87)를 열면, 소수화제의 증기가 소수화제 공급원(99)으로부터 배관(45)을 통해 복수의 노즐(63)로 공급된다. 그 결과, 복수의 노즐(63)은, 조(53)의 개구부(53a)를 향해서 소수화제의 증기를 공급한다.
소수화제는, 예를 들면, 액체이다. 소수화제는, 실리콘계 소수화제, 또는 메탈계 소수화제이다. 실리콘계 소수화제는, 실리콘 자체, 및 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시킨다. 실리콘계 소수화제는, 예를 들면, 실란 커플링제이다. 실란 커플링제는, 예를 들면, HMDS(헥사메틸디실라잔), TMS(테트라메틸실란), 불소화 알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계 소수화제의 적어도 하나를 포함한다. 비클로로계 소수화제는, 예를 들면, 디메틸시릴 디메틸아민, 디메틸시릴 디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N－디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸시릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물의 적어도 하나를 포함한다. 메탈계 소수화제는, 금속 자체, 및 금속을 포함하는 화합물을 소수화시킨다. 메탈계 소수화제는, 예를 들면, 소수기를 가지는 아민, 및 유기 실리콘 화합물의 적어도 하나를 포함한다.
한편, 불활성 가스 공급원(93, 94, 96)의 전부 또는 일부는, 공통이어도 좋고, 별개로 설치되어 있어도 좋다. 또한, 유기용제 공급원(95, 97)은, 공통이어도 좋고, 별개로 설치되어 있어도 좋다. 또한, 유체 공급부(300)는, 복수의 노즐(59)과 배관(41)과 밸브(83, 84)를 포함하는 유체 공급 유닛과, 복수의 노즐(61)과 배관(43)과 밸브(85, 86)를 포함하는 유체 공급 유닛 중, 어느 하나의 유체 공급 유닛을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 유체 공급부(300)는, 3이상의 유체 공급 유닛을 구비하고 있어도 좋다. 한편, 유체 공급부(300)는, 불활성 가스의 공급과 유기용제의 증기의 공급을 바꾸는 것이 가능하지만, 유기용제의 증기의 공급만을 실행해도 좋다.
다음으로, 도 3을 참조하여 기판(W)의 일례를 설명한다. 도 3은, 기판 처리 장치(1000)의 처리 대상인 기판(W)의 일부를 나타내는 단면도이다. 도 3에서는, 기판(W)의 표면의 일부를 확대하여 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면에는, 패턴(502)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 기판(W)은, 기판 본체(500)와 패턴(502)을 가진다. 패턴(502)은, 예를 들면, 미세 패턴이다. 패턴(502)은, 복수의 구조물(504)을 포함한다. 구조물(504)은, 예를 들면, 미세 구조물이다.
도 1의 예에서는, 복수의 구조물(504)은, 일정 방향 D를 따라 간격을 두고 나란히 있다. 따라서, 서로 일정 방향 D로 서로 이웃이 되는 구조물(504)과 구조물(504) 사이에는, 공간(SP)이 형성되어 있다.
실시형태 1에서는, 기판(W)이 린스액에 의해 세정된 후에 있어서, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 잔류하는 린스액을, 린스액보다 표면장력이 작은 유기용제로 치환함으로써, 기판(W)의 건조시에의 구조물(504)의 도괴를 억제한다. 이 경우, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 존재하는 린스액을 효과적으로 유기용제로 치환함으로써, 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제한다.
특히, 본원의 발명자는, 린스액이 유기용제로 치환될 때의 물리 현상에 주목했다. 그리고, 본원의 발명자는, 기초 실험을 실시해서, 린스액을 유기용제로 치환할 때의 물리 현상에 관해서 신규 지견을 얻었다.
구체적으로는, 기초 실험으로서 제1 실험, 제2 실험, 및 제3 실험을 실시했다. 제1 실험 내지 제3 실험에서는, 린스액으로서 DIW를 사용했다. DIW는 투명했다. 수용성의 유기용제로서 IPA를 사용했다. IPA는, 유성 잉크에 의해 적색으로 착색되었다.
제1 실험에서는, 우선, 100 밀리리터의 DIW를 비커에 넣었다. 이 경우의 DIW는 100％ DIW였다. 즉, IPA 농도는 0％였다. 다음으로, 비커 내의 DIW에 IPA를 따랐다. 이 경우의 IPA는 100％ IPA였다. 즉, IPA 농도는 약 100％였다. 약 100％의 농도의 IPA는 고농도 IPA의 일례이다. 제1 실험에서는, 고농도 IPA가 DIW에 혼합하기 어려운 것을 확인할 수 있었다.
그 결과, 본원의 발명자는, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 DIW가 잔류하고 있어, 공간(SP)에 고농도 IPA가 침입했을 경우, DIW가 고농도 IPA로 치환되기 어려울 가능성이 있다는 것을 추측했다.
제2 실험에서는, 우선, 50 밀리리터의 DIW와 50 밀리리터의 IPA를 교반하여, IPA 농도가 약 50％인 희석 IPA를 작성했다. 그리고, 100 밀리리터의 희석 IPA를 비커에 넣었다. 다음으로, 비커 내의 희석 IPA에, IPA를 따랐다. 이 경우의 IPA는 100％ IPA였다. 즉, IPA 농도는 약 100％였다. 제2 실험에서는, 제1 실험과 비교하여, 고농도 IPA가 희석 IPA에 신속하게 혼합되었다.
그 결과, 본원의 발명자는, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 희석 IPA가 존재하면, 공간(SP)에 고농도 IPA를 침입시켰을 경우에도, 고농도 IPA가 희석 IPA에 신속하게 혼합된다는 것을 추측했다.
본원의 발명자는, 제2 실험의 결과, 다음의 지견을 얻었다. 즉, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 린스액이 잔류하고 있는 경우에, 우선, 구조물(504) 간의 공간(SP)의 린스액을 희석 유기용제로 치환한다. 다음으로, 희석 유기용제가 형성된 공간(SP)에 고농도 유기용제를 침수시킴으로써, 고농도 유기용제를 희석 유기용제에 혼합하여, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 고농도 유기용제를 형성한다. 이상의 결과, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 잔류하는 린스액을 고농도 유기용제로 신속하게 치환할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 건조시의 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
제3 실험에서는, 우선, 100 밀리리터의 DIW를 비커에 넣었다. 이 점은, 제1 실험과 같았다. 다음으로, 50 밀리리터의 DIW와 50 밀리리터의 IPA를 교반하여, IPA 농도가 약 50％인 희석 IPA를 작성했다. 다음으로, 비커 내의 DIW에, 100 밀리리터의 희석 IPA를 따랐다. 제3 실험에서는, 제1 실험과 비교하여, 희석 IPA가 DIW에 신속하게 혼합되었다.
그 결과, 본원의 발명자는, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 DIW가 잔류하고 있는 경우에, 공간(SP)에 희석 IPA를 침입시킴으로써, DIW를 희석 IPA에 신속하게 혼합할 수 있다는 것을 추측했다.
본원의 발명자는, 제3 실험의 결과, 다음의 지견을 얻었다. 즉, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 린스액이 잔류하고 있는 경우에, 우선, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 희석 유기용제를 침입시킴으로써, 린스액과 희석 유기용제를 혼합하여, 린스액을 희석 유기용제로 치환한다. 다음으로, 희석 유기용제가 존재하는 공간(SP)에 고농도 유기용제를 침입시킴으로써, 고농도 유기용제를 희석 유기용제에 혼합하여, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 고농도 유기용제를 형성한다. 이상의 결과, 구조물(504) 간의 공간(SP)에 잔류하는 린스액을 고농도 유기용제로 신속하게 치환할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 건조시에서의 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
다음으로, 도 4, 도 5, 및 도 6(a) ∼ 도 6(d)을 참조하여, 기판 처리 장치(1000)에 의해 실행되는 기판 처리 방법을 설명한다. 도 4 및 도 5는, 실시형태 1에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4 및 도 5에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 후술하는 막(73)의 두께를 과장하고 있다. 도 6(a) ∼ 도 6(d)은, 기판(W)의 구조물(504) 간에 잔류하는 린스액이 유기용제로 치환되는 원리를 나타내는 도면이다. 도 6(a) ∼ 도 6(d)에서는, 도 3의 영역(A)에 있어서의 구조물(504)이 확대되어 나타나 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S1 ∼ 공정 S7을 포함한다. 기판 이동부(55), 불활성 가스 공급부(200), 및 유체 공급부(300)는, 제어장치(100)의 제어를 받고, 공정 S1 ∼ 공정 S7을 실행한다.
우선, 공정 S1에서, 불활성 가스 공급부(200)(구체적으로는 노즐(57))는, 기판(W)이 조(53)의 린스액(71)에 침지된 상태에서, 챔버(51) 내로 불활성 가스를 공급한다.
다음으로, 공정 S2에서, 불활성 가스의 공급을 계속한 채로, 감압부(600)는 챔버(51) 내를 감압한다. 그 결과, 챔버(51) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환된다. 기판(W)은, 계속해서 린스액(71)에 침지되어 있다.
다음으로, 공정 S3에서, 불활성 가스 공급부(200)(구체적으로는 노즐(57))는, 챔버(51) 내로의 불활성 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 챔버(51) 내에 유기용제의 증기를 공급한다. 그 결과, 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기의 분위기가 형성된다. 또한, 공정 S3에서는, 유기용제의 증기에 의해, 린스액(71)의 액면에 유기용제의 막(73)이 형성된다. 막(73)의 기능은 후술 한다. 기판(W)은, 계속해서 린스액(71)에 침지되어 있다.
다음으로, 공정 S4에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판 유지부(55B)를 상승시킴으로써 기판(W)을 상승시켜, 조(53)에 저류된 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다. 그 결과, 기판(W)은, 챔버(51) 내에서, 조(53)의 상방에 위치한다.
공정 S4에서 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 직후에는, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 일례로서 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에는, 린스액(71)이 잔류하고 있다.
그리고, 공정 S4에서는, 챔버(51) 내에는, 유기용제의 증기의 분위기가 형성되어 있기 때문에, 기판(W)의 표면에는 유기용제가 부착(응축)된다. 따라서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 일례로서 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에는, 린스액(71)을 덮도록 유기용제(72)가 침입한다. 도 6(b)의 예에서는, 린스액(71)과 유기용제(72)는, 거의 혼합하고 있지 않다.
다음으로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공정 S5에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 유기용제를 기판(W)에 부착시키면서, 기판(W)을 챔버(51) 내의 조(53)에 저류된 린스액(71)에 담그고 나서 끌어올린다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 도 6(b)에 나타내는 린스액(71)과 유기용제(72)가 뒤섞인다.
즉, 공정 S5에서는, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 일례로서 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액(71)과 유기용제(72)가 혼합되어, 희석 유기용제(75)가 형성된다. 즉, 공정 S5는, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 희석 유기용제(75)를 형성하는 공정이다.
구체적으로는, 공정 S5는, 공정 S51과 공정 S52를 포함한다.
공정 S51 에 있어서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판 유지부(55B)를 하강함으로써 기판(W)을 하강시켜, 조(53) 내의 린스액(71)에 유기용제가 부착된 기판(W)을 담근다.
다음으로, 공정 S52 에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판 유지부(55B)를 상승함으로써 기판(W)을 상승시켜, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다.
다음으로, 공정 S6에서, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 공정 S52로부터 계속하여, 공정 S52에 의해 끌어올려진 기판(W)이 존재하는 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기를 공급한다. 따라서, 기판(W)의 표면에는 유기용제가 부착(응축)된다.
공정 S6에서는, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 일례로서 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 기판(W)의 표면에 부착(응축)된 유기용제가 희석 유기용제(75)에 혼합되어, 고농도 유기용제(77)가 형성된다.
다음으로, 공정 S7 에서, 감압을 계속한 채로, 불활성 가스 공급부(200)(구체적으로는 노즐(57)) 및 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 불활성 가스를 챔버(51) 내에 공급한다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 고농도 유기용제(77)가 기화되어, 기판(W)이 건조된다. 그리고, 기판 처리 방법에 의한 건조 처리는 종료한다.
이상, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 의하면, 공정 S4 에 있어서 린스액(71)에 침지된 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 후에, 공정 S5에서는, 기판 이동부(55)는, 유기용제를 기판(W)에 부착시키면서, 기판(W)을 챔버(51) 내의 조(53)에 저류된 린스액(71)에 담그는 동작과, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올리는 동작을 실행한다. 구체적으로는, 공정 S4 에서 린스액(71)에 침지된 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 후에, 공정 S51에서는, 기판 이동부(55)는, 유기용제를 기판(W)에 부착시키면서, 기판(W)을 챔버(51) 내의 조(53)에 저류된 린스액(71)에 담근다. 그리고, 공정 S52에서는, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다.
따라서, 도 6(b) 및 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서 린스액(71)과 유기용제(72)가 뒤섞여, 공간(SP)에 희석 유기용제(75)가 형성된다. 그리고, 공정 S6에서는, 유체 공급부(300)는, 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기를 공급한다. 따라서, 기판(W)의 표면에 부착(응축)되는 유기용제가 희석 유기용제(75)에 신속하게 혼합된다(제2 실험 참조). 그 결과, 도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에, 고농도 유기용제(77)가 형성된다.
즉, 실시형태 1에 의하면, 공정 S51, 공정 S52, 및 공정 S6을 실행함으로써, 기판(W)의 표면에 형성된 구조물(504)과 구조물(504) 사이의 공간(SP)에 존재하는 린스액(71)을, 효과적으로 고농도 유기용제(77)로 치환할 수 있다. 그 결과, 기판(W)의 건조시의 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
특히, 실시형태 1에서는, 공정 S4 에서 린스액(71)에 침지된 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 후에, 공정 S51에서는, 기판 이동부(55)는, 유기용제의 막(73)을 액면에 가지는 린스액(71)에, 막(73)을 통과시키면서 기판(W)을 담근다. 그리고, 공정 S52에서는, 기판 이동부(55)는, 유기용제의 막(73)을 통과시키면서, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다. 즉, 린스액(71)에 침지된 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 후에, 기판 이동부(55)는, 유기용제의 막(73)을 액면에 가지는 린스액(71)에 기판(W)을 담그는 동작과, 유기용제의 막(73)을 통과시키면서, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올리는 동작을 실행한다.
구체적으로는, 공정 S51보다 전의 공정 S3, S4 에서, 즉, 기판 이동부(55)가 기판(W)을 린스액(71)에 담그는 동작을 실행하기 전에, 유체 공급부(300)는, 유기용제의 증기에 의해, 조(53) 내의 린스액(71)의 액면에 유기용제의 막(73)을 형성한다. 따라서, 공정 S51에서는, 기판(W)을 린스액(71)에 담글 때에, 기판(W)은 유기용제의 막(73)을 교반하면서 막(73)을 통과한다. 그리고, 교반된 유기용제는, 린스액(71) 중을 확산하기 때문에, 유기용제의 분포가, 초기의 막(73)의 위치에서 하방을 향해 퍼진다. 유기용제의 분포가 어느 정도 퍼질지는, 예를 들면, 막(73)을 형성하고 있는 유기용제의 양(막(73)의 두께), 및 기판(W)의 하강 속도에 의해 정해진다.
그리고, 조(53) 내의 린스액(71) 중에서는, 막(73)으로부터의 유기용제의 존재에 의해, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액(71)과 유기용제(72)(공정 S4에서 기판(W)에 부착된 유기용제 및 막(73)으로부터의 유기용제)와의 혼합이 더 촉진되어, 희석 유기용제(75)(도 6(c))를 더 효과적으로 형성할 수 있다. 그 결과, 공정 S6에서는, 유체 공급부(300)로부터의 유기용제가, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 존재하는 희석 유기용제(75)에 더 효과적으로 혼합되어, 고농도 유기용제(77)(도 6(d))가 형성된다(제2 실험 참조). 그 결과, 기판(W)의 건조시에 있어서의 구조물(504)의 도괴를 더 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 공정 S4 및 공정 S52에서는, 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려질 때에, 기판(W)은 유기용제의 막(73)을 통과한다. 따라서, 기판(W)의 표면에는, 유기용제가 부착된다. 이 경우의 유기용제도, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서의 린스액(71)으로부터 유기용제로의 치환에 기여할 수 있다.
또한, 실시형태 1에서는, 공정 S51보다 전에, 즉, 기판 이동부(55)가 기판(W)을 린스액(71)에 담그는 동작을 실행하기 전에, 유체 공급부(300)는, 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기를 공급한다. 따라서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 유기용제(72)가 침입한다. 그 결과, 공정 S51 및 공정 S52에 의해 린스액(71)과 유기용제(72)를 혼합하기 위한 준비가 완료된다.
게다가 실시형태 1에서는, 기판 이동부(55)는, 공정 S51 에서 기판(W)을 린스액(71)에 담글 때의 기판(W)의 하강 속도를, 공정 S52에서 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올릴 때의 기판(W)의 상승 속도보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 도 6(b) 및 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액(71)과 유기용제(72)가 효과적으로 뒤석여 희석 유기용제(75)가 보다 신속하게 형성된다.
게다가 실시형태 1에서는, 기판 이동부(55)는, 공정 S5를 복수회 실행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 공정 S51과 공정 S52가, 교대로 복수회 실행되는 것이 바람직하다. 즉, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 린스액(71)에 담그는 동작과 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올리는 동작을, 교대로 복수회 실행하는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액(71)과 유기용제(72)의 혼합을 더 촉진할 수 있어, 희석 유기용제(75)를 보다 효과적으로 형성할 수 있다.
이 경우, 기판 이동부(55)는, 복수회 실행되는 공정 S52 가운데, 마지막에 실행되는 공정 S52에서의 기판(W)의 상승 속도를, 다른 공정 S52에서의 기판(W)의 상승 속도보다 작게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 복수회 실행되는 공정 S52 가운데, 마지막에 실행되는 공정 S52에서는, 기판 이동부(55)는, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올릴 때의 기판(W)의 상승 속도를, 가장 작게 하는 것이 바람직하다. 즉, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 린스액(71)에 담그는 동작을 복수회 실행하는 경우, 마지막에 실행하는 동작에서는, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올릴 때의 기판(W)의 상승 속도를 가장 작게 하는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 기판(W)을 끌어올릴 때에, 기판(W)에 부착되는 린스액(71)의 양을 저감할 수 있다. 그 결과, 공정 S6에서는, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 보다 효과적으로 유기용제의 치환을 실행할 수 있다. 한편, 복수회의 공정 S51 가운데 마지막에 실행되는 공정 S51에서, 기판 이동부(55)는, 린스액(71)에 기판(W)을 담글 때의 기판(W)의 하강 속도도, 가장 작게 해도 좋다.
또한, 복수회 실행되는 공정 S5 가운데, 마지막 공정 S5 이외의 공정 S5에서는, 마지막 공정 S5보다, 기판(W)의 하강 속도 및／또는 상승 속도를 크게 함으로써, 기판(W)의 처리의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.
이상, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1에서는, 조(53) 내의 린스액(71)의 액면에 형성된 유기용제의 막(73)(공정 S3)과 공정 S51과, 공정 S52와, 유체 공급부(300)에 의해 형성된 챔버(51) 내에서의 유기용제의 증기의 분위기(공정 S6)에 의해, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서의 린스액(71)으로부터 유기용제로의 치환 부족을 억제함과 동시에, 복수의 구조물(504)에서의 복수의 공간(SP)에서 유기용제의 응축 얼룩짐을 억제할 수 있다.
기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서의 린스액(71)으로부터 유기용제로의 치환 부족을 억제할 수 있으면, 구조물(504)에 작용하는 표면장력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 기판(W)의 건조시에서의 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 복수의 구조물(504)에서의 복수의 공간(SP)에서 유기용제의 응축 얼룩짐을 억제할 수 있으면, 복수의 구조물(504) 간에서, 건조 속도의 차 및／또는 표면장력의 차가 커지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판(W)의 건조시에서의 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
여기에서, 공정 S3, S4에서의 유기용제는, 「제1 유기용제」의 일례에 상당한다. 또한, 공정 S51, S52, S6에서의 유기용제는, 「제2 유기용제」의 일례에 상당한다. 실시형태 1에서는, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)이 챔버(51) 내에 유기용제의 증기를 공급하기 때문에, 「제1 유기용제」와 「제2 유기용제」는 같다. 「제1 유기용제」와 「제2 유기용제」란, 예를 들면, IPA이다.
또한, 기판(W)의 복수의 구조물(504)에서 복수의 공간(SP)의 전부에서, 도 6(a) ∼ 도 6(d)에 나타내는 현상이 발생하고 있지 않아도 좋고, 복수의 구조물(504)에서의 적어도 일부의 공간(SP)에서, 도 6(a) ∼ 도 6(d)에 나타내는 현상이 발생하고 있으면 좋다. 이 경우에도, 기판 처리 방법이 공정 S6을 포함하지 않을 경우와 비교하여, 기판(W)의 건조시에서의 구조물(504)의 도괴를 억제할 수 있다.
한편, 예를 들면, 히터(미도시)에 의해, 조(53) 내의 린스액(71)이 유기용제의 비점 이하로 가열되고 있어도 좋다. 또한, 예를 들면, 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)에서의 린스액에 의한 기판(W)의 세정 후에, 즉, 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)에서 린스액에 침지된 기판(W)이 끌어올려진 후에, 건조 조 유닛(LPD)에서의 공정 S5 ∼ 공정 S7이 실행되어도 좋다.
다음으로, 도 1, 도 2, 도 7, 및 도 8을 참조하여, 실시형태 1에 따른 기판 처리 방법의 다른 예를 설명한다. 도 7 및 도 8은, 기판 처리 장치(1000)에 의해 실행되는 기판 처리 방법의 다른 예를 나타내는 플로우차트(flow chart)이다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S11 ∼ 공정 S26을 포함한다. 도 1 및 도 2에 나타내는 제2 반송 기구(WTR), 반송 기구(LF), 조 유닛(CHB), 조 유닛(ONB), 기판 이동부(55), 불활성 가스 공급부(200), 감압부(600), 유체 공급부(300), 및 소수화제 공급부(700)는, 제어장치(100)의 제어를 받아, 공정 S11 ∼ 공정 S26을 실행한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 우선, 공정 S11에서, 제2 반송 기구(WTR)는, 예를 들면, 기판(W)을 제1 처리부(19)의 조 유닛(CHB)에 반입한다. 그리고, 조 유닛(CHB)은, 기판(W)을 조 내의 약액에 침지하여, 기판(W)을 처리한다.
다음으로, 공정 S12에서, 반송 기구(LF)는, 예를 들면, 기판(W)을 조 유닛(CHB)으로부터 반출하고, 기판(W)을 제1 처리부(19)의 조 유닛(ONB)으로 반입한다. 그리고, 조 유닛(ONB)은, 기판(W)을 조 내의 린스액에 침지하여, 기판(W)을 세정한다.
다음으로, 공정 S13에서, 제2 반송 기구(WTR)는, 기판(W)을 조 유닛(ONB)으로부터 반출하고, 기판(W)을 건조 조 유닛(LPD)에 반입한다. 그리고, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 조(53) 내의 린스액에 담근다. 그리고, 기판(W)이 조(53) 내의 린스액에 담궈진 후에, 불활성 가스 공급부(200)의 노즐(57)은, 챔버(51) 내로의 불활성 가스의 공급을 개시한다. 예를 들면, 공정 S13은, 도 4의 공정 S1에 상당한다.
다음으로, 공정 S14에서, 불활성 가스의 공급을 계속한 채로, 감압부(600)는, 챔버(51) 내를 감압한다. 그 결과, 챔버(51) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환된다. 예를 들면, 공정 S14는, 도 4의 공정 S2에 상당한다.
다음으로, 공정 S15에서, 불활성 가스 공급부(200)의 노즐(57)은, 챔버(51) 내로의 불활성 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)은, 챔버(51) 내로의 유기용제의 공급을 개시한다. 그 결과, 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기의 분위기가 형성된다. 또한, 유기용제의 증기가 조(53) 내의 린스액의 액면에 부착됨으로써, 조(53) 내의 린스액의 액면에, 유기용제의 막(예를 들면, 도 4, 도 5의 막(73))이 형성된다. 예를 들면, 공정 S15는, 도 4의 공정 S3에 상당한다.
다음으로, 공정 S16에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 상승시켜, 조(53)에 저류된 린스액으로부터 기판(W)을 끌어올린다. 그 결과, 기판(W)은, 챔버(51) 내에서, 조(53)의 상방에 위치한다. 그리고, 기판(W)의 표면에는 유기용제가 부착(응축)된다. 예를 들면, 공정 S16은, 도 4의 공정 S4에 상당한다.
다음으로, 공정 S17 에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 유기용제를 기판(W)에 부착시키면서, 기판(W)을 챔버(51) 내의 조(53)에 저류된 린스액에 담그고 나서 끌어올린다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액과 유기용제가 뒤석여, 희석 유기용제(예를 들면, 도 6(c)의 희석 유기용제(75))가 형성된다. 예를 들면, 공정 S17은, 도 5의 공정 S5에 상당한다.
구체적으로는, 공정 S17은, 공정 S171과 공정 S172를 포함한다.
공정 S171에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 하강시켜 조(53) 내의 린스액에 유기용제가 부착된 기판(W)을 담근다. 이 경우, 유기용제가 부착된 기판(W)은, 조(53) 내의 린스액의 액면에 형성된 유기용제의 막을 통과한다. 예를 들면, 공정 S171은, 도 5의 공정 S51에 상당한다.
다음으로, 공정 S172에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판(W)을 상승시켜 린스액으로부터 기판(W)을 끌어올린다. 이 경우, 기판(W)은, 조(53) 내의 린스액의 액면에 형성된 유기용제의 막을 통과한다. 예를 들면, 공정 S172는, 도 5의 공정 S52에 상당한다.
다음으로, 공정 S18에서, 제어장치(100)는, 공정 S17이 소정 횟수 실행되었는지의 여부를 판정한다. 소정 횟수는, 1이어도 좋고, 2이상인 것이 바람직하다.
공정 S18에서 부정 판정(No)되었을 경우, 공정 S17이 다시 실행된다. 즉, 공정 S18에서 긍정 판정(Yes)될 때까지, 공정 S17이 반복된다. 부정 판정은, 공정 S17이 소정 횟수 실행되어 있지 않다고 판정된 것을 나타낸다. 긍정 판정은, 공정 S17이 소정 횟수 실행되었다고 판정된 것을 나타낸다.
한편, 공정 S18에서 긍정 판정(Yes)되었을 경우, 처리는 공정 S19로 진행된다.
다음으로, 공정 S19 에서, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)은, 공정 S172로부터 계속해서, 공정 S172에 의해 끌어올려진 기판(W)이 존재하는 챔버(51) 내로, 유기용제의 증기를 공급한다. 따라서, 기판(W)의 표면에는 유기용제가 부착(응축)된다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 존재하는 희석 유기용제(예를 들면, 도 6(c)의 희석 유기용제(75))와, 기판(W)의 표면에 부착(응축)되는 유기용제가, 신속하게 혼합된다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에, 고농도 유기용제(예를 들면, 도 6(d)의 고농도 유기용제(77))를 형성할 수 있다. 예를 들면, 공정 S19는, 도 5의 공정 S6에 상당한다.
다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 공정 S20에서, 감압 및 유기용제의 공급을 계속한 채로, 배액부(450)는, 조(53) 내의 린스액을 배출한다. 다음 공정 S21에서 사용되는 소수화제는, 린스액과 반응하여 불활성화되기 때문에, 공정 S20에서는 미리 조(53)로부터 배액(排液)해 둔다.
다음으로, 공정 S21에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속하면서, 소수화제 공급부(700)의 노즐(63)은, 챔버(51) 내로의 소수화제의 증기의 공급을 개시한다. 공정 S21에서는, 감압을 계속함으로써 소수화제를 증기 상태에서 공급하는 것을 용이하게 하고 있다.
다음으로, 공정 S22에서, 감압 및 소수화제의 공급을 계속한 채로, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)은, 유기용제의 증기의 공급을 정지한다. 그 결과, 기판(W)의 표면에 존재하는 유기용제가 소수화제로 치환된다. 실시형태 1에서는, 소수화제의 증기를 공급함으로써, 소수화제의 사용량을 저감하면서 기판(W)의 표면에 존재하는 유기용제를 소수화제로 치환할 수 있다. 소수화제는, 기판(W)의 표면에서 결로시키기 때문에, 비점이 실온 이상인 것이 바람직하다.
다음으로, 공정 S23에서, 감압 및 소수화제의 공급을 계속한 채로, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)은, 유기용제의 증기의 공급을 개시한다.
다음으로, 공정 S24 에서, 감압 및 유기용제의 증기의 공급을 계속하면서, 소수화제 공급부(700)의 노즐(63)은, 소수화제의 공급을 정지한다. 공정 S24에서는, 챔버(51) 내의 분위기가 소수화제로부터 유기용제의 증기로 치환된다. 그 결과, 기판(W)의 표면에 존재하는 소수화제가 유기용제로 치환된다.
다음으로, 공정 S25에서, 감압을 계속하면서, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)은, 유기용제의 증기의 공급을 정지한다. 이에 더하여, 감압을 계속하면서, 불활성 가스 공급부(200)의 노즐(57) 및 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)은, 불활성 가스의 공급을 개시한다. 따라서, 챔버(51) 내의 분위기가 유기용제의 증기로부터 불활성 가스로 치환된다. 그 결과, 기판(W)이 건조된다.
다음으로, 공정 S26에서, 감압부(600)는, 기판(W)이 건조된 후, 감압을 정지한다. 공정 S26에서는, 불활성 가스의 공급을 계속하여, 챔버(51)의 내압을 대기압까지 상승시킨다. 그리고, 기판 처리 방법은 종료한다.
이상, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 의하면, 공정 S21, S22에서 소수화제의 증기를 공급함으로써, 소수화제의 사용량을 저감 하면서 기판(W)의 표면의 유기용제를 소수화제로 치환할 수 있다. 또한, 수분(린스액)이 부착된 기판(W)을 직접 소수화제에 접촉시키면 개질 성능이 저하하거나 이물을 발생할 가능성이 있다. 이에 대하여, 실시형태 1에서는 공정 S22의 소수화 처리를 개시하기 전에 공정 S19에서 린스액으로부터 유기용제로의 치환을 실행하여, 기판(W)의 표면으로부터 린스액을 제거하고 있다. 이와 같이, 공정 S22의 소수화 처리는, 린스액을 제거한 기판(W)에 대하여 실행되기 때문에, 소수화 처리시에서 소수화제와 린스액이 접촉하는 것이 없어져, 소수화제의 불활성화와 이물의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 공정 S21에서 감압과 유기용제의 공급을 계속함으로써, 기판(W)의 표면이 건조하여 표면에 형성된 구조물(504)이 도괴하는 것을 피하고 있다. 게다가, 기판(W)의 표면에 소수화제가 잔존한 채로 건조시킨 경우, 기판(W)의 표면에 이물이 남을 가능성이 있기 때문에, 공정 S24에서 기판(W)의 표면을 재차 유기용제로 치환한다. 이 경우, 기판(W)의 표면은 소수성을 가져, 기판(W)의 표면의 구조물(504) 간의 유기용제에 의해 발생하는 표면장력은 더 저감된다고 추측되어, 최종적으로 건조시켜도 기판(W)의 구조물(504)의 도괴를 억제할 수 있다.
여기에서, 공정 S15, S16에서의 유기용제는, 「제1 유기용제」의 일례에 상당한다. 또한, 공정 S17 ∼ S19에서의 유기용제는, 「제2 유기용제」의 일례에 상당한다. 실시형태 1에서는, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)이 챔버(51) 내에 유기용제의 증기를 공급하기 때문에, 「제1 유기용제」와 「제2 유기용제」는 같다.
한편, 예를 들면, 소수화 처리(공정 S21, S22)는, 건조 조 유닛(LPD)의 조(53)와 상이한 조(예를 들면, 조 유닛(CHB)의 조 또는 조 유닛(ONB)의 조)에 의해 실행되어도 좋다. 또한, 예를 들면, 히터(미도시)에 의해, 조(53) 내의 린스액이 유기용제의 비점 이하로 가열되고 있어도 좋다.
또한, 공정 S11 및 공정 S12를 1세트로 생각했을 경우에, 기판 처리 방법은, 복수 세트를 실행해도 좋다. 예를 들면, 제2 처리부(21)의 조 유닛(CHB)이, 기판(W)을 조 내의 제1 약액에 침지하여 기판(W)을 처리한다. 제1 약액은, 예를 들면, 인산 수용액이다. 다음으로, 예를 들면, 제2 처리부(21)의 조 유닛(ONB)이, 기판(W)을 조 내의 린스액에 침지하여, 기판(W)을 세정한다. 다음으로, 예를 들면, 제1 처리부(19)의 조 유닛(CHB)이, 기판(W)을 조 내의 제2 약액에 침지하여 기판(W)을 처리한다. 제2 약액은, 예를 들면, SC1이다. 다음으로, 예를 들면, 제1 처리부(19)의 조 유닛(ONB)이, 기판(W)을 조 내의 린스액에 침지하여 기판(W)을 세정한다.
(실시형태 2)
도 1, 도 2, 도 3, 도 6, 도 9, 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시형태 2에 따른 기판 처리 장치(1000) 및 기판 처리 방법을 설명한다. 실시형태 2에 따른 기판 처리 장치(1000) 및 기판 처리 방법은, 조(53) 내의 린스액에 유기용제를 직접 공급하여 막(73)을 형성하는 점에서, 실시형태 2는 실시형태 1과 주로 상이하다. 실시형태 2에 따른 기판 처리 장치(1000)의 구성은, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 기판 처리 장치(1000)의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 실시형태 2의 설명에서, 도 1 및 도 2가 적절히 참조된다. 또한, 처리 대상의 일례로서, 도 3에 나타내는 기판(W)을 든다. 이하, 실시형태 2가 실시형태 1과 상이한 점을 주로 설명한다.
도 9 및 도 10은, 실시형태 2에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다. 기판 처리 방법은 기판 처리 장치(1000)에 의해 실행된다. 도 9 및 도 10에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 막(73)의 두께를 과장하고 있다.
도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S1A ∼ 공정 S7A를 포함한다. 기판 이동부(55), 불활성 가스 공급부(200), 및 유체 공급부(300)는, 제어장치(100)의 제어를 받아, 공정 S1A ∼ 공정 S7A를 실행한다.
우선, 공정 S1A에서, 불활성 가스 공급부(200)(구체적으로는 노즐(57))는, 기판(W)이 조(53)의 린스액(71)에 침지된 상태에서, 챔버(51) 내로 불활성 가스를 공급한다.
다음으로, 공정 S2A에서, 불활성 가스의 공급을 계속한 채로, 감압부(600)는 챔버(51) 내를 감압한다. 그 결과, 챔버(51) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환된다. 기판(W)은, 계속해서 린스액(71)에 침지되고 있다.
다음으로, 공정 S3A에서, 불활성 가스 공급부(200)(구체적으로는 노즐(57))는, 챔버(51) 내로의 불활성 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(65))는, 조(53)에 저류된 린스액(71)에 대하여, 유기용제를 직접 공급함으로써, 린스액(71)의 액면에 유기용제의 막(73)을 형성한다. 실시형태 1에서는, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(65))는, 조(53)에 저류된 린스액(71)에 대하여, 유기용제의 액체를 직접 공급함으로써, 린스액(71)의 액면에 유기용제의 막(73)을 형성한다. 기판(W)은, 계속해서 린스액(71)에 침지되고 있다.
다음으로, 공정 S4A에서, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(65))는, 유기용제의 공급을 정지한다. 그리고, 감압을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판 유지부(55B)를 상승함으로써 기판(W)을 상승시켜, 조(53)에 저류된 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다. 그 결과, 기판(W)은, 챔버(51) 내에서, 조(53)의 상방에 위치한다. 이 경우는, 도 6(a)에 나타낸 경우와 마찬가지로, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에는 린스액(71)이 잔류하고 있다. 또한, 기판(W)은, 상승할 때에 막(73)을 통과하기 때문에, 기판(W)의 표면에는 유기용제가 부착된다.
다음으로, 도 10에 나타내는 바와 같이, 공정 S5A 에서, 감압을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 유기용제를 기판(W)에 부착시키면서, 기판(W)을 챔버(51) 내의 조(53)에 저류된 린스액(71)에 담그고 나서 끌어올린다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액(71)과 유기용제가 뒤섞인다. 이 경우, 도 6(b) 및 도 6(c)에 나타낸 경우와 마찬가지로, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 린스액(71)과 유기용제(72)가 혼합되어, 희석 유기용제(75)가 형성된다. 즉, 공정 S5A는, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 희석 유기용제(75)를 형성하는 공정이다.
구체적으로는, 공정 S5A는, 공정 S51A와 공정 S52A를 포함한다.
공정 S51A에서, 감압을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판 유지부(55B)를 하강함으로써 기판(W)을 하강시켜, 막(73)이 형성된 린스액(71)에 기판(W)을 담근다.
다음으로, 공정 S52A에서, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기를 공급한다. 그 결과, 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기의 분위기가 형성된다. 그리고, 감압을 계속한 채로, 기판 이동부(55)는, 기판 유지부(55B)를 상승함으로써 기판(W)을 상승시켜, 막(73)이 형성된 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다.
다음으로, 공정 S6A에서, 감압을 계속한 채로, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 공정 S52A로부터 계속해서, 공정 S52A에 의해 끌어올려진 기판(W)이 존재하는 챔버(51) 내에, 유기용제의 증기를 공급한다. 따라서, 기판(W)의 표면에는 유기용제가 부착(응축)된다. 이 경우, 도 6(c) 및 도 6(d)에 나타낸 경우와 마찬가지로, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 기판(W)의 표면에 부착(응축)된 유기용제가 희석 유기용제(75)에 혼합되어, 고농도 유기용제(77)가 형성된다.
다음으로, 공정 S7A에서, 감압을 계속한 채로, 불활성 가스 공급부(200)(구체적으로는 노즐(57)) 및 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 불활성 가스를 챔버(51) 내로 공급한다. 그 결과, 기판(W)의 구조물(504) 간의 고농도 유기용제(77)가 기화되어, 기판(W)이 건조된다. 그리고, 기판 처리 방법에 의한 건조 처리는 종료한다.
이상, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 2에서는, 공정 S4A 에서 린스액(71)에 침지된 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려진 후에, 공정 S51A에서는, 기판 이동부(55)는, 유기용제의 막(73)을 액면에 가지는 린스액(71)에, 막(73)을 통과시키면서 기판(W)을 담근다. 그리고, 공정 S52A에서는, 기판 이동부(55)는, 유기용제의 막(73)을 통과시키면서, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올린다.
구체적으로는, 공정 S51A보다 전의 공정 S3A 에서, 조(53) 내의 린스액(71)의 액면에는, 유기용제의 막(73)이 형성된다. 즉, 기판 이동부(55)가 기판(W)을 린스액(71)에 담그는 동작을 실행하기 전에, 유체 공급부(300)는, 조(53)에 저류된 린스액(71)에 대하여, 유기용제를 직접 공급함으로써, 린스액(71)의 액면에 유기용제의 막(73)을 형성한다. 따라서, 공정 S51A에서는, 기판(W)을 린스액(71)에 담글 때에, 기판(W)은 유기용제의 막(73)을 교반하면서 막(73)을 통과한다. 그리고, 교반된 유기용제는, 린스액(71) 중을 확산하기 때문에, 유기용제의 분포가 초기의 막(73)의 위치에서 하방을 향해 퍼진다. 이 점은, 실시형태 1과 마찬가지이다.
그리고, 조(53) 내의 린스액(71) 중에서는, 막(73)으로부터의 유기용제의 존재에 의해, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서, 막(73)으로부터의 유기용제와 린스액(71)이 혼합되어, 희석 유기용제(75)(도 6(c) 참조)를 효과적으로 형성할 수 있다. 그 결과, 공정 S6A에서는, 실시형태 1과 마찬가지의 원리(제2 실험 참조)에 의해, 유체 공급부(300)로부터의 유기용제가, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에 존재하는 희석 유기용제(75)에 효과적으로 혼합되어, 고농도 유기용제(77)(도 6(d) 참조)가 형성된다. 그 결과, 기판(W)의 건조시에 있어서의 구조물(504)의 도괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 공정 S4A 및 공정 S52A에서는, 기판(W)이 린스액(71)으로부터 끌어올려질 때에, 기판(W)은 유기용제의 막(73)을 통과한다. 따라서, 기판(W)의 표면에는, 유기용제가 부착된다. 이 경우의 유기용제도, 기판(W)의 구조물(504) 간의 공간(SP)에서의 린스액(71)으로부터 유기용제로의 치환에 기여할 수 있다.
또한, 실시형태 2에서는, 실시형태 1과 마찬가지로, 기판 이동부(55)는, 공정 S51A에서 기판(W)을 린스액(71)에 담글 때의 기판(W)의 하강 속도를, 공정 S52A에서 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올릴 때의 기판(W)의 상승 속도보다 크게 해도 좋다.
게다가, 실시형태 2에서는, 실시형태 1과 마찬가지로, 기판 이동부(55)는, 공정 S51A와 공정 S52A를 교대로 복수회 실행해도 좋다. 이 경우, 복수회 실행되는 공정 S52A 가운데, 마지막에 실행되는 공정 S52A에서는, 기판 이동부(55)는, 린스액(71)으로부터 기판(W)을 끌어올릴 때의 기판(W)의 상승 속도를, 가장 작게 해도 좋다. 또한, 복수회의 공정 S51A 가운데 마지막에 실행되는 공정 S51A에서, 기판 이동부(55)는, 린스액(71)에 기판(W)을 담글 때의 기판(W)의 하강 속도도, 가장 작게 해도 좋다.
또한, 실시형태 2에서는, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 공정 S3A, 공정 S4A, 또는 공정 S51A에서, 챔버(51) 내로의 유기용제의 증기의 공급을 개시해도 좋다. 이 경우에는, 유체 공급부(300)(구체적으로는 노즐(59, 61))는, 유기용제의 증기의 공급을 개시하고 나서 공정 S6A까지, 유기용제의 증기의 공급을 계속한다.
게다가 공정 S3A에서는, 유체 공급부(300)의 노즐(65)은, 조(53)에 저류된 린스액(71)에 대하여, 유기용제의 증기를 직접 공급함으로써, 린스액(71)의 액면에 유기용제의 막을 형성해도 좋다.
여기에서, 공정 S3A에서의 유기용제, 즉, 유체 공급부(300)의 노즐(65)이 공급하는 유기용제는, 「제1 유기용제」의 일례에 상당한다. 또한, 공정 S52A, S6A에서의 유기용제, 즉, 유체 공급부(300)의 노즐(59, 61)이 공급하는 유기용제는, 「제2 유기용제」의 일례에 상당한다. 실시형태 2에서는, 액체와 증기라는 점에서, 「제1 유기용제」와 「제2 유기용제」는 상이하다. 단, 「제1 유기용제」의 종류와 「제2 유기용제」의 종류는 같다. 예를 들면, 「제1 유기용제」 및 「제2 유기용제」는, IPA이다.
또한, 실시형태 2에서는, 공정 S5A에서, 복수의 구조물(504)에서의 복수의 공간(SP)의 전부에 있어서, 희석 유기용제(75)(도 6(c) 참조)가 형성되어 있지 않아도 좋고, 복수의 구조물(504)에서의 적어도 일부의 공간(SP)에 있어서, 희석 유기용제(75)가 형성되어 있으면 좋다.
한편, 예를 들면, 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)에서의 린스액에 의한 기판(W)의 세정 후에, 즉, 조 유닛(ONB), 조 유닛(CHB)에 있어서 린스액에 침지된 기판(W)이 끌어올려진 후에, 건조 조 유닛(LPD)에서의 공정 S5A ∼ 공정 S7A가 실행되어도 좋다. 또한, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 기판 처리 방법에서, 공정 S15 ∼ 공정 S17을 대신하여, 도 9 및 도 10에 나타내는 공정 S3A ∼ 공정 S5A를 실행해도 좋다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했다. 단, 본 발명은, 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 양태로 실시할 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에 개시되는 복수의 구성요소는 적절히 개변 가능하다. 예를 들면, 어떤 실시형태에 나타나는 전 구성요소 중의 어떤 구성요소를 다른 실시형태의 구성요소에 추가해도 좋고, 또는, 어떤 A 실시형태에 나타나는 전 구성요소 중 몇 개의 구성요소를 실시형태로부터 삭제해도 좋다.
또한, 도면은 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 각각의 구성요소를 주체로 모식적으로 나타내고 있고, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수, 간격 등은, 도면 작성의 편리 상으로부터 실제와 상이한 경우도 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타내는 각 구성요소의 구성은 일례이며, 특별히 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과로부터 실질적으로 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이며, 산업상의 이용 가능성을 가진다.
51:　챔버
53:　조
55:　기판 이동부
300:　유체 공급부
1000:　기판 처리 장치
W:　기판

Claims (16)

  1. 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 챔버 내의 조에 저류된 린스액에 담그는 공정,
    상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및
    상기 챔버 내가 대기압 미만으로 감압된 상태에서, 상기 끌어올려진 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 기판 처리 방법에 있어서,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 챔버 내의 조에 저류된 린스액에 담그는 공정,
    상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및
    상기 끌어올려진 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정보다 전에, 상기 챔버 내에, 상기 제1 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 더 포함하고,
    상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정에서는, 상기 기판을 하강시켜 상기 린스액에 상기 제1 유기용제가 부착된 상기 기판을 담그는, 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유기용제의 증기를 공급하는 상기 공정에서, 상기 제1 유기용제의 증기에 의해, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는, 기판 처리 방법.
  4. 기판 처리 방법에 있어서,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 챔버 내의 조에 저류된 린스액에 담그는 공정,
    상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및
    상기 끌어올려진 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정보다 전에, 상기 조에 저류된 상기 린스액에 대하여, 상기 제1 유기용제를 직접 공급함으로써, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는 공정을 더 포함하고,
    상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정에서는, 상기 기판을 하강시켜 상기 제1 유기용제의 막이 형성된 상기 린스액에 상기 기판을 담그는, 기판 처리 방법.
  5. 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 챔버 내의 조에 저류된 린스액에 담그는 공정,
    상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및
    상기 끌어올려진 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 공정과 상기 기판을 끌어올리는 상기 공정이, 교대로 복수회 실행되는, 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판을 끌어올리는 상기 공정으로, 마지막에 실행되는 상기 공정에서는, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도는, 가장 작은, 기판 처리 방법.
  7. 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 챔버 내의 조에 저류된 린스액에 담그는 공정,
    상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및
    상기 끌어올려진 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 기판을 상기 린스액에 담글 때의 상기 기판의 하강 속도는, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도보다 큰, 기판 처리 방법.
  8. 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제의 막을 액면에 가지는 린스액에, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서 상기 기판을 담그는 공정,
    상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 공정, 및
    상기 끌어올려진 기판이 존재하는 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 챔버,
    상기 챔버 내에 배치되는 조,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 상기 조에 저류된 린스액에 담그는 동작과, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행하는 기판 이동부, 및
    상기 챔버 내가 대기압 미만으로 감압된 상태에서, 상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 유체 공급부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  10. 챔버,
    상기 챔버 내에 배치되는 조,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 상기 조에 저류된 린스액에 담그는 동작과, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행하는 기판 이동부, 및
    상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 유체 공급부를 구비하고,
    상기 기판 이동부가 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작을 실행하기 전에, 상기 유체 공급부는, 상기 챔버 내에 상기 제1 유기용제의 증기를 공급하고,
    상기 기판 이동부는, 상기 기판을 하강시켜 상기 린스액에 상기 제1 유기용제가 부착된 상기 기판을 담그는, 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 이동부가 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작을 실행하기 전에, 상기 유체 공급부는, 상기 제1 유기용제의 증기에 의해, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하는, 기판 처리 장치.
  12. 챔버,
    상기 챔버 내에 배치되는 조,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 상기 조에 저류된 린스액에 담그는 동작과, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행하는 기판 이동부, 및
    상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 유체 공급부를 구비하고,
    상기 기판 이동부가 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작을 실행하기 전에, 상기 유체 공급부는, 상기 조에 저류된 상기 린스액에 대하여, 상기 제1 유기용제를 직접 공급함으로써, 상기 린스액의 액면에 상기 제1 유기용제의 막을 형성하고,
    상기 기판 이동부는, 상기 기판을 하강시켜, 상기 제1 유기용제의 막이 형성된 상기 린스액에 상기 기판을 담그는, 기판 처리 장치.
  13. 챔버,
    상기 챔버 내에 배치되는 조,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 상기 조에 저류된 린스액에 담그는 동작과, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행하는 기판 이동부, 및
    상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 유체 공급부를 구비하고,
    상기 기판 이동부는, 상기 기판을 상기 린스액에 담그는 상기 동작과 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 상기 동작을, 교대로 복수회 실행하는, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판 이동부는, 상기 기판을 끌어올리는 상기 동작으로, 마지막에 실행하는 상기 동작에서는, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도를 가장 작게 하는, 기판 처리 장치.
  15. 챔버,
    상기 챔버 내에 배치되는 조,
    린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제를 상기 기판에 부착시키면서, 상기 기판을 상기 조에 저류된 린스액에 담그는 동작과, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행하는 기판 이동부, 및
    상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 상기 챔버 내에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 유체 공급부를 구비하고,
    상기 기판 이동부는, 상기 기판을 상기 린스액에 담글 때의 상기 기판의 하강 속도를, 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올릴 때의 상기 기판의 상승 속도보다 크게 하는, 기판 처리 장치.
  16. 린스액에 침지된 기판이 상기 린스액으로부터 끌어올려진 후에, 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제1 유기용제의 막을 액면에 가지는 린스액에, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서 상기 기판을 담그는 동작과, 상기 제1 유기용제의 막을 통과시키면서 상기 린스액으로부터 상기 기판을 끌어올리는 동작을 실행하는 기판 이동부, 및
    상기 기판 이동부에 의해 상기 린스액으로부터 끌어올려진 상기 기판이 존재하는 챔버 내에 상기 린스액보다 표면장력이 작은 제2 유기용제의 증기를 공급하는 유체 공급부를 구비하는, 기판 처리 장치.
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