KR20140114302A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기판의 건조 시에 표면 상의 액체를 순식간에 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 기판(W)의 표면을 건조하는 가열 건조 수단(103)을 가지고 구성되는 기판 처리 장치(10)로서, 상기 가열 건조 수단(103)이 기판(W)의 연직 하향으로 배치된 표면을 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시켜, 기판의 표면을 건조하는 것이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
기판 처리 장치는, 반도체 등의 제조 공정에 있어서, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판의 표면에 처리액을 공급하여 그 기판 표면을 처리하고, 그 후, 기판 표면에 초순수 등의 세정액을 공급하여 그 기판 표면을 세정하며, 또한 이것을 건조하는 장치이다. 이 건조 공정에 있어서, 최근의 반도체의 고집적화나 고용량화에 수반되는 미세화에 따라, 예컨대 메모리 셀이나 게이트 주위의 패턴이 도괴하는 문제가 발생하고 있다. 이것은, 패턴끼리의 간격이나 구조, 세정액의 표면 장력 등에 기인하고 있다.
그래서, 전술한 패턴 도괴를 억제하는 것을 목적으로 하여, 표면 장력이 초순수보다 작은 IPA(2-프로판올: 이소프로필알코올)를 이용한 기판 건조 방법이 제안되어 있고(예컨대, 특허문헌 1 참조), 기판 표면 상의 초순수를 IPA로 치환하여 기판 건조를 행하는 방법이 양산 공장 등에서 이용되고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-34779호 공보
그러나, 반도체의 미세화는 점점 진행되고 있으며, IPA와 같이 표면 장력이 작은 유기 용매 등의 액체를 이용한 건조라도, 웨이퍼의 미세 패턴이 그 액체의 표면 장력 등에 의해 쓰러져 버리는 경우가 있다.
예컨대, 액체가 건조되어 가는 과정에서 기판(W)의 표면의 각 부의 건조 속도에 불균일을 일으켜, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 일부의 패턴(P) 사이에 액체(A1)가 남으면, 그 부분의 액체(A1)의 표면 장력에 의해 패턴이 도괴한다. 특히, 액체가 남은 부분의 패턴끼리가 액체의 표면 장력에 의한 끌어당김에 의해 탄성 변형적으로 쓰러지고, 그 액 중에 약간 녹은 잔사가 응집하며, 그 후에 액체가 완전히 건조되면, 쓰러진 패턴끼리가 잔사의 개재 등에 의해 고착하여 버린다.
본 발명의 과제는, 기판의 건조 시에 표면 상의 액체를 순식간에 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 기판 세정실과 기판 건조실을 가지고 이루어지는 기판 처리 장치로서, 기판 세정실은, 기판의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 용매 공급부를 가지고 구성되고, 기판 건조실은, 기판 세정실에서 휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하며, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판의 표면을 건조하는 가열 건조 수단을 가지고 구성되고, 상기 가열 건조 수단이 기판의 연직 하향으로 배치된 표면을 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시켜, 기판의 표면을 건조하도록 한 것이다.
본 발명은, 기판 세정실과 기판 건조실을 이용하여 이루어지는 기판 처리 방법으로서, 기판 세정실에서는, 기판의 표면에 세정액을 공급하는 공정과, 세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 공정이 행해지고, 기판 건조실에서는, 기판 세정실에서 휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하며, 가열에 의해 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판의 표면을 건조하는 공정이 행해지고, 상기 기판의 표면을 가열하여, 건조하는 공정이, 기판의 연직 하향으로 배치된 표면을 가열 건조 수단에 의해 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시켜, 기판의 표면을 건조하도록 한 것이다.
본 발명의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 따르면, 기판의 건조 시에 표면 상의 액체를 순식간에 건조시킬 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 기판 처리 장치에 있어서의 기판 세정실의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 기판 처리 장치에 있어서의 기판 건조실의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 기판 처리 장치에 있어서의 반송(搬送) 수단의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 기판 표면에 있어서의 휘발성 용매의 건조 상황을 나타내는 모식도이다.
도 6은 기판 처리 장치에 있어서의 기판 건조실의 변형예를 나타내는 모식도이다.
기판 처리 장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 급배부(20)와, 기판 보관용 버퍼부(30)와, 복수의 기판 처리실(40)을 갖고, 기판 급배부(20)와 기판 보관용 버퍼부(30) 사이에 반송 로봇(11)이 마련되며, 기판 보관용 버퍼부(30)와 기판 처리실(40) 사이에 반송 로봇(12)이 마련된다. 여기서, 기판 처리실(40)은, 후술하는 바와 같이, 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)의 조(組)로 이루어진다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 기판 건조실(70)[열 수단(76), 흡인 건조 수단(77)]은 본 발명에 대한 참고예이며, 기판 건조실(100)[가열 건조 수단(103)]이 본 발명예이다.
기판 급배부(20)는, 복수의 기판 수납 카세트(21)를 반입, 반출 가능하게 되어 있다. 기판 수납 카세트(21)는, 미처리의 웨이퍼나 액정 기판 등의 복수의 기판(W)을 수납하여 기판 급배부(20)에 반입된다. 또한, 기판 수납 카세트(21)는, 기판 처리실(40)에서 처리된 기판(W)을 수납하여 기판 급배부(20)로부터 반출된다. 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(11)에 의해 기판 급배부(20) 내의 기판 수납 카세트(21)에 있어서 다단(多段)을 이루는 각 수납 선반으로부터 순서대로 취출되어, 기판 보관용 버퍼부(30)의 후술하는 인(IN) 전용 버퍼(31)에 공급된다. 인 전용 버퍼(31)에 공급된 미처리의 기판(W)은, 또한 반송 로봇(12)에 의해 취출되고, 기판 처리실(40)의 기판 세정실(50)에 공급되어 세정 처리된다. 기판 세정실(50)에서 세정 처리된 기판(W)은, 반송 로봇(12)에 의해 기판 세정실(50)로부터 기판 건조실(70)로 옮겨져 건조 처리된다. 이렇게 하여 처리를 마친 기판(W)은, 반송 로봇(12)에 의해 기판 건조실(70)로부터 취출되고 기판 보관용 버퍼부(30)의 후술하는 아웃(OUT) 전용 버퍼(32)에 투입되어 일시 보관된다. 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32) 내에서 일시 보관된 기판(W)은, 반송 로봇(11)에 의해 취출되고, 기판 급배부(20) 내의 기판 수납 카세트(21)의 빈 수납 선반에 순서대로 배출된다. 처리를 마친 기판(W)으로 가득 찬 기판 수납 카세트(21)가, 기판 급배부(20)로부터 반출되는 것으로 된다.
기판 보관용 버퍼부(30)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 미처리의 기판(W)을 보관하는 복수의 인 전용 버퍼(31)가, 다단을 이루는 선반형으로 마련되며, 기판 처리실(40)에서 세정 및 건조 처리된 기판(W)을 보관하는 복수의 아웃 전용 버퍼(32)가, 다단을 이루는 선반형으로 마련된다. 아웃 전용 버퍼(32)의 내부에는, 일시 보관 중인 기판(W)을 냉각하는 냉각 수단을 마련할 수도 있다. 또한, 인 전용 버퍼(31)나 아웃 전용 버퍼(32)는, 다단이 아니어도 좋다.
기판 처리실(40)은, 기판 보관용 버퍼부(30)로부터 이격된 기판 처리실(40) 쪽의 이동 단부에 위치하는 반송 로봇(12)의 주위(또는 양측)에, 1조를 이루는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 배치하고, 같은 조의 기판 세정실(50)에서 세정 처리된 기판(W)을 상기 같은 조의 기판 건조실(70)로 옮겨 건조 처리하는 것으로 하고 있다. 기판 처리실(40)에서는, 기판 세정실(50)에 의한 세정 작업 시간을 N으로 할 때에, 기판 건조실(70)에 의한 건조 작업 시간이 1이 되는 경우, 1조를 이루는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)의 각 설치 개수(i, j)가, i 대 j=N 대 1이 되도록 설정되어 있다. 이에 의해, 기판 처리실(40) 내에서 1조를 이루는, 모든 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 동일 시간대에 병렬적으로 가동시킬 때, 후속하는 기판(W)을 이들 기판 세정실(50)에서 세정하는 생산량과, 기판 세정실(50)에서 세정이 끝난 선행하는 기판(W)을 이들 기판 건조실(70)에서 건조하는 생산량을 대략 동등하게 하는 것을 도모하는 것이다.
본 실시예의 기판 처리실(40)은, 복수의 계층, 예컨대 3계층의 각각에 1조를 이루는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 배치하고, 기판 세정실(50)에 의한 세정 작업 시간을 N=3으로 할 때에, 기판 건조실(70)에 의한 건조 작업 시간이 1이 되기 때문에, 각 계층에 i=3개의 기판 세정실(50)과 j=1개의 기판 건조실(70)을 설치하였다.
이하, 기판 처리실(40)을 구성하는 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)에 대해서 상세하게 설명한다.
기판 세정실(50)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리실이 되는 처리 박스(51)와, 이 처리 박스(51) 내에 마련된 컵(52)과, 이 컵(52) 내에서 기판(W)을 수평 상태로 지지하는 테이블(53)과, 이 테이블(53)을 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(54)와, 테이블(53)의 주위에서 승강하는 용매 흡인 배출부(55)를 구비한다. 또한, 기판 세정실(50)은, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 약액을 공급하는 약액 공급부(56)와, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(57)와, 휘발성 용매를 공급하는 용매 공급부(58)와, 각 부를 제어하는 제어부(60)를 구비한다.
처리 박스(51)는 그 둘레벽의 일부에 기판 출납구(51A)가 개구되어 있다. 기판 출납구(51A)는 셔터(51B)에 의해 개폐된다.
컵(52)은, 원통 형상으로 형성되어 있고, 테이블(53)을 주위로부터 둘러싸 내부에 수용한다. 컵(52)의 둘레벽의 상부는 경사 상향으로 축경(縮徑)되어 있으며, 테이블(53) 상의 기판(W)이 상방을 향하여 노출되도록 개구되어 있다. 이 컵(52)은, 회전하는 기판(W)으로부터 흘러내린 혹은 비산한 약액, 세정액을 수취한다. 또한, 컵(52)의 바닥부에는, 수취한 약액, 세정액을 배출하기 위한 배출관(도시 생략)이 마련되어 있다.
테이블(53)은, 컵(52)의 중앙 부근에 위치 부여되고, 수평면 내에서 회전 가능하게 마련되어 있다. 이 테이블(53)은, 핀 등의 지지 부재(53A)를 복수 구비하고, 이들 지지 부재(53A)에 의해, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판(W)을 탈착 가능하게 유지한다.
회전 기구(54)는, 테이블(53)에 연결된 회전축이나 이 회전축을 회전시키는 구동원이 되는 모터(모두 도시 생략) 등을 구비하고, 모터의 구동에 의해 회전축을 통해 테이블(53)을 회전시킨다. 이 회전 기구(54)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다.
용매 흡인 배출부(55)는, 테이블(53)의 주위를 둘러싸며 환형으로 개구되어 있는 용매 흡인구(55A)를 구비한다. 용매 흡인 배출부(55)는 용매 흡인구(55A)를 승강하는 승강 기구(도시 생략)를 갖고, 테이블(53)의 테이블면보다 하위에 용매 흡인구(55A)를 위치 부여하는 대기 위치와, 테이블(53)에 유지된 기판(W)의 주위에 용매 흡인구(55A)를 위치 부여하는 작업 위치로, 용매 흡인구(55A)를 승강한다. 용매 흡인구(55A)는, 회전하는 기판(W) 상으로부터 비산한 휘발성 용매를 흡인하여 수취한다. 또한, 용매 흡인구(55A)에는, 휘발성 용매를 흡인하기 위한 배기 팬 또는 진공 펌프(도시 생략)와, 흡인하여 수취한 휘발성 용매를 배출하기 위한 배출관(도시 생략)이 접속되어 있다.
약액 공급부(56)는, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 경사 방향으로부터 약액을 토출하는 노즐(56A)을 갖고, 이 노즐(56A)로부터 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 약액, 예컨대 레지스트 박리 처리용의 APM(암모니아수 및 과산화수소수의 혼합액)을 공급한다. 노즐(56A)은 컵(52)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 약액이 공급되도록 조정되어 있다. 이 약액 공급부(56)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다. 또한, 약액 공급부(56)는, 약액을 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시 생략) 등을 구비한다.
세정액 공급부(57)는, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 경사 방향으로부터 세정액을 토출하는 노즐(57A)을 갖고, 이 노즐(57A)로부터 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 세정액, 예컨대 세정 처리용의 순수(초순수)를 공급한다. 노즐(57A)은 컵(52)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 약액이 공급되도록 조정되어 있다. 이 세정액 공급부(57)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다. 또한, 세정액 공급부(57)는, 세정액을 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시 생략) 등을 구비한다.
용매 공급부(58)는, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 경사 방향으로부터 휘발성 용매를 토출하는 노즐(58A)을 갖고, 이 노즐(58A)로부터 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 휘발성 용매, 예컨대 IPA를 공급한다. 이 용매 공급부(58)는 세정액 공급부(57)에 의해 공급된 세정액으로 세정된 기판(W)의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환한다. 노즐(58A)은 컵(52)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 휘발성 용매가 공급되도록 조정되어 있다. 이 용매 공급부(58)는 제어부(60)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(60)에 의해 제어된다. 또한, 용매 공급부(58)는, 휘발성 용매를 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시 생략) 등을 구비한다.
여기서, 휘발성 용매로서는, IPA 이외에도, 예컨대 에탄올 등의 1가의 알코올류, 디에틸에테르나 에틸메틸에테르 등의 에테르류, 또한 탄산에틸렌 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 휘발성 용매는, 물에 가용(可溶)인 것이 바람직하다.
제어부(60)는, 각 부를 집중적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부를 구비한다. 이 제어부(60)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 회전 기구(54)나 용매 흡인 배출부(55), 약액 공급부(56), 세정액 공급부(57), 용매 공급부(58) 등을 제어하고, 회전 중의 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 대하여, 약액 공급부(56)에 의한 약액의 공급, 세정액 공급부(57)에 의한 세정액의 공급, 용매 공급부(58)에 의한 휘발성 용매의 공급 등의 제어를 행한다.
기판 건조실(70)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 처리실이 되는 처리 박스(71)와, 이 처리 박스(71) 내에 마련된 컵(72)과, 이 컵(72) 내에서 기판(W)을 수평 상태로 지지하는 테이블(73)과, 이 테이블(73)을 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(74)와, 가스를 공급하는 가스 공급부(75)와, 휘발성 용매가 공급된 기판(W)의 표면을 가열하는 가열 수단(76)과, 가열 수단(76)에 의해 가열된 기판(W)의 표면을 건조하기 위한 흡인 건조 수단(77)과, 각 부를 제어하는 제어부(80)를 구비한다.
처리 박스(71), 컵(72), 테이블(73), 회전 기구(74)는, 기판 세정실(50)에 있어서의 처리 박스(51), 컵(52), 테이블(53), 회전 기구(54)와 동일하다. 또한, 도 3에 있어서, 도면 부호 71A는 기판 출납구, 71B는 셔터, 73A는 핀 등의 지지 부재를 나타낸다.
가스 공급부(75)는, 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 대하여 경사 방향으로부터 가스를 토출하는 노즐(75A)을 갖고, 이 노즐(75A)로부터 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 가스, 예컨대 질소 가스를 공급하여, 처리 박스(71) 내에서 기판(W)의 표면 상의 공간을 질소 가스 분위기로 한다. 노즐(75A)은 컵(72)의 둘레벽의 상부에 장착되어 있고, 그 각도나 토출 유속 등은 기판(W)의 표면 중심 부근에 가스가 공급되도록 조정되어 있다. 이 가스 공급부(75)는 제어부(80)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(80)에 의해 제어된다. 또한, 가스 공급부(75)는, 가스를 저류하는 탱크나 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시 생략) 등을 구비한다.
여기서, 공급하는 가스로서는, 질소 가스 이외의 불활성 가스, 예컨대 아르곤 가스나 이산화탄소 가스, 헬륨 가스 등을 이용하는 것이 가능하다. 이 불활성 가스가 기판(W)의 표면에 공급되기 때문에, 기판(W)의 표면 상의 산소를 제거하여, 워터 마크(물 얼룩)의 생성을 막는 것이 가능해진다. 또한, 공급하는 가스는, 가열된 가스로 하면 바람직하다.
가열 수단(76)은, 복수의 램프(76A)를 갖고, 테이블(73)의 상방에 마련되며, 각 램프(76A)의 점등에 의해 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 광을 조사한다. 이 가열 수단(76)은 이동 기구(76B)에 의해 상하 방향(승강 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 컵(72)에 근접한 조사 위치[도 3 중의 실선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면에 근접한 위치]와 컵(72)으로부터 소정 거리만큼 이격된 대기 위치[도 3 중의 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면으로부터 이격된 위치]로 이동한다. 기판 건조실(70)의 테이블(73)에 기판(W)이 세팅될 때, 가열 수단(76)을 대기 위치에 위치 부여해 둠으로써, 가열 수단(76)이 기판(W)의 반입에 방해가 되는 것이 회피된다. 가열 수단(76)은, 램프 점등 후 하강, 하강 후 램프 점등 중 어느 쪽이어도 좋다. 이 가열 수단(76)은 제어부(80)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(80)에 의해 제어된다.
여기서, 가열 수단(76)으로서는, 예컨대 직관(直管) 타입의 램프(76A)를 복수개 병렬로 마련한 것이나 전구 타입의 램프(76A)를 복수개 어레이형으로 마련한 것을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 램프(76A)로서는, 예컨대 할로겐 램프나 크세논 플래시 램프 등을 이용하는 것이 가능하다.
가열 수단(76)을 이용한 기판(W)의 가열 공정에서는, 이 가열 수단(76)에 의한 가열에 의해, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매의 액체(A1)가 다른 부분의 휘발성 용매의 액체(A1)보다 빠르게 기화를 시작한다. 즉, 기판(W)의 표면에 공급된 휘발성 용매의 액체(A1) 중, 기판(W)의 표면에 접촉하고 있는 부분만이 기상(氣相)이 되도록 급속 가열된다. 이에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)의 주위에는, 휘발성 용매의 액체(A1)의 기화(비등)에 의해 가스의 층(기포의 집합), 즉 휘발성 용매의 기층(氣層)(A2)이 박막과 같이 형성된다. 이 때문에, 인접하는 패턴(P) 사이의 휘발성 용매의 액체(A1)는 그 기층(A2)에 의해 기판(W)의 표면으로 압출되면서 자기의 표면 장력으로 다수의 액적이 된다.
흡인 건조 수단(77)은, 기판 세정실(50)에 있어서의 전술한 용매 흡인 배출부(55)와 실질적으로 동일하며, 테이블(73)의 주위를 향하여 환형으로 개구되어 있는 용매 흡인구(77A)를 테이블(73)에 유지된 기판(W)의 주위에 위치 부여하는 작업 위치에 설정되어 기능한다. 용매 흡인구(55A)는, 회전하는 기판(W) 상으로부터 비산한 휘발성 용매를 흡인하여 수취한다. 이 흡인 건조 수단(77)은 제어부(80)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(80)에 의해 제어된다. 또한, 용매 흡인구(77A)에는, 휘발성 용매의 액적을 흡인하기 위한 진공 펌프(도시 생략)와, 흡인하여 수취한 휘발성 용매의 액적을 배출하기 위한 배출관(도시 생략)이 접속되어 있다.
제어부(80)는, 각 부를 집중적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부를 구비한다. 이 제어부(80)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 회전 기구(74)나 가스 공급부(75), 가열 수단(76), 흡인 건조 수단(77) 등을 제어하고, 회전 중의 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 대하여, 가스 공급부(75)에 의한 가스의 공급, 가열 수단(76)에 의한 가열, 흡인 건조 수단(77)에 의한 흡인 등의 제어를 행한다.
이하, 기판 처리 장치(10)에 의한 기판(W)의 세정 및 건조 처리 순서에 대해서 설명한다.
(1) 반송 로봇(11)이 기판 급배부(20)의 기판 수납 카세트(21)로부터 기판 보관용 버퍼부(30)의 인 전용 버퍼(31)에 공급한 기판(W)을 반송 로봇(12)에 의해 취출하고, 이 기판(W)을 기판 처리실(40)에 있어서의 기판 세정실(50)의 테이블(53) 상에 세팅한 상태로, 기판 세정실(50)의 제어부(60)는 회전 기구(54)를 제어하여, 테이블(53)을 소정 회전수로 회전시키며, 계속해서 용매 흡인 배출부(55)를 대기 위치에 위치 부여한 상태로, 약액 공급부(56)를 제어하여, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(56A)로부터 약액, 즉 APM을 소정 시간 공급한다. 약액으로서의 APM은, 노즐(56A)로부터, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 중앙을 향하여 토출되고, 기판(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 기판(W)의 표면 전체로 퍼뜨러져 간다. 이에 의해, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면은 APM에 의해 덮어져 처리되게 된다.
또한, 제어부(60)는 테이블(53)을 전술한 (1)에서부터 후술하는 (3)까지 계속해서 회전시킨다. 이때, 테이블(53)의 회전수나 소정 시간 등의 처리 조건은 미리 설정되어 있지만, 조작자에 의해 임의로 변경 가능하다.
(2) 다음에, 제어부(60)는, 약액의 공급이 정지되고 나서, 세정액 공급부(57)를 제어하여, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(57A)로부터 세정액, 즉 초순수를 소정 시간 공급한다. 세정액으로서의 초순수는, 노즐(57A)로부터, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 중앙을 향하여 토출되고, 기판(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 기판(W)의 표면 전체로 확장되어 간다. 이에 의해, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면은 초순수에 의해 덮어져 세정되게 된다.
(3) 다음에, 제어부(60)는, 세정액 공급부(57)에 의한 기판(W)의 세정이 종료되면, 용매 흡인 배출부(55)를 작업 위치에 위치 부여하고, 용매 공급부(58)를 제어하여, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(58A)로부터 휘발성 용매, 즉 IPA를 소정 시간 공급한다. 또한, IPA의 공급은, 초순수가 건조하기 전에 행하는 것이 바람직하다. 휘발성 용매로서의 IPA는, 노즐(58A)로부터, 회전하는 테이블(53) 상의 기판(W)의 중앙을 향하여 토출되고, 기판(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 기판(W)의 표면 전체로 퍼뜨러져 간다. 이때, 회전하는 기판(W) 상으로부터 비산하는 IPA는 용매 흡인 배출부(55)에 흡인된다. 이에 의해, 테이블(53) 상의 기판(W)의 표면은 초순수로부터 IPA로 치환되게 된다. 또한, 이때의 테이블(53), 즉 기판(W)의 회전수는, 기판(W)의 표면이 노출되지 않을 정도로, 휘발성 용매의 막이 기판(W)의 표면 상에서 박막이 되도록 설정되어 있다.
또한, 용매 공급부(58)의 노즐(58A)로부터 토출되는 IPA의 온도는 그 비점(沸點) 미만으로 되고, IPA를 확실하게 액체의 상태로서 기판(W)의 표면에 공급하는 것으로 함으로써, 기판(W)의 표면의 전체 영역에 있어서 초순수가 확실하게 IPA로 균등하게 치환되도록 한다. 본 예에 있어서, 기판(W)에 대해서 IPA는, 액체의 상태로 연속적으로 공급된다.
(4) 다음에, 제어부(60)는, 기판 세정실(50)의 테이블(53)의 회전을 정지시키고, 회전 정지된 테이블(53) 상의 기판(W)을 반송 로봇(12)이 기판 세정실(50)로부터 취출하며, 이 기판(W)을 기판 처리실(40)에 있어서의 기판 건조실(70)의 테이블(73) 상에 세팅한 상태로, 기판 건조실(70)의 제어부(80)는, 가스 공급부(75)를 제어하여, 회전하는 테이블(73) 상의 기판(W)의 표면에 노즐(75A)로부터 가스, 즉 질소 가스를 소정 시간 공급한다. 질소 가스는, 노즐(75A)로부터, 테이블(73) 상의 기판(W)의 전체 영역을 향하여 토출된다. 이에 의해, 테이블(73) 상의 기판(W)을 둘러싸는 공간은 질소 분위기가 된다. 이 공간을 질소 분위기로 함으로써 산소 농도를 감소시켜, 기판(W)의 표면에 있어서의 워터 마크의 발생을 억지할 수 있다.
또한, 제어부(80)는, 테이블(73)을 전술한 (4)에서부터 후술한 (6)까지 계속해서 회전시킨다. 이때, 테이블(73)의 회전수나 소정 시간 등의 처리 조건을 미리 설정되어 있지만, 조작자에 의해 임의로 변경 가능하다.
(5) 다음에, 제어부(80)는, 전술한 (3)에 따른 IPA의 치환이 종료되면, 가열 수단(76)을 제어하고, 지금까지 대기 위치에 있던 가열 수단(76)을 조사 위치에 위치 부여하며, 가열 수단(76)의 각 램프(76A)를 점등하여, 회전하는 테이블(73) 상의 기판(W)을 소정 시간 가열한다. 이때, 가열 수단(76)은, 기판(W)의 온도가 10초에 100도 이상이 되는 것을 가능하게 하는 가열을 행할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매의 액체(A1)를 순식간에 기화시켜, 기판(W)의 표면 상에 있어서의 다른 부분의 휘발성 용매의 액체(A1)를 즉시 액적화시키는 것이 가능해진다.
여기서, 가열 수단(76)에 의한 가열 건조에서는, 기판(W)의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매인 IPA를 순식간에 기화시키기 위해, 수초에 수백도의 고온까지 기판(W)을 가열하는 것이 중요하다. 또한 IPA는 가열하지 않고, 기판(W)만을 가열하는 것도 필요하다. 이를 위해서는, 파장 500 ㎚~3000 ㎚에 피크 강도를 갖는 램프(76A)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 확실한 건조를 위해서는, 기판(W)의 최종 온도(가열에 따른 도달하는 최종 온도)는, 처리액이나 용매의 대기압에 있어서의 비점보다 20℃ 이상 높은 가열 온도인 것이 바람직하고, 이와 더불어 최종 온도에 달하는 시간이 10초 이내, 예컨대 수 10 msec~수초의 범위 내인 것이 바람직하다.
(6) 가열 수단(76)에 의한 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적은, 기판(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 외주로 비산되고, 흡인 건조 수단(77)에 도달한다. 이때 용매 흡인구(77A)에는 흡인력이 부여되어 있기 때문에, 흡인 건조 수단(77)에 도달한 IPA의 액적은, 용매 흡인구(77A)를 경유하여 흡인되어 제거된다. 이에 의해 건조가 종료된다. 따라서, 본 실시예에서는, 회전 테이블(73), 회전 기구(74), 흡인 건조 수단(77) 등은, 가열 수단(76)에 의한 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판의 표면을 건조하는, 건조 수단을 구성한다.
(7) 다음에, 제어부(80)는, 테이블(73)의 회전을 정지시켜, 회전 정지된 테이블(73) 상에서 건조를 마친 기판(W)을 반송 로봇(12)이 기판 건조실(70)로부터 취출하고, 이 기판(W)을 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32)에 투입한다.
또한, 전술한 (7)의 기판(W)의 취출 전에, 제어부(80)는, 가열 수단(76)의 램프(76A)를 소등시키며, 또한 대기 위치에 위치 부여한다. 이에 의해, 기판(W)의 추출 시에 가열 수단(76)이 방해가 되지 않는다.
(8) 반송 로봇(11)은, 기판(W)을 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32)로부터 취출하여, 기판 급배부(20)의 기판 수납 카세트(21)에 배출한다.
따라서, 기판 처리 장치(10)에 있어서는, 기판 처리실(40)이 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 갖고, 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70) 사이에 기판 반송 수단으로서의 반송 로봇(12)을 마련하였다. 이에 의해, 기판 세정실(50)에서는, 기판(W)의 표면에 세정액을 공급하는 공정과, 세정액이 공급된 기판(W)의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판(W)의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 공정이 행해지고, 기판 세정실(50)에서 휘발성 용매가 공급된 기판(W)은 반송 로봇(12)에 의해 기판 건조실(70)에 반송된다. 그리고, 기판 건조실(70)에서는, 기판 세정실(50)에서 휘발성 용매가 공급된 기판(W)을 가열하는 공정과, 기판(W)의 가열에 의해 기판(W)의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판(W)의 표면을 건조하는 공정이 행해진다.
본 실시예에 따르면 이하의 작용 효과가 발휘된다.
(a) 가열 수단(76)에 의한 기판(W)의 가열 작용에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)의 주위에서 치환을 마친 휘발성 용매인 IPA의 액체가 기화하고, 이에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)의 주위에는 IPA가 기화한 기층이 박막과 같이 형성된다. 이 때문에, 기판(W)의 인접하는 패턴(P) 사이의 IPA의 액체는 기층에 의해 압출되면서, 자기의 표면 장력으로 다수의 액적이 된다. 이와 같이 하여 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적은, 기판(W)의 회전에 따른 원심력으로 외주로 비산되고, 흡인 건조 수단(77)에 의해 즉시 흡인되어 제거된다. 따라서, 기판(W)의 전체 표면에서 IPA의 액체를 순식간에 건조시킬 수 있어, 기판(W)의 표면의 각 부의 건조 속도를 균일하게 하는 결과, 일부의 패턴(P) 사이에 IPA의 잔류를 발생시키는 일이 없어, 이와 같은 잔류 IPA의 액체의 표면 장력에 의한 패턴(P)의 도괴를 억지할 수 있다.
(b) 기판 세정실(50)과 기판 건조실(70)을 서로 별개로 마련하여, 세정액 공급 공정 및 휘발성 용매에 의한 치환 공정과, 가열 공정 및 건조 공정을 병렬 처리하는 것으로 하였다.
기판 세정실(50)은 램프 등의 가열 수단이 불필요해지고, 기판 건조실(70)은 세정액 공급부나 용매 공급부가 불필요해진다. 따라서, 예컨대 기판 처리 장치(10)가 복수의 기판 세정실(50)을 구비하는 것으로 할 때, 상기 기판 세정실(50)이 기판 건조실(70)과 합체하여 이루어지는 것에 비해서, 설비의 컴팩트화를 도모할 수 있다.
기판 세정실(50)에 있어서의 세정액 공급 공정 및 휘발성 용매에 의한 치환 공정과, 기판 건조실(70)에 있어서의 가열 공정 및 건조 공정을 병렬 처리할 수 있고, 기판(W)의 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판(W)이 대형화되는 경우에도, 그 양산성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 상기 기판 처리 장치(10)에 있어서의 기판 건조실(70)을 기판 건조실(100)로 바꾼 본 발명예이다. 기판 건조실(100)이 기판 건조실(70)과 상이한 점은, 기판(W)의 연직 하향으로 배치된 표면을 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시켜, 기판(W)의 표면을 건조하도록 한 것에 있다. 또한, 기판 세정실(50)에 대해서는, 먼저 참고예로서 기술한 기판 세정실(50)과 동일한 것을 사용하는 예로서 설명한다.
기판 건조실(100)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 처리실이 되는 처리 박스(101)와, 이 처리 박스(101) 내의 천장면에 고정된 테이블(102)과, 처리 박스(101) 내의 바닥면에 지지된 가열 건조 수단(103)과, 처리 박스(101) 내에 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부(104)와, 가열 건조 수단(103)에 가스를 공급하는 블로우 오프 가스 공급부(105)와, 각 부를 제어하는 제어부(110)를 구비한다. 가열 건조 수단(103)은, 휘발성 용매가 공급된 기판(W)의 표면을 가열하며, 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판(W)의 표면을 건조한다.
처리 박스(101)는, 기판 출납구(101A)와, 셔터(101B)를 구비한다.
테이블(102)은, 기판(W)을 유지하는 척(102A)을 구비하고, 기판(W)의 표면을 연직 하향으로 배치한다.
가열 건조 수단(103)은, 복수의 램프(103A)를 갖고, 테이블(102)의 하방에 마련되며, 각 램프(103A)의 점등에 의해 테이블(102)에 유지되어 있는 기판(W)의 하향 표면에 광을 조사한다. 이 가열 건조 수단(103)은, 이동 기구(103B)에 의해 상하 방향(승강 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 조사 위치[도 6 중의 실선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면에 근접한 위치]와 대기 위치[도 6 중의 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 표면으로부터 이격된 위치]로 이동한다. 기판 건조실(100)의 테이블(102)에 기판(W)이 세팅될 때, 가열 수단(103)을 대기 위치에 위치 부여해 둠으로써, 가열 수단(103)이 기판(W)의 반입에 방해가 되는 것이 회피된다. 가열 수단(103)은, 램프 점등 후 상승, 상승 후 램프 점등 중 어느 쪽이어도 좋다. 이 가열 건조 수단(103)은 제어부(110)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(110)에 의해 제어된다.
여기서, 가열 건조 수단(103)으로서는, 예컨대 직관 타입의 램프(103A)를 복수개 병렬로 마련한 것이나 전구 타입의 램프(103A)를 복수개 어레이형으로 마련한 것을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 램프(103A)로서는, 예컨대 할로겐 램프나 크세논 플래시 램프 등을 이용하는 것이 가능하다.
가열 건조 수단(103)을 이용한 기판(W)의 가열 공정에서는, 그 가열 건조 수단(103)에 의한 가열에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매의 액체가 다른 부분의 휘발성 용매의 액체보다 빠르게 기화를 시작한다. 즉, 기판(W)의 표면에 공급된 휘발성 용매의 액체 중, 기판(W)의 표면에 접촉하고 있는 부분만이 기상이 되도록 급속 가열된다. 이에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)의 주위에는, 휘발성 용매의 액체의 기화(비등)에 의해 가스의 층(기포의 집합), 즉 휘발성 용매의 기층이 박막과 같이 형성된다. 이 때문에, 인접하는 패턴(P) 사이의 휘발성 용매의 액체는 그 기층에 의해 기판(W)의 표면으로 압출되면서 자기의 표면 장력으로 다수의 액적이 된다. 그리고, 이 가열 건조 수단(103)의 가열 작용으로 기판(W)의 하향 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적은, 중력에 의해 낙하 제거되어, 기판(W)의 표면이 건조되는 것이 된다.
또한, 가열 건조 수단(103)은, 램프(103A)의 배후가 되는 상향면과, 테이블(102)에 유지된 기판(W)의 배후가 되는 상기 테이블(102)의 하향면의 각각에, 램프(103A)의 조사 효율을 향상시키기 위한 리플렉터(103C, 103D)를 구비한다. 또한, 가열 건조 수단(103)은, 램프(103A)의 상부에, 램프(103A)를 피복하여 보호하기 위한 유리 커버(103E)를 구비한다. 이 보호 커버로서는, 적외선을 투과시키는 석영판 등이어도 좋다.
분위기 가스 공급부(104)는, 처리 박스(101) 내에 불활성 사스, 예컨대 질소 가스를 공급하는 노즐(104A)을 구비하고, 처리 박스(101) 내에서 기판(W)의 표면 상의 공간을 질소 가스 분위기로 한다. 이에 의해, 기판(W)의 표면 상의 산소를 제거하고, 워터 마크(물 얼룩)의 생성을 막아, 휘발성 용매에 대한 방폭(防爆)을 도모한다. 또한, 공급하는 가스는, 가열된 가스로 하면 바람직하다.
블로우 오프 가스 공급부(105)는, 대기 위치로 하강한 가열 건조 수단(103)의 유리 커버(103E)에 대하여 불활성 가스, 예컨대 질소 가스를 내뿜는 노즐(105A)을 구비하고, 기판(W)의 표면으로부터 전술한 바와 같이 낙하하여 그 유리 커버(103E)에 도달한 휘발성 용매의 액적을 처리 박스(101)의 바닥면의 측으로 블로우 오프 제거한다. 처리 박스(101)의 바닥면에는, 블로우 오프 제거된 휘발성 용매의 액적을 흡인하여 배출하기 위한 배출관(106)이 설치되어 있다. 배출관(106)에는, 배출 밸브로서 밸브(106A)가 마련되어 있다. 또한, 배출관(106)은, 배기 팬 또는 진공 펌프(도시 생략)가 접속되어 있다.
또한, 기판 건조실(100)은, 기판(W)에 생성된 액적을 기판 표면으로부터 불어날리는 블로우 오프 가스 공급부(107)를 구비할 수도 있다. 블로우 오프 가스 공급부(107)는, 테이블(102)에 세트된 기판(W)의 하향 표면에 대하여 불활성 가스, 예컨대 질소 가스를 내뿜는 노즐(107A)을 구비하고, 가열 건조 수단(103)의 가열 작용으로 기판(W)의 하향 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 불어날려 제거 가능하게 한다. 블로우 오프 가스 공급부(107)는, 가열 건조 수단(103)의 램프(103A)의 점등 전 또는 점등 중에서부터 가스를 공급 개시하여, 예컨대 램프(103A)의 소등 후에 가스의 공급을 정지한다.
또한, 노즐(105A, 107A)로부터 공급하는 가스는, 가열된 가스로 하면 바람직하다.
제어부(110)는, 각 부를 집중적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부를 구비한다. 이 제어부(110)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 가열 건조 수단(103), 분위기 가스 공급부(104), 블로우 오프 가스 공급부(105, 107), 밸브(106A) 등을 제어한다.
이하, 기판 처리 장치(10)에 있어서, 기판 건조실(100)에 의한 기판(W)의 가열 건조 처리 순서에 대해서 설명한다.
(1) 전(前)공정의 기판 세정실(50)에서 세정이 끝난 기판(W)을 반송 로봇(12)에 의해 취출한다. 반송 로봇(12)은, 이 기판(W)을 반전시키고, 이 기판(W)을 연직 하향 자세로 처리 박스(101)에 삽입하여, 테이블(102)에 세팅한다. 제어부(110)는 분위기 가스 공급부(104)를 제어하여, 처리 박스(101) 내를 질소 가스 분위기로 한다.
(2) 제어부(110)는, 가열 건조 수단(103)을 제어하여 조사 위치에 위치 부여하고, 가열 건조 수단(103)의 각 램프(103A)를 점등하여, 기판(W)의 하향 표면을 소정 시간 가열한다. 이때, 가열 건조 수단(103)은, 기판(W)의 온도가 10초에 100도 이상으로 되는 것을 가능하게 하는 가열을 행할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 표면 상의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매의 액체를 순식간에 기화시켜, 기판(W)의 표면 상에 있어서의 다른 부분의 휘발성 용매의 액체를 즉시 액적화시키는 것이 가능해진다.
여기서, 가열 건조 수단(103)에 의한 가열 건조에서는, 기판(W)의 패턴(P)에 접촉하고 있는 휘발성 용매인 IPA를 순식간에 기화시키기 위해, 수초에 수백도의 고온까지 기판(W)을 가열하는 것이 중요하다. 또한, IPA는 가열하지 않고, 기판(W)만을 가열하는 것도 필요하다. 이를 위해서는, 파장 500 ㎚~3000 ㎚에 피크 강도를 갖는 램프(103A)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 확실한 건조를 위해서는, 기판(W)의 최종 온도(가열에 따른 도달하는 최종 온도)는, 처리액이나 용매의 대기압에 있어서의 비점보다 20℃ 이상 높은 가열 온도인 것이 바람직하고, 이와 더불어 최종 온도에 달하는 시간이 10초 이내, 예컨대 수 10 msec~수초의 범위 내인 것이 바람직하다.
(3) 가열 건조 수단(103)에 의한 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적은, 중력에 의해 낙하 제거되고, 이에 의해 기판(W)의 표면이 건조된다. 또한, 기판(W)의 표면으로부터 낙하 제거된 IPA의 액적은, 가열 건조 수단(103)의 유리 커버(103E)에 도달한 후, 대기 위치로 하강한 가열 건조 수단(103)의 유리 커버(103E)에 대하여 블로우 오프 가스 공급부(105)가 공급하는 가스에 의해 블로우 오프 제거되고, 처리 박스(101)의 바닥면의 배출관(106)에 흡인되어 외부로 배출된다.
또한, 가열 건조 수단(103)에 의한 가열 작용으로, 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적은, 블로우 오프 가스 공급부(107)가 공급하는 가스에 의해 블로우 오프 제거할 수도 있다. 가스에 의해 불어날려진 처리 박스(101)의 바닥면에 낙하한 IPA의 액적은, 바닥 면의 배출관(106)에 흡인되어 외부로 배출된다.
(4) 반송 로봇(12)이 테이블(102) 상에서 건조가 끝난 기판(W)을 처리 박스(101)로부터 취출한다. 반송 로봇(12)은, 이 기판(W)을 재차 반전시켜, 이 기판(W)을 수직 상향 자세로 기판 보관용 버퍼부(30)의 아웃 전용 버퍼(32)에 투입한다. 여기서, 전술한 바와 같이, 아웃 전용 버퍼의 내부에 냉각 수단이 마련되어 있는 경우는, 이 냉각 수단에 의해 기판(W)은 강제적으로 냉각된다.
또한, 전술한 (4)의 기판(W)의 취출 전에, 제어부(110)는 가열 수단(103)의 램프(103A)를 소등시키고, 또한 대기 위치에 위치 부여한다. 이에 의해, 기판(W)의 취출 시에 가열 수단(103)이 방해가 되지 않는다.
본 실시예에 따르면, 기판(W)의 연직 하향으로 배치된 표면을 가열 건조 수단(103)에 의해 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시킨다. 따라서, IPA의 액적의 제거를 위해 기판(W)을 회전시킬 필요가 없어, 기판(W)의 전체 표면에서 액체를 간이하게 건조시킬 수 있고, 이러한 잔류 IPA의 액체의 표면 장력에 의한 패턴(P)의 도괴를 간이하게 억지할 수 있다. 단, 기판(W)을 회전시켜, 기판(W)의 표면에 생성된 IPA의 액적을 그 중력의 작용에 더하여, 기판의 회전에 따른 원심력에 의해 제거하는 수단을 더불어 채용할 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 구체적인 구성은 이 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.
예컨대, 실시예에서는, 기판 세정실에서 기판에 IPA 등의 휘발성 용매까지 공급하고, 휘발성 용매가 공급된 기판을 기판 건조실에 반송하며, 이 기판 건조실에서 기판의 건조를 행하는 예를 설명하였다. 그러나, 기판 세정실에서는 세정액에 의한 세정까지를 행하고, 그 후에 세정액에 의해 세정된 기판을 기판 건조실까지 반송하며, 이 기판 건조실에서, 예컨대 기판을 회전시키면서 IPA 등의 휘발성 용매를 공급하여 세정액을 IPA에 치환하는 것과, 전술한 바와 마찬가지로, 가열 수단에 의한 기판의 순간적인 가열, 그리고 가열에 의해 생긴 IPA 등의 휘발성 용매의 액적의 제거에 의한 건조를 행하도록 하여도 좋다. 이 경우, 휘발성이 높은 IPA 등의 기판에의 공급으로부터 건조까지를 동일한 실(室)에서 실시할 수 있는 점이나, IPA 등의 기판에의 공급으로부터 건조까지의 시간을 짧게 할 수 있는 점 등에서, 안전상 유리하다. 또한, 휘발성 용매의 공급은, 도 2의 노즐(58A)과 동일한 구성을 채용할 수 있다.
가스 공급부(75), 분위기 가스 공급부(104)에 의한 질소 가스 등의 불활성 가스의 공급 동작은, 기판(W)이 각각의 공급 위치에 위치 부여된 후에 시작되도록 하였지만, 위치 부여되기 전부터 공급이 시작되도록 하여도 좋다.
각 실시예에 있어서, 가열 수단(76), 가열 건조 수단(103)에 의한 기판(W)의 가열은, 처리 박스(71, 101) 내를 감압한 상태에서 행하도록 하여도 좋다. 처리 박스(71, 101) 내에 있어서 IPA 등 휘발성 용매의 비점이 내려가, 대기압 하에 비해 낮은 온도에서 비등하기 때문에, 기판에 부여하는 열 손상을 경감시킬 수 있다.
각 실시예에 있어서, 기판(W)에 대한 세정액의 공급이 정지하고 나서 IPA 등의 휘발성 용매의 공급을 개시하였지만, 세정액에 의한 세정의 종기(終期)에, 아직 세정수가 기판(W)에 대하여 공급되고 있을 때부터 휘발성 용매의 공급을 시작시키도록 하여도 좋다.
또한, 기판(W)에 IPA 등의 휘발성 용매를 공급하기에 앞서, 처리 박스(51) 내를 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 하도록 하여도 좋다.
산업상 이용가능성
본 발명에 따르면, 기판의 건조 시에 표면 상의 액체를 순식간에 건조시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
10 : 기판 처리 장치 12 : 반송 로봇(기판 반송 수단)
50 : 기판 세정실 57 : 세정액 공급부
58 : 용매 공급부 100 : 기판 건조실
101 : 처리 박스 102 : 테이블
103 : 가열 건조 수단 103A : 램프
103C, 103D : 리플렉터 103E : 유리 커버
105 블로우 오프 가스 공급부 105A : 노즐
W : 기판

Claims (7)

  1. 기판 세정실과 기판 건조실을 포함하는 기판 처리 장치로서,
    기판 세정실은, 기판의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부와, 세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 용매 공급부를 구비하고,
    기판 건조실은, 기판 세정실에서 휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하며, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판의 표면을 건조하는 가열 건조 수단을 구비하며,
    상기 가열 건조 수단은 기판의 연직 하향으로 배치된 표면을 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시켜, 기판의 표면을 건조하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 건조실은, 기판을 유지하며, 기판의 표면을 연직 하향으로 배치하는 테이블과, 테이블에 유지된 기판의 연직 하향으로 배치된 표면을 하측으로부터 가열하는 가열 건조 수단을 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가열 건조 수단은, 램프를 구비하고, 램프의 배후가 되는 상향면과, 테이블에 유지된 기판의 배후가 되는 상기 테이블의 하향면의 각각에, 램프의 조사 효율을 향상시키기 위한 리플렉터를 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가열 건조 수단은, 램프를 구비하고, 이 램프의 상부에, 램프를 피복하여 보호하는 보호 커버를 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가열 건조 수단은, 블로우 오프 가스 공급부를 부수적으로 구비하고,
    블로우 오프 가스 공급부는, 가열 건조 수단의 보호 커버에 대하여 불활성 가스를 분무하는 노즐을 구비하며, 기판의 표면으로부터 낙하하여 상기 보호 커버에 도달한 휘발성 용매의 액적을 블로우 오프 제거하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 기판 세정실과 기판 건조실을 이용하여 이루어지는 기판 처리 방법으로서,
    기판 세정실에서는, 기판의 표면에 세정액을 공급하는 공정과, 세정액이 공급된 기판의 표면에 휘발성 용매를 공급하여, 기판의 표면의 세정액을 휘발성 용매로 치환하는 공정이 행해지고,
    기판 건조실에서는, 기판 세정실에서 휘발성 용매가 공급된 기판의 표면을 가열하며, 가열에 의해 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 제거하여, 기판의 표면을 건조하는 공정이 행해지고,
    상기 기판의 표면을 가열하여, 건조하는 공정이, 기판의 연직 하향으로 배치된 표면을 가열 건조 수단에 의해 하측으로부터 가열하며, 가열 작용으로 기판의 표면에 생성된 휘발성 용매의 액적을 중력에 의해 낙하 제거시켜, 기판의 표면을 건조하는 것인 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판의 표면으로부터 낙하하여 가열 건조 수단의 보호 커버에 도달한 휘발성 용매의 액적을, 블로우 오프 가스 공급부가 분무하는 불활성 가스에 의해 블로우 오프 제거하는 것인 기판 처리 방법.
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