KR20150127059A - 소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 소수화 처리용 기록 매체 - Google Patents

소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 소수화 처리용 기록 매체 Download PDF

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Abstract

소수화 처리 장치(U5)는, 냉각부(40)와, 광조사부(50)와, 급기부(60)와, 승강부(80)와, 제어부(90)를 구비한다. 냉각부(40)의 냉각판(41)은 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 대향한다. 광조사부(50)의 광원(51a)은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 간극을 가지고 대향하며, 복사 가열용의 광을 출사한다. 급기부(60)의 가스 수용체(61)는, 광원(51a)의 하측을 덮으며 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 간극을 가지고 대향한다. 가스 수용체(61)의 하측에는 복수의 가스 토출구(63)가 형성되어 있다. 제어부(90)는, 승강부(80)를 제어하여 웨이퍼(W)를 냉각판(41)에 접근시킨 상태에서, 급기부(60)를 제어하여 소수화 처리 가스를 송출한다. 그 후, 광조사부(50)를 제어하여 광원(51a)을 발광시키고, 또한 승강부(80)를 제어하여 웨이퍼(W)를 광원에 접근시킨 상태에서, 급기부(60)를 제어하여 소수화 처리 가스를 송출한다.

Description

소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 소수화 처리용 기록 매체{HYDROPHOBIZATION TREATMENT DEVICE, HYDROPHOBIZATION TREATMENT METHOD, AND HYDROPHOBIZATION-TREATMENT RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판의 표면을 소수화하는 장치, 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는, 웨이퍼(기판)의 표면에 에칭용의 레지스트 패턴이 형성된다. 레지스트 패턴은 기판의 표면에 형성된 감광성의 레지스트막을 노광 및 현상함으로써 형성된다. 레지스트 패턴의 박리 또는 붕괴를 방지하기 위해서, 레지스트막은 기판의 표면에 확실히 접합될 필요가 있다. 그 접합 강도를 확보하기 위해서, 레지스트막을 형성하기 전에 기판의 표면에 소수화 처리를 실시하는 것이 행해지고 있다.
레지스트 패턴의 박리 또는 붕괴의 방지에 소수화 처리를 필요로 하는 경우, 기판을 충분히 소수화하는 것이 요구된다. 특허문헌 1에는, 배치대와, 급기부와, 배기부와, 이들을 제어하는 제어부를 구비하는 소수화 처리 장치가 개시되어 있다. 배치대에는, 표면이 위로 향하도록 기판이 배치된다. 배치대는 히터 등의 온도 조정 수단을 내장하고 있다. 급기부는 기판측으로 개구되는 가스 토출구를 갖는다. 배기부는 기판의 주위에 형성된 가스 배출구를 갖는다.
제어부는, 온도 조절 수단에 의해 기판의 온도를 제1 온도(약 23℃)로 온도 조절한 상태에서, 급기부를 제어하여 기판측에 소수화 처리 가스를 송출하고, 배기부를 제어하여 소수화 처리 가스를 배출하는 제1 가스 공급 제어를 행한다. 그 후, 제어부는, 온도 조절 수단에 의해 기판의 온도를 제1 온도보다 높은 제2 온도(약 90℃)로 상승시킨 상태에서, 급기부를 제어하여 기판측에 소수화 처리 가스를 송출하고, 배기부를 제어하여 소수화 처리 가스를 배출하는 제2 가스 공급 제어를 행한다.
제1 가스 공급 제어에서는, 웨이퍼의 온도가 제2 온도보다 낮은 제1 온도로 되기 때문에, 소수화 처리 가스는, 상승 기류 등에 방해받는 일 없이 기판의 표면에 넓게 퍼진다. 제2 가스 공급 제어에서는, 웨이퍼의 온도가 제1 온도보다 높은 제2 온도로 되기 때문에, 기판의 소수화가 촉진된다. 제1 가스 공급 제어에 있어서, 소수화 처리 가스가 기판의 표면에 넓게 퍼져 있기 때문에, 기판의 표면은 충분히 소수화된다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 소수화 처리 장치에서는, 제1 가스 공급 제어로부터 제2 가스 공급 제어로 이행할 때에, 제1 온도로부터 제2 온도로 배치대를 승온시키는 데 시간이 필요하다. 또한, 배치대로부터 기판에 열이 전해지는 데에도 시간이 필요하다. 이 때문에, 소수화 처리의 시간이 길어져, 반도체 제조의 스루풋을 저하시킬 우려가 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-194239호 공보
본 발명은 단시간에 충분히 기판의 표면을 소수화할 수 있는 장치, 방법 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판의 표면의 소수화 처리를 행하는 소수화 처리 장치로서, 표면이 위를 향하도록 배치된 기판의 이면에 대향하는 냉각판을 갖는 냉각부와, 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하도록 배치된 복수의 광원을 가지며, 복수의 광원을 발광시켜 복사 가열용의 광을 기판의 표면에 출사하는 광조사부와, 광원으로부터 출사되는 광을 투과시키는 재료로 이루어지고, 광원의 하측을 덮으며 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하는 가스 수용체와, 가스 수용체의 하측에 형성되며 기판측으로 개구되는 복수의 가스 토출구를 갖는 급기부와, 기판의 주위에 형성된 가스 배출구를 갖는 배기부와, 냉각판과 광원 사이에서 기판을 승강시키는 승강부와, 광조사부, 급기부, 배기부 및 승강부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 승강부를 제어하여 기판을 냉각판에 접근시킨 상태에서, 급기부를 제어하여 가스 수용체와 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 배기부를 제어하여 가스 수용체와 기판 사이로부터 소수화 처리 가스를 배출하는 제1 가스 공급 제어를 행한 후에, 광조사부를 제어하여 광원을 발광시키고, 또한 승강부를 제어하여 기판을 광원에 접근시킨 상태에서, 급기부를 제어하여 가스 수용체와 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 배기부를 제어하여 가스 수용체와 기판 사이로부터 소수화 처리 가스를 배출하는 제2 가스 공급 제어를 행하는 소수화 처리 장치를 제공한다.
이 소수화 처리 장치에 의하면, 제1 가스 공급 제어에 있어서는, 기판이 냉각판에 접근시켜지기 때문에, 기판이 충분히 냉각된다. 이 상태에서, 급기부의 가스 토출구를 통해 송출된 소수화 처리 가스는 배기부의 가스 배출구를 향해 흐르고, 가스 수용체와 기판 사이로 확산된다. 기판이 충분히 냉각되어 있기 때문에, 소수화 처리 가스는 상승 기류 등에 방해받는 일 없이 기판의 표면에 충분히 넓게 퍼진다.
제2 가스 공급 제어에 있어서는, 광원이 발광시켜지고, 또한 기판이 광원에 접근시켜지기 때문에, 복사 가열용의 광에 의해 기판이 충분히 가열된다. 이 상태에서도, 가스 토출구를 통해 토출된 소수화 처리 가스는 가스 배출구를 향해 흐르고, 가스 수용체와 기판 사이로 확산된다. 기판이 충분히 가열되어 있기 때문에, 기판의 표면과 소수화 처리 가스의 반응이 촉진되어, 기판의 표면이 소수화된다. 가열에 의해 기판으로부터 상승 기류가 발생하여, 소수화 처리 가스가 기판의 표면에 도달하기 어려워지지만, 제1 가스 공급 제어에 있어서 소수화 처리 가스가 기판의 표면에 충분히 넓게 퍼져있기 때문에, 기판의 표면이 충분히 소수화된다.
여기서, 냉각판과 광원은 기판의 양면에 각각 대향하고 있기 때문에, 승강부에 의해 기판을 상승시키는 것만으로, 냉각판측으로부터 광원측으로 기판을 신속히 이송할 수 있다. 또한, 광원으로부터 출사된 복사 가열용의 광은 가스 수용체를 투과하여 기판의 표면에 즉시 도달하기 때문에, 기판을 신속하게 또한 충분히 가열할 수 있다. 이 때문에, 제1 가스 공급 제어에서는 기판을 충분히 냉각하고, 제2 가스 공급 제어에서는 기판을 충분히 가열하면서, 제1 가스 공급 제어로부터 제2 가스 공급 제어로의 이행을 신속히 행할 수 있다. 따라서, 단시간에 충분히 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
제어부는, 제2 가스 공급 제어를 행할 때에, 제1 가스 공급 제어를 행할 때에 비해, 소수화 처리 가스의 배출 속도가 작아지도록 배기부를 제어해도 좋다. 제1 가스 공급 제어로부터 제2 가스 공급 제어로 이행할 때에, 기판은 광원에 접근하고 가스 수용체에도 접근하기 때문에, 기판과 가스 수용체와의 간격이 작아진다. 이에 따라, 가스 토출구로부터 토출되어 가스 배출구로 향하는 소수화 처리 가스의 유속이 커진다. 이때에, 소수화 처리 가스의 배출 속도를 작게 함으로써, 소수화 처리 가스의 유속의 상승을 억제하여, 소수화 처리 가스가 기판의 표면을 지나치게 빠르게 통과하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 기판을 보다 충분히 소수화할 수 있다.
제어부는, 제2 가스 공급 제어를 행할 때에, 기판의 외주측에 위치하는 광원에 비해 기판의 중심측에 위치하는 광원으로부터의 조사광량이 커지도록 광조사부를 제어해도 좋다. 가스 토출구는 기판을 향해 개구되며, 가스 배출구는 기판의 주위에 형성되어 있기 때문에, 소수화 처리 가스는 기판의 외주를 향해 흐른다. 이러한 흐름이 발생하는 경우, 기판의 중심부에서는 소수화 처리 가스의 농도가 저하되는 경향이 있다. 기판의 중심측에 위치하는 광원으로부터의 조사광량을 크게 함으로써, 소수화 처리 가스의 농도의 저하에 따르는 소수화의 지연을 억제할 수 있다. 따라서, 보다 단시간에 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
제어부는, 제2 가스 공급 제어를 행한 후에, 기판이 광원에 접근한 상태를 유지하면서, 급기부를 제어하여 가스 수용체와 기판 사이에 불활성 가스를 송출하고, 배기부를 제어하여 가스 수용체와 기판 사이로부터 불활성 가스와 함께 소수화 처리 가스를 배출하는 가스 치환 제어를 더 행해도 좋다. 이 경우, 기판이 가스 수용체에 접근한 상태에서 가스 치환 제어가 행해지기 때문에, 가스 수용체와 기판 사이의 소수화 처리 가스가 신속히 불활성 가스로 치환된다. 따라서, 보다 단시간에 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
가스 수용체의 내부에는, 가스를 수용하는 하나의 버퍼 공간이 형성되며, 모든 가스 토출구는 버퍼 공간에 연통(連通)되어 있어도 좋다. 이 경우, 가스 수용체로 유입된 가스는 버퍼 공간을 거쳐 모든 가스 토출구에 분배된다. 이 때문에, 소수화 처리 가스를 기판의 표면에 더욱 충분히 넓게 퍼지게 할 수 있다.
승강부는, 기판의 둘레 가장자리부를 따르도록 설치된 환형의 승강체를 가지며, 승강체에 의해 기판을 지지하여 승강시켜도 좋다. 이 경우, 제1 및 제2 가스 공급 제어에 있어서, 기판의 둘레 가장자리부에 승강체를 접촉시킴으로써, 소수화 처리 가스가 기판의 이면으로 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판의 표면의 소수화 처리를 행하는 소수화 처리 방법으로서, 표면이 위를 향하도록 배치된 기판의 이면에 대향하는 냉각판을 갖는 냉각부와, 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하도록 배치된 복수의 광원을 가지며, 복수의 광원을 발광시켜 복사 가열용의 광을 기판의 표면에 출사하는 광조사부와, 광원으로부터 출사되는 광을 투과시키는 재료로 이루어지고, 광원의 하측을 덮으며 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하는 가스 수용체와, 가스 수용체의 하측에 형성되며 기판측으로 개구되는 복수의 가스 토출구를 갖는 급기부와, 기판의 주위에 형성된 가스 배출구를 갖는 배기부와, 냉각판과 광원 사이에서 기판을 승강시키는 승강부를 이용하고, 승강부에 의해 기판을 냉각판에 접근시킨 상태에서, 급기부에 의해 가스 수용체와 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 배기부에 의해 가스 수용체와 기판 사이로부터 소수화 처리 가스를 배출하는 제1 가스 공급 공정과, 제1 가스 공급 공정 후에, 광조사부의 광원을 발광시키고, 또한 승강부에 의해 기판을 광원에 접근시킨 상태에서, 급기부에 의해 가스 수용체와 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 배기부에 의해 가스 수용체와 기판 사이로부터 소수화 처리 가스를 배출하는 제2 가스 공급 공정을 구비하는 소수화 처리 방법을 제공한다.
이 소수화 처리 방법에 의하면, 제1 가스 공급 공정에 있어서는, 기판이 냉각판에 접근시켜지기 때문에, 기판이 충분히 냉각된다. 이 상태에서, 급기부의 가스 토출구를 통해 송출된 소수화 처리 가스는 배기부의 가스 배출구를 향해 흐르고, 가스 수용체와 기판 사이로 확산된다. 기판이 충분히 냉각되어 있기 때문에, 소수화 처리 가스는 상승 기류 등에 방해받는 일 없이 기판의 표면에 충분히 넓게 퍼진다.
제2 가스 공급 공정에 있어서는, 광원이 발광시켜지고, 또한 기판이 광원에 접근시켜지기 때문에, 복사 가열용의 광에 의해 기판이 충분히 가열된다. 이 상태에서도, 가스 토출구를 통해 토출된 소수화 처리 가스는 가스 배출구를 향해 흐르고, 가스 수용체와 기판 사이로 확산된다. 기판이 충분히 가열되어 있기 때문에, 기판의 표면과 소수화 처리 가스의 반응이 촉진되어, 기판의 표면이 소수화된다. 가열에 의해 기판으로부터 상승 기류가 발생하여, 소수화 처리 가스가 기판의 표면에 도달하기 어려워지지만, 제1 가스 공급 공정에 있어서 소수화 처리 가스가 기판의 표면에 충분히 넓게 퍼져 있기 때문에, 기판의 표면이 충분히 소수화된다.
여기서, 냉각판과 광원은 기판의 양면에 각각 대향하고 있기 때문에, 승강부에 의해 기판을 상승시키는 것만으로, 냉각판측으로부터 광원측으로 기판을 신속히 이송할 수 있다. 또한, 광원으로부터 출사된 복사 가열용의 광은 가스 수용체를 투과하여 기판의 표면에 즉시 도달하기 때문에, 기판을 신속하게 또한 충분히 가열할 수 있다. 이 때문에, 제1 가스 공급 공정에서는 기판을 충분히 냉각하고, 제2 가스 공급 공정에서는 기판을 충분히 가열하면서, 제1 가스 공급 공정으로부터 제2 가스 공급 공정으로의 이행을 신속히 행할 수 있다. 따라서, 단시간에 충분히 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
제2 가스 공급 공정에 있어서, 제1 가스 공급 공정에 비해, 소수화 처리 가스의 배출 속도를 작게 해도 좋다. 제1 가스 공급 공정으로부터 제2 가스 공급 공정으로 이행할 때에, 기판은 광원에 접근하고 가스 수용체에도 접근하기 때문에, 기판과 가스 수용체와의 간격이 작아진다. 이에 따라, 가스 토출구로부터 토출되어 가스 배출구로 향하는 소수화 처리 가스의 유속이 커진다. 이때에, 소수화 처리 가스의 배출 속도를 작게 함으로써, 소수화 처리 가스의 유속의 상승을 억제하여, 소수화 처리 가스가 기판의 표면을 지나치게 빠르게 통과하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 기판을 보다 충분히 소수화할 수 있다.
제2 가스 공급 공정에 있어서, 기판의 외주측에 위치하는 광원에 비해 기판의 중심측에 위치하는 광원으로부터의 조사광량을 크게 해도 좋다. 가스 토출구는 기판을 향해 개구되고, 가스 배출구는 기판의 주위에 형성되어 있기 때문에, 소수화 처리 가스는 기판의 외주를 향해 흐른다. 이러한 흐름이 발생하는 경우, 기판의 중심부에서는 소수화 처리 가스의 농도가 저하되는 경향이 있다. 기판의 중심측에 위치하는 광원으로부터의 조사광량을 크게 함으로써, 소수화 처리 가스의 농도의 저하에 따르는 소수화의 지연을 억제할 수 있다. 따라서, 보다 단시간에 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
제2 가스 공급 공정 후에, 기판이 광원에 접근한 상태를 유지하면서, 급기부에 의해 가스 수용체와 기판 사이에 불활성 가스를 송출하고, 배기부에 의해 가스 수용체와 기판 사이로부터 불활성 가스와 함께 소수화 처리 가스를 배출하는 가스 치환 공정을 더 구비해도 좋다. 이 경우, 기판이 가스 수용체에 접근한 상태에서 가스 치환 공정이 행해지기 때문에, 가스 수용체와 기판 사이의 소수화 처리 가스가 신속히 불활성 가스로 치환된다. 따라서, 보다 단시간에 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
가스 수용체의 내부에는, 가스를 수용하는 하나의 버퍼 공간이 형성되고, 모든 가스 토출구는 버퍼 공간에 연통되어 있는 급기부를 이용해도 좋다. 이 경우, 가스 수용부로 유입된 가스는 버퍼 공간을 지나 각 가스 토출구에 분배된다. 이 때문에, 소수화 처리 가스를 기판의 표면에 더욱 충분히 넓게 퍼지게 할 수 있다.
기판의 둘레 가장자리부를 따르도록 설치된 환형의 승강체를 가지며, 승강체에 의해 기판을 지지하여 승강시키는 승강부를 이용해도 좋다. 이 경우, 제1 및 제2 가스 공급 공정에 있어서, 기판의 둘레 가장자리부에 승강체를 접촉시킴으로써, 소수화 처리 가스가 기판의 이면으로 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 소수화 처리 장치에, 상기한 소수화 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터 판독 가능한 소수화 처리용 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따른 장치, 방법 및 기록 매체에 의하면, 단시간에 충분히 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가열·냉각 유닛이 적용되는 도포·현상 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 단면도이다.
도 3은 도 2 중의 Ⅲ-Ⅲ선을 따르는 단면도이다.
도 4는 소수화 처리 유닛의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 웨이퍼 반입 직후의 소수화 처리 유닛을 도시한 단면도이다.
도 6은 제1 가스 공급 공정을 행하고 있는 소수화 처리 유닛을 도시한 단면도이다.
도 7은 제2 가스 공급 공정을 행하고 있는 소수화 처리 유닛을 도시한 단면도이다.
도 8은 가스 치환 공정을 행하고 있는 소수화 처리 유닛을 도시한 단면도이다.
도 9는 소수화 처리 유닛의 변형예를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시형태의 어드히젼(adhesion) 유닛(소수화 처리 장치)은, 기판의 일종인 웨이퍼의 도포·현상 장치에 있어서, 웨이퍼의 표면을 소수화하는 장치이다. 소수화란, 접촉각을 높이는 처리이다.
먼저, 이 어드히젼 유닛이 적용되는 도포·현상 장치의 일례에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 도포·현상 장치(1)는, 캐리어 블록(S1)과, 캐리어 블록(S1)에 인접하는 처리 블록(S2)과, 처리 블록(S2)에 인접하는 인터페이스 블록(S3)을 구비한다. 이하, 도포·현상 장치(1)의 설명에 있어서의 「전후 좌우」는 인터페이스 블록(S3)측을 전측, 캐리어 블록(S1)측을 후측으로 한 방향을 의미하는 것으로 한다.
캐리어 블록(S1)은, 캐리어 스테이션(12)과, 반입·반출부(13)를 갖는다. 캐리어 스테이션(12)은 복수의 캐리어(11)를 지지한다. 캐리어(11)는, 복수 매의 웨이퍼(W)를 밀봉 상태로 수용하며, 캐리어 스테이션(12) 상에 착탈 가능하게 설치된다. 캐리어(11)는 웨이퍼(W)를 출납하기 위한 개폐 도어(도시하지 않음)를 일측면(11a)측에 갖는다. 반입·반출부(13)는 캐리어 스테이션(12) 상의 복수의 캐리어(11)에 각각 대응하는 복수의 개폐 도어(13a)를 갖는다. 반입·반출부(13) 내에는 전달 아암(A1)을 내장하고 있다. 전달 아암(A1)은, 캐리어 스테이션(12)에 설치된 캐리어(11)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(S2)에 건네주고, 처리 블록(S2)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(11) 내로 복귀시킨다.
처리 블록(S2)은, 하층 반사 방지막 형성(BCT) 블록(14)과, 레지스트막 형성(COT) 블록(15)과, 상층 반사 방지막 형성(TCT) 블록(16)과, 현상 처리(DEV) 블록(17)을 갖는다. 이들 블록은, 바닥면측으로부터 DEV 블록(17), BCT 블록(14), COT 블록(15), TCT 블록(16)의 순으로 적층되어 있다.
BCT 블록(14)은, 반사 방지막 형성용의 약액의 도포 유닛(U1)과, 가열·냉각 유닛(U2)과, 어드히젼 유닛(U5)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A2)을 내장하고 있고(도 3 참조), 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층의 반사 방지막을 형성한다. 어드히젼 유닛(U5)은 하층의 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)의 표면의 소수화 처리를 행한다. COT 블록(15)은, 레지스트막 형성용의 약액의 도포 유닛(도시하지 않음)과, 가열·냉각 유닛(도시하지 않음)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A3)을 내장하고 있고, 하층의 반사 방지막 위에 레지스트막을 형성한다. TCT 블록(16)은 BCT 블록(14)과 마찬가지로, 도포 유닛과, 가열·냉각 유닛과, 반송 아암(A4)을 내장하고 있고, 레지스트막 위에 상층의 반사 방지막을 형성한다.
DEV 블록(17)은, 복수의 현상 처리 유닛(도시하지 않음)과, 복수의 가열·냉각 유닛(도시하지 않음)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A5)과, 이들 유닛을 거치지 않고 처리 블록(S2)의 전후 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 직접 반송 아암(A6)을 내장하고 있으며, 노광된 레지스트막의 현상 처리를 행한다.
처리 블록(S2)의 후측에는 선반 유닛(U3)이 설치되어 있다. 선반 유닛(U3)은, 바닥면으로부터 TCT 블록(16)에 이르도록 설치되어 있고, 상하 방향으로 늘어서는 복수의 셀(C30∼C38)로 구획되어 있다. 선반 유닛(U3)의 근방에는, 승강 아암(A7)이 설치되어 있다. 승강 아암(A7)은 셀(C30∼C38) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 처리 블록(S2)의 전측에는 선반 유닛(U4)이 설치되어 있다. 선반 유닛(U4)은 바닥면으로부터 DEV 블록(17)의 상부에 이르도록 설치되어 있고, 상하 방향으로 늘어서는 복수의 셀(C40∼C42)로 구획되어 있다.
인터페이스 블록(S3)은 노광 장치(E1)에 접속된다. 인터페이스 블록(S3)은 전달 아암(A8)을 내장하고 있다. 전달 아암(A8)은 처리 블록(S2)의 선반 유닛(U4)으로부터 노광 장치(E1)에 웨이퍼(W)를 건네주고, 노광 장치(E1)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 선반 유닛(U4)으로 복귀시킨다.
이러한 도포·현상 장치(1)에서는, 먼저, 복수의 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(11)가 캐리어 스테이션(12)에 설치된다. 이때, 캐리어(11)의 일측면(11a)은 반입·반출부(13)의 개폐 도어(13a)로 향해진다. 다음으로, 캐리어(11)의 개폐 도어와 반입·반출부(13)의 개폐 도어(13a)가 모두 개방되고, 전달 아암(A1)에 의해, 캐리어(11) 내의 웨이퍼(W)가 취출되며, 처리 블록(S2)의 선반 유닛(U3) 중 어느 하나의 셀에 순차 반송된다.
전달 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U3) 중 어느 하나의 셀에 반송된 웨이퍼(W)는 승강 아암(A7)에 의해, BCT 블록(14)에 대응하는 셀(C33)에 순차 반송된다. 셀(C33)에 반송된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A2)에 의해 BCT 블록(14) 내의 도포 유닛(U1) 및 가열·냉각 유닛(U2)에 반송되고, 이 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층 반사 방지막이 형성된다. 하층 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A2)에 의해 어드히젼 유닛(U5)에 반송되고, 이 웨이퍼(W)의 표면의 소수화 처리가 행해진다.
하층 반사 방지막의 형성 후에 소수화 처리가 실시된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A2)에 의해 셀(C33) 위의 셀(C34)에 반송된다. 셀(C34)에 반송된 웨이퍼(W)는 승강 아암(A7)에 의해, COT 블록(15)에 대응하는 셀(C35)에 반송된다. 셀(C35)에 반송된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A3)에 의해 COT 블록(15) 내의 각 유닛에 반송되고, 이 웨이퍼(W)의 하층 반사 방지막 위에 레지스트막이 형성된다.
레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A3)에 의해 셀(C35) 위의 셀(C36)에 반송된다. 셀(C36)에 반송된 웨이퍼(W)는, 승강 아암(A7)에 의해, TCT 블록(16)에 대응하는 셀(C37)에 반송된다. 셀(C37)에 반송된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A4)에 의해 TCT 블록(16) 내의 각 유닛에 반송되고, 이 웨이퍼(W)의 레지스트막 위에 상층 반사 방지막이 형성된다.
상층 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A4)에 의해 셀(C37) 위의 셀(C38)에 반송된다. 셀(C38)에 반송된 웨이퍼(W)는 승강 아암(A7)에 의해 직접 반송 아암(A6)에 대응하는 셀(C32)에 반송되고, 직접 반송 아암(A6)에 의해 선반 유닛(U4)의 셀(C42)에 반송된다. 셀(C42)에 반송된 웨이퍼(W)는 인터페이스 블록(S3)의 전달 아암(A8)에 의해 노광 장치(E1)에 건네지고, 레지스트막의 노광 처리가 행해진다. 노광 처리 후의 웨이퍼(W)는 전달 아암(A8)에 의해 셀(C42) 아래의 셀(C40, C41)에 반송된다.
셀(C40, C41)에 반송된 웨이퍼(W)는, 반송 아암(A5)에 의해, DEV 블록(17) 내의 각 유닛에 반송되어, 레지스트막의 현상 처리가 행해진다. 현상 처리 후의 웨이퍼(W)는, 반송 아암(A5)에 의해, 선반 유닛(U3) 중 DEV 블록(17)에 대응한 셀(C30, C31)에 반송된다. 셀(C30, C31)에 반송된 웨이퍼(W)는 전달 아암(A1)이 액세스 가능한 셀에 승강 아암(A7)에 의해 반송되고, 전달 아암(A1)에 의해 캐리어(11) 내로 복귀된다.
한편, 도포·현상 장치(1)의 구성은 일례에 불과하다. 도포·현상 장치는, 도포 유닛, 현상 처리 유닛 등의 액처리 유닛과, 가열·냉각 유닛 등의 전처리·후처리 유닛과, 반송 장치를 구비하는 것이면 되고, 이들 각 유닛의 개수나 종류, 레이아웃 등은 적절하게 변경 가능하다. 또한, 어드히젼 유닛(U5)은 반드시 BCT 블록(14)에 설치되어 있지 않아도 되고, 예컨대 COT 블록(15)에 설치되어 있어도 좋다.
계속해서, 어드히젼 유닛(소수화 처리 장치)(U5)에 대해 상세히 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 어드히젼 유닛(U5)은, 상측 케이스(21)와, 하측 케이스(22)와, 개폐부(30)와, 냉각부(40)와, 광조사부(50)와, 급기부(60)와, 배기부(70)와, 승강부(80)와, 제어부(90)를 구비한다.
상측 케이스(21)는, 수평으로 배치된 원형의 상부판(21a)과, 상부판(21a)의 둘레 가장자리부로부터 하방으로 돌출된 둘레벽(21b)을 갖는다. 하측 케이스(22)는, 수평으로 배치된 원형의 바닥판(22a)과, 바닥판(22a)의 둘레 가장자리부로부터 상방으로 돌출된 둘레벽(22b)과, 둘레벽(22b)의 상단부의 외주에 형성된 플랜지(22c)를 가지며, 상측 케이스(21)의 바로 아래에 배치되어 있다. 하측 케이스(22)의 외부 직경은 상측 케이스(21)의 외부 직경에 비해 작다. 상측 케이스(21)와 하측 케이스(22)는 서로 이격되어 있다.
개폐부(30)는 셔터(31)와, 셔터 구동기(32)를 가지며, 상측 케이스(21)의 둘레 가장자리부와 하측 케이스(22)의 둘레 가장자리부 사이를 개폐한다. 셔터(31)는, 상측 케이스(21)의 둘레벽(21b)의 하단부에 접촉하는 상측 플랜지(31a)와, 하측 케이스의 플랜지(22c)의 하면에 접촉하는 하측 플랜지(31b)와, 상측 플랜지(31a)의 내측 가장자리와 하측 플랜지(31b)의 외측 가장자리를 잇는 통 형상의 둘레벽(31c)을 갖는다. 상측 플랜지(31a)에는, 패킹(P1)이 설치되어 있고, 패킹(P1)은 상측 플랜지(31a)의 상면과 둘레벽(21b)의 하단면과의 간극을 밀봉한다. 하측 플랜지(31b)에는, 패킹(P2)이 설치되어 있고, 패킹(P2)은 하측 플랜지(31b)의 상면과 플랜지(22c)의 하면과의 간극을 밀봉한다.
셔터 구동기(32)는 예컨대 에어 실린더이며, 상방으로 돌출된 승강 로드(32a)를 갖는다. 승강 로드(32a)의 선단부는 셔터(31)에 고정되어 있다. 셔터 구동기(32)는 승강 로드(32a)를 통해 셔터(31)를 승강시킨다.
상측 케이스(21), 하측 케이스(22) 및 셔터(31)는 협동하여 처리 공간(R1)을 형성한다. 소수화 처리 대상인 웨이퍼(W)는 표면(Wa)이 위를 향하도록, 처리 공간(R1) 내에 수평으로 배치된다. 이하, 냉각부(40), 광조사부(50), 급기부(60) 및 배기부(70)의 구성의 설명에 있어서, 「웨이퍼(W)」는 처리 공간(R1) 내에 배치된 웨이퍼(W)를 의미한다.
냉각부(40)는, 냉각판(41)과, 냉각수 순환 펌프(도시하지 않음)를 갖는다. 냉각판(41)은 하측 케이스(22)의 둘레벽(22b)에 감합(嵌合)되어 수평으로 배치되어 있고, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 대향한다. 냉각판(41)의 외주면과 둘레벽(22b)의 내면과의 간극은 패킹(P3)에 의해 밀봉되어 있다. 냉각판(41) 내에는, 냉각수를 통과시키는 유수로(流水路)(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 냉각수 순환 펌프는 유수로의 일단에 냉각수를 보내고, 유수로의 타단으로부터 유출된 냉각수를 냉각하며, 재차 유수로의 일단으로 복귀시킨다. 냉각부(40)는 냉각수의 순환에 의해 냉각판(41)을 냉각하여, 냉각판(41) 위에 배치된 웨이퍼(W)를 냉각한다.
광조사부(50)는 복수의 발광판(51)을 갖는다. 발광판(51)은 한쪽면측에 밀집한 복수의 광원(51a)을 갖는다. 광원(51a)은 복사 가열용의 광을 출사하는 발광 소자이며, 전력 공급 회로(도시하지 않음)로부터 공급되는 전력에 의해 발광한다. 웨이퍼(W)가 실리콘 웨이퍼인 경우, 복사 가열용의 광의 파장은 예컨대 300 ㎚∼1000 ㎚인 것이 바람직하다. 발광 소자로서는 LED, 반도체 레이저, 할로겐 램프, 크세논 플래시 등을 들 수 있다. 복수의 발광판(51)은, 광원(51a)을 아래로 향하게 한 상태로, 상부판(21a)에 부착되어 있고, 광원(51a)은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 간극을 가지고 대향한다. 복수의 발광판(51)은, 예컨대, 각각 정육각형의 외형을 나타내며 허니컴 형상으로 배치되어 상부판(21a)의 하면을 덮고 있다.
급기부(60)는 가스 수용체(61)와, 가스 공급원(62)을 갖는다. 가스 수용체(61)는, 광원(51a)으로부터 출사되는 광을 투과시키는 재료로 이루어지며, 판형의 외형을 나타낸다. 가스 수용체(61)의 재료로서는, 예컨대 석영 유리를 들 수 있다. 석영 유리는, 높은 내열성을 갖는 점에서, 가열용의 광원(51a) 근처에 배치되는 가스 수용체(61)에 적합하다. 또한, 석영 유리는 전술한 복사 가열용의 광을 투과시키는 데에도 적합하다.
가스 수용체(61)는 상측 케이스(21)의 하단부를 폐색하도록 수평으로 배치되어 있고, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 간극을 가지고 대향한다. 가스 수용체(61)의 둘레 가장자리부는 상측 케이스(21)의 둘레벽(21b)의 하단부에 끼워 넣어져 있고, 광원(51a)의 하측을 덮고 있다. 가스 수용체(61) 내에는, 웨이퍼(W)의 표면을 따라 수평으로 확대되는 버퍼 공간(R2)이 형성되어 있고, 버퍼 공간(R2)은 가스를 수용한다. 가스 수용체(61)의 하면측에는, 버퍼 공간(R2)에 연통되며 웨이퍼(W)측으로 개구되는 복수의 가스 토출구(63)가 형성되어 있다. 즉, 급기부(60)는 복수의 가스 토출구(63)를 더 갖는다. 가스 토출구(63)는, 가스 수용체(61)의 하면 중, 웨이퍼(W)에 대향하는 영역 전체에 점재하고 있다.
가스 공급원(62)은 급기관(62a)을 통해 버퍼 공간(R2)에 접속되어 있고, 소수화 처리 가스 또는 불활성 가스를 버퍼 공간(R2)에 공급한다. 소수화 처리 가스는, 예컨대 질소 가스에 HMDS(헥사메틸디실라잔)의 기화 성분을 혼합한 가스이다. 불활성 가스는 예컨대 질소 가스이다. 급기부(60)는 가스 공급원(62)으로부터 버퍼 공간(R2) 내에 공급된 가스를 가스 토출구(63)로부터 토출하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 가스를 공급한다.
배기부(70)는 가스 배출구(71)와, 배기 펌프(72)를 갖는다. 가스 배출구(71)는 가스 수용체(61)의 둘레 가장자리부와 상측 케이스(21)를 관통하고 있고, 처리 공간(R1)과, 상측 케이스(21)의 외부로 개구되어 있다. 배기 펌프(72)는, 예컨대 전동의 팬 등을 내장하고 있고, 배기관(72a)을 통해 가스 배출구(71)에 접속되어 있다. 배기부(70)는, 배기 펌프(72)를 구동함으로써, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이의 가스를 처리 공간(R1) 밖으로 배출한다.
승강부(80)는 승강체(81)와, 승강체 구동기(82)를 갖는다. 승강체(81)는, 하측 케이스의 중앙의 하방에 수평으로 배치된 승강판(81a)과, 승강판(81a)으로부터 상방으로 돌출된 3개의 지지핀(81b)을 갖는다. 한편, 도 4 중에는, 2개의 지지핀(81b)만을 도시하고 있다. 3개의 지지핀(81b)은 하측 케이스(22)의 바닥판(22a) 및 냉각판(41)을 관통하여, 냉각판(41) 위의 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지핀(81b)의 개수는 4개 이상이어도 좋다.
승강체 구동기(82)는, 예컨대 에어 실린더이며, 상방으로 돌출된 승강 로드(82a)를 갖는다. 승강 로드(82a)의 선단부는 승강판(81a)에 고정되어 있다. 승강체 구동기(82)는 승강 로드(82a)를 통해 승강체(81)를 승강시켜, 지지핀(81b)에 지지된 웨이퍼(W)를 승강시킨다. 즉, 승강부(80)는 냉각판(41)과 복수의 광원(51a) 사이에서 웨이퍼(W)를 승강시킨다.
제어부(90)는 제어용의 컴퓨터이며, 소수화 처리 조건의 설정 화면을 표시하는 표시부(도시하지 않음)와, 소수화 처리 조건을 입력하는 입력부(도시하지 않음)와, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로부터 프로그램을 판독하는 판독부(도시하지 않음)를 갖는다. 기록 매체에는 제어부(90)에 소수화 처리를 실행시키는 프로그램이 기록되어 있고, 이 프로그램이 제어부(90)의 판독부에 의해 판독된다. 기록 매체로서는, 예컨대, 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 플래시 메모리, 플렉시블 디스크, 메모리 카드 등을 들 수 있다. 제어부(90)는, 입력부에 입력된 소수화 처리 조건과, 판독부에 의해 판독된 프로그램에 따라, 개폐부(30), 냉각부(40), 광조사부(50), 급기부(60), 배기부(70) 및 승강부(80)를 제어하여, 소수화 처리를 실행한다.
이하, 제어부(90)에 의해 실행되는 소수화 처리에 대해 설명한다. 먼저, 제어부(90)는, 도 5에 도시한 바와 같이 개폐부(30)를 제어하여 셔터(31)를 하강시킴으로써, 상측 케이스(21)의 둘레 가장자리부와 하측 케이스(22)의 둘레 가장자리부 사이를 개방한다. 이 상태에서, 웨이퍼(W)가 처리 공간(R1) 내에 반입된다. 웨이퍼(W)는 처리 공간(R1) 내에 있어서, 표면(Wa)이 위를 향하도록 수평으로 배치된다. 제어부(90)는 승강부(80)를 제어하여 승강체(81)를 상승시키고, 승강체(81)의 지지핀(81b)에 의해 웨이퍼(W)를 지지한다. 그 후, 개폐부(30)를 제어하여 셔터(31)를 상승시킴으로써, 상측 케이스(21)의 둘레 가장자리부와 하측 케이스(22)의 둘레 가장자리부 사이를 폐색한다.
다음으로, 제어부(90)는, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 가스 공급 제어를 행한다(제1 가스 공급 공정). 즉, 웨이퍼(W)를 냉각하면서 표면(Wa)에 소수화 처리 가스를 공급하는 제어를 행한다. 구체적으로는, 냉각부(40)를 제어하여 냉각판(41)의 온도를 냉각 목표 온도로 조정한다. 승강부(80)를 제어하여 승강체(81)를 하강시킴으로써 웨이퍼(W)를 냉각판(41)에 접근시킨다. 이 상태에서 급기부(60)를 제어하여 가스 공급원(62)으로부터 버퍼 공간(R2)에 소수화 처리 가스(G1)를 보낸다. 버퍼 공간(R2)으로 유입된 소수화 처리 가스(G1)는 가스 토출구(63)를 통해 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이에 송출된다. 또한, 제어부(90)는 배기부(70)를 제어하여 가스 배출구(71)로부터 배기 펌프(72)에 가스를 보낸다. 이에 의해, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이의 소수화 처리 가스(G1)가 가스 배출구(71)를 통해 배출된다. 한편, 제1 가스 공급 제어에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도는, 예컨대 20℃∼30℃인 것이 바람직하고, 22℃∼24℃인 것이 보다 바람직하다.
제1 가스 공급 제어에 있어서는, 웨이퍼(W)가 냉각판(41)에 접근시켜지기 때문에, 웨이퍼(W)가 충분히 냉각된다. 이 상태에서, 급기부(60)의 가스 토출구(63)를 통해 송출된 소수화 처리 가스는 배기부(70)의 가스 배출구(71)를 향해 흐르고, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이로 확산된다. 웨이퍼(W)가 충분히 냉각되어 있기 때문에, 소수화 처리 가스는 상승 기류 등에 방해받는 일 없이 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 충분히 넓게 퍼진다.
가스 수용체(61)의 내부에는, 가스를 수용하는 하나의 버퍼 공간(R2)이 형성되어 있고, 모든 가스 토출구(63)는 버퍼 공간(R2)에 연통되어 있다. 이에 의해, 가스 수용체(61)로 유입된 가스는 버퍼 공간(R2)을 지나 모든 가스 토출구(63)에 분배된다. 이 때문에, 소수화 처리 가스를 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 더욱 충분히 넓게 퍼지게 할 수 있다.
다음으로, 제어부(90)는 도 7에 도시한 바와 같이 제2 가스 공급 제어를 행한다(제2 가스 공급 공정). 즉, 웨이퍼(W)를 가열하면서 표면(Wa)에 소수화 처리 가스를 공급하는 제어를 행한다. 구체적으로는, 광조사부(50)를 제어하여 광원(51a)을 발광시킨다. 승강부(80)를 제어하여 승강체(81)를 상승시킴으로써 웨이퍼(W)를 광원(51a)에 접근시킨다. 광원(51a)을 발광시키기 시작한 후에 승강체(81)를 상승시켜도 좋고, 승강체(81)를 상승시킨 후에 광원(51a)을 발광시키기 시작해도 좋다. 이와 같이 하여 광원(51a)을 발광시키고, 또한 웨이퍼(W)를 광원(51a)에 접근시킨 상태에서, 급기부(60)를 제어하여 가스 공급원(62)으로부터 버퍼 공간(R2)에 소수화 처리 가스(G1)를 보낸다. 버퍼 공간(R2)으로 유입된 소수화 처리 가스(G1)는 가스 토출구(63)를 통해 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이에 송출된다. 또한, 제어부(90)는 배기부(70)를 제어하여 가스 배출구(71)로부터 배기 펌프(72)에 가스를 보낸다. 이에 의해, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이의 소수화 처리 가스(G1)가 가스 배출구(71)를 통해 배출된다. 한편, 제2 가스 공급 제어에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도는, 예컨대 70℃∼180℃인 것이 바람직하고, 90℃∼180℃인 것이 보다 바람직하다.
제2 가스 공급 제어에 있어서는, 광원(51a)이 발광시켜지고, 또한 웨이퍼(W)가 광원(51a)에 접근시켜지기 때문에, 복사 가열용의 광에 의해 웨이퍼(W)가 충분히 가열된다. 이 상태에서도, 가스 토출구(63)를 통해 토출된 소수화 처리 가스는 가스 배출구(71)를 향해 흐르고, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이로 확산된다. 웨이퍼(W)가 충분히 가열되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 소수화 처리 가스의 반응이 촉진되어, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 소수화된다. 가열에 의해 웨이퍼(W)로부터 상승 기류가 발생하여, 소수화 처리 가스가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도달하기 어려워지지만, 제1 가스 공급 제어에 있어서 소수화 처리 가스가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 충분히 넓게 퍼져 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 충분히 소수화된다.
여기서, 냉각판(41)과 광원(51a)은 웨이퍼(W)의 양면에 각각 대향하고 있기 때문에, 승강부(80)에 의해 웨이퍼(W)를 상승시키는 것만으로, 냉각판(41)측으로부터 광원(51a)측으로 웨이퍼(W)를 신속히 이송할 수 있다. 또한, 광원(51a)으로부터 출사된 복사 가열용의 광은 가스 수용체(61)를 투과하여 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 즉시 도달하기 때문에, 웨이퍼(W)를 신속하게 또한 충분히 가열할 수 있다. 이 때문에, 제1 가스 공급 제어에서는 웨이퍼(W)를 충분히 냉각하고, 제2 가스 공급 제어에서는 웨이퍼(W)를 충분히 가열하면서, 제1 가스 공급 제어로부터 제2 가스 공급 제어로의 이행을 신속히 행할 수 있다. 따라서, 단시간에 충분히 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 소수화할 수 있다.
다음으로 제어부(90)는 도 8에 도시한 바와 같이 가스 치환 제어를 행한다(가스 치환 공정). 즉, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이의 소수화 처리 가스를 불활성 가스로 치환하는 제어를 행한다. 구체적으로는, 급기부(60)를 제어하여 가스 공급원(62)으로부터 버퍼 공간(R2)에 불활성 가스(G2)를 보낸다. 버퍼 공간(R2)으로 유입된 불활성 가스(G2)는 가스 토출구(63)를 통해 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이에 송출된다. 또한, 제어부(90)는 배기부(70)를 제어하여 가스 배출구(71)로부터 배기 펌프(72)에 가스를 보낸다. 이에 의해, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이의 불활성 가스(G2)가 소수화 처리 가스(G1)와 함께 가스 배출구(71)를 통해 배출된다.
가스 치환 제어에 있어서, 제어부(90)는, 광원(51a)이 발광하고 웨이퍼(W)가 광원(51a)에 접근한 상태를 유지한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 가스 수용체(61)에 접근한 상태에서 가스 치환 제어가 행해지기 때문에, 가스 수용체(61)와 웨이퍼(W) 사이의 소수화 처리 가스가 신속히 불활성 가스로 치환된다. 따라서, 보다 단시간에 기판의 표면을 소수화할 수 있다.
다음으로 제어부(90)는 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 제어를 행한다(냉각 공정). 구체적으로는, 냉각부(40)를 제어하여 냉각판(41)의 온도를 냉각 목표 온도로 조정한다. 승강부(80)를 제어하여 승강체(81)를 하강시킴으로써 웨이퍼(W)를 냉각판(41)에 접근시킨다(도 6 참조). 이상에 의해, 소수화 처리가 완료되고, 제어부(90)는 개폐부(30)를 제어하여 셔터(31)를 하강시킨다(도 5 참조). 이에 의해 상측 케이스(21)의 둘레 가장자리부와 하측 케이스(22)의 둘레 가장자리부 사이가 재차 개방되어, 웨이퍼(W)가 반출된다.
한편, 제어부(90)는, 제2 가스 공급 제어를 행할 때에, 제1 가스 공급 제어를 행할 때에 비해, 소수화 처리 가스의 배출 속도가 작아지도록 배기부(70)를 제어해도 좋다. 배출 속도는 단위 시간당으로 소수화 처리 가스를 배출하는 양을 의미한다. 제1 가스 공급 제어로부터 제2 가스 공급 제어로 이행할 때에, 웨이퍼(W)는 광원(51a)에 접근하고 가스 수용체(61)에도 접근하기 때문에, 웨이퍼(W)와 가스 수용체(61)와의 간격이 작아진다. 이에 따라, 가스 토출구(63)로부터 토출되어 가스 배출구(71)로 향하는 소수화 처리 가스의 유속이 커진다. 이때에, 소수화 처리 가스의 배출 속도를 작게 함으로써, 소수화 처리 가스의 유속의 상승을 억제하여, 소수화 처리 가스가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 지나치게 빠르게 통과하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)를 보다 충분히 소수화할 수 있다.
제어부(90)는, 제2 가스 공급 제어를 행할 때에, 웨이퍼(W)의 외주측에 위치하는 광원(51a)에 비해 웨이퍼(W)의 중심측에 위치하는 광원(51a)으로부터의 조사광량이 커지도록 광조사부(50)를 제어해도 좋다. 조사 시간을 길게 함으로써 조사광량을 크게 해도 좋고, 광원(51a)의 발광 강도를 높임으로써 조사광량을 크게 해도 좋다. 가스 토출구(63)는 웨이퍼(W)를 향해 개구되고, 가스 배출구(71)는 웨이퍼(W)의 주위에 형성되어 있기 때문에, 소수화 처리 가스는 웨이퍼(W)의 외주를 향해 흐른다. 이러한 흐름이 발생하는 경우, 웨이퍼(W)의 중심부에서는 소수화 처리 가스의 농도가 저하되는 경향이 있다. 웨이퍼(W)의 중심측에 위치하는 광원(51a)으로부터의 조사광량을 크게 함으로써, 소수화 처리 가스의 농도의 저하에 따르는 소수화의 지연을 억제할 수 있다. 따라서, 보다 단시간에 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 소수화할 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 설명해 왔으나, 본 발명은 반드시 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다. 예컨대, 승강체(81)는 전술한 지지핀(81b)을 갖는 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 9에 도시한 승강부(80A)는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 따르는 환형을 나타내는 승강체(83)를 가지며, 승강체(83)에 의해 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 지지한다. 승강부(80A)에 의하면, 제1 및 제2 가스 공급 제어에 있어서 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 승강체(83)를 접촉시킴으로써, 소수화 처리 가스가 웨이퍼(W)의 이면(Wb)으로 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있다.
40: 냉각부 41: 냉각판
50: 광조사부 51a: 광원
60: 급기부 61: 가스 수용체
63: 가스 토출구 70: 배기부
71: 가스 배출구 80: 승강부
81, 83: 승강체 90: 제어부
G1: 소수화 처리 가스 G2: 불활성 가스
R2: 버퍼 공간 U5: 어드히젼 유닛(소수화 처리 장치)
W: 웨이퍼(기판) Wa: 표면
Wb: 이면

Claims (13)

  1. 기판의 표면의 소수화 처리를 행하는 소수화 처리 장치로서,
    상기 표면이 위를 향하도록 배치된 상기 기판의 이면에 대향하는 냉각판을 갖는 냉각부와,
    상기 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하도록 배치된 복수의 광원을 가지며, 상기 복수의 광원을 발광시켜 복사 가열용의 광을 상기 기판의 표면에 출사하는 광조사부와,
    상기 광원으로부터 출사되는 상기 광을 투과시키는 재료로 이루어지고, 상기 광원의 하측을 덮으며 상기 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하는 가스 수용체와, 상기 가스 수용체의 하측에 형성되며 상기 기판측으로 개구되는 복수의 가스 토출구를 갖는 급기부와,
    상기 기판의 주위에 형성된 가스 배출구를 갖는 배기부와,
    상기 냉각판과 상기 광원 사이에서 상기 기판을 승강시키는 승강부와,
    상기 광조사부, 상기 급기부, 상기 배기부 및 상기 승강부를 제어하는 제어부
    를 포함하고, 상기 제어부는,
    상기 승강부를 제어하여 상기 기판을 상기 냉각판에 접근시킨 상태에서, 상기 급기부를 제어하여 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 상기 배기부를 제어하여 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이로부터 상기 소수화 처리 가스를 배출하는 제1 가스 공급 제어를 행하며, 그 후에,
    상기 광조사부를 제어하여 상기 광원을 발광시키고, 또한 상기 승강부를 제어하여 상기 기판을 상기 광원에 접근시킨 상태에서, 상기 급기부를 제어하여 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 상기 배기부를 제어하여 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이로부터 상기 소수화 처리 가스를 배출하는 제2 가스 공급 제어를 행하는 것인 소수화 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 가스 공급 제어를 행할 때에, 상기 제1 가스 공급 제어를 행할 때에 비해, 상기 소수화 처리 가스의 배출 속도가 작아지도록 상기 배기부를 제어하는 것인 소수화 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 가스 공급 제어를 행할 때에, 상기 기판의 외주측에 위치하는 상기 광원에 비해 상기 기판의 중심측에 위치하는 상기 광원으로부터의 조사광량이 커지도록 상기 광조사부를 제어하는 것인 소수화 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 가스 공급 제어를 행한 후에, 상기 기판이 상기 광원에 접근한 상태를 유지하면서, 상기 급기부를 제어하여 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이에 불활성 가스를 송출하고, 상기 배기부를 제어하여 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이로부터 상기 불활성 가스와 함께 상기 소수화 처리 가스를 배출하는 가스 치환 제어를 더 행하는 것인 소수화 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가스 수용체의 내부에는, 가스를 수용하는 하나의 버퍼 공간이 형성되고, 모든 가스 토출구는 상기 버퍼 공간에 연통(連通)되어 있는 것인 소수화 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 승강부는, 상기 기판의 둘레 가장자리부를 따르도록 설치된 환형의 승강체를 가지며, 상기 승강체에 의해 상기 기판을 지지하여 승강시키는 것인 소수화 처리 장치.
  7. 기판의 표면의 소수화 처리를 행하는 소수화 처리 방법으로서,
    상기 표면이 위를 향하도록 배치된 상기 기판의 이면에 대향하는 냉각판을 갖는 냉각부와,
    상기 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하도록 배치된 복수의 광원을 가지며, 상기 복수의 광원을 발광시켜 복사 가열용의 광을 상기 기판의 표면에 출사하는 광조사부와,
    상기 광원으로부터 출사되는 상기 광을 투과시키는 재료로 이루어지고, 상기 광원의 하측을 덮으며 상기 기판의 표면에 간극을 가지고 대향하는 가스 수용체와, 상기 가스 수용체의 하측에 형성되며 상기 기판측으로 개구되는 복수의 가스 토출구를 갖는 급기부와,
    상기 기판의 주위에 형성된 가스 배출구를 갖는 배기부와,
    상기 냉각판과 상기 광원 사이에서 상기 기판을 승강시키는 승강부
    를 이용하고,
    상기 승강부에 의해 상기 기판을 상기 냉각판에 접근시킨 상태에서, 상기 급기부에 의해 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 상기 배기부에 의해 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이로부터 상기 소수화 처리 가스를 배출하는 제1 가스 공급 공정과,
    상기 제1 가스 공급 공정 후에, 상기 광조사부의 상기 광원을 발광시키고, 또한 상기 승강부에 의해 상기 기판을 상기 광원에 접근시킨 상태에서, 상기 급기부에 의해 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이에 소수화 처리 가스를 송출하고, 상기 배기부에 의해 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이로부터 상기 소수화 처리 가스를 배출하는 제2 가스 공급 공정
    을 포함하는, 소수화 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 가스 공급 공정에 있어서, 상기 제1 가스 공급 공정에 비해, 상기 소수화 처리 가스의 배출 속도를 작게 하는 것인 소수화 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 가스 공급 공정에 있어서, 상기 기판의 외주측에 위치하는 상기 광원에 비해 상기 기판의 중심측에 위치하는 상기 광원으로부터의 조사광량을 크게 하는 것인 소수화 처리 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 가스 공급 공정 후에, 상기 기판이 상기 광원에 접근한 상태를 유지하면서, 상기 급기부에 의해 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이에 불활성 가스를 송출하고, 상기 배기부에 의해 상기 가스 수용체와 상기 기판 사이로부터 상기 불활성 가스와 함께 상기 소수화 처리 가스를 배출하는 가스 치환 공정을 더 포함하는 것인 소수화 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 가스 수용체의 내부에는, 가스를 수용하는 하나의 버퍼 공간이 형성되고, 모든 가스 토출구는 상기 버퍼 공간에 연통되어 있는 상기 급기부를 이용하는 것인 소수화 처리 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 기판의 둘레 가장자리부를 따르도록 설치된 환형의 승강체를 가지며, 상기 승강체에 의해 상기 기판을 지지하여 승강시키는 상기 승강부를 이용하는 것인 소수화 처리 방법.
  13. 소수화 처리 장치에 제7항에 기재된 소수화 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 소수화 처리용 기록 매체.
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