KR20150139777A

KR20150139777A - 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20150139777A
Application number: KR1020150071541A
Authority: KR
Inventors: 마사시 가나오카; 다케히로 와지키; 신이치 다카다
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-12-14
Also published as: US20150352591A1; JP6318012B2; TW201606908A; JP2015230942A; KR102169252B1; TWI635554B; US9937520B2

Abstract

발수성을 가지는 막이 표면에 형성된 기판을 스핀 척 등으로 유지하고 회전시킨 상태로, 노즐에 의한 처리액의 토출을 개시한다. 처리액은, 기판의 중심부로부터 미리 설정된 거리 떨어진 위치를 향해 토출되고, 처리액의 토출 개시 직후부터 기판상에서 한줄로 모아지도록 흐른다. 이에 의해, 미소 수적의 발생을 억제할 수 있다. 또, 노즐에 의해 처리액을 연속하여 토출하면서, 노즐을 기판의 외측을 향해 이동시킨다. 이에 의해, 기판상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 상태의 처리액을 유지하면서, 처리액의 흐름 전체를 기판의 외측으로 이동시킬 수 있다. 또한, 처리액의 흐름의 내측은 건조 영역이 된다.

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING METHOD}

본 발명은, 반도체 기판, 액정 표시 장치용 유리 기판, 포토 마스크용 유리 기판, 광디스크용 기판 등의 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.

기판 처리 장치는, 인덱서부와 처리부와 인터페이스부를 구비하고 있다. 인덱서부는, 복수 매의 기판을 수용하는 캐리어로부터 기판을 취출하여 처리부로 반송하고, 처리부로부터 출력된 기판을 캐리어에 수납한다. 처리부는, 레지스트 등의 도포 처리, 현상 처리, 및 열처리 등을 행한다. 그리고, 인터페이스부는, 외부 장치인 노광기에 대해 기판의 인도 및 수취를 행한다.

노광기는, 기판 처리 장치의 인터페이스부에 인접하여 배치되어 있다. 노광기에는, 근년, 노광 패턴의 한층 더한 미세화를 가능하게 하기 위해, 노광기의 투영 광학계와 기판의 사이에 액체를 채워 노광하는 액침법에 의한 노광 기술(이하, 「액침 노광 기술」이라고 부른다)이 이용되고 있다. 그러나, 액침 노광 기술에서는, 기판과 액체가 접촉한 상태로 노광 처리가 행해지므로, 노광 처리 종료 후의 기판에 액체(액침액)가 부착된 상태로 노광기로부터 반출된다. 이에 의해, 노광기로부터 반출된 기판에 부착되어 있는 액체가 기판 처리 장치 내에 낙하하여, 기판 처리 장치의 동작 불량이나 기판 처리 장치 내의 청정도의 악화를 초래할 우려가 있다.

그래서, 기판에 부착된 액체를 제거하기 위해, 상술의 인터페이스부 내에 세정 건조 유닛을 배치하고, 세정 및 건조의 기판 처리를 행하는 것이 일본국：특허 공개 2008-028226호 공보 및 일본국：특허 공개 2009-071026호 공보에 제안되어 있다. 또, 상술의 목적으로 이용되는 것이 기재되어 있지 않으나, 일본국：특허 공개 2012-222237호 공보에는, 세정 및 건조의 기판 처리 방법이 개시되어 있다. 이들의 기판 처리 방법을 차례로 설명한다.

우선, 일본국：특허 공개 2008-028226호 공보의 기판 처리 방법을 설명한다. 스핀 척으로 유지하고, 회전시킨 기판(W)을 세정액으로 세정하며, 린스액으로 세정액을 씻어낸다. 이 후, 기판(W)의 표면 전체에 린스액의 액층(패들)(L)을 형성한다. 린스액의 토출을 정지하고, 노즐(액공급 노즐)을 퇴피시킨다. 기판(W)의 회전 속도를 올려, 기판(W)의 주연부측의 두께를 크게 함과 더불어, 기판(W)의 중심부측의 두께를 작게 한다(도 1a 참조). 이때, 액층(L)의 중심부측과 주연부측은 서로 끌어당기는 상태로 되어 있다.

그 후, 불활성 가스 공급 노즐(284)을 기판(W)의 중심부 상방으로 이동시키고, 불활성 가스 공급 노즐(284)로부터 두께가 작은 액층(L)을 향해 불활성 가스를 토출하여, 기판(W)의 중심부에 홀(H)을 형성한다(도 1b 참조). 이에 의해, 상술의 끌어당기는 상태가 해제되어, 액층(L)은, 원심력에 의해, 홀(H)과 액층(L)의 링형상의 경계를 유지하면서 일체적으로 기판(W)의 외측으로 이동한다(도 1c 참조). 이에 의해, 기판(W)상의 액층 린스액의 미소 액적의 형성을 억제하면서, 기판(W)을 건조시킬 수 있다.

다음에, 일본국：특허 공개 2009-071026호 공보의 기판 처리 방법을 설명한다. 스핀 척으로 유지하고, 회전시킨 기판(W)을 세정액으로 세정하며, 린스액으로 세정액을 씻어낸다. 이 후, 기판(W)의 중심부 상방의 노즐(283)로부터 린스액을 토출하면서 기판(W)의 회전 속도를 올려, 기판(W)의 표면 전면에 린스액의 액층(L)을 형성한다(도 2a 참조). 다음에, 노즐(283)을 기판(W)의 중심부 상방으로부터 외측을 향해 이동시킨다. 이때, 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력으로 액층(L)의 중심부측의 두께가 작아진다. 이 두께가 작은 영역을 박층 영역이라고 부른다.

노즐(283)은, 기판(W)의 중심부 상방으로부터 소정 거리를 이동한 위치에서 이동을 일단 정지한다. 이 기간에 원심력에 의해 액층(L)이 박층 영역 내에서 분단되어, 액층(L)의 중심부에 홀(건조 코어)(H)이 형성된다(도 2b 참조). 홀(H)의 형성 후, 노즐(283)을 다시 외측으로 이동시킨다. 그에 수반하여, 원심력에 의해 홀(H)을 시점으로 하여 린스액이 존재하지 않는 건조 영역(홀(H))이 기판(W)상에서 확대된다(도 2c 참조). 노즐(283)이 기판(W)의 주연부 상방까지 이동되면 린스액의 토출을 정지시키고, 노즐(283)을 기판(W) 밖으로 이동시킨다. 이에 의해, 린스액의 액층(L)이 일체로 유지된 상태로 홀(H)이 기판(W)상의 전체에 확산되어, 미소 액적의 형성을 방지하면서, 기판(W)을 건조시킬 수 있다.

다음에, 일본국：특허 공개 2012-222237호 공보의 기판 처리 방법을 설명한다. 스핀 척(웨이퍼 지지 회전부)으로 유지하고, 회전시킨 기판을 세정액 등으로 처리하며, 세정액 등을 순수로 린스한다. 이 린스는, 기판의 표면 전체에 액층(액막)을 형성하여 행한다. 이 후, 기판의 회전 속도를 내려, 기판의 중심부 상방의 노즐(토출부)로부터 소유량의 순수를 공급한다. 이때, 기판의 표면 전체에 형성되어 있는 액층은 유지되지 않고 무너져, 기판상에 토출된 순수가, 기판의 중심부로부터 외주를 향해 줄기형상(또는 하천형상)으로 흐른다. 그리고, 노즐로부터 순수를 공급하면서, 노즐을 기판의 외주를 향해 이동시킨다. 그때, 기판의 표면 전체에 형성되어 있던 액층이 무너진 후의 기판의 표면상에 잔류하고 있는 미소한 수적을, 순수의 줄기형상의 흐름에 넣으면서 노즐을 이동시킨다. 그리고, 노즐이 기판의 외주의 외측까지 이동하면, 기판의 표면상으로부터 줄기형상으로 흐르는 순수가 소실되어, 기판의 표면이 건조된다.

그러나, 종래의 기판의 세정 건조 처리에서는, 다음과 같은 문제가 3점 있다. 첫 번째 점은, 패턴 형성에 이용되는 감광성막 및 그 보호막의 표면의 발수성이 점점, 높아지고 있어, 기판의 표면 전체에 액층(L)을 형성하는 것이 어려워지고 있는 것이다. 이는, 종래에 비해, 액침법을 이용한 노광기의 처리 능력을 향상시키기 위해, 기판에 대한 투영 광학계의 고속 이동에 수반하여, 투영 광학계와 기판 사이의 액체도 고속으로 이동시킬 필요가 있기 때문이다. 그것에 의해, 액층 형성 시간이 증가할 우려, 혹은 액층 형성 자체가 불가능해질 우려가 있다.

두 번째 점은, 액층(L) 중에 버블(BB)이 존재하면, 액체 잔류의 원인이 될 우려가 있는 것이다. 예를 들어, 도 1a와 같이, 기판(W)의 중심부 이외의 액층(L) 중에 버블(BB)이 존재하면, 그 버블(BB)을 중심으로 홀이 형성되는 경우가 있다. 예를 들어, 버블(BB)을 중심으로 한 홀의 확대와, 기판(W)의 중심부에 형성된 홀(H)의 확대가 교차했을 때에, 미소 수적이 발생한다. 미소 수적은, 그 크기가 작을수록, 또, 기판의 중심부측에 위치할수록, 원심력의 영향이 약해져, 기판(W)의 외측으로 날려 버리는 것이 어려워진다. 또한, 린스액은 탈기되어 있으며, 버블(BB)은 어떠한 원인으로 더러 혼입된다.

또, 세 번째 점은, 일본국：특허 공개 2012-222237호 공보와 같이, 기판의 중심부 상방의 노즐(토출부)로부터 순수를 토출하고, 순수를 토출하면서 노즐을 기판의 외측으로 이동시키면, 액체 잔류의 원인이 되는 것이다. 즉, 기판의 중심부를 향해 토출된 순수는, 모든 방향으로 흐른다. 그리고, 그 상태로, 노즐을 기판의 외연부측으로 이동시키면, 노즐의 이동과 반대 방향으로도 순수가 흐른다. 이 노즐의 이동과 반대 방향으로 흐르는 순수가 원인이 되어, 결과적으로 미소 수적이 되어 기판의 중심부 부근에 잔류해 버리는 경우가 있다. 상술한 바와 같이, 기판상에 잔류한 미소 수적은, 기판의 중심부측에 위치할수록, 또, 미소 수적의 사이즈가 작을수록 원심력이 약해, 미소 수적을 기판 밖으로 날려 버리는 것이 어렵다. 그로 인해, 기판의 중심부를 향해 토출하고 있는 순수를 기판의 주연부를 향해 이동시킬 때에 발생하는 미소 수적을 고려하지 않으면 안 된다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 액체 잔류를 억제하면서, 기판의 세정 건조 처리를 행할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다.

즉, 본 발명에 따른 기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 이하의 방법을 포함한다：발수성을 가지는 막이 표면에 형성된 기판을 회전 유지부에 의해 유지하고 회전시키는 공정；상기 기판의 표면을 따른 방향으로 상기 기판의 중심부로부터 미리 설정된 거리 떨어진 위치를 향해 노즐에 의해 처리액의 토출을 개시하고, 처리액의 토출 개시 직후부터 상기 기판상에서 처리액을 한줄로 모아지도록 흐르게 하는 공정；상기 노즐로 처리액을 연속하여 토출하면서, 상기 노즐을 상기 기판의 외측을 향해 이동시키는 공정.

본 발명에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 발수성을 가지는 막이 표면에 형성된 기판을 회전 유지부로 유지하고 회전시킨 상태로, 노즐에 의한 처리액의 토출을 개시한다. 처리액이 기판상에서 복수로 분리되어 흐르면, 분리될 때에 미소 수적이 발생하기 쉬워진다. 그러나, 처리액은, 기판의 중심부로부터 미리 설정된 거리 떨어진 위치를 향해 토출되고, 처리액의 토출 개시 직후부터 기판상에서 한줄로 모아지도록 흐른다. 이에 의해, 미소 수적의 발생을 억제할 수 있다. 또, 노즐에 의해 처리액을 연속하여 토출하면서, 노즐을 기판의 외측을 향해 이동시킨다. 이에 의해, 기판상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 상태의 처리액을 유지하면서, 처리액의 흐름 전체를 기판의 외측을 향해 이동시킬 수 있다. 또한, 처리액의 흐름의 내측은 건조 영역이 된다. 따라서, 액체 잔류를 억제하면서, 기판의 세정 건조 처리를 행할 수 있다.

또한, 예를 들어, 일본국：특허 공개 2012-222237호 공보와 같이, 기판의 중심부 상방의 노즐로부터 순수를 공급한 상태로, 노즐을 기판의 외주부로 이동시키는 경우, 액체 잔류가 발생하는 경우가 있다. 즉, 기판의 중심부를 향해 토출된 순수는, 모든 방향으로 흐른다. 그리고, 노즐을 기판의 외주부로 이동시키면, 노즐의 이동과 반대 방향으로 흐르는 순수가, 노즐에 의해 순차 토출되어 형성되는 순수의 본류와 분리된다. 이 분리시에 미소 수적이 발생하기 쉬워진다. 즉, 노즐에 의해 토출된 모든 순수가 모아진 한줄의 흐름이 되면, 미소 수적의 발생이 억제된다. 그러나, 기판의 중심부 상방으로부터 노즐을 이동시킬 때에, 순수가 분리되어, 미소 수적이 발생한다. 기판 중심부 부근에 잔류한 미소 수적은, 그 후에 노즐에 의해 순차 토출되어 형성되는 순수의 본류에 끌려 들어가는 경우가 없고, 또, 원심력의 영향을 받기 어려우므로, 잔류 액체가 된다. 본 발명에 의하면, 처리액의 토출 개시 직후부터 기판상에서 처리액을 한줄로 모아지도록 흐르게 하고 있으므로, 기판의 중심부를 향해 토출하고 있는 처리액을 기판의 주연부로 이동시킬 때에 처리액이 분리되는 것을 방지하여, 미소 수적의 발생을 억제할 수 있다.

또, 종래는, 액층을 형성하고 있었다. 그러나, 기판 표면의 발수성이 점점 높아져 액층 형성이 어려워지면, 액층을 형성하는 것만으로 시간이 걸려 버리고, 또, 기판 사이즈가 클수록 더욱 시간이 걸려 버린다. 이에 의해, 액층 형성 시간이 증가할 우려, 혹은 액층 형성 자체가 불가능해질 우려가 있었다. 본 발명에 의하면, 기판 전면에 액층을 형성하지 않으므로, 액층 형성의 문제를 해소할 수 있다. 또, 시간이 걸리는 등의 액층 형성을 행하지 않으므로, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또, 본 발명에서는, 액층을 형성하지 않으므로, 액층 중에 존재하는 버블의 영향의 문제를 해소할 수 있다.

또, 상술의 기판 처리 방법에 있어서, 처리액의 토출 개시 후, 상기 기판상에 도달한 처리액의 확산을 일시적으로 상기 기판의 중심부까지 달하게 하는 공정을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 회전하는 기판상에 도달한 처리액의 확산이 일시적으로 기판의 중심부까지 달하므로, 노즐의 중심부로부터 미리 설정된 거리 떨어진 위치를 향해 처리액을 토출한 경우여도, 기판의 중심부를 처리액으로 처리할 수 있다.

또, 상술의 기판 처리 방법의 바람직한 일례는, 상기 노즐의 이동은, 상기 기판의 외측의 미리 설정된 위치를 축으로 상기 노즐을 선회시킴으로써 행하는 것이다. 기판의 외측의 미리 설정된 위치를 축으로 노즐을 선회시킴으로써, 기판상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 처리액을 유지하면서, 처리액의 흐름 전체를 기판의 외측으로 이동시킬 수 있다.

또, 상술의 기판 처리 방법의 바람직한 일례는, 상기 노즐의 이동은, 상기 기판의 반경 방향으로 상기 노즐을 직선 이동시킴으로써 행해지는 것이다. 기판의 반경 방향으로 노즐을 직선 이동시킴으로써, 기판상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 상태의 처리액을 유지하면서, 처리액의 흐름 전체를 기판의 외측으로 이동시킬 수 있다.

또, 상술의 기판 처리 방법의 바람직한 일례는, 상기 처리액은, 린스 없는 세정액인 것이다. 이에 의해, 처리 시간을 단축할 수 있다.

또, 상술의 기판 처리 방법의 바람직한 일례는, 상기 기판은, 액침법에 의한 노광 처리 후의 미세정의 기판인 것이다. 액침법에 의한 노광 처리 후의 미세정의 기판은, 액침법에 의한 노광 처리시의 액침액이 잔류한 상태의 기판이다. 이러한 기판에 대해, 액체 잔류를 억제하면서, 기판의 세정 건조 처리를 행할 수 있다.

도 1a~도 1f는, 종래의 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a~도 2f는, 종래의 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 개략 평면도이다.
도 4는, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 개략 종단면도이다.
도 5는, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 개략 우측면도이다.
도 6은, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 개략 좌측면도이다.
도 7a는, 실시예 1에 따른 세정 건조 유닛의 개략 평면도이며, 도 7b는, 실시예 1에 따른 세정 건조 유닛의 개략 종단면도이다.
도 8a~도 8f는, 노즐을 선회시키는 경우의 기판의 세정 건조 처리의 경과를 도시하는 도면이다.
도 9a~도 9f는, 노즐을 선회시키는 경우의 기판의 세정 건조 처리의 경과를 도시하는 도면이다.
도 10은, 기판 중심부로부터의 노즐 거리량을 변화시켰을 때의 수적 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 11은, 기판 회전수를 변화시켰을 때의 수적 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 12는, 처리액 유량을 변화시켰을 때의 수적 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 13은, 기판 중심부로부터의 노즐 거리량과 처리액 유량을 변화시켰을 때의 예측을 포함하는 수적 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 14a는, 실시예 2에 따른 세정 건조 유닛의 개략 평면도이며, 도 14b는, 실시예 2에 따른 세정 건조 유닛의 개략 종단면도이다.
도 15a~도 15f는, 노즐을 직선 이동시키는 경우의 기판의 세정 건조 처리의 경과를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 1을 설명한다. 도 3은, 기판 처리 장치(1)의 개략 평면도이며, 도 4는, 기판 처리 장치(1)의 개략 종단면도이다. 도 5는, 기판 처리 장치(1)의 개략 우측면도이며, 도 6은, 기판 처리 장치(1)의 개략 좌측면도이다.

도 3을 참조한다. 기판 처리 장치(1)는, 인덱서부(이하, 「ID부」라고 부른다)(3)와, 처리부(5)와, 인터페이스부(이하, 「IF부」라고 부른다)(7)를 구비하고 있다. ID부(3), 처리부(5) 및 IF부(7)는, 이 순으로 인접하여 설치되어 있다. IF부(7)에는, 또한, 기판 처리 장치(1)와는 다른 노광기(EXP)가 인접하여 설치되어 있다. 이하, 각 구성을 차례로 설명한다.

[ID부(3)]

ID부(3)는, 복수 매의 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼)(W)을 수용하는 캐리어(C)를 올려놓는 캐리어 재치대(載置臺)(9)와, 2개의 ID부내 반송 기구(이하 적당히, 「반송 기구」라고 부른다)(TA1, TA2)를 구비하고 있다. 반송 기구(TA1, TA2)는, 이른바 반송 로봇이다. 반송 기구(TA1, TA2)는, 캐리어(C)로부터 기판(W)을 취출하여 예를 들어 재치부(PS1a)로 기판(W)을 반송하고, 처리부(5)로부터 반출되며, 예를 들어 재치부(PS1b)(도 4 참조)로 반송된 기판(W)을 수취하여 각 캐리어(C)에 수납하는(되돌리는) 것이다. 반송 기구(TA1, TA2)는, 1개 또는 2개의 기판(W)을 유지하는 유지 아암(11)과, 유지 아암(11)을 상하 및 수평 방향으로 이동시키고, 유지 아암(11)을 상하(Z방향) 축심 둘레로 선회시키는 유지 아암 지지대(13)를 구비하고 있다.

또한, 도 3에 있어서, 캐리어 재치대(9)는, 2개 설치되어 있는데, 1개 또는 3개 이상이어도 된다. 또, 반송 기구(TA1, TA2)는, 2개 설치되어 있는데, 3개 이상이어도 되고, 또, 1개로 구성되며, 기판 처리 장치(1)의 폭방향(Y방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다. 또한, 캐리어(C)는, FOUP(front opening unified pod)가 예시되는데, 그 외의 것이어도 된다.

［처리부(5)］

처리부(5)는, 도 4와 같이, 4개의 처리 블록(B1~B4)을 구비하고 있다. 각 처리 블록(B1~B4)은, 도 3과 같이, 부호(PHP), 부호(CP), 부호(HP), 부호(RESIST), 부호(DEV) 등의 1개 이상의 처리 유닛(U)과, 단일의 주반송 기구(TB1~TB4)를 구비하고 있다. 또, 각 처리 블록(B1~B4)은, 주반송 기구(TB1~TB4)에 의해 기판(W)을 반송하기 위한 반송 스페이스(A1~A4)가 설치되어 있다. 각 반송 스페이스(A1~A4)는, X방향에 직사각형으로 설치되어 있다. 그리고, 각 반송 스페이스(A1~A4)의 양측에, 도 5의 처리 유닛(U) 및 도 6의 처리 유닛(U)이 설치되어 있다.

<처리 블록(B1, B3)>

2개의 처리 블록(B1, B3)은 각각, 도 5와 같이, 기판(W)에 반사 방지막을 형성하는 반사 방지막용의 도포 처리 유닛(BARC)과, 기판(W)에 레지스트막을 형성하는 레지스트막용의 도포 처리 유닛(RESIST)을 구비하고 있다. 각 처리 블록(B1, B3)은, 도포 처리 유닛(BARC, RESIST)을, 수평 방향 2개, 또한 상하 방향으로 2개의 2열×2단으로 배치할 수 있도록 되어 있다.

각 도포 처리 유닛(BARC, RESIST)은, 도 3과 같이, 기판(W)을 회전 가능하게 유지하는 회전 유지부(21)와, 기판(W)에 도포액(예를 들어 레지스트액)을 공급하는 도포액 공급부(23) 등을 구비하고 있다. 도포액 공급부(23)는, 복수의 도포 노즐(25) 중의 하나의 도포 노즐(25)을 선택하고, 도포 노즐(25)의 대기 위치와 기판(W)의 상방의 도포 위치의 사이를 이동할 수 있도록 되어 있다.

또, 각 처리 블록(B1, B3)은, 기판(W)에 열처리를 행하는 열처리 유닛(27)을 구비하고 있다. 열처리 유닛(27)은, 도 6과 같이, 기판(W)을 냉각하는 냉각 유닛(CP)과, 가열 처리와 냉각 처리를 계속하여 행하는 가열 냉각 유닛(PHP)과, 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)을 구비하고 있다. 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)은, 헥사메틸디실란(HMDS) 등의 밀착 강화제를 기판(W)에 도포하고 가열함으로써, 기판(W)과 반사 방지막의 밀착성을 향상시키는 것이다. 열처리 유닛(27)은, 예를 들어, 수평 방향으로 3개, 또한 종 방향 5개의 3열×5단으로 배치할 수 있도록 되어 있다. 또, 각 열처리 유닛(27)은, 도 3과 같이, 기판(W)을 올려놓는 플레이트(29)를 구비하고 있다.

<처리 블록(B2, B4)>

한편, 2개의 처리 블록(B2, B4)은 각각, 도 5와 같이, 기판(W)을 현상하는 현상 처리 유닛(DEV)을 구비하고 있다. 각 처리 블록(B2, B4)은, 현상 처리 유닛(DEV)을, 수평 방향 3개, 또한 상하 방향에 2개의 3열×2단으로 배치할 수 있도록 되어 있다. 또, 현상 처리 유닛(DEV)은, 도 3과 같이, 기판(W)을 회전 가능하게 유지하는 회전 유지부(31)와, 현상액을 공급하는 처리액 공급부(33) 등을 구비하고 있다. 처리액 공급부(33)는, 현상액을 토출하는 노즐(35)과, 노즐(35)을 X방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드 레일(37)을 구비하고 있다.

또, 각 처리 블록(B2, B4)은, 기판(W)에 열처리를 행하는 열처리 유닛(39)을 구비하고 있다. 열처리 유닛(39)은, 도 6과 같이, 기판(W)을 가열하는 가열 유닛(HP)과, 기판(W)을 냉각하는 냉각 유닛(CP)과, 가열 냉각 유닛(PHP)을 구비하고 있다. 열처리 유닛(39)은, 예를 들어, 수평 방향에 4개, 또한 종 방향 5개의 4열×5단으로 배치할 수 있도록 되어 있다.

또한, 각 처리 블록(B1~B4)에 있어서, 각종의 처리 유닛(U)의 종류, 개수 및 배치 등은, 도 5 및 도 6의 것에 한정되지 않고, 적당히, 설정되어 있다.

<ID부(3)와 IF부(7)의 사이의 기판 반송>

다음에, ID부(3)와 IF부(7)의 사이의 기판 반송에 대해 설명한다. 기판 반송은, 각 주반송 기구(TB1~TB4)에 의해, 재치대(PS1a~PS6a, PS1b~PS6b)를 개재하여 행해진다. 각 주반송 기구(TB1~TB4)는, 도 4와 같이, 기판(W)을 유지하기 위한 2개의 유지 아암(41)과, 각각의 유지 아암(41)을 수평 방향으로 이동시키고, 유지 아암(41)의 방향을 축(Q) 둘레로 바꿀 수 있는 아암 지지대(43)와, 아암 지지대(43)를 2차원 방향(XZ방향)으로 이동시키는 아암 지지대 이동부(45)를 구비하고 있다. 아암 지지대 이동부(45)는, 아암 지지대(43)를 X방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드 레일(47)과, 아암 지지대(43)를 Z방향으로 이동 가능하게 지지하는 가이드 레일(49)을 구비하고 있다.

이에 의해, 예를 들어, 주반송 기구(TB1)는, 처리 블록(B1)의 각종의 처리 유닛(U), 및 4개의 재치부(PS1a, PS1b, PS3a, PS3b)에 대해, 기판(W)의 수취 및 인도 중 어느 한쪽을 행할 수 있다. 주반송 기구(TB2~TB4)도 마찬가지이다.

또, 처리 블록(B1, B2)에서는, 처리 유닛(U)을 제외하고, 다음과 같이 기판 반송된다. ID부(3)로부터 IF부(7)로 기판 반송하는 경우는, 차례로, 재치부(PS1a), 재치부(PS3a), 재치부(PS5a)로 기판(W)이 반송된다. 반대로, IF부(7)로부터 ID부(3)로 기판 반송하는 경우는, 차례로, 재치부(PS5b), 재치부(PS3b), 재치부(PS1b)로 기판(W)이 반송된다. 한편, 처리 블록(B3, B4)에서는, 처리 유닛(U)을 제외하고, 다음과 같이 기판 반송된다. ID부(3)로부터 IF부(7)로 기판 반송하는 경우는, 차례로, 재치부(PS2a), 재치부(PS4a), 재치부(PS6a)로 기판(W)이 반송된다. 반대로, IF부(7)로부터 ID부(3)로 기판 반송하는 경우는, 차례로, 재치부(PS6b), 재치부(PS4b), 재치부(PS2b)로 기판(W)이 반송된다.

[IF부(7)]

IF부(7)는, 처리부(5)로부터 반출된 기판(W)을 외부 장치인 노광기(EXP)로 반송하고, 또, 노광기(EXP)로부터 반출된 노광 처리 후의 기판(W)을 처리부(5)로 되돌리기 위한 것이다. IF부(7)는, 도 3과 같이, 제1 처리부측 반송 기구(이하 적당히, 「반송 기구」라고 부른다)(TC1)와, 제2 처리부측 반송 기구(이하 적당히, 「반송 기구」라고 부른다)(TC2)와, 단일의 노광기측 반송 기구(이하 적당히, 「반송 기구」라고 부른다)(TD)를 구비하고 있다. 반송 기구(TC1, TC2, TD)는, 반송 기구(TA1, TA2)와 마찬가지로 구성되어 있으므로, 설명을 생략한다.

또, IF부(7)는, 냉각 기능을 가지는 재치 겸 냉각부(P-CP)와, 재치대(PS7)와, 전송 버퍼부(SBF)와, 복귀 버퍼부(RBF)를 구비하고 있다. 또, IF부(7)는, 처리 유닛(U)으로서, 기판(W)의 주연부를 노광하는 에지 노광 유닛(EEW)과, 가열 처리와 냉각 처리를 계속하여 행하는 가열 냉각 유닛(PHP)과, 노광 처리 전의 기판(W)을 세정하고, 건조시키는 노광 전의 세정 건조 유닛(51)과, 노광 처리 후의 기판(W)을 세정하고, 건조시키는 노광 후의 세정 건조 유닛(53)을 구비하고 있다(도 3~도 6 참조).

에지 노광 유닛(EEW)은, 기판(W)을 회전 가능하게 유지하는 회전 유지부(도시하지 않음)와, 이 회전 유지부에서 유지된 기판(W)의 주연을 노광하는 광조사부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 가열 냉각 유닛(PHP)은, 노광 후의 기판(W)에 노광 후 가열(PEB：Post Exposure Bake) 처리를 행한다. 또한, 세정 건조 유닛(51, 53)에 대한 상세는, 다음에 설명한다.

또한, 재치 겸 냉각부(P-CP), 재치대(PS7), 전송 버퍼부(SBF) 및 복귀 버퍼부(RBF)는, 1매 이상의 기판(W)을 올려놓을 수 있도록 구성되어 있다. 또, 에지 노광 유닛(EEW), 가열 냉각 유닛(PHP), 노광 전의 세정 건조 유닛(51), 및 노광 후의 세정 건조 유닛(53)은, 1개 이상으로 구성된다. 또한, 에지 노광 유닛(EEW)은, 처리부(5)의 2개의 처리 블록(B2, B4)에 설치되어도 된다. 각종의 처리 유닛(U)의 종류, 개수 및 배치 등은, 도 3~도 6의 것에 한정되지 않으며, 적당히, 설정되어 있다.

2개의 반송 기구(TC1, TC2)는 각각, 재치부(PS5a, PS5b, PS6a, PS6b), 에지 노광 유닛(EEW), 재치 겸 냉각부(P-CP), 재치부(PS7) 및 가열 냉각 유닛(PHP), 전송 버퍼부(SBF) 및 복귀 버퍼부(RBF)에 대해, 기판(W)의 수취 및 인도를 행한다. 또, 반송 기구(TD)는, 재치 겸 냉각부(P-CP), 노광기(EXP) 및 재치부(PS7)에 대해, 기판(W)의 수취 및 인도를 행한다.

[제어계의 구성]

기판 처리 장치(1)는, 주제어부(61)와 입출력부(63)를 구비하고 있다. 주제어부(61) 및 입출력부(63)는, 도 3과 같이, 예를 들어, ID부(3)에 설치되어 있다. 주제어부(61)는, ID부(3), 처리부(5) 및 IF부(7)의 각 구성을 통괄적으로 제어하며, CPU 등에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 주제어부(61)는, 반송 기구(TB1~TB4) 및 처리 유닛(U) 등의 동작을 제어한다.

입출력부(63)는, 예를 들어 ID부(3)의 측벽에 장착되어 있다. 입출력부(63)는, 기판 처리 장치(1)에 있어서의 기판(W)의 반송 상황이나 처리 상황을 표시한다. 또, 사용자는, 입출력부(63)의 표시에 관련하는 명령이나, 반송 기구(TB1~TB4) 등 및 처리 유닛(U)의 동작에 관련하는 명령을 입출력부(63)에 의해 입력 가능하다.

[기판 처리 장치(1)의 동작]

다음에, 도 3~도 6을 참조하여 기판 처리 장치(1)의 동작을 설명한다. 또한, 처리부(5)에 있어서, 2개의 처리 블록(B1, B2)과, 2개의 처리 블록(B3, B4)은, 병행하여, 같은 일련의 처리가 행해진다. 그로 인해, 처리부(5)의 설명은, 2개의 처리 블록(B1, B2)을 대표하여 설명한다.

ID부(3)의 예를 들어 반송 기구(TA1)는, 사용자 등에 의해 캐리어 재치대(9)로 반송된 캐리어(C)로부터 기판(W)을 수취하고, 수취한 기판(W)을 재치부(PS1a)로 반송한다. 처리 블록(B1)에서는, 주반송 기구(TB1)에 의해, 차례로, 냉각 유닛(CP), 도포 처리 유닛(BARC), 가열 냉각 유닛(PHP), 냉각 유닛(CP), 도포 처리 유닛(RESIST), 가열 냉각 유닛(PHP), 냉각 유닛(CP)으로 반송되고, 각각에 있어서 처리가 행해진다. 그리고, 모든 처리가 종료된 기판(W)은, 재치부(PS3a)로 반송된다. 재치부(PS3a)로 반송된 기판(W)은, 또한, 처리 블록(B2)의 주반송 기구(TB2)에 의해, 재치부(PS5a)로 반송된다. 또한, 도포 처리 유닛(RESIST)에서는, 레지스트를 도포하여, 예를 들어 불소를 포함한 발수성을 가지는 레지스트막을 형성한다. 또, 기판(W)과 반사 방지막의 밀착성을 얻기 위해, 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)으로 반송하도록 해도 된다.

재치부(PS5a)로 반송된 기판(W)은, IF부(7)의 반송 기구(TC1, TC2)에 의해, 차례로, 에지 노광 유닛(EEW), 노광 전의 세정 건조 유닛(51), 재치 겸 냉각부(P-CP)로 반송되고, 각각에 있어서 소정의 처리가 행해진다. 또한, IF부(7)에 있어서, 노광 전의 기판(W)을 재치 겸 냉각부(P-CP) 등으로 반송할 수 없을 때는, 기판(W)을 전송 버퍼부(SBF)에 일시적으로 보관한다. 재치 겸 냉각부(P-CP)로 반송된 기판(W)은, IF부(7)의 반송 기구(TD)에 의해, 노광기(EXP)로 반송된다.

노광기(EXP)에서는, 액침법에 의한 노광 처리가 행해진다. 노광 처리 후의 기판(W)은, IF부(7)의 반송 기구(TD)에 의해, 재치부(PS7)로 반송된다. 재치부(PS7)로 반송된 기판(W)은, IF부(7)의 반송 기구(TC1, TC2)에 의해, 차례로, 노광 후의 세정 건조 유닛(53), 가열 냉각 유닛(PHP), 재치부(PS5b)로 반송되고, 각각에 있어서 소정의 처리가 행해진다. 또한, IF부(7)에 있어서, 노광 후의 기판(W)을 가열 냉각 유닛(PHP) 등으로 반송할 수 없을 때는, 기판(W)을 복귀 버퍼부(RBF)에 일시적으로 보관한다. 또한, 노광 후의 세정 건조 유닛(53)에는, 액침법에 의한 노광 처리 후의 미세정의 기판(W), 즉, 액침법에 의한 노광 처리시의 액침액이 잔류한 상태의 기판(W)이 반송된다. 세정 건조 유닛(53)은, 잔류 액체가 없는 기판(W)의 세정 건조 처리를 실현할 수 있다.

재치부(PS5b)로 반송된 기판(W)은, 처리 블록(B2)의 주반송 기구(TB2)에 의해, 차례로, 냉각 유닛(CP), 현상 처리 유닛(DEV), 가열 유닛(HP), 냉각 유닛(CP), 재치부(PS3b)로 반송되고, 각각에 있어서 소정의 처리가 행해진다. 재치부(PS3b)로 반송된 기판(W)은, 또한, 처리 블록(B1)의 주반송 기구(TB1)에 의해, 재치부(PS1b)로 반송된다. 재치부(PS1b)로 반송된 기판(W)은, ID부(3)의 예를 들어 반송 기구(TA1)에 의해, 캐리어 재치대(9)의 원래의 캐리어(C)로 되돌려진다. 모든 기판(W)이 캐리어(C)로 되돌려졌을 때, 사용자 등은, 그 캐리어(C)를 다른 장치로 반송한다.

[세정 건조 유닛(51, 53)]

다음에, 세정 건조 유닛(51, 53)에 대해 상세하게 설명한다. 도 7a는, 세정 건조 유닛(51, 53)의 개략 평면도이며, 도 7b는, 세정 건조 유닛(51, 53)의 개략 종단면도이다. 세정 건조 유닛(51, 53)은, 기판(W)을 수평 자세로 유지하고, 유지된 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(81)과, 스핀 척(81)에 유지된 기판(W)의 표면에 처리액(PL)을 토출하는 노즐(또는 「액공급 노즐」이라고 부른다)(83)을 구비하고 있다.

스핀 척(81)은, 기판(W)의 중심부를 통과하는 연직인 축(AX1) 둘레로 기판(W)을 회전시키도록 되어 있다. 즉, 기판(W)의 중심부는, 기판(W)의 회전 중심축(AX1)과 일치하므로, 기판(W)의 중심부를 부호(AX1)로 나타낸다. 또, 스핀 척(81)에는, 도시하지 않은 흡기로가 형성되어 있으며, 그 흡기로 내를 배기함으로써, 기판(W)의 이면을 진공 흡착하여 유지하도록 되어 있다. 스핀 척(81)은, 모터 등의 척 회전 기구(85)에 의해 회전된다. 또한, 스핀 척(81) 및 척 회전 기구(85)는, 본 발명의 회전 유지부에 상당한다.

스핀 척(81)으로 유지되는 기판(W)의 외측의 미리 설정된 위치에는, 축(AX2) 둘레로 회전 가능하게 지지된 노즐 회전축(87)이 설치되어 있다. 노즐(83)과 노즐 회전축(87)은, 봉형상의 노즐용 아암(89)에 의해 연결되어 있다. 또한, 노즐 회전축(87)은, 모터 등의 노즐 이동 기구(91)에 의해 선회된다. 이에 의해, 노즐(83)은, 기판(W)의 외측의 미리 설정된 위치에 설정된 축(AX2) 둘레로 선회됨으로써, 기판(W) 상방에 있는 노즐(83)을 기판(W)의 외측으로 이동시킬 수 있다. 노즐(83)은, 예를 들어, 기판(W)의 중심부(AX1) 상방과, 기판(W) 외측의 소정의 퇴피 위치의 사이에서 양 방향으로 이동 가능하다.

노즐 회전축(87) 및 노즐용 아암(89)에는, 노즐(83)에 처리액(PL)을 공급하기 위한 처리액 공급관(93)이 설치되어 있다. 처리액 공급관(93)에는, 밸브(95)를 개재하여 처리액 공급원(97)이 접속되어 있다. 밸브(95)는, 개폐를 제어함으로써, 처리액(PL)의 공급량을 조정할 수 있도록 되어 있다. 처리액(PL)으로서는, 예를 들어 순수가 이용된다. 또, 스핀 척(81)에 유지된 기판(W)은, 컵(99) 내에 수용된다. 컵(99)은, 승강 가능한 상측 컵부(101)와, 하측 컵부(103)를 구비하고 있다. 하측 컵부(103)에는, 기판(W)으로부터 비산한 처리액(PL)을 회수하기 위한 배액구(103a)와, 배기하기 위한 배기구(103b)가 설치되어 있다.

다음에, 세정 건조 유닛(51, 53)의 동작에 대해 설명한다. 도 8a~도 8f 및 도 9a~도 9f는, 노즐(83)을 선회시키는 경우의 기판(W)의 세정 건조 처리의 경과를 도시하는 도면이다. 반송 기구(TC1, TC2)는, 기판(W)을 스핀 척(81)상으로 반송한다. 기판 반송 후에, 상측 컵부(101)는, 도시하지 않은 승강 기구에 의해 상승되어, 기판(W)의 측면을 덮는다. 기판(W)은, 스핀 척(81)에 의해 유지되고 있다. 스핀 척(81)은, 척 회전 기구(85)에 의해 회전되고, 이에 수반하여, 기판(W)은 회전된다.

스핀 척(81)에 의해 기판(W)이 유지된 후, 노즐(83)은, 기판(W)의 외측에 설정된 축(AX2) 둘레로 노즐 이동 기구(91)에 의해 선회되고, 처리액(PL)(예를 들어 순수)을 토출하는 위치로 이동된다. 처리액(PL)을 토출하는 위치는, 기판(W)의 표면을 따른 방향으로 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치이다.

노즐(83)은, 도 8a 및 도 8b와 같이, 회전하는 기판(W)의 표면상에 처리액(PL)을 토출한다. 노즐(83)은, 기판(W)의 표면을 따른 방향으로 기판(W)의 중심부(AX1)를 기준으로 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치를 향해 처리액(PL)의 토출을 개시한다. 이때, 노즐(83)은, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치의 기판(W) 상방에 존재하고, 토출구(83a)를 바로 아래를 향해 처리액(PL)을 토출한다. 즉, 처리액(PL)을 중심부(AX1)로부터 어긋난 위치에 토출한다.

처리액(PL)은, 발수성을 가지는 예를 들어 레지스트막이 표면에 형성되고, 회전된 상태의 기판(W)상을 흐르는데, 처리액(PL)의 토출 개시 직후부터 기판(W)상에서 처리액(PL)을 한줄로 모아지도록 흐르게 한다. 즉, 처리액(PL)은, 처리액(PL)의 토출 개시 직후부터, 하나로 연속되어 띠형상(또는 줄기형상)으로 흐른다. 그리고, 기판(W)상을 한줄의 흐름으로서 모아진 상태의 처리액(PL)은, 기판(W)의 주연부로부터 기판(W)으로 배출된다.

또, 처리액(PL)의 토출 개시 후, 기판(W)상에 도달한 처리액(PL)의 확산이, 일시적으로, 기판(W)의 중심부(AX1)까지 달하게 되어 있다. 이것을 실현하기 위해, 예를 들어, 토출하는 처리액(PL)의 유량을 조정한다. 또, 기판(W)의 표면에 도달한 처리액(PL)이 비산하지 않도록 유량을 조정한다. 이와 같이, 회전하는 기판(W)의 표면에 도달한 처리액(PL)의 확산(처리액(PL)의 가장자리)이 기판(W)의 중심부(AX1)에 달하므로, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치를 향해 노즐(83)로 처리액(PL)을 토출하는 경우여도, 기판(W)의 중심부(AX1)를 처리액(PL)으로 세정할 수 있다.

또한, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 거리(D) 떨어진 위치에 처리액(PL)의 토출을 개시함에도 불구하고, 기판의 중심부(AX1)를 처리액으로 처리하고, 또, 미소 수적이 잔류하는 것을 억제하기 위해, 처리 조건이 설정된다. 처리 조건은, 예를 들어, 중심부(AX1)로부터의 노즐(83)의 거리(노즐 거리량(D)), 기판 회전수(회전 속도), 컵(99)의 배기압(Pa), 노즐(83)의 토출구(83a)의 크기, 처리액의 토출 유량(처리액 유량) 및 토출 압력 중 적어도 어느 한쪽을 조정하여 설정된다.

그리고, 노즐(83)에 의해 처리액(PL)을 연속하여 토출하면서, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치를 기준으로 노즐(83)을 기판(W)의 외측으로 이동시킨다. 즉, 기판(W)의 외측에 설정된 축(AX2) 둘레로 노즐 이동 기구(91)에 의해 선회되고, 노즐(83)은, 차례로, 도 8c(도 8d), 도 8e(도 8f), 도 9a(도 9b), 도 9c(도 9d), 도 9e(도 9f)와 같이, 기판(W) 밖으로 이동된다. 또한, 도 9e 및 도 9f와 같이, 노즐(83)이 기판(W)의 주연부 상방에 위치하는 경우에, 처리액(PL)의 토출을 정지하고 있는데, 노즐(83)이 기판(W)의 외측에 위치하는 경우에 처리액(PL)의 토출을 정지해도 된다. 노즐(83)은, 최종적으로는, 기판(W)의 외측의 퇴피 위치로 이동된다.

기판(W)의 외측의 축(AX2) 둘레로 노즐(83)을 선회시킴으로써, 기판(W)상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 처리액(PL)을 유지하면서, 처리액(PL)의 흐름 전체를 기판(W)의 외측으로 이동시킬 수 있다. 또, 이때, 노즐(83)에 의해 처리액(PL)을 토출하고 기판(W)을 세정하면서, 노즐(83)의 이동의 반대측에서는, 기판(W)의 건조가 행해진다. 처리액(PL)의 한줄의 흐름이 유지되므로, 미소 수적이 잔류하는 일 없이 기판(W)을 건조시킬 수 있다.

또한, 기판(W)의 회전 속도는 일정하지만, 처리액(PL)의 한줄의 흐름이 유지된다면, 노즐(83)의 이동 도중에서, 기판의 회전 속도를 바꾸어도 된다.

[수적 평가 결과]

다음에, 도 10~도 13을 참조하면서, 발명의 평가 결과에 대해 설명한다. 또한, 도 10~도 13에 있어서, 처리액(PL)의 유량, 노즐 거리량(D), 및 기판 회전수 중 어느 한쪽을 변화시켜, 기판 중심부(AX1)의 세정이 되었는지의 여부, 및 기판 중심부(AX1)의 세정이 된 경우의 기판(W)상의 잔류 액체의 유무를 조사하고 있다.

우선, 도 10은, 처리액 유량：500ml/min, 및 기판 회전수：600rpm으로 고정하고, 기판 중심부(AX1)로부터의 노즐(83)의 거리를 나타내는 노즐 거리량(D)을 변화시켰을 때의 수적 평가 결과이다. 도 10의 결과에 의하면, 노즐 거리량(D)이 8mm 이상 13mm 이하이고, 기판 중심부(AX1)가 세정되어, 기판(W)상에 잔류 액체가 없는 양호한 결과를 얻었다. 이에 비해, 노즐 거리량(D)이 작은(8mm 미만) 경우는, 기판 중심부(AX1) 부근(기판 중심부(AX1)를 포함한다)에 잔류 액체가 있었다. 또, 노즐 거리량(D)이 큰(13mm를 초과하는) 경우는, 기판 중심부(AX1)가 세정되지 않았다.

또, 도 11은, 처리액 유량：500ml/min, 및 노즐 거리량(D)：10mm로 고정하고, 기판 회전수를 변화시켰을 때의 수적 평가 결과이다. 도 11의 결과에 의하면, 기판 회전수가 200rpm 이상 800rpm 이하이고, 기판 중심부(AX1)가 세정되어, 기판(W)상에 잔류 액체가 없는 양호한 결과를 얻었다. 이에 비해, 기판 회전수가 느린(200rpm 미만) 경우는, 기판 중심부(AX1) 부근에 잔류 액체가 있었다. 또, 기판 회전수가 빠른(800rpm을 초과하는) 경우는, 기판 중심부(AX1)의 세정이 되지 않았다.

또, 도 12는, 기판 회전수：600rpm, 및 노즐 거리량(D)을 10mm로 고정하고, 처리액 유량을 변화시켰을 때의 수적 평가 결과이다. 도 12의 결과에 의하면, 처리액 유량이 300ml/min 이상 700ml/min 이하이고, 기판 중심부(AX1)가 세정되어, 기판(W)상에 잔류 액체가 없는 양호한 결과를 얻었다. 이에 비해, 처리액 유량이 많은(700ml/min을 초과하는) 경우는, 기판 중심부(AX1) 부근에 잔류 액체가 있었다. 또, 처리액 유량이 적은(300ml/min 미만) 경우는, 기판 중심부(AX1)가 세정되지 않았다.

도 13은, 기판 회전수를 600rpm으로 고정하고, 노즐 거리량(D)과 처리액 유량을 변화시켰을 때의 예측을 포함하는 수적 평가 결과이다. 우선, 도 13의 견해를 설명한다. 도 13 중의 「OK」 및 「NG」와 같이, 대문자로 나타낸 평가 결과는, 도 10 및 도 12와 같이 평가 결과가 있으며, 실제의 평가 결과를 나타내고 있다. 한편, 「ok」 및 「ng」와 같이, 소문자로 나타낸 평가 결과는, 평가 결과가 없으며 예측을 나타내고 있다.

또, 도 13 중의 「오른쪽 사선」의 셀과 같이, 노즐 거리량(D)이 작고, 처리액 유량이 많은 경우는, 기판 중심부(AX1) 부근에 잔류 액체(미소 수적)가 발생하기 쉽다. 한편, 도 13 중의 「도트」의 셀과 같이, 노즐 거리량(D)이 크고, 처리액 유량이 적은 경우는, 기판 중심부(AX1)의 세정이 되어 있지 않을 가능성이 있다. 그리고, 도 13 중의 「그물코」와 같은 영역에 있어서는, 기판 중심부(AX1)가 세정되어, 기판(W)상에 잔류 액체가 없는 양호한 결과를 얻을 수 있는 것이 예측된다.

본 실시예에 의하면, 발수성을 가지는 레지스트막 등이 표면에 형성된 기판(W)을 스핀 척(81) 등으로 유지하고 회전시킨 상태로, 노즐(83)에 의한 처리액(PL)(예를 들어 순수)의 토출을 개시한다. 처리액(PL)이 기판(W)상에서 복수로 분리되어 흐르면, 분리될 때에 미소 수적이 발생하기 쉬워진다. 그러나, 처리액(PL)은, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치를 향해 토출되고, 처리액(PL)의 토출 개시 직후부터 기판(W)상에서 한줄로 모아지도록 흐른다. 이에 의해, 미소 수적의 발생을 억제할 수 있다. 또, 노즐(83)에 의해 처리액(PL)을 연속하여 토출하면서, 노즐(83)을 기판(W)의 외측을 향해 이동시킨다. 이에 의해, 기판(W)상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 상태의 처리액(PL)을 유지하면서, 처리액(PL)의 흐름 전체를 기판(W)의 외측을 향해 이동시킬 수 있다. 또한, 처리액(PL)의 흐름의 내측은 건조 영역이 된다. 따라서, 액체 잔류를 억제하면서, 기판(W)의 세정 건조 처리를 행할 수 있다.

또한, 예를 들어, 일본국：특허 공개 2012-222237호 공보와 같이, 기판(W)의 중심부(AX1) 상방의 노즐(83)로부터 순수를 공급한 상태로, 노즐(83)을 기판(W)의 외주부로 이동시키는 경우, 액체 잔류가 발생하는 경우가 있다. 즉, 기판(W)의 중심부(AX1)를 향해 토출된 순수는, 모든 방향으로 흐른다. 그리고, 노즐(83)을 기판(W)의 외주부로 이동시키면, 노즐(83)의 이동과 반대 방향으로 흐르는 순수가, 노즐(83)에 의해 순차 토출되어 형성되는 순수의 본류와 분리된다. 이 분리시에 미소 수적이 발생하기 쉬워진다. 즉, 노즐(83)에 의해 토출된 모든 순수가 모아져 한줄의 흐름이 되면, 미소 수적의 발생이 억제되는 것이다. 그러나, 기판(W)의 중심부(AX1) 상방으로부터 노즐(83)을 이동시킬 때에, 순수가 분리되어, 미소 수적이 발생한다. 기판(W) 중심부(AX1) 부근에 잔류한 미소 수적은, 그 후에 노즐(83)에 의해 순차 토출되어 형성되는 순수의 본류에 끌려 들어가는 경우가 없고, 또, 원심력의 영향을 받기 어려우므로, 잔류 액체가 된다. 본 발명에 의하면, 처리액(PL)의 토출 개시 직후부터 기판(W)상에서 처리액(PL)을 한줄로 모아지도록 흐르게 하고 있으므로, 기판(W)의 중심부(AX1)를 향해 토출하고 있는 처리액(PL)을 기판(W)의 주연부로 이동시킬 때에 처리액(PL)이 분리되는 것을 방지하여, 미소 수적의 발생을 억제할 수 있다.

또, 종래는, 액층(L)을 형성하고 있었다. 그러나, 기판(W) 표면의 발수성이 점점 높아져 액층(L) 형성이 어려워지면, 액층(L)을 형성하는 것만으로 시간이 걸려 버리고, 또, 기판(W) 사이즈가 클수록 더욱 시간이 걸려 버린다. 이에 의해, 액층 형성 시간이 증가할 우려, 혹은 액층 형성 자체가 불가능해질 우려가 있었다. 본 발명에 의하면, 기판(W) 전면에 액층(L)을 형성하지 않으므로, 액층 형성의 문제를 해소할 수 있다. 또, 기판(W)의 중심부(AX1)에 처리액을 토출하여 시간이 걸리는 등의 액층 형성을 행하지 않으므로, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또, 본 발명에서는, 액층(L)을 형성하지 않으므로, 액층(L) 중에 존재하는 버블(BB)의 영향의 문제를 해소할 수 있다.

다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 또한, 실시예 1과 중복하는 설명은 생략한다. 도 14a는, 세정 건조 유닛의 개략 평면도이며, 도 14b는, 세정 건조 유닛의 개략 종단면도이다. 도 15a~도 15f는, 노즐을 직선 이동시키는 경우의 기판의 세정 건조 처리의 경과를 도시하는 도면이다.

실시예 1의 세정 건조 유닛(51, 53)에서는, 기판(W)의 외측으로의 노즐(83)의 이동은, 기판(W)의 외측의 미리 설정된 위치를 축(AX2)으로 노즐(83)을 선회시킴으로써 행해지고 있었다. 이 점, 실시예 2에서는, 기판(W)의 외측으로의 노즐(83)의 이동은, 기판(W)의 반경 방향으로 노즐(83)을 직선 이동시킴으로써 행해져도 된다.

도 14a를 참조한다. 노즐용 아암(89)은, 일단에 노즐(83)이 연결되고, 타단에 회전되지 않는 고정축(111)이 연결되어 있다. 실시예 1과 마찬가지로, 노즐용 아암(89) 및 고정축(111)은, 노즐(83)에 처리액(PL)을 공급하기 위해, 처리액 공급관(93)이 설치되어 있다. 처리액 공급관(93)에는, 밸브(95)를 개재하여 처리액 공급원(97)이 접속되어 있다.

노즐(83)은, 노즐 이동 기구(113)에 의해, m방향으로 자유롭게 이동된다. 노즐 이동 기구(113)는, 가동부(115)와, 가이드 레일(117)과, 도시하지 않은 모터 등의 구동부를 구비하고 있다. 가동부(115)는, 고정축(111)을 지지하고, 가동부(115)는, 가이드 레일(117)을 따라 (m방향) 이동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 노즐(83)은, 노즐 이동 기구(113)에 의해, 기판(W)의 중심부(AX1)와, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치와, 기판(W)의 외측의 퇴피 위치의 사이에서, 기판(W)의 반경 방향으로 이동된다.

세정 건조 유닛(51, 53)의 동작을 간단하게 설명한다. 도 15a와 같이, 기판(W)을 회전시킨 상태로, 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치를 향해 노즐(83)에 의해 처리액(PL)의 토출을 개시한다. 처리액(PL)은, 토출 개시 직후부터 기판(W)상에서 처리액(PL)을 한줄로 모아지도록 흐른다. 그리고, 도 15b~도 15f와 같이, 노즐(83)에 의해 처리액(PL)을 연속하여 토출하면서, 노즐(83)을 기판(W)의 외측을 향해 이동시킨다. 기판(W)의 주연부 및 기판(W)의 외측 중 어느 한쪽으로 노즐(83)이 이동되면, 처리액(PL)의 토출을 정지한다. 노즐(83)에 의해 처리액(PL)을 연속하여 토출함으로써, 기판(W)상의 처리액(PL)의 한줄의 흐름이 중단되지 않도록 한다. 또, 처리액(PL)을 한줄의 흐름으로서 모아진 상태로 흐르게 하여, 노즐(83)을 이동시키고 있으므로, 미소 수적의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 노즐(83)은, 최종적으로, 퇴피 위치로 이동된다.

본 실시예에 의하면, 기판(W)의 반경 방향으로 노즐(83)을 직선 이동시킴으로써, 기판(W)상에서 한줄의 흐름으로서 모아진 처리액(PL)을 유지하면서, 처리액(PL)의 흐름 전체를 기판(W)의 외측을 향해 이동시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 상술한 실시예 1에서는, 기판(W)의 외측의 축(AX2) 둘레로 노즐(83)을 선회시키고, 또, 상술한 실시예 2에서는, 노즐(83)을 직선 이동시키고 있었다. 그러나, 기판(W)의 외측으로의 노즐(83)의 이동은, 이들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실시예 2에 있어서, 노즐(83)은, 가이드 레일(117)을 따른 m방향(1차원 방향)으로만 이동할 수 있었는데, m방향과 직교하는 n방향으로도 이동 가능하게 가이드 레일을 설치하여, m방향 및 n방향(2차원 방향)으로 이동 가능하게 구성해도 된다. 그리고, 예를 들어, 도 14a에 있어서, 일점쇄선의 노즐(83)의 위치로부터 화살표(119)의 방향으로 노즐(83)을 이동시키도록 해도 된다. 또한, 이 경우는, 2차원 방향으로 노즐(83)을 이동시키므로, 1차원 방향으로 이동시키는 경우보다 구성이 복잡해져 버린다.

(2) 상술한 각 실시예 및 변형예(1)에서는, 도 7b와 같이, 노즐(83)의 토출구(83a)는, 기판(W)의 표면에 대해 직교하는 방향(바로 아래)을 향하고 있었는데, 노즐(83)의 토출구(83a)가 기판(W)의 표면에 대해 기울어져 있어도 된다. 즉, 노즐(83)에 의해 토출된 처리액(PL)이, 기판(W)의 표면을 따른 방향으로 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 기판(W)상의 위치에 도달하게 되어 있으면 된다.

(3) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 발수성을 가지는 막으로서, 불소를 포함하는 레지스트막을 예시했는데, 이에 한정되지 않는다. 발수성을 가지는 막으로서, 레지스트막의 전면을 덮는 레지스트 커버막이어도 된다. 레지스트 커버막은, 예를 들어 불소 수지로 형성된다. 레지스트 커버막을 형성하는 경우, 처리 블록(B1, B3)에는, 레지스트 커버막을 형성하는 도포 처리 유닛(COV)이 설치된다. 또, 처리 블록(B2, B4)에는, 현상 처리 전에 레지스트 커버막을 제거하는 제거 유닛(REM)이 설치된다.

(4) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 처리액(PL)의 흐름 전체를 기판(W)의 외측으로 이동시킬 때에, 특별히 불활성 가스를 사용하고 있지 않다. 그러나, 이에 한정되는 것이 아니며, 노즐(83)로부터 토출된 처리액(PL)의 기판 중심부(AX1)의 액막이 기판(W)의 외측을 향해 이동하기 시작하는 타이밍으로, 별도 설치한 가스 노즐로부터 N₂ 등의 불활성 가스를 기판(W)의 중심부(AX1)를 향해 공급하고, 처리액(PL)의 흐름 전체의 기판(W)의 외측을 향한 이동과 동기시켜 가스 노즐도 불활성 가스를 토출하면서 기판(W)의 외측을 향해 이동시키며, 처리액(PL)의 이동을 보조하도록 해도 된다.

(5) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, IF부(7)의 세정 건조 유닛(51, 53)의 노즐(83)은, 처리액(PL)으로서, 린스(헹굼)가 필요 없는, 린스 없는 세정액(예를 들어 순수)을 기판(W)에 토출하고 있었다. 이에 의해, 1회의 처리로 끝나므로, 처리 시간을 단축할 수 있다. 그러나, 처리액(PL)은 린스 없는 세정액에 한정되지 않는다. 즉, 처리액(PL)은, 세정액 및 린스액, 혹은 린스액 중 어느 한쪽이어도 된다.

세정액은, 순수에 착체(이온화한 것)를 녹인 액, 및 불소계 약액 등 중 어느 한쪽이 이용된다. 한편, 린스액은, 예를 들어, 순수, 탄산수, 수소수, 전해 이온수, HFE(하이드로플루오로에테르) 및 유기계의 액체 등 중 어느 한쪽이 이용된다.

기판(W)을 세정액으로 세정한 후에, 예를 들어, 도 8a~도 8f, 도 9a~도 9f, 도 15a~도 15f와 같이, 기판(W)을 린스액으로 헹군다. 즉, 발수성을 가지는 레지스트막 등이 표면에 형성된 기판(W)을 스핀 척(81)으로 유지하고, 척 회전 기구(85)에 의해 기판(W)을 회전시키며, 기판(W)을 세정액으로 세정한 후, 기판(W)을 회전시킨 상태로, 기판(W)의 표면을 따른 방향으로 기판(W)의 중심부(AX1)로부터 미리 설정된 거리(D) 떨어진 위치를 향해 노즐(83)에 의해 린스액의 토출을 개시하고, 노즐(83)에 의해 린스액을 연속하여 토출하면서, 노즐(83)을 기판(W)의 외측으로 이동시킨다.

세정액에 의한 기판(W)의 세정은, 예를 들어 일본국：특허 공개 2008-028226호 공보, 일본국：특허 공개 2009-071026호 공보, 및 일본국：특허 공개 2012-222237호 공보와 같이, 공지인 방법으로 행해져도 된다. 또, 도 8a~도 8f, 도 9a~도 9f, 도 15a~도 15f와 같이, 본 발명의 기판(W)의 세정 건조 처리 방법으로 세정해도 된다.

또한, 세정액에 의한 기판(W)의 세정을, 기판(W)의 회전을 정지하여 행할 수 있을 때는, 기판(W)의 표면을 세정액으로 세정한 후, 척 회전 기구(85)에 의해 기판(W)을 회전시키고, 기판(W)의 표면을 린스액으로 헹구도록 해도 된다.

(6) 상술한 각 실시예 및 각 변형예에서는, 세정 건조 유닛(51, 53)에 있어서의 기판(W)의 세정 건조 처리였는데, 예를 들어, 현상 처리 유닛(DEV)의 린스액을 토출하고 행하는 기판(W)의 세정 건조 처리에 있어서도 적용 가능하다. 단, 현상 후의 기판(W)의 표면의 거의 전면이 발수성을 가질 필요가 있다. 적용예로서는, 발수성을 가지는 레지스트막이 형성되고, 현상 처리 후에 레지스트막에 복수의 미세한 홀이 형성된 기판(W)을 린스액으로 씻어내는 경우를 들 수 있다.

1: 기판 처리 장치 7: 인터페이스부(IF부)
31: 회전 유지부 33: 처리액 공급부
35: 노즐 37: 가이드 레일
51, 53: 세정 건조 유닛 61: 주제어부
81:스핀 척 83: 노즐
85: 척 회전 기구 87: 노즐 회전축
89: 노즐용 아암 91: 노즐 이동 기구
103b: 배기구 EXP: 노광기
AX1: 축(기판의 중심부) AX2: 축
D: 노즐 거리량

Claims

기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
발수성을 가지는 막이 표면에 형성된 기판을 회전 유지부에 의해 유지하고 회전시키는 공정；
상기 기판의 표면을 따른 방향으로 상기 기판의 중심부로부터 미리 설정된 거리 떨어진 위치를 향해 노즐에 의해 처리액의 토출을 개시하고, 처리액의 토출 개시 직후부터 상기 기판상에서 처리액을 한줄로 모아지도록 흐르게 하는 공정；
상기 노즐로 처리액을 연속하여 토출하면서, 상기 노즐을 상기 기판의 외측을 향해 이동시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
청구항 1에 있어서,
처리액의 토출 개시 후, 상기 기판상에 도달한 처리액의 확산을 일시적으로 상기 기판의 중심부까지 달하게 하는 공정을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 노즐의 이동은, 상기 기판의 외측의 미리 설정된 위치를 축으로 상기 노즐을 선회시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 노즐의 이동은, 상기 기판의 반경 방향으로 상기 노즐을 직선 이동시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 처리액은 린스 없는 세정액인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 기판은 액침법에 의한 노광 처리 후의 미(未)세정의 기판인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.