KR20160045591A

KR20160045591A - 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 및 기판 액 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체

Info

Publication number: KR20160045591A
Application number: KR1020150143282A
Authority: KR
Inventors: 미츠노리 나카모리; 준이치 기타노; 데루오미 미나미
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2016-04-27
Also published as: JP6484144B2; TW201637086A; TWI697043B; JP2016082223A; KR102434087B1

Abstract

[과제] 액처리후의 기판을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 액 처리 장치(기판 액 처리 방법)을 제공한다.
[해결수단] 본 발명에서는, 기판(3)에 순수를 공급하는 순수 공급부(린스액 공급부(22))와, 상기 기판에 순수보다 휘발성이 높은 건조액을 공급하는 건조액 공급부(23)를 갖는 기판 액 처리 장치(1)를 이용하여, 상기 건조액 공급부(23)로부터 상기 휘발성이 높은 건조액의 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 상기 기판(3)에 공급하는 것으로 했다.

Description

기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 및 기판 액 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE LIQUID PROCESSING METHOD, AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM STORING SUBSTRATE LIQUID PROCESSING PROGRAM}

본 발명은, 액처리후의 기판을 건조액을 이용하여 건조시키는 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 및 기판 액 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 관한 것이다.

종래, 반도체 부품이나 플랫 패널 디스플레이 등을 제조할 때에는, 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판에 대하여 세정이나 에칭 등의 각종 액처리를 실시하기 위해 기판 액 처리 장치를 이용한다.

기판 액 처리 장치에서는, 기판에 세정액이나 에칭액 등의 처리액을 공급하여 기판의 액처리를 행한 후에, 기판에 린스액(예를 들면 순수)을 공급하여 기판의 린스 처리를 행한다. 그 후, 기판으로부터 린스액을 제거함으로써 기판의 건조 처리를 행한다. 이 건조 처리에 있어서는, 기판(특히 회로 패턴이나 레지스트 패턴 등의 패턴 사이)에 잔류하는 린스액의 표면장력의 작용에 의해, 기판에 형성한 패턴이 붕괴할 우려가 있다.

그 때문에, 종래에 있어서는, 린스액보다 표면장력이 작은 건조액으로 린스액을 치환하고, 그 후, 기판으로부터 건조액을 제거함으로써 기판의 건조 처리를 행하고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 건조액으로는, 주로 IPA(이소프로필알콜) 등의 알콜계 유기 화합물이 이용되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2010-45389호 공보

그런데, 기판에 형성되는 회로 패턴이나 레지스트 패턴 등의 패턴의 미세화에 따라서, 종래의 IPA 등의 알콜계 유기 화합물을 건조액으로서 이용하여 건조 처리하더라도 패턴이 붕괴해 버릴 우려가 있다.

그 때문에, 미세화된 패턴의 붕괴를 일으키지 않고 기판을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 액 처리 장치의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명에서는, 기판 액 처리 장치에 있어서, 기판에 순수를 공급하는 순수 공급부와, 상기 기판에 순수보다 휘발성이 높은 건조액을 공급하는 건조액 공급부를 가지며, 상기 건조액 공급부는, 상기 휘발성이 높은 건조액의 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 상기 기판에 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 건조액 공급부는, 실리콘계 유기 화합물로 이루어진 제1 약액을 공급하는 제1 약액 공급부와, 그 밖의 유기 화합물로 이루어진 제2 약액을 공급하는 제2 약액 공급부를 가지며, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 상기 기판에 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 건조액 공급부는, 상기 혼합액을 공급한 후에, 상기 제2 약액 공급부로부터 상기 제1 약액을 포함하지 않는 제2 약액을 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 건조액 공급부는, 상기 혼합액을 공급하기 전에, 상기 제2 약액 공급부로부터 상기 제1 약액을 포함하지 않는 제2 약액을 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 건조액 공급부는, 상기 제1 약액 공급부와 제2 약액 공급부로부터 제1 및 제2 약액을 동시에 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 건조액 공급부는, 상기 제1 약액과 제2 약액을 미리 혼합한 혼합액을 공급하는 것을 특징으로 하는 청구항 2∼청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 기판 액 처리 장치.

또한, 본 발명에서는, 기판 액 처리 방법에 있어서, 기판에 순수를 공급하는 순수 공급 공정과, 그 후, 상기 기판에 상기 순수보다 휘발성이 높은 건조액을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 기판을 건조 처리하는 건조 공정을 가지며, 상기 건조 공정은, 상기 기판에 건조액을 공급하는 건조액 공급 공정과, 기판으로부터 건조액을 제거하는 건조액 제거 공정으로 이루어지며, 건조액 공급 공정에 있어서, 상기 휘발성이 높은 건조액의 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 공급하는 공정을 포함하는 것으로 했다.

또한, 상기 건조액은, 실리콘계 유기 화합물로 이루어진 제1 약액과, 그 밖의 유기 화합물로 이루어진 제2 약액으로 이루어진 혼합액으로서, 상기 건조액 공급 공정은, 상기 혼합액을 공급하는 혼합액 공급 공정을 포함하는 것으로 했다.

또한, 상기 혼합액 공급 공정의 후에, 제1 약액을 포함하지 않는 상기 제2 약액을 공급하는 후처리 공정을 포함하는 것으로 했다.

또한, 상기 혼합액 공급 공정의 전에, 제1 약액을 포함하지 않는 상기 제2 약액을 공급하는 전처리 공정을 포함하는 것으로 했다.

또한, 상기 제1 및 제2 약액을 동시에 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 제1 약액과 제2 약액을 미리 혼합한 혼합액을 공급하는 것으로 했다.

또한, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 공급할 때에 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합 비율을 단계적 또는 연속적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 청구항 9 또는 청구항 10에 기재된 기판 액 처리 방법.

또한, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 공급할 때에 상기 제1 약액에 대한 활성제를 첨가하는 것으로 했다.

또한, 상기 제2 약액으로서 IPA를 이용하고, 상기 전처리 공정과 상기 혼합액 공급 공정 사이에 PGMEA를 상기 기판에 공급하는 공정을 갖는 것으로 했다.

또한, 본 발명에서는, 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급부와, 상기 기판에 건조액을 공급하는 건조액 공급부를 갖는 기판 액 처리 장치를 이용하여 상기 기판을 처리시키는 기판 액 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 있어서, 상기 건조액 공급부에, 적어도 그 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 상기 기판에 공급시키는 것으로 했다.

본 발명에서는, 미세화된 패턴의 붕괴를 일으키지 않고 액처리후의 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.

도 1은 기판 액 처리 장치를 나타내는 평면도.
도 2는 기판 액 처리 유닛을 나타내는 측면도.
도 3은 기판 액 처리 방법을 나타내는 공정도.
도 4는 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(액처리 공정).
도 5는 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(린스 처리 공정).
도 6은 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(건조액(제1 및 제2 약액) 공급 공정).
도 7은 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(건조액(제1 약액) 공급 공정).
도 8은 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(건조액(제2 약액) 공급 공정).
도 9는 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(활성제 공급).
도 10은 기판 액 처리 방법을 나타내는 설명도(PGMEA 공급).

이하에, 본 발명에 따른 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법의 구체적인 구성에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 액 처리 장치(1)는, 전단부에 반입 반출부(2)를 형성한다. 반입 반출부(2)에는, 복수매(예를 들면 25장)의 기판(3)(여기서는 반도체 웨이퍼)을 수용한 캐리어(4)가 반입 및 반출되고, 좌우로 나란히 재치된다.

또한, 기판 액 처리 장치(1)는, 반입 반출부(2)의 후방부에 반송부(5)를 형성한다. 반송부(5)는, 전측에 기판 반송 장치(6)를 배치함과 함께, 후측에 기판 전달대(7)를 배치한다. 이 반송부(5)에서는, 반입 반출부(2)에 재치되고자 하는 어느 캐리어(4)와 기판 전달대(7) 사이에서 기판 반송 장치(6)를 이용하여 기판(3)을 반송한다.

또한, 기판 액 처리 장치(1)는, 반송부(5)의 후방부에 처리부(8)를 형성한다. 처리부(8)는, 중앙에 전후로 연신되는 기판 반송 장치(9)를 배치함과 함께, 기판 반송 장치(9)의 좌우 양측에 기판(3)을 액처리하기 위한 기판 액 처리 유닛(10)을 전후로 나란히 배치한다. 이 처리부(8)에서는, 기판 전달대(7)와 기판 액 처리 유닛(10) 사이에서 기판 반송 장치(9)를 이용하여 기판(3)을 반송하고, 기판 액 처리 유닛(10)을 이용하여 기판(3)의 액처리를 행한다.

기판 액 처리 유닛(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 유지부(11)와 액공급부(12)와 액회수부(13)를 가지며, 이들을 제어부(14)에 의해 제어하고 있다. 여기서, 기판 유지부(11)는, 기판(3)을 유지하면서 회전시킨다. 액공급부(12)는, 기판(3)에 각종 액체를 공급한다. 액회수부(13)는, 기판(3)에 공급된 각종 액체를 회수한다. 제어부(14)는, 기판 액 처리 유닛(10)뿐만 아니라 기판 액 처리 장치(1)의 전체를 제어한다.

기판 유지부(11)는, 처리실(15)의 내부 대략 중앙에 상하로 연신시킨 회전축(16)을 회전 가능하게 설치하고 있다. 회전축(16)의 상단에는, 원판형의 턴테이블(17)이 수평으로 부착되어 있다. 턴테이블(17)의 외주 단부 가장자리에는, 복수개의 기판 유지체(18)가 원주 방향으로 등간격을 두고 부착되어 있다.

또한, 기판 유지부(11)는, 회전축(16)에 기판 회전 기구(19)와 기판 승강 기구(20)를 접속하고 있다. 이들 기판 회전 기구(19) 및 기판 승강 기구(20)는, 제어부(14)에 의해 회전 제어나 승강 제어된다.

이 기판 유지부(11)는, 턴테이블(17)의 기판 유지체(18)에 의해 기판(3)을 수평으로 유지한다. 또한, 기판 유지부(11)는, 기판 회전 기구(19)를 구동시킴으로써 턴테이블(17)에 유지한 기판(3)을 회전시킨다. 또한, 기판 유지부(11)는, 기판 승강 기구(20)를 구동시킴으로써 턴테이블(17)이나 기판(3)을 승강시킨다.

액공급부(12)는, 처리액 공급부(21)와 린스액 공급부(22)와 건조액 공급부(23)로 구성한다. 여기서, 처리액 공급부(21)는, 기판(3)에 처리액(여기서는 세정용 약액)을 공급한다. 린스액 공급부(22)는, 처리액으로 액처리한 기판(3)에 린스액(여기서는 순수)을 공급한다. 그 때문에, 린스액 공급부(22)는, 본 발명의 순수 공급부로서 기능한다. 건조액 공급부(23)는, 린스액으로 린스 처리한 기판(3)에 건조액(여기서는, 실리콘계 유기 화합물과 알콜계 유기 화합물을 포함하는 약액)을 공급한다.

액공급부(12)는, 처리실(15)에 좌우로 수평으로 연신시킨 가이드 레일(24)을 설치하고 있다. 가이드 레일(24)에는, 전후로 수평으로 연신시킨 아암(25)이 좌우 이동 가능하게 설치되어 있다. 아암(25)에는 노즐 이동 기구(43)가 접속되어 있다. 이 노즐 이동 기구(43)는, 제어부(14)에 의해 이동 제어된다. 또한, 아암(25)에는, 처리액 공급 노즐(26), 린스액 공급 노즐(27), 건조액 공급 노즐(28)이 수직으로 아래를 향해 부착되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 1개의 아암(25)에 모든 노즐(26, 27, 28)을 부착하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 각각의 노즐(26, 27, 28) 또는 이들의 조합을 별개의 아암에 부착해도 좋다. 또한, 린스액 공급 노즐(27)과 건조액 공급 노즐(28)은, 공용의 노즐로서, 동일한 노즐로부터 린스액과 건조액의 공급을 연속적으로 행할 수 있도록 해도 좋다. 이에 따라, 린스액으로부터 건조액으로의 전환시에 기판(3)의 표면이 노출되어 분위기(주위의 기체)와 접촉시키기 어렵게 할 수 있다.

처리액 공급부(21)는, 처리액 공급 노즐(26)에 처리액 공급원(29)을 배관 및 유량 조정기(30)를 통해 접속하고 있다. 유량 조정기(30)는, 제어부(14)에 의해 유량 제어된다.

린스액 공급부(22)는, 린스액 공급 노즐(27)에 린스액 공급원(31)을 배관 및 유량 조정기(32)를 통해 접속하고 있다. 유량 조정기(32)는, 제어부(14)에 의해 유량 제어된다.

건조액 공급부(23)는, 실리콘계 유기 화합물로 이루어진 제1 약액(여기서는 TMSDMA(트리메틸실릴디메틸아민))을 공급하는 제1 약액 공급부(33)와, 그 밖의 유기 화합물(여기서는 알콜계 유기 화합물)로 이루어진 제2 약액(여기서는 IPA(이소프로필알콜))을 공급하는 제2 약액 공급부(34)를 갖는다.

제1 약액 공급부(33)는, 건조액 공급 노즐(28)에 제1 약액을 공급하는 제1 약액 공급원(35)을 배관 및 유량 조정기(36)를 통해 접속하고 있다. 또한, 제2 약액 공급부(34)는, 건조액 공급 노즐(28)에 제2 약액을 공급하는 제2 약액 공급원(37)을 배관 및 유량 조정기(38)를 통해 접속하고 있다. 유량 조정기(36, 38)는, 제어부(14)에 의해 유량 제어된다.

건조액 공급부(23)는, 제1 약액 공급부(33)로부터 공급되는 제1 약액과 제2 약액 공급부(34)로부터 공급되는 제2 약액을 1개의 건조액 공급 노즐(28)의 내부에서 혼합하고, 혼합한 건조액을 기판(3)에 공급한다. 제1 약액과 제2 약액의 혼합부는, 건조액 공급 노즐(28)의 내부이어도 좋고, 또한 건조액 공급 노즐(28)에 접속되는 배관의 내부이어도 좋다. 또, 미리 제1 약액과 제2 약액을 도시하지 않은 탱크 내에서 소정의 비율로 혼합한 건조액을 기판(3)에 공급하도록 구성해도 좋고, 또한, 제1 약액과 제2 약액을 각각 별개의 노즐로부터 기판(3)에 공급하여 기판(3)의 표면(상면)에서 제1 약액과 제2 약액을 혼합시켜도 좋다. 또한, 건조액으로서, 제1 약액과 제2 약액을 본 기판 액 처리 장치(1)의 내부에서 혼합한 것을 이용하는 경우에 한정되지 않고, 제1 약액과 제2 약액을 본 기판 액 처리 장치(1)의 외부에서 혼합한 것을 이용해도 좋다.

액회수부(13)는, 턴테이블(17)의 주위에 원환형의 회수컵(39)을 배치하고 있다. 회수컵(39)의 상단부에는, 턴테이블(17)(기판(3))보다 한 단계 큰 사이즈의 개구를 형성하고 있다. 또한, 회수컵(39)의 하단부에는 드레인(40)을 접속하고 있다.

이 액회수부(13)는, 기판(3)의 표면에 공급된 처리액이나 린스액이나 건조액을 회수컵(39)으로 회수하여, 드레인(40)을 통해 외부로 배출한다. 또, 드레인(40)은, 액체의 회수뿐만 아니라, 처리실(15)의 내부의 기체(분위기)도 회수한다. 이에 따라, 처리실(15)의 상부에 설치된 FFU(Fan Filter Unit)(41)으로부터 공급되는 청정 공기를 처리실(15)의 내부에서 다운플로우시킨다. FFU(41)는, CDA(Clean Dry Air)를 청정 공기와 전환하여 공급할 수 있게 되어 있고, CDA를 공급할 때에는, CDA를 처리실(15)의 내부에서 다운플로우시킨다.

기판 액 처리 장치(1)는, 이상에 설명한 바와 같이 구성하고 있고, 제어부(14)(컴퓨터)에 설치한 기억 매체(42)에 기억된 각종 프로그램에 따라서 제어부(14)에 의해 제어되어 기판(3)의 처리를 행한다. 여기서, 기억 매체(42)는, 각종 설정 데이터나 프로그램을 저장하고 있고, ROM이나 RAM 등의 메모리나, 하드디스크, CD-ROM, DVD-ROM이나 플렉시블 디스크 등의 디스크형 기억 매체 등의 공지된 것으로 구성된다.

그리고, 기판 액 처리 장치(1)는, 기억 매체(42)에 기억된 기판 액 처리 프로그램에 따라서 이하에 설명하는 바와 같이 기판(3)에 대하여 처리를 행한다(도 3 참조).

우선, 기판 액 처리 장치(1)는, 기판 반송 장치(9)에 의해 반송되는 기판(3)을 기판 액 처리 유닛(10)에 의해 수취한다(기판 수취 공정).

이 기판 수취 공정에서는, 제어부(14)는, 기판 승강 기구(20)에 의해 턴테이블(17)을 소정 위치까지 상승시킨다. 그리고, 기판 반송 장치(9)로부터 처리실(15)의 내부에 반송된 1장의 기판(3)을 기판 유지체(18)에 의해 수평으로 유지한 상태로 수취한다. 그 후, 기판 승강 기구(20)에 의해 턴테이블(17)을 소정 위치까지 하강시킨다. 또, 기판 수취 공정에서는, 아암(25)(처리액 공급 노즐(26), 린스액 공급 노즐(27), 건조액 공급 노즐(28))을 턴테이블(17)의 외주보다 바깥쪽의 대기 위치에 후퇴시켜 놓는다.

다음으로, 기판 액 처리 장치(1)는, 기판(3)의 표면에 처리액을 공급하여 기판(3)의 액처리를 행한다(액처리 공정).

이 액처리 공정에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(14)는, 노즐 이동 기구(43)에 의해 아암(25)을 이동시켜 처리액 공급 노즐(26)을 기판(3)의 중심부 상측의 토출 위치에 배치한다. 또한, 기판 회전 기구(19)에 의해 소정의 회전 속도로 턴테이블(17)을 회전시킴으로써 기판(3)을 회전시킨다. 그 후, 유량 조정기(30)에 의해 소정 유량으로 유량 조정된 처리액을 처리액 공급 노즐(26)로부터 기판(3)의 표면(상면)을 향해서 토출시킨다. 이에 따라, 기판(3)의 표면이 처리액으로 액처리된다. 기판(3)에 공급된 처리액은, 회전하는 기판(3)의 원심력에 의해 기판(3)의 외주 바깥쪽으로 비산되고, 회수컵(39)으로 회수되어 드레인(40)을 통해 외부로 배출된다. 처리액을 소정 시간 공급한 후에, 유량 조정기(30)에 의해 처리액의 토출을 정지시킨다. 그 때, FFU(41)로부터 공급되는 기체는 처리액의 종류에 따라서 청정 공기 또는 CDA가 선택된다.

다음으로, 기판 액 처리 장치(1)는, 기판(3)의 표면에 린스액을 공급하여 기판(3)의 린스 처리를 행한다(린스 처리 공정).

이 린스 처리 공정에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제어부(14)는, 기판 회전 기구(19)에 의해 소정의 회전 속도로 턴테이블(17)을 회전시킴으로써 기판(3)을 계속 회전시킨 상태로, 노즐 이동 기구(43)에 의해 아암(25)을 이동시켜 린스액 공급 노즐(27)을 기판(3)의 중심부 상측의 토출 위치에 배치한다. 그 후, 유량 조정기(32)에 의해 소정 유량으로 유량 조정된 린스액을 린스액 공급 노즐(27)로부터 기판(3)의 표면을 향해서 토출시킨다. 이에 따라, 기판(3)의 표면이 린스액으로 린스 처리된다. 기판(3)에 공급된 린스액은, 회전하는 기판(3)의 원심력에 의해 기판(3)의 외주 바깥쪽으로 비산되고, 회수컵(39)으로 회수되어 드레인(40)을 통해 외부로 배출된다. 린스액을 소정 시간 공급한 후에, 유량 조정기(32)에 의해 린스액의 토출을 정지시킨다.

다음으로, 기판 액 처리 장치(1)는, 기판(3)의 표면을 건조시키는 건조 처리를 행한다(건조 처리 공정). 이 건조 처리 공정은, 기판(3)에 건조액을 공급하는 건조액 공급 공정과, 기판(3)에 공급된 건조액을 기판(3)으로부터 제거하는 건조액 제거 공정으로 구성한다.

건조액 공급 공정에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제어부(14)는, 기판 회전 기구(19)에 의해 소정의 회전 속도로 턴테이블(17)을 회전시킴으로써 기판(3)을 계속 회전시킨 상태로, 노즐 이동 기구(43)에 의해 아암(25)을 이동시켜 건조액 공급 노즐(28)을 기판(3)의 중심부 상측의 토출 위치에 배치한다. 그 후, 유량 조정기(36, 38)에 의해 소정 유량으로 유량 조정된 제1 약액과 제2 약액을 동시에 건조액 공급 노즐(28)에 공급하고, 건조액 공급 노즐(28)의 내부에서 제1 약액과 제2 약액을 혼합시켜 건조액을 생성하고, 그 건조액을 건조액 공급 노즐(28)로부터 기판(3)의 표면을 향해서 토출시킨다. 기판(3)에 공급된 건조액은, 회전하는 기판(3)의 원심력에 의해 기판(3)의 외주 바깥쪽으로 비산되고, 회수컵(39)으로 회수되어 드레인(40)을 통해 외부로 배출된다. 건조액을 소정 시간 공급한 후에, 유량 조정기(36, 38)에 의해 건조액(제1 약액 및 제2 약액)의 토출을 정지시킨다.

건조액 제거 공정에서는, 제어부(14)는, 기판 회전 기구(19)에 의해 소정의 회전 속도로 턴테이블(17)을 회전시킴으로써 기판(3)을 계속 회전시킨다. 이에 따라, 회전하는 기판(3)의 원심력의 작용에 의해 기판(3)의 표면에 잔류하는 건조액이 기판(3)의 바깥쪽으로 비산되고, 기판(3)의 표면으로부터 건조액이 제거되고, 기판(3)의 표면이 건조된다. 또, 건조액 제거 공정에서는, 아암(25)(처리액 공급 노즐(26), 린스액 공급 노즐(27), 건조액 공급 노즐(28))을 이동시켜 턴테이블(17)의 외주보다 바깥쪽의 대기 위치에 후퇴시켜 놓는다. 건조액 공급 공정 및 건조액 제거 공정에서는, FFU(41)으로부터 공급되는 기체로서 CDA가 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 건조액 제거 공정에서는, 기판(3)의 표면에 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하여, 건조액의 제거를 촉진시키도록 해도 좋다.

마지막으로, 기판 액 처리 장치(1)는, 기판(3)을 기판 액 처리 유닛(10)으로부터 기판 반송 장치(9)로 전달한다(기판 전달 공정).

이 기판 전달 공정에서는, 제어부(14)는, 기판 승강 기구(20)에 의해 턴테이블(17)을 소정 위치까지 상승시킨다. 그리고, 턴테이블(17)에 의해 유지한 기판(3)을 기판 반송 장치(9)에 전달한다. 그 후, 기판 승강 기구(20)에 의해 턴테이블(17)을 소정 위치까지 하강시킨다.

이상에 설명한 바와 같이 하여, 상기 기판 액 처리 장치(1)(기판 액 처리 장치(1)에 의해 실행하는 기판 액 처리 방법)에서는, 처리액으로 액처리한 기판(3)을 린스액으로 린스 처리하고, 그 후, 기판(3) 상의 린스액을 건조액으로 치환한 후에, 건조액을 기판(3)으로부터 제거함으로써 기판(3)의 건조 처리를 행한다.

그리고, 상기 기판 액 처리 장치(1)에서는, 건조 처리 공정의 건조액 공급 공정에 있어서, 제1 약액으로서 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 이용하고 있다. 종래의 알콜계 유기 화합물로 이루어진 건조액을 이용한 경우에서는, 린스액인 순수를 건조액으로 충분히 치환할 수 없고, 기판(3)의 표면에 린스액인 순수가 잔류하는 경우가 있었다. 그 결과, 건조 처리 공정에 있어서, 미세화된 패턴에서는, 잔류하는 린스액의 표면장력에 의해 붕괴해 버릴 우려가 있었다. 본 실시형태에서는, 건조액을 공급하는 공정에 적어도 그 일부에, 알콜계 유기 화합물과 실리콘계 유기 화합물을 동시에 공급함으로써, 린스액인 순수와 용이하게 치환할 수 있고, 알콜계 유기 화합물에 흡수시킬 수 없었던 순수를 분해할 수 있었다. 그 결과, 미세화된 패턴의 붕괴를 일으키지 않고 액처리후의 기판(3)을 양호하게 건조시킬 수 있었다. 즉, 린스액인 순수와 혼화 성능은 부족하지만 순수를 분해하는 능력을 갖는 제1 약액인 실리콘계 유기 화합물과, 린스액인 순수와 혼화 성능을 갖는 제2 약액을 혼합하여 건조액으로서 사용함으로써, 패턴의 붕괴를 방지할 수 있다. 이 실리콘계 유기 화합물로는, 상기 TMSDMA(트리메틸실릴디메틸아민)에 한정되지 않고, TMSDEA(트리메틸실릴디에틸아민)이나 HMDS(헥사메틸디실라잔)이나 실란커플링제 등을 이용할 수 있다. 또, 제2 약액으로는, IPA(이소프로필알콜)에 한정되지 않고, 다른 알콜이나 HFE(하이드로플루오로에테르) 등의 에테르 등의 유기 화합물을 이용할 수 있다. 제1 약액과 제2 약액은 반응성을 갖지 않는 것을 선택하는 것이, 각각의 약액의 성질을 유지하기 쉬워 보다 바람직하다.

또한, 상기 기판 액 처리 장치(1)에서는, 건조 처리 공정의 건조액 공급 공정에 있어서, 제1 약액과 제2 약액을 동시에 공급함으로써 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 건조액으로서 기판(3)에 공급하고 있지만(혼합액 공급 공정), 이것에 한정되지 않고, 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액이면 되며, 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)을 함유하는 순수보다 휘발성이 높은 건조액만을 건조액으로서 기판(3)에 공급해도 좋다(도 7 참조).

또한, 상기 기판 액 처리 장치(1)에서는, 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)을 기판(3)에 공급하기 전에, 제2 약액(실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 알콜계 유기 화합물 등)을 기판(3)에 공급하고(전처리 공정. 도 8 참조), 기판(3)에 잔류하는 린스액을 제2 약액으로 치환한다. 그 후, 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 기판(3)에 공급하여(도 6 참조) 제2 약액을 치환할 수도 있다. 본 실시형태에 의하면, 우선 기판(3) 상의 대부분의 린스액을 제2 약액(실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 알콜계 유기 화합물 등)으로 치환한 후에, 혼합액을 기판(3)에 공급하게 되므로, 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)이 공급될 때에는 린스액의 잔류가 적어졌다. 이에 따라, 기판(3)에 잔류하는 린스액을 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액으로 양호하게 치환시킬 수 있다. 또한, 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)의 공급량을 적게 할 수 있다. 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)의 공급량을 적게 함으로써, 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)이 건조했을 때에 남을 가능성이 있는 불순물을 감소할 수 있는 효과도 있다.

또한, 상기 기판 액 처리 장치(1)에서는, 실리콘계 유기 화합물을 포함하는 건조액(제1 약액과 제2 약액의 혼합액)을 기판(3)에 공급한 후에, 제2 약액(실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 알콜계 유기 화합물 등)을 기판(3)에 공급할 수도 있다(후처리 공정. 도 8 참조). 이에 따라, 기판(3)을 실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 건조액으로 처리하게 되고, 실리콘계 유기 화합물(제1 약액)에 포함될 가능성이 있는 불순물을 제2 약액(실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 알콜계 유기 화합물 등)에 의해 기판(3)으로부터 양호하게 제거할 수 있어, 기판(3)에 파티클이 잔존하거나 워터마크가 생성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 기판 액 처리 장치(1)에서는, 제1 약액(실리콘계 유기 화합물)을 기판(3)에 공급하기 전에, 제2 약액(실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 알콜계 유기 화합물 등)을 기판(3)에 공급하고(전처리 공정. 도 8 참조.), 기판(3)에 잔류하는 린스액을 제2 약액으로 치환한다. 그 후, 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 기판(3)에 공급하여(도 6 참조.) 제2 약액을 치환한다. 그 후, 제2 약액(실리콘계 유기 화합물을 포함하지 않는 알콜계 유기 화합물 등)을 기판(3)에 공급할 수도 있다(후처리 공정. 도 8 참조.). 또한, 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 기판(3)에 공급하는 기간 중의 적어도 미리 결정된 시간, 혹은, 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 기판(3)에 공급하는 기간 중의 전후의 미리 결정된 시간에, 제1 약액만을 공급하도록 해도 좋다.

또, 상기 전처리 공정으로부터 혼합액 공급 공정으로의 이행시나 혼합액 공급 공정으로부터 후처리 공정으로의 이행시에는, 동일 또는 별도의 노즐로부터 제1 약액과 제2 약액의 혼합 비율을 단계적으로 변화시켜 기판(3)에 공급해도 좋고, 또한, 혼합 비율을 서서히 연속적으로 변화시켜 기판(3)에 공급해도 좋다. 이에 따라, 기판(3)의 습윤성이 서서히 변화하기 때문에, 습윤성이 급격하게 변화할 때와 비교하여 기판(3)의 표면의 외기로의 노출을 방지하기 쉽다. 예를 들면, 공급 개시시에는 제2 약액:제1 약액의 혼합 비율은 1:0이지만, 시간의 경과와 함께 제1 약액의 공급량을 증가시켜 제2 약액의 공급량을 감소시킨다. 그 후, 미리 결정된 비율이 되면 결정된 시간 그 비율로 공급한다. 그 후, 단계적 또는 연속적으로 제2 약액의 공급량을 증가시킴과 함께 제1 약액의 공급량을 감소시키도록 해도 좋다. 제1 약액과 제2 약액의 혼합 비율은, 실리콘계 유기 화합물(제1 약액)에 포함될 가능성이 있는 불순물의 발생을 가능한 한 방지하는 것도 고려하여 결정하는 것이 보다 좋다.

또한, 상기 기판 액 처리 장치(1)에 활성제를 공급하는 기능을 추가해도 좋다. 예를 들면, 도 9에 도시한 바와 같이, 건조액 공급부(23)에 활성제를 공급하기 위한 활성제 공급부(43)를 접속한다. 활성제 공급부(43)는, 건조액 공급 노즐(28)에 활성제 공급원(44)을 배관 및 유량 조정기(45)를 통해 접속하고 있다. 그리고, 제1 약액과 제2 약액의 혼합액의 공급시 등에 활성제를 첨가하여 기판(3)에 공급한다. 이에 따라, 실리콘계 유기 화합물(제1 약액)과 순수의 반응을 활성화시킬 수 있다.

또한, 상기 기판 액 처리 장치(1)에 PGMEA를 공급하는 기능을 추가해도 좋다. 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 건조액 공급부(23)에 PGMEA를 공급하기 위한 PGMEA 공급부(46)를 접속한다. PGMEA 공급부(46)는, 건조액 공급 노즐(28)에 PGMEA 공급원(47)을 배관 및 유량 조정기(48)를 통해 접속하고 있다. 그리고, 린스 처리 공정후에 제2 약액으로서 IPA를 기판(3)에 공급하고, 그 후, PGMEA 공급부(46)로부터 PGMEA를 기판(3)에 공급한다. 그 후, 제1 약액과 제2 약액(IPA)의 혼합액을 공급한다. PGMEA는 IPA와 순수의 혼합액보다 비중이 크다. 그 때문에, 기판(3)에 IPA를 공급한 후에 PGMEA를 공급함으로써, 기판(3)의 표면에서는, PGMEA가 하측이 되고, IPA와 순수의 혼합액이 상측이 된다. 이에 따라, 기판(3)의 표면으로부터 순수를 제거하는 것이 용이해진다. 또, 제1 약액의 공급시 등에 PGMEA를 희석액으로서 첨가하여 기판(3)에 공급하도록 해도 좋다.

본 실시형태에 있어서는, 세정 처리후나 에칭 처리후의 린스 처리에서의 건조에 관해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 순수를 사용한 기판 액 처리후의 건조에 본 발명을 적용할 수 있다.

1 : 기판 액 처리 장치
21 : 처리액 공급부
22 : 린스액 공급부
23 : 건조액 공급부
33 : 제1 약액 공급부
34 : 제2 약액 공급부

Claims

기판에 순수를 공급하는 순수 공급부와,
상기 기판에 순수보다 휘발성이 높은 건조액을 공급하는 건조액 공급부를 가지며,
상기 건조액 공급부는, 상기 휘발성이 높은 건조액의 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 상기 기판에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 건조액 공급부는, 실리콘계 유기 화합물로 이루어진 제1 약액을 공급하는 제1 약액 공급부와, 그 밖의 유기 화합물로 이루어진 제2 약액을 공급하는 제2 약액 공급부를 가지며, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 상기 기판에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 건조액 공급부는, 상기 혼합액을 공급한 후에, 상기 제2 약액 공급부로부터 상기 제1 약액을 포함하지 않는 제2 약액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 건조액 공급부는, 상기 혼합액을 공급하기 전에, 상기 제2 약액 공급부로부터 상기 제1 약액을 포함하지 않는 제2 약액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 건조액 공급부는, 상기 제1 약액 공급부와 제2 약액 공급부로부터 제1 약액 및 제2 약액을 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 건조액 공급부는, 상기 제1 약액과 제2 약액을 미리 혼합한 혼합액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 공급할 때에 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합 비율을 단계적 또는 연속적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 공급할 때에 상기 제1 약액에 대한 활성제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2 약액으로서 IPA를 이용하고, 상기 제2 약액을 공급한 후와 상기 혼합액을 공급하기 전에, PGMEA를 상기 기판에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 장치.
기판에 순수를 공급하는 순수 공급 공정과, 그 후, 상기 기판에 상기 순수보다 휘발성이 높은 건조액을 공급하는 공정과, 상기 기판을 건조 처리하는 건조 공정을 가지며,
상기 건조 공정은, 상기 기판에 건조액을 공급하는 건조액 공급 공정과, 기판으로부터 건조액을 제거하는 건조액 제거 공정으로 이루어지고,
건조액 공급 공정에 있어서, 상기 휘발성이 높은 건조액의 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제10항에 있어서, 상기 건조액은, 실리콘계 유기 화합물로 이루어진 제1 약액과, 그 밖의 유기 화합물로 이루어진 제2 약액으로 이루어진 혼합액이고,
상기 건조액 공급 공정은, 상기 혼합액을 공급하는 혼합액 공급 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제11항에 있어서, 상기 혼합액 공급 공정의 후에, 상기 제1 약액을 포함하지 않는 상기 제2 약액을 공급하는 후처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 혼합액 공급 공정의 전에, 상기 제1 약액을 포함하지 않는 상기 제2 약액을 공급하는 전처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 약액 및 제2 약액을 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 약액과 제2 약액을 미리 혼합한 혼합액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 공급할 때에 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합 비율을 단계적 또는 연속적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 약액과 제2 약액의 혼합액을 공급할 때에 상기 제1 약액에 대한 활성제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
제13항에 있어서, 상기 제2 약액으로서 IPA를 이용하고, 상기 전처리 공정과 상기 혼합액 공급 공정 사이에 PGMEA를 상기 기판에 공급하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 방법.
기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급부와, 상기 기판에 건조액을 공급하는 건조액 공급부를 갖는 기판 액 처리 장치를 이용하여 상기 기판을 처리시키는 기판 액 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 있어서,
상기 건조액 공급부에, 적어도 그 일부에 실리콘계 유기 화합물을 함유하는 건조액을 상기 기판에 공급시키는 것을 특징으로 하는 기판 액 처리 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.