KR20180025287A - 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20180025287A
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guard
nozzle
space
ipa
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KR1020170110922A
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Inventor
다이키 히노데
사다무 후지이
레이 다케아키
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 대향 부재를 대향 배치하는 대향 배치 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판과, 상기 대향 부재와, 평면으로 볼 때 상기 수평으로 유지된 기판 및 상기 대향 부재를 둘러싸는 가드에 의해, 외부와의 분위기 왕래가 제한된 공간을 형성하는 공간 형성 공정과, 상기 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정과, 상기 공간을 유지하면서 상기 대향 부재를 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시킴으로써, 상기 기판의 상면과 상기 대향 부재 사이의 간격을 조정하는 간격 조정 공정과, 상기 간격 조정 공정 후에 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
기판을 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 스핀 척에 의해 거의 수평으로 유지된 기판에 대해 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되고, 그에 따라 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제하기 위한 스핀 드라이 공정이 실시된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면에 미세한 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는 패턴의 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없기 때문에, 건조 불량이 생길 우려가 있다. 패턴의 내부에 들어간 린스액의 액면(공기와 액체의 계면)은 패턴의 내부에 형성된다. 그 때문에, 액면과 패턴의 접촉 위치에 액체의 표면 장력이 작용한다. 이 표면 장력이 큰 경우에는 패턴의 도괴(倒壞)가 일어나기 쉬워진다. 전형적인 린스액인 물은 표면 장력이 크다. 그 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체인 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol: IPA)을 공급하여, 패턴의 내부에 들어간 물을 IPA로 치환하고, 그 후에 IPA를 제거함으로써 기판의 상면을 건조시키는 것을 생각할 수 있다.
IPA를 제거하여 기판의 상면을 신속하게 건조시키기 위해서는, 기판의 상면 부근의 분위기의 습도를 저감시킬 필요가 있다. 또한, IPA에 용해된 산소에 의해 패턴이 산화될 우려가 있기 때문에, IPA에 용해되는 산소의 양이 저감되도록 기판의 상면 부근의 분위기의 산소 농도를 저감해 둘 필요가 있다. 그러나, 처리 챔버의 내부 공간에는 스핀 척 등의 부재가 수용되어 있기 때문에, 처리 챔버 내의 분위기 전체의 산소 농도 및 습도를 충분히 저감하는 것은 곤란하다.
미국 특허출원 공개 제2011/240601호 명세서에는, 스핀 척의 일부를 수용하는 밀폐 챔버 내에서 수평으로 유지된 웨이퍼의 표면에 처리액을 공급할 수 있는 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 밀폐 챔버는 개구를 갖는 챔버 본체와, 개구를 개폐하기 위한 덮개 부재를 구비하고 있다. 챔버 본체와 덮개 부재 사이가 액체 시일(seal) 구조에 의해 시일됨으로써, 밀폐 챔버의 내부 공간이 밀폐 챔버 외부의 분위기로부터 차단되어 있다.
챔버 본체의 격벽에 형성된 삽입 통과 구멍에는 노즐 암이 삽입 통과되어 있다. 노즐 암에는 처리액 노즐이 장착되어 있다. 노즐 암을 이동시킴으로써, 처리액 노즐을 웨이퍼의 표면 상으로 이동시킬 수 있다. 또한, 덮개 부재에는 중공의 회전축이 고정되어 있다. 회전축에는 처리액 상부 노즐이 삽입 통과되어 있다. 밀폐 챔버의 내부 공간이 밀폐 챔버 외부의 분위기로부터 차단된 상태에서, 처리액 노즐 또는 처리액 상부 노즐로부터 웨이퍼에 처리액을 공급할 수 있다.
미국 특허출원 공개 제2011/240601호 명세서의 기판 처리 장치에서는 챔버 본체의 상부 개구가 폐색됨으로써, 밀폐 챔버의 내부 공간이 밀폐 챔버의 외부 분위기로부터 차단된다. 그러나, 챔버 본체의 상부 개구가 폐색된 상태에서는 상하 방향에 있어서 기판과 챔버 본체의 격벽의 상대 위치가 고정되어 있다.
그런데, 처리액 노즐로부터 기판에 처리액을 공급할 필요가 없는 스핀 드라이 등에 있어서 덮개 부재와 기판의 거리를 작게 하고 싶은 경우나, 처리액이 튀어 올라 덮개 부재에 부착되는 것을 방지하기 위하여 덮개 부재와 기판의 거리를 크게 하고 싶은 경우가 상정된다. 미국 특허출원 공개 제2011/240601호 명세서의 기판 처리 장치는 이들 경우에 대응할 수 없다.
이와 같이, 미국 특허출원 공개 제2011/240601호 명세서에 기재된 기판 처리 장치에서는, 기판 처리의 내용에 따라 기판과 덮개 부재 사이의 거리를 적절히 변경할 수 없다.
그래서, 본 발명의 하나의 목적은 수평으로 유지된 기판과 대향 부재 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도를 저감하고, 또한 기판과 대향 부재 사이를 적절한 간격으로 유지한 상태에서 기판을 처리할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 대향 부재를 대향 배치하는 대향 배치 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판과, 상기 대향 부재와, 평면으로 볼 때 상기 수평으로 유지된 기판 및 상기 대향 부재를 둘러싸는 가드에 의해 외부와의 분위기의 왕래가 제한된 공간을 형성하는 공간 형성 공정과, 상기 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정과, 상기 공간을 유지하면서 상기 대향 부재를 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시킴으로써, 상기 기판의 상면과 상기 대향 부재 사이의 간격을 조정하는 간격 조정 공정과, 상기 간격 조정 공정 후에 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 수평으로 유지된 기판과, 기판의 상면에 대향 배치된 대향 부재와, 평면으로 볼 때 기판 및 대향 부재를 둘러싸는 가드에 의해, 외부와의 분위기 왕래가 제한된 공간이 형성된다. 이 공간에 불활성 가스를 공급하여 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써, 기판과 대향 부재 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도가 신속하게 저감된다. 이 공간을 유지하면서 대향 부재를 기판에 대해 상대적으로 승강시킴으로써, 기판과 대향 부재 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도를 저감한 상태에서 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격이 적절히 조정된다. 따라서, 기판과 대향 부재 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도를 저감하고, 또한 기판과 대향 부재 사이를 적절한 간격으로 유지한 상태에서, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 간격 조정 공정이 상기 대향 부재의 외연부와 상기 가드의 내연부가 대향한 상태를 유지하는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격을 조정할 때에 대향 부재의 외연부와 가드의 내연부가 대향한 상태가 유지된다. 따라서, 기판과 대향 부재와 가드에 의해 형성된 공간과 공간의 외부 사이에서의 분위기의 왕래를 한층 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 간격 조정 공정이 상기 대향 부재와 함께 상기 가드를 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 대향 부재와 함께 가드를 기판에 대해 상대적으로 승강시킴으로써, 기판, 대향 부재 및 가드에 의해 형성된 공간의 유지가 용이해진다. 그 때문에, 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격 조정의 자유도가 향상된다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 간격 조정 공정이 상기 대향 부재와 상기 가드를 동일한 속도로 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 대향 부재와 가드가 동일한 속도로 기판에 대해 상대적으로 승강되므로, 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격의 조정 중에 대향 부재와 가드 사이의 간극이 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판과 대향 부재와 가드에 의해 형성된 공간과 공간의 외부 사이에서의 분위기의 왕래를 한층 더 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 간격 조정 공정이 상기 대향 부재와 상기 가드를 동시에 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 대향 부재와 가드가 동시에 기판에 대해 상대적으로 승강되므로, 기판과 대향 부재와 가드에 의해 형성된 공간과 공간의 외부 사이에서의 분위기의 왕래를 한층 더 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 간격 조정 공정이 상기 가드로부터 상기 공간의 내방으로 연장되는 처리액 공급 노즐이 상기 수평으로 유지된 기판과 상기 대향 부재 사이에서 이동할 수 있도록 상기 수평으로 유지된 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격을 조정하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 가드로부터 공간의 내방으로 연장되는 처리액 공급 노즐이 기판과 대향 부재 사이에서 이동할 수 있도록 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격이 조정된다. 그 때문에, 처리액 공급 노즐은 상기 공간 내의 분위기를 불활성 가스로 치환한 상태, 즉 분위기 중의 산소 농도 및 습도가 저감된 상태에서, 기판의 상면에 처리액을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 불활성 가스 공급 공정이 상기 간격 조정 공정이 종료하기 전에 개시된다. 그 때문에, 기판 처리에 있어서 기판과 대향 부재 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도가 저감되고, 또한 기판의 상면과 대향 부재 사이의 간격이 적절히 조정된 상태에서 기판의 상면에의 처리액의 공급을 개시하기까지의 시간이 단축된다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2는 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 횡단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따른 종단면도에 상당하고, 상기 처리 유닛의 구성 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 대향 부재의 외연부 주위의 모식적인 확대도이다.
도 5는 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록 도이다.
도 6은 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 8a∼도 8g는 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 9는 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1)의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치(1)는 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 1장씩 처리액으로 처리하는 매엽식의 장치이다. 처리액으로는 약액, 린스액 및 유기 용제 등을 들 수 있다. 이 실시형태에서는, 기판(W)은 원형상의 기판이다. 기판(W)의 표면에는 미세한 패턴(도 9 참조)이 형성되어 있다.
기판 처리 장치(1)는 처리액으로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)에서 처리되는 복수장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)를 각각 유지하는 복수의 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다. 반송 로봇(IR)은 캐리어(C)와 반송 로봇(CR) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들어 동일한 구성을 가지고 있다.
도 2는 처리 유닛(2)의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 횡단면도이다. 도 3은 도 2의 III-III선을 따른 종단면도에 상당한다. 도 3은 처리 유닛(2)의 구성 예를 설명하기 위한 모식도이다.
처리 유닛(2)은 1장의 기판(W)을 수평의 자세로 유지하면서, 기판(W)의 중심을 통과하는 연직의 회전축선(C1) 주변으로 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(5)을 포함한다. 스핀 척(5)은 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛의 일례이다. 처리 유닛(2)은 기판(W)의 상면(상방 측의 주면(主面))에 대향하는 대향면(6a)을 갖는 차단판(6)과, 처리액으로 기판(W)을 처리하기 위해서 기판(W)을 수용하는 챔버(7)를 추가로 포함한다. 차단판(6)은 대향 부재의 일례이다. 챔버(7)에는 기판(W)을 반입/반출하기 위한 반입/반출구(7A)가 형성되어 있다. 챔버(7)에는 반입/반출구(7A)를 개폐하는 셔터 유닛(7B)이 구비되어 있다.
스핀 척(5)은 척 핀(20)과, 스핀 베이스(21)와, 회전축(22)과, 회전축(22)을 회전축선(C1) 주변으로 회전시키는 전동 모터(23)를 포함한다.
회전축(22)은 회전축선(C1)을 따라 연직 방향(상하 방향 Z라고도 한다)으로 연장되어 있다. 회전축(22)은 이 실시형태에서는 중공축이다. 회전축(22)의 상단은 스핀 베이스(21)의 하면의 중앙에 결합되어 있다. 스핀 베이스(21)는 수평 방향을 따르는 원반 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스(21)의 상면의 주연부에는, 기판(W)을 파지하기 위한 복수의 척 핀(20)이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 전동 모터(23)에 의해 회전축(22)이 회전됨으로써, 기판(W)이 회전축선(C1) 주변으로 회전된다. 이하에서는, 기판(W)의 회전 직경 방향 내방을 간단히 「직경 방향 내방」이라고 하고, 기판(W)의 회전 직경 방향 외방을 간단히 「직경 방향 외방」이라고 한다.
차단판(6)은 기판(W)과 거의 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상으로 형성되어 있다. 차단판(6)은 스핀 척(5)의 상방에서 거의 수평으로 배치되어 있다. 차단판(6)에 있어서 대향면(6a)과는 반대 측의 면에는 중공축(30)이 고정되어 있다. 차단판(6)에 있어서 평면으로 볼 때 회전축선(C1)과 겹치는 위치를 포함하는 부분에는, 차단판(6)을 상하로 관통하고, 중공축(30)의 내부 공간과 연통되는 연통공(6b)이 형성되어 있다.
처리 유닛(2)은 차단판 지지 부재(31)와, 차단판 승강 기구(32)와, 차단판 회전 기구(33)를 추가로 포함한다. 차단판 지지 부재(31)는 수평으로 연장되고, 중공축(30)을 통하여 차단판(6)을 지지한다. 차단판 승강 기구(32)는 차단판 지지 부재(31)를 통하여 차단판(6)에 연결되어, 차단판(6)의 승강을 구동한다. 차단판 회전 기구(33)는 차단판(6)을 회전축선(C1) 주변으로 회전시킨다.
차단판 승강 기구(32)는 하(下) 위치(후술하는 도 8g에 나타내는 위치)로부터 상(上) 위치(후술하는 도 8a에 나타내는 위치)까지의 임의의 위치(높이)에 차단판(6)을 위치시킬 수 있다. 하 위치는 차단판(6)의 가동 범위에 있어서, 차단판(6)의 대향면(6a)이 기판(W)에 가장 근접하는 위치이다. 차단판(6)이 하 위치에 위치하는 상태에서, 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 거리는, 예를 들어 0.5 ㎜이다. 상 위치는, 차단판(6)의 가동 범위에 있어서 차단판(6)의 대향면(6a)이 기판(W)으로부터 가장 이격되는 위치이다. 차단판(6)이 상 위치에 위치하는 상태에서, 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 거리는, 예를 들어 80 ㎜이다.
차단판 회전 기구(33)는 차단판 지지 부재(31)의 선단에 내장된 전동 모터를 포함한다. 전동 모터에는 차단판 지지 부재(31) 내에 배치된 복수의 배선(34)이 접속되어 있다. 복수의 배선(34)은 당해 전동 모터에 송전하기 위한 파워 라인과, 차단판(6)의 회전 정보를 출력하기 위한 인코더 라인을 포함한다. 차단판(6)의 회전 정보를 검지함으로써, 차단판(6)의 회전을 정확히 제어할 수 있다.
처리 유닛(2)은 스핀 척(5)을 둘러싸는 배기통(40)과, 스핀 척(5)과 배기통(40) 사이에 배치된 복수의 컵(41, 42)(제1 컵(41) 및 제2 컵(42))과, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 기판(W) 밖으로 배제되는 처리액을 받는 복수의 가드(43∼45)(제1 가드(43), 제2 가드(44) 및 제3 가드(45))를 추가로 포함한다.
처리 유닛(2)은 복수의 가드(43∼45)의 승강을 각각 구동시키는 복수의 가드 승강 기구(46∼48)(제1 가드 승강 기구(46), 제2 가드 승강 기구(47) 및 제3 가드 승강 기구(48))를 추가로 포함한다. 각 가드 승강 기구(46∼48)는, 본 실시형태에서는 평면으로 볼 때 기판(W)의 회전축선(C1)을 중심으로 하여 점대칭이 되도록 1쌍 형성되어 있다. 그것에 의해, 복수의 가드(43∼45)를 각각 안정적으로 승강시킬 수 있다.
배기통(40)은 원통상의 통부(40A)와, 통부(40A)의 직경 방향 외방으로 통부(40A)로부터 돌출된 복수(본 실시형태에서는 2개)의 돌출부(40B)와, 복수의 돌출부(40B)의 상단에 장착된 복수의 덮개부(40C)를 포함한다. 복수의 가드 승강 기구(46∼48)는 통부(40A)의 둘레 방향에 있어서 돌출부(40B)와 동일한 위치에서, 돌출부(40B)보다 직경 방향 내방에 배치되어 있다. 상세하게는, 통부(40A)의 둘레 방향에 있어서 각 돌출부(40B)와 동일한 위치에는 제1 가드 승강 기구(46), 제2 가드 승강 기구(47) 및 제3 가드 승강 기구(48)에 의해 구성되는 조(組)가 1조씩 배치되어 있다.
각 컵(41, 42)은 상향으로 개방된 환상의 홈을 가지고 있다. 각 컵(41, 42)은 배기통(40)의 통부(40A)보다 직경 방향 내방에서 스핀 척(5)을 둘러싸고 있다. 제2 컵(42)은 제1 컵(41)보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다. 제2 컵(42)은, 예를 들어 제3 가드(45)와 일체이다. 제2 컵(42)은 제3 가드(45)와 함께 승강된다. 각 컵(41, 42)의 홈에는 회수 배관(도시 생략) 또는 배출 배관(도시 생략)이 접속되어 있다. 각 컵(41, 42)의 저부로 유도된 처리액은 회수 배관 또는 배출 배관을 통하여, 회수 또는 폐기된다.
가드(43∼45)는 평면으로 볼 때 스핀 척(5) 및 차단판(6)을 둘러싸도록 배치되어 있다.
제1 가드(43)는 배기통(40)의 통부(40A)보다 직경 방향 내방에서 스핀 척(5)을 둘러싸는 제1 통상부(43A)와, 제1 통상부(43A)로부터 직경 방향 내방으로 연장되는 제1 연장 설치부(43B)를 포함한다.
제1 가드(43)는 제1 가드 승강 기구(46)에 의해, 하 위치와 상 위치 사이에서 승강된다. 제1 가드(43)가 하 위치에 위치할 때, 제1 가드(43)의 상단이 기판(W)보다 하방에 위치하고 있다. 제1 가드(43)가 상 위치에 위치할 때, 제1 가드(43)의 상단이 기판(W)보다 상방에 위치한다. 제1 가드(43)는 제1 가드 승강 기구(46)에 의해 승강됨으로써, 하 위치와 상 위치 사이의 차단판 대향 위치 및 기판 대향 위치에 위치할 수 있다. 제1 가드(43)가 기판 대향 위치에 위치할 때, 제1 연장 설치부(43B)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다.
도 4는 차단판(6)의 외연부(6c) 주변의 모식적인 확대도이다. 도 4를 참조하여, 제1 가드(43)가 차단판 대향 위치에 위치할 때, 제1 가드(43)는 제1 연장 설치부(43B)의 내연부(43a)가 차단판(6)의 외연부(6c)의 상단에 수평 방향에서 대향하는 위치(도 4에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)와, 제1 연장 설치부(43B)의 내연부(43a)가 차단판(6)의 외연부(6c)의 하단에 수평 방향에서 대향하는 위치(도 4에 실선으로 나타내는 위치) 사이에 위치한다. 제1 가드(43)가 차단판 대향 위치에 위치할 때, 제1 연장 설치부(43B)의 내연부(43a)와 차단판(6)의 외연부(6c) 사이의 수평 방향에 있어서의 거리는, 예를 들어 2 ㎜∼5 ㎜이다.
제1 가드(43)가 차단판 대향 위치에 위치할 때, 제1 가드(43)는 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)과 차단판(6)과 함께 외부와의 분위기의 왕래가 제한된 공간(A)을 형성할 수 있다. 공간(A)의 외부는, 차단판(6)보다 상방의 공간이나 제1 가드(43)보다 직경 방향 외방의 공간이다. 공간(A)은 공간(A) 내의 분위기와 공간(A) 외부의 분위기의 유체의 흐름이 제한되도록 형성되어 있으면 된다. 공간(A)은 공간(A) 내의 분위기가 공간(A) 외부의 분위기로부터 반드시 완전히 차단되도록 형성될 필요는 없다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 제2 가드(44)는 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)보다 직경 방향 내방에서 스핀 척(5)을 둘러싸는 제2 통상부(44A)와, 제2 통상부(44A)로부터 직경 방향 내방으로 연장되는 제2 연장 설치부(44B)를 포함한다. 제2 연장 설치부(44B)는 직경 방향 내방을 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대해 경사져 있다. 제2 연장 설치부(44B)는 제1 연장 설치부(43B)에 하방에서 대향하고 있다.
제2 가드(44)는 제2 가드 승강 기구(47)에 의해, 하 위치와 상 위치 사이에서 승강된다. 제2 가드(44)가 하 위치에 위치할 때, 제2 가드(44)의 상단이 기판(W)보다 하방에 위치한다. 제2 가드(44)가 상 위치에 위치할 때, 제2 가드(44)의 상단이 기판(W)보다 상방에 위치한다. 제2 가드(44)는 제2 가드 승강 기구(47)에 의해 승강됨으로써, 하 위치와 상 위치 사이의 기판 대향 위치에 위치할 수 있다. 제2 가드(44)가 기판 대향 위치에 위치할 때, 제2 연장 설치부(44B)(의 상방단)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다. 공간(A)은 제2 가드(44)가 기판 대향 위치에 위치할 때, 제2 가드(44)에 의해 하방에서 구획되어 있다.
제3 가드(45)는 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)보다 직경 방향 내방에서 스핀 척(5)을 둘러싸는 제3 통상부(45A)와, 제3 통상부(45A)로부터 직경 방향 내방으로 연장되는 제3 연장 설치부(45B)를 포함한다. 제3 연장 설치부(45B)는 제2 연장 설치부(44B)에 하방에서 대향하고 있다.
제3 가드(45)는 제3 가드 승강 기구(48)(도 2 참조)에 의해, 하 위치와 상 위치 사이에서 승강된다. 제3 가드(45)가 하 위치에 위치할 때, 제3 가드(45)의 상단이 기판(W)보다 하방에 위치한다. 제3 가드(45)가 상 위치에 위치할 때, 제3 가드(45)의 상단이 기판(W)보다 상방에 위치한다. 제3 가드(45)는 제3 가드 승강 기구(48)에 의해 승강됨으로써, 하 위치와 상 위치 사이의 기판 대향 위치에 위치할 수 있다. 제3 가드(45)가 기판 대향 위치에 위치할 때, 제3 연장 설치부(45B)(의 상방단)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다.
처리 유닛(2)은 기판(W)의 하면에 가열 유체를 공급하는 하면 노즐(8)과, 기판(W)의 상면에 불산 등의 약액을 공급하는 약액 노즐(9)을 포함한다.
하면 노즐(8)은 회전축(22)에 삽입 통과되어 있다. 하면 노즐(8)은 기판(W)의 하면 중앙에 면하는 토출구를 상단에 가지고 있다. 하면 노즐(8)에는, 온수 등의 가열 유체가 가열 유체 공급관(50)을 통하여 가열 유체 공급원으로부터 공급되고 있다. 가열 유체 공급관(50)에는 그 유로를 개폐하기 위한 가열 유체 밸브(51)가 개재되어 있다. 온수는 실온보다 고온의 물이고, 예를 들어 80 ℃∼85 ℃의 물이다. 가열 유체는 온수에 한정되지 않고, 고온의 질소 가스 등의 기체이어도 되고, 기판(W)을 가열할 수 있는 유체이면 된다.
약액 노즐(9)에는 약액이 약액 공급관(53)을 통하여 약액 공급원으로부터 공급된다. 약액 공급관(53)에는 약액 공급관(53) 내의 유로를 개폐하는 약액 밸브(54)가 개재되어 있다.
약액이란, 불산에 한정되지 않고, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들어, 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들어, TMAH: 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1개를 함유하는 액이어도 된다. 이것들을 혼합한 약액의 예로는 SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture: 황산과 과산화수소수의 혼합액), SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture: 암모니아와 과산화수소수의 혼합액) 등을 들 수 있다.
약액 노즐(9)은 약액 노즐 이동 기구(52)(도 2 참조)에 의해, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동된다. 약액 노즐(9)은 수평 방향으로의 이동에 의해, 중앙 위치와 퇴피 위치 사이에서 이동된다. 약액 노즐(9)이 중앙 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 약액 노즐(9)이 대향한다. 약액 노즐(9)이 퇴피 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에 약액 노즐(9)이 대향하지 않는다. 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치란, 기판(W)의 상면에 있어서의 회전축선(C1)과의 교차 위치이다. 퇴피 위치란, 평면으로 볼 때에 있어서 스핀 베이스(21)의 외방의 위치이다.
약액 노즐(9)은 단계적으로 절곡된 형상을 가지고 있어도 된다. 약액 노즐(9)은 노즐 선단부(9A)와, 제1 수평부(9B)와, 제2 수평부(9C)와, 연결부(9D)를 포함한다. 노즐 선단부(9A)는 하방으로 연장되고, 약액을 토출한다. 제1 수평부(9B)는 노즐 선단부(9A)의 상단으로부터 수평으로 연장된다. 제2 수평부(9C)는 제1 수평부(9B)보다 상방에서 수평으로 연장된다. 연결부(9D)는 수평 방향에 대해 경사지는 방향으로 연장되고, 제1 수평부(9B)와 제2 수평부(9C)를 연결한다.
처리 유닛(2)은 DIW 노즐(10)과, 중앙 IPA 노즐(11)과, 불활성 가스 노즐(12)을 추가로 포함한다. DIW 노즐(10)은 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 린스액으로서의 탈이온수(DIW: Deionized Water)를 공급한다. 중앙 IPA 노즐(11)은 유기 용제로서의 IPA를 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급한다. 불활성 가스 노즐(12)은 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스를 공급한다. 기판(W)의 상면의 중앙 영역은, 기판(W)의 상면에 있어서의 회전축선(C1)과의 교차 위치를 포함하는 기판(W)의 상면의 중앙 부근의 영역이다.
노즐(10∼12)은, 이 실시형태에서는 중공축(30)의 내부 공간과 차단판(6)의 연통공(6b)에 삽입 통과된 노즐 수용 부재(35)에 공통으로 수용되어 있다. 노즐(10∼12)은 DIW, IPA 및 불활성 가스를 각각 토출할 수 있다. 각 노즐(10∼12)의 선단은 차단판(6)의 대향면(6a)과 대략 동일한 높이에 배치되어 있다. 각 노즐(10∼12)은 공간(A)이 형성된 상태이어도, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 DIW, IPA 및 불활성 가스를 각각 공급할 수 있다.
DIW 노즐(10)에는 DIW 공급원으로부터 DIW 공급관(55)을 통하여 DIW가 공급된다. DIW 공급관(55)에는 DIW 공급관(55) 내의 유로를 개폐하기 위한 DIW 밸브(56)가 개재되어 있다.
DIW 노즐(10)은 DIW 이외의 린스액을 공급하는 린스액 노즐이어도 된다. 린스액이란, DIW 이외에도 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도(예를 들어, 10∼100 ppm 정도)의 염산수, 환원수(수소수）등을 예시할 수 있다.
중앙 IPA 노즐(11)에는 IPA 공급원으로부터 중앙 IPA 공급관(57)을 통하여 IPA가 공급된다. 중앙 IPA 공급관(57)에는 중앙 IPA 공급관(57) 내의 유로를 개폐하기 위한 중앙 IPA 밸브(58)가 개재되어 있다.
중앙 IPA 노즐(11)은, 본 실시형태에서는 IPA를 공급하는 구성이다. 중앙 IPA 노즐(11)은 물보다 표면 장력이 작은 저표면장력 액체를 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급하는 중앙 저표면장력 액체 노즐로서 기능하면 된다.
저표면장력 액체로는, 기판(W)의 상면 및 기판(W)에 형성된 패턴(도 9 참조)과 화학 반응하지 않는(반응성이 부족한), IPA 이외의 유기 용제를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, IPA, HFE(하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2디클로로에틸렌 중 적어도 1개를 함유하는 액을 저표면장력 액체로서 사용할 수 있다. 또한, 저표면장력 액체는 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체이어도 된다. 예를 들어, IPA액과 순수의 혼합액이어도 되고, IPA액과 HFE액의 혼합액이어도 된다.
불활성 가스 노즐(12)에는 질소 가스 등의 불활성 가스가, 제1 불활성 가스 공급관(59)을 통하여 불활성 가스 공급원으로부터 공급된다. 제1 불활성 가스 공급관(59)에는 제1 불활성 가스 공급관(59)의 유로를 개폐하는 제1 불활성 가스 밸브(60)가 개재되어 있다. 불활성 가스는 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해 불활성인 가스이다. 불활성 가스는 질소 가스에 한정되지 않고, 예를 들어 아르곤 등의 희가스류이어도 된다.
노즐 수용 부재(35)의 외주면과, 중공축(30)의 내주면 및 차단판(6)에 있어서 연통공(6b)을 구획하는 면 사이의 공간에 의해, 기판(W)의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 유통로(18)가 형성되어 있다. 불활성 가스 유통로(18)에는 질소 가스 등의 불활성 가스가, 제2 불활성 가스 공급관(66)을 통하여 불활성 가스 공급원으로부터 공급된다. 제2 불활성 가스 공급관(66)에는 제2 불활성 가스 공급관(66)의 유로를 개폐하는 제2 불활성 가스 밸브(67)가 개재되어 있다. 불활성 가스 유통로(18)에 공급된 불활성 가스는, 연통공(6b)의 하단으로부터 기판(W)의 상면을 향하여 토출된다.
처리 유닛(2)은 기판(W)의 상면에 처리액을 공급하는 이동 노즐(17)을 추가로 포함하고 있어도 된다(도 2 참조). 이동 노즐(17)은 이동 노즐 이동 기구(65)에 의해, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동된다. 이동 노즐(17)로부터 기판(W)에 공급되는 처리액은, 예를 들어 약액, 린스액 또는 저표면장력 액체 등이다.
처리 유닛(2)은 IPA 노즐(13)과, IPA 노즐 이동 기구(14)를 추가로 포함한다. IPA 노즐(13)은 공간(A)이 형성된 상태에서 공간(A) 내에 배치되도록 제1 가드(43)의 내벽으로부터 연장되고, 기판(W)의 상면에 IPA를 공급한다. IPA 노즐 이동 기구(14)는 제1 가드(43)에 연결되어, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이에서 IPA 노즐(13)을 이동시킨다.
IPA 노즐(13)은 공간(A)이 형성된 상태에서 제1 가드(43)의 내벽으로부터 공간(A)의 내방으로 연장되어 있다. IPA 노즐(13)은 기판(W)의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 노즐의 일례이다.
IPA 노즐(13)에는, IPA가 IPA 공급관(61)을 통하여 IPA 공급원으로부터 공급된다. IPA 공급관(61)에는 IPA 공급관(61) 내의 유로를 개폐하기 위한 IPA 밸브(62)가 개재되어 있다.
IPA 노즐(13)은 수평 방향으로 연장되어 있고, 평면으로 볼 때 만곡되어 있다. 상세하게는, IPA 노즐(13)은 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)를 따르는 원호 형상을 가지고 있다. IPA 노즐(13)의 선단에는, 기판(W)의 상면을 향하여 연직 방향으로(하방으로) IPA를 토출하는 토출구(13a)가 형성되어 있다.
IPA 노즐(13)은 수평 방향으로의 이동에 의해, 중앙 위치와 퇴피 위치 사이에서 이동된다. IPA 노즐(13)이 중앙 위치에 위치할 때, 기판(W) 상면의 회전 중심 위치에 IPA 노즐(13)이 대향한다. IPA 노즐(13)이 퇴피 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에 IPA 노즐(13)이 대향하지 않는다. 퇴피 위치는 평면으로 볼 때에 있어서, 스핀 베이스(21)의 외방의 위치이다. 보다 구체적으로는, IPA 노즐(13)이 퇴피 위치에 위치할 때, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 IPA 노즐(13)이 직경 방향 내방으로부터 인접해도 된다.
IPA 노즐 이동 기구(14)는 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이에서 IPA 노즐(13)(처리액 공급 노즐)을 이동시키는 노즐 이동 유닛의 일례이다. IPA 노즐 이동 기구(14)는 노즐 지지 부재(15)와, 구동 기구(16)와, 커버(73)를 포함한다. 노즐 지지 부재(15)는 IPA 노즐(13)을 지지한다. 구동 기구(16)는 제1 가드(43)에 연결되고, 노즐 지지 부재(15)를 구동한다. 커버(73)는 구동 기구(16)의 적어도 일부를 덮는다. 구동 기구(16)는 회전축(도시 생략)과, 상기 회전축을 회전시키는 구동 모터(도시 생략)를 포함한다. 노즐 지지 부재(15)는 상기 구동 모터에 의해 구동되어 소정의 중심축선 주변으로 회동하는 회동축의 형태를 가지고 있다.
노즐 지지 부재(15)의 상단은 커버(73)보다 상방에 위치하고 있다. IPA 노즐(13) 및 노즐 지지 부재(15)는 일체로 형성되어 있어도 된다. 노즐 지지 부재(15) 및 IPA 노즐(13)은 중공축의 형태를 가지고 있다. 노즐 지지 부재(15)의 내부 공간과 IPA 노즐(13)의 내부 공간은 연통되어 있다. 노즐 지지 부재(15)에는 상방으로부터 IPA 공급관(61)이 삽입 통과되어 있다.
제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)는 수평 방향에 대해 경사진 경사부(43C)와, 수평 방향으로 평탄한 평탄부(43D)를 일체적으로 포함한다. 평탄부(43D)와 경사부(43C)는 기판(W)의 회전 방향으로 나란히 배치되어 있다. 평탄부(43D)는 직경 방향 외방을 향함에 따라 경사부(43C)보다 상방에 위치하도록 경사부(43C)보다 상방으로 돌출되어 있다. 평탄부(43D)는 평면으로 볼 때 노즐 지지 부재(15)와, 스핀 베이스(21)의 외방에 위치하는 상태의 IPA 노즐(13)에 겹치도록 배치되어 있다. 평탄부(43D)는 평면으로 볼 때, 적어도 퇴피 위치에 있는 IPA 노즐(13) 및 노즐 지지 부재(15)와 겹치도록 배치되어 있으면 된다.
제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)는 평탄부(43D)에 하방에서 대향한다. 제2 연장 설치부(44B)는 수평 방향에 대해 경사져 연장되고, 평탄부(43D)에 하방에서 대향하는 대향부의 일례이다.
제1 가드(43)와 제2 가드(44) 사이에는, IPA 노즐(13)을 수용 가능한 수용 공간(B)이 형성되어 있다. 수용 공간(B)은 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)를 따라서 기판(W)의 회전 방향으로 연장되어 있고, 평면으로 볼 때 원호 형상을 가지고 있다. 수용 공간(B)은 제1 통상부(43A)와 평탄부(43D)와 제2 연장 설치부(44B)에 의해 구획되는 공간이다. 상세하게는, 수용 공간(B)은 제1 통상부(43A)에 의해 직경 방향 외방으로부터 구획되어 있고, 평탄부(43D)에 의해 상방으로부터 구획되어 있고, 제2 연장 설치부(44B)에 의해 하방에서 구획되어 있다. IPA 노즐(13)이 퇴피 위치에 위치할 때, IPA 노즐(13)은 수용 공간(B)에 수용된 상태에서, 평탄부(43D)에 하방에서 근접하고 있다.
평탄부(43D)가 수평 방향으로 평탄하고, 제2 연장 설치부(44B)가 직경 방향 내방을 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대해 경사져 있다. 그 때문에, 제2 연장 설치부(44B)의 직경 방향 내방단을 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)의 직경 방향 내방단에 가장 근접시킨 상태에 있어서도, 제1 가드(43)와 제2 가드(44) 사이에 수용 공간(B)이 형성된다.
제1 가드(43)의 평탄부(43D)에는 상하 방향 Z로 평탄부(43D)를 관통하는 관통 구멍(43b)이 형성되어 있다. 관통 구멍(43b)에는 노즐 지지 부재(15)가 삽입 통과되어 있다. 노즐 지지 부재(15)와 관통 구멍(43b)의 내벽 사이에는, 고무 등의 시일 부재(도시 생략)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 노즐 지지 부재(15)와 관통 구멍(43b)의 내벽 사이가 시일되어 있다. 구동 기구(16)는 공간(A) 밖에 배치되어 있다.
처리 유닛(2)은 제1 브래킷(70)과, 대좌(臺座)(71)와, 제2 브래킷(72)을 추가로 포함한다. 제1 브래킷(70)은 제1 가드 승강 기구(46)에 장착되어, IPA 노즐 이동 기구(14)를 제1 가드(43)에 고정한다. 대좌(71)는 제1 브래킷(70)에 의해 지지되어 구동 기구(16)를 재치(載置) 고정한다. 제2 브래킷(72)은 제1 가드(43)에 연결되어, 제1 브래킷(70)보다 기판(W)의 직경 방향 내방에서 대좌(71)를 지지한다. IPA 노즐 이동 기구(14)에 있어서 제1 브래킷(70)에 의해 고정되어 있는 부분(14a)은, 평면으로 볼 때 제1 가드 승강 기구(46)와 겹쳐져 있다.
도 5는 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러(3)는 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정 프로그램에 따라 기판 처리 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(3)는 프로세서(CPU)(3A)와, 프로그램이 저장된 메모리(3B)를 포함하고, 프로세서(3A)가 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러(3)는 반송 로봇(IR, CR), IPA 노즐 이동 기구(14), 전동 모터(23), 차단판 승강 기구(32), 차단판 회전 기구(33), 가드 승강 기구(46∼48), 약액 노즐 이동 기구(52) 및 밸브류(51, 54, 56, 58, 60, 62, 67) 등의 동작을 제어한다.
도 6은 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고, 주로 컨트롤러(3)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타내어져 있다. 도 7은 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 8a∼도 8g는 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 처리 유닛(2)의 주요부의 도해적인 단면도이다.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어 도 6에 나타내는 바와 같이 기판 반입(S1), 약액 처리(S2), DIW 린스 처리(S3), 유기 용제 처리(S4), 건조 처리(S5) 및 기판 반출(S6)이 이 순번으로 실행된다.
우선, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 미처리의 기판(W)은 반송 로봇(IR, CR)에 의해 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)으로 반입되고, 스핀 척(5)에 건네진다(S1). 이 후, 기판(W)은 반송 로봇(CR)에 의해 반출될 때까지, 스핀 척(5)에 수평으로 유지된다(기판 유지 공정). 기판(W)이 스핀 척(5)에 수평으로 유지된 상태에서, 기판(W)의 상면이 차단판(6)의 대향면(6a)과 대향한다. 반송 로봇(CR)에 의해 기판(W)이 반출될 때까지, 차단판(6)의 대향면(6a)이 기판의 상면에 대향 배치된 상태가 유지된다(대향 배치 공정).
다음으로, 도 7 및 도 8a를 참조하여, 약액 처리(S2)에 대해 설명한다. 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피한 후, 기판(W)의 상면을 약액으로 세정하는 약액 처리(S2)가 실행된다.
구체적으로는, 우선 컨트롤러(3)는 IPA 노즐 이동 기구(14)를 제어하여, IPA 노즐(13)을 퇴피 위치에 위치시킨다. IPA 노즐(13)을 퇴피 위치에 배치한 상태에서, 컨트롤러(3)는 제1 가드 승강 기구(46) 및 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제1 가드(43) 및 제2 가드(44)를 상하 방향 Z로 서로 근접시켜, 제1 가드(43)를 상 위치에 배치하고, 또한 제2 가드(44)를 기판 대향 위치보다 상방에 배치한다. 이것에 의해, IPA 노즐(13)은 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)의 평탄부(43D)와, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)와, 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)에 의해 구획되는 수용 공간(B) 내에 수용된다.
그리고, 컨트롤러(3)는 제3 가드 승강 기구(48)를 제어하여, 제3 가드(45)를 기판 대향 위치보다 상방에 배치한다. 또한, 컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여 차단판(6)을 상 위치에 배치한다.
그리고, 컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 구동하여 스핀 베이스(21)를 예를 들어 800 rpm으로 회전시킨다. 컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 차단판(6)을 회전시킨다. 이때, 차단판(6)을 스핀 베이스(21)와 동기 회전시켜도 된다. 동기 회전이란, 동일 방향으로 동일 회전 속도로 회전하는 것을 말한다.
그리고, 컨트롤러(3)는 약액 노즐 이동 기구(52)를 제어하여, 약액 노즐(9)을 기판(W)의 상방의 약액 처리 위치에 배치한다. 약액 처리 위치는 약액 노즐(9)로부터 토출되는 약액이 기판(W)의 상면의 회전 중심에 착액하는 위치이어도 된다. 그리고, 컨트롤러(3)는 약액 밸브(54)를 개방한다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여, 약액 노즐(9)로부터 약액이 공급된다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체로 골고루 퍼진다. 이때, 약액 노즐(9)로부터 공급되는 약액의 양(약액 공급량)은, 예를 들어 2리터/min이다.
원심력에 의해 기판 밖으로 비산한 약액(기판(W) 측방의 굵은 선 화살표 참조)은, 제3 가드(45)의 제3 연장 설치부(45B)의 하방을 통과하고, 제3 가드(45)의 제3 통상부(45A)에 의해 받아들여진다. 제3 통상부(45A)에 의해 받아들여진 약액은 제1 컵(41)(도 3 참조)으로 흐른다.
이때, IPA 노즐(13)은 수용 공간(B)에 수용되어 있다. 그 때문에, 기판(W)의 상면으로부터 비산한 약액에 의한 IPA 노즐(13)의 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 원심력에 의해 기판 밖으로 비산한 약액이 제3 가드(45)의 제3 통상부(45A)에 의해 받아들여지는 것으로 했다. 그러나, 본 실시형태와는 달리, 원심력에 의해 기판(W) 밖으로 비산한 약액이 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)에 의해 받아들여져도 된다. 이 경우, 원심력에 의해 기판(W) 밖으로 비산한 약액이 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)와 제3 가드(45)의 제3 연장 설치부(45B) 사이를 통과해서 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)에 의해 받아들여지도록, 컨트롤러(3)가 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여 가드(43∼45)를 이동시킨다. 구체적으로는, 제2 가드(44)가 기판 대향 위치보다 상방에 배치되고, 제3 가드(45)가 기판 대향 위치보다 하방에 배치된다. 제2 통상부(44A)에 의해 받아들여진 약액은 제2 컵(42)(도 3 참조)으로 흐른다.
다음으로, 도 7, 도 8b 및 도 8c를 참조하여, DIW 린스 처리(S3)에 대해 설명한다.
일정 시간의 약액 처리(S2) 후, 기판(W) 상의 약액을 DIW로 치환함으로써, 기판(W)의 상면으로부터 약액을 배제하기 위한 DIW 린스 처리(S3)가 실행된다.
구체적으로는, 우선 도 7 및 도 8b를 참조하고, 컨트롤러(3)는 약액 밸브(54)를 폐쇄한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 약액 노즐 이동 기구(52)를 제어하여, 약액 노즐(9)을 기판(W)의 상방으로부터 스핀 베이스(21)의 측방으로 퇴피시킨다.
그리고, 컨트롤러(3)는 DIW 밸브(56)를 개방한다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 DIW 노즐(10)로부터 DIW가 공급된다. 기판(W)의 상면에 공급된 DIW는 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체로 골고루 퍼진다. 이 DIW에 의해 기판(W) 상의 약액이 씻겨진다. 이때, DIW 노즐(10)로부터 공급되는 DIW의 양(DIW 공급량)은, 예를 들어 2리터/min이다.
그리고, 컨트롤러(3)는 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여, 제2 가드(44)를 기판 대향 위치보다 상방에 배치한 상태에서 수용 공간(B)을 유지하고, 또한 제3 가드(45)를 기판 대향 위치보다 상방에 유지한다. 이 상태에서, 퇴피 위치에 위치하는 IPA 노즐(13)이 수용 공간(B) 내에 수용되어 있다. 또한, 컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여, 차단판(6)을 상 위치에 유지한다.
그리고, 컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 구동하여 스핀 베이스(21)를 예를 들어 800 rpm으로 회전시킨다. 컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 차단판(6)을 회전시킨다. 이때, 차단판(6)을 스핀 베이스(21)와 동기 회전시켜도 된다.
원심력에 의해 기판(W) 밖으로 비산한 약액 및 DIW(기판(W) 측방의 굵은 선 화살표 참조)는, 제3 가드(45)의 제3 연장 설치부(45B)의 하방을 통과하고, 제3 가드(45)의 제3 통상부(45A)에 의해 받아들여진다. 제3 통상부(45A)에 의해 받아들여진 DIW는 제1 컵(41)(도 3 참조)으로 흐른다. 이때, IPA 노즐(13)은 수용 공간(B)에 수용되어 있다. 그 때문에, 기판(W)의 상면으로부터 비산한 약액 및 DIW에 의한 IPA 노즐(13)의 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, 도 7 및 도 8c를 참조하고, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 DIW 노즐(10)로부터 DIW가 공급되고 있는 상태에서, 컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여, 차단판(6)을 상 위치로부터 제1 근접 위치로 이동시킨다. 제1 근접 위치는 차단판(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 상면에 근접하는 차단판(6)의 위치이다. 차단판(6)이 제1 근접 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 거리는, 예를 들어 7 ㎜이다.
그리고, 컨트롤러(3)는 제1 가드 승강 기구(46)를 제어하여, 제1 가드(43)를 하강시키는 것에 의해, 제1 가드(43)를 차단판 대향 위치에 배치시킨다. 이것에 의해, 기판(W), 차단판(6) 및 제1 가드(43)에 의해 공간(A)이 형성된다(공간 형성 공정). 또한, 컨트롤러(3)가 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제2 가드(44)를 하강시키는 것에 의해, 제2 가드(44)를 기판 대향 위치에 배치한다. 이것에 의해, 공간(A)이 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)에 의해 하방에서 구획된다.
그리고, 컨트롤러(3)는 제2 불활성 가스 밸브(67)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스의 유량을 예를 들어 300리터/min으로 한다. 이것에 의해, 불활성 가스 유통로(18)에 의해 공간(A)에 불활성 가스가 공급되고(불활성 가스 공급 공정), 공간(A) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환된다(불활성 가스 치환 공정). 불활성 가스 유통로(18)는 공간(A) 내의 분위기를 불활성 가스로 치환하기 위해서 공간(A)에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛으로서 기능한다.
그리고, 컨트롤러(3)는 가열 유체 밸브(51)를 개방하여, 하면 노즐(8)로부터 가열 유체를 공급시킴으로써 기판(W)을 가열한다(기판 가열 공정).
컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 제어하여, 스핀 베이스(21)를 예를 들어 1200 rpm으로 회전시켜 소정 시간 유지하고, 그 후 스핀 베이스(21)의 회전을 예를 들어 2000 rpm까지 가속시킨다(고속 회전 공정).
컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 스핀 베이스(21)와는 상이한 속도로 차단판(6)을 회전시킨다. 구체적으로는, 차단판(6)은 예를 들어 800 rpm으로 회전된다.
원심력에 의해 기판(W) 밖으로 비산한 약액 및 DIW(기판(W) 측방의 굵은 선 화살표 참조)는, 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)와 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B) 사이를 통과하고, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 의해 받아들여진다.
전술한 바와 같이, 수용 공간(B)을 상방으로부터 구획하는 평탄부(43D)는, 경사부(43C)보다 상방으로 돌출되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이 퇴피 위치에 위치하는 IPA 노즐(13)이 평탄부(43D)에 하방에서 인접하고 있다. 그 때문에, 퇴피 위치에 위치하는 IPA 노즐(13)이 경사부(43C)에 하방에서 인접하는 구성과 비교하여, 기판(W)의 상면으로부터 비산한 약액 및 DIW가 제1 연장 설치부(43B)와 제2 연장 설치부(44B) 사이를 통과하는 것에 의한 IPA 노즐(13)의 오염을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 원심력에 의해 기판 밖으로 비산한 약액 및 DIW가 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 의해 받아들여진다. 그러나, 본 실시형태와는 달리, 원심력에 의해 기판 밖으로 비산한 약액 및 DIW가 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)에 의해 받아들여져도 된다. 이 경우, 컨트롤러(3)가 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여, 제2 가드(44)를 기판 대향 위치보다 상방에 배치하고, 제3 가드(45)를 기판 대향 위치보다 하방에 배치한다.
다음으로, 도 7 및 도 8d∼도 8f를 참조하여, 유기 용제 처리(S4)에 대해 설명한다. 일정 시간의 DIW 린스 처리(S3) 후, 기판(W) 상의 DIW를 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체인 유기 용제(예를 들어 IPA)로 치환하는 유기 용제 처리(S4)가 실행된다. 유기 용제 처리가 실행되는 동안 기판(W)이 가열되어도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(3)가 가열 유체 밸브(51)를 개방한 상태를 유지하고, 하면 노즐(8)로부터 가열 유체를 공급시킴으로써 기판(W)을 계속 가열한다.
도 7 및 도 8d를 참조하고, 유기 용제 처리에서는, 우선 고속으로 기판(W)을 회전시킨 상태에서 기판(W)의 상면의 DIW를 IPA로 치환하는 고속 IPA 치환 스텝(S4a)이 실행된다.
고속 IPA 치환 스텝(S4a)이 개시되면, 컨트롤러(3)는 DIW 밸브(56)를 폐쇄한다. 그것에 의해, DIW 노즐(10)로부터의 DIW의 공급이 정지된다. 컨트롤러(3)는 중앙 IPA 밸브(58)를 개방한다. 이것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 중앙 IPA 노즐(11)로부터 IPA가 공급되어, 기판(W)의 상면에 IPA의 액막(110)이 형성된다(액막 형성 공정).
컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여, 차단판(6)이 제1 근접 위치에 배치된 상태를 유지한다. 컨트롤러(3)는 제1 가드 승강 기구(46)를 제어하여 제1 가드(43)가 차단판 대향 위치에 배치된 상태를 유지한다. 컨트롤러(3)는 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제2 가드(44)가 기판 대향 위치에 배치된 상태를 유지한다. 이것에 의해, 기판(W), 차단판(6) 및 제1 가드(43)에 의해 공간(A)이 형성되고, 공간(A)이 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)에 의해 하방에서 구획된 상태가 유지된다. 본 실시형태와는 달리, DIW 린스 처리(S3)의 종료 시에 제2 가드(44)가 기판 대향 위치보다 상방에 위치하고 있을 때는, 고속 IPA 치환 스텝(S4a)이 개시될 때까지, 컨트롤러(3)가 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제2 가드(44)를 기판 대향 위치로 이동시킨다.
컨트롤러(3)는 제2 불활성 가스 밸브(67)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스의 유량을, 예를 들어 50리터/min으로 한다.
컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 구동하여 스핀 베이스(21)를, 예를 들어 2000 rpm으로 고속 회전시킨다(고속 회전 공정). 즉, DIW 린스 처리(S3)에 이어서 고속 회전 공정이 실행된다. 공급된 IPA는 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체로 신속하게 골고루 퍼지고, 기판(W) 상의 DIW가 IPA에 의해 치환된다.
컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 차단판(6)을 예를 들어 1000 rpm으로 회전시킨다.
원심력에 의해 기판 밖으로 비산한 DIW 및 IPA(기판(W) 측방의 굵은 선 화살표 참조)는, 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)와 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B) 사이를 통과하고, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 의해 받아들여진다.
전술한 바와 같이, 수용 공간(B)을 상방으로부터 구획하는 평탄부(43D)는, 경사부(43C)보다 상방으로 돌출되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이 퇴피 위치에 위치하는 IPA 노즐(13)이 평탄부(43D)에 하방에서 인접하고 있다. 그 때문에, 퇴피 위치에 위치하는 IPA 노즐(13)이 경사부(43C)의 하방에서 인접하는 구성과 비교하여, 기판(W)의 상면으로부터 비산한 DIW 및 IPA가 제1 연장 설치부(43B)와 제2 연장 설치부(44B) 사이를 통과하는 것에 의한 IPA 노즐(13)의 오염을 억제할 수 있다.
도 8e를 참조하고, 유기 용제 처리(S4)에서는 고속 IPA 치환 스텝(S4a) 다음에, 차단판(6)을 이동(상승)시킴으로써 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격을 조정하는 간격 조정 스텝(S4b)이 실행된다.
컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 제어하여, 예를 들어 2000 rpm으로 스핀 베이스(21)를 고속 회전시키는 상태를 유지한다(고속 회전 공정). 또한, 컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 예를 들어 1000 rpm으로 차단판(6)을 회전시키는 상태를 유지한다.
컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여, 공간(A)을 유지하면서 차단판(6)을 제1 근접 위치로부터 제2 근접 위치로 이동(상승)시킴으로써, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격을 조정한다(간격 조정 스텝(S4b)). 제2 근접 위치는 차단판(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 상면에 근접하는 차단판(6)의 위치이다. 제2 근접 위치는 제1 근접 위치보다 상방의 위치이다. 차단판(6)이 제2 근접 위치에 위치하는 차단판(6)의 대향면(6a)은, 제1 근접 위치에 위치하는 차단판(6)의 대향면(6a)보다 상방에 위치한다. 제2 근접 위치에 위치하는 차단판(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면의 거리가 15 ㎜ 정도이다.
간격 조정 스텝(S4b) 시에, 컨트롤러(3)는 제1 가드 승강 기구(46)를 제어하여, 차단판(6)과 함께 제1 가드(43)를 동일한 속도로 동시에 기판(W)에 대해 이동(상승)시켜 차단판 대향 위치에 배치한다. 이것에 의해, 간격 조정 스텝(S4b)의 전후에, 공간(A)이 형성된 상태가 유지된다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제2 가드(44)가 기판 대향 위치에 배치된 상태를 유지한다.
간격 조정 스텝(S4b)에서는, 공간(A)과 외부의 분위기의 왕래가 제한된 상태가 유지 가능하면 된다. 즉, 간격 조정 스텝(S4b)에서는 반드시 제1 가드(43)가 차단판 대향 위치에 위치하는 상태가 계속 유지되고 있지 않아도 된다. 공간(A)과 공간(A)의 외부 사이에서의 분위기의 왕래가 제한된 상태가 유지 가능하면, 간격 조정 스텝(S4b)의 도중에 제1 가드(43)가 차단판 대향 위치로부터 상하 방향 Z로 약간 어긋난 위치에 배치된 상태를 경유해도 된다. 또한, 공간(A)과 공간(A)의 외부 사이에서 분위기의 왕래가 제한된 상태가 유지된다면, 차단판(6)과 함께 제1 가드(43)를 동일한 속도로 승강시킬 필요도 없고, 차단판(6)과 제1 가드(43)를 동시에 승강시킬 필요도 없다.
차단판(6)이 제2 근접 위치에 위치함으로써, IPA 노즐(13)이 기판(W)과 차단판(6) 사이에서 이동할 수 있도록 된다. 즉, 간격 조정 스텝(S4b)은 IPA 노즐(13)이 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이에서 이동할 수 있도록 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 조정되는 공정을 포함한다.
기판(W) 상에 IPA의 액막(110)이 유지되고 있는 기간에, 컨트롤러(3)가 IPA 노즐 이동 기구(14)를 제어하여, 처리 위치를 향해 IPA 노즐(13)을 이동시키는 노즐 이동 스텝(S4c)이 실행된다. 처리 위치란, 기판(W)의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 주연 측으로 약간(예를 들어 40 ㎜ 정도) 어긋난 위치이다.
컨트롤러(3)는 노즐 이동 스텝(S4c)의 개시와 동시에 기판(W)의 회전 속도를 300 rpm까지 저감시킨다. 이것에 의해, 기판(W)으로부터 비산하는 IPA의 액량이 감소한다. 한편으로, 컨트롤러(3)는 차단판(6)의 회전 속도를, 예를 들어 1000 rpm으로 유지한다.
본 실시형태에서는, IPA 노즐(13)은 차단판(6)이 적어도 제2 근접 위치보다 상방에 위치할 때에, 차단판(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이에서 이동 가능하다. 그러나, 본 실시형태와는 달리, IPA 노즐(13)은 차단판(6)이 제2 근접 위치보다 하방인 제1 근접 위치에 위치할 때에, 차단판(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이에서 이동 가능해도 된다. 이 경우, 차단판(6)이 제1 근접 위치로 이동해서 공간(A)이 형성됨과 동시에, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이를 IPA 노즐(13)이 이동할 수 있도록, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 조정된다. 즉, 공간 형성 공정과 간격 조정 스텝(S4b)(간격 조정 공정)이 동시에 실행된다.
유기 용제 처리(S4)는 DIW 린스 처리(S3)에서 개시된 불활성 가스 유통로(18)로부터의 불활성 가스의 공급은 유지되고 있다. 그 때문에, DIW 린스 처리(S3)에서 이미 불활성 가스 공급 공정이 개시되어 있으므로, 불활성 가스 공급 공정은 간격 조정 스텝(S4b)(간격 조정 공정)이 종료하기 전에 개시되어 있다.
도 8f를 참조하고, 노즐 이동 스텝(S4c)이 종료하여 IPA 노즐(13)이 처리 위치까지 이동하면, 기판(W)의 상면의 IPA의 액막(110)을 배제하는 액막 배제 스텝(S4d)이 실행된다.
우선, 컨트롤러(3)는 중앙 IPA 밸브(58)를 폐쇄하여, 중앙 IPA 노즐(11)에 의한 기판(W)의 상면으로의 IPA의 공급을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제2 불활성 가스 밸브(67)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향하여 수직으로 예를 들어 100리터/min으로 불활성 가스(예를 들어 N2 가스)를 분사한다. 이것에 의해, 액막(110)의 중앙 영역에 작은 개구(111)(예를 들어 직경 30 ㎜ 정도)가 형성되고, 기판(W)의 상면의 중앙 영역이 노출된다.
액막 배제 스텝(S4d)에서는 불활성 가스의 분사 이외의 방법에 의해 개구(111)가 형성되어도 된다. 예를 들어, 기판(W)의 하면의 중앙 영역에의 하면 노즐(8)로부터의 가열 유체의 공급에 의해 기판(W)을 가열하여 중앙 영역의 IPA를 증발시킴으로써 액막(110)의 중앙 영역에 개구(111)가 형성되어도 된다. 또한, 기판(W)의 상면에의 불활성 가스의 분사와, 가열 유체에 의한 기판(W)의 하면의 중앙 영역의 가열 양방에 의해 액막(110)에 개구(111)가 형성되어도 된다.
기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 개구(111)가 확대되고, 기판(W)의 상면으로부터 IPA 액막이 서서히 배제된다. 불활성 가스 유통로(18)로부터의 불활성 가스의 분사는, 기판(W)의 상면으로부터 액막(110)이 배제될 때까지의 사이에 계속되어도 된다. 즉, 불활성 가스의 분사는 액막 배제 스텝이 종료될 때까지 계속되어도 된다. 불활성 가스의 분사력에 의해 IPA의 액막(110)에 힘이 부가되어 개구(111)의 확대가 촉진된다. 그때, 불활성 가스의 유량을 단계적으로 증대시켜도 된다. 예를 들어, 본 실시형태에서는 불활성 가스의 유량은 100리터/min으로 소정 시간 유지되고, 그 후 200리터/min으로 유량을 증대시켜 소정 시간 유지되고, 그 후 300리터/min으로 유량을 증대시켜 소정 시간 유지된다.
이때, 컨트롤러(3)는 제1 불활성 가스 밸브(60)를 제어하여, 불활성 가스 노즐(12)로부터도 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 불활성 가스를 공급해도 된다. 이것에 의해, 개구(111)의 확대가 한층 촉진된다.
개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는 IPA 밸브(62)를 제어하여, IPA 노즐(13)로부터 기판(W)의 상면에의 IPA의 공급을 개시한다. IPA 노즐(13)로부터 공급되는 IPA의 온도는 실온보다 높은 것이 바람직하고, 예를 들어 50 ℃이다. 그때, 컨트롤러(3)는 IPA 노즐(13)로부터 공급되는 IPA의 착액점을 개구(111)의 외측에 설정한다. 개구(111)의 외측이란, 개구(111)의 주연에 대해 회전축선(C1)과는 반대 측을 말한다.
개구(111)의 확대에 따라, 컨트롤러(3)는 IPA 노즐 이동 기구(14)를 제어하여, IPA 노즐(13)을 기판(W)의 주연을 향하여 이동시킨다. 이것에 의해, 액막(110)에는 충분한 IPA가 공급된다. 그 때문에, 증발 또는 원심력에 의해 개구(111)의 주연보다 외측의 IPA가 국소적으로 없어지는 것을 억제할 수 있다. 유기 용제 처리(S4)(액막 배제 스텝(S4d))는, 예를 들어 IPA 노즐(13)이 외주 위치에 도달한 시점에 종료한다. IPA 노즐(13)이 외주 위치에 위치할 때, IPA 노즐(13)에 의한 액막(110)에의 IPA 공급 위치가 기판(W)의 주연에 도달하고 있다. IPA 노즐(13)이 외주 위치에 위치할 때, IPA 공급 위치가 기판(W)의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 주연 측으로 예를 들어 140 ㎜ 어긋나 있다. 또는, 유기 용제 처리(S4)는 개구(111)의 주연이 기판(W)의 주연에 도달한 시점에 종료해도 된다.
다음으로, 도 8g를 참조하여, 건조 처리(S5)에 대해 설명한다. 유기 용제 처리(S4)를 종료한 후, 기판(W)의 상면의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐내기 위한 건조 처리(S5: 스핀 드라이)가 실행된다.
구체적으로는, 컨트롤러(3)는 가열 유체 밸브(51), IPA 밸브(62) 및 제1 불활성 가스 밸브(60)를 폐쇄한다. 컨트롤러(3)는 IPA 노즐 이동 기구(14)를 제어하여 IPA 노즐(13)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다.
그리고, 컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여 차단판(6)을 하 위치로 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제2 가드 승강 기구(47) 및 제3 가드 승강 기구(48)를 제어하여, 제2 가드(44) 및 제3 가드(45)를 기판 대향 위치보다 하방에 배치한다. 그리고, 컨트롤러(3)는 제1 가드 승강 기구(46)를 제어하여, 제1 가드(43)를 하강시킨다. 이것에 의해, 제1 가드(43)는 하 위치보다 약간 상방이고, 또한 기판 대향 위치보다 약간 상방의 위치에 배치된다.
그리고, 컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 제어하여, 스핀 베이스(21)의 회전을 단계적으로 가속시킨다. 구체적으로는, 스핀 베이스의 회전은, 예를 들어 500 rpm으로 소정 시간 유지되고, 그 후 750 rpm으로 가속시켜 소정 시간 유지되고, 그 후 1500 rpm으로 가속시켜 소정 시간 유지된다. 이것에 의해, 기판(W) 상의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐낸다.
그리고, 컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 차단판(6)을 예를 들어 1000 rpm으로 회전시킨다. 컨트롤러(3)는 차단판 회전 기구(33)를 제어하여, 기판(W)의 회전 속도가 1500 rpm이 되는 타이밍에 차단판(6)의 회전을 1500 rpm까지 가속시킨다. 이것에 의해, 스핀 베이스(21)와 차단판(6)이 동기 회전한다.
또한, 건조 처리(S5)에서는 불활성 가스 유통로(18)로부터의 불활성 가스의 공급을 유지한다. 불활성 가스의 유량은, 예를 들어 액막 배제 스텝이 종료할 때와 동일(300리터/min)하다. 기판(W)의 회전이 1500 rpm까지 가속되면, 컨트롤러(3)는 제2 불활성 가스 밸브(67)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스의 유량을 200리터/min으로 저감시킨다.
그 후, 컨트롤러(3)는 전동 모터(23)를 제어하여 스핀 척(5)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 차단판 승강 기구(32)를 제어하여 차단판(6)을 상 위치로 퇴피시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여 가드(43∼45)를 하 위치로 이동시킨다.
그 후, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2)에 진입하고, 스핀 척(5)으로부터 처리가 끝난 기판(W)을 건져 올려, 처리 유닛(2) 밖으로 반출한다(S6). 그 기판(W)은 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)으로 건네지고, 반송 로봇(IR)에 의해 캐리어(C)에 수납된다.
이 실시형태에 의하면, 기판(W)과, 차단판(6)과, 제1 가드(43)에 의해 형성된 공간(A)과 공간(A)의 외부 분위기의 왕래가 제한되어 있다. 이 공간(A)에 불활성 가스 유통로(18)로부터 불활성 가스를 공급하여 공간(A) 내의 분위기를 불활성 가스로 치환함으로써, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도가 신속하게 저감된다. 이 공간(A)을 유지하면서 차단판 승강 기구(32)가 차단판(6)을 기판(W)에 대해 승강시킴으로써, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도를 저감한 상태에서 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 적절히 조정된다. 따라서, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도를 저감하고, 또한 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이를 적절한 간격으로 유지한 상태에서, IPA 노즐(13)로부터 기판(W)의 상면에 IPA를 공급하여, 기판(W)을 처리할 수 있다.
또한, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격을 조정할 때에 차단판(6)의 외연부(6c)와 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)의 내연부(43a)가 대향한 상태가 유지되므로, 공간(A)과 외부 분위기의 왕래를 한층 제한할 수 있다.
또한, 차단판(6)과 함께 제1 가드(43)를 기판(W)에 대해 승강시킴으로써, 공간(A)의 유지가 용이해진다. 그 때문에, 기판(W)의 상면과 차단판(6) 사이의 간격 조정의 자유도가 향상된다.
차단판(6)과 제1 가드(43)가 동일한 속도로 기판(W)에 대해 승강되므로, 기판(W)의 상면과 차단판(6) 사이의 간격 조정 중에 차단판(6)과 제1 가드(43) 사이의 간극이 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판(W)과 차단판(6)과 제1 가드(43)에 의해 형성된 공간(A)과 공간(A)의 외부 사이에서의 분위기의 왕래를 한층 더 제한할 수 있다. 또한, 차단판(6)과 제1 가드(43)가 동시에 기판(W)에 대해 상대적으로 승강되므로, 공간(A)과 공간(A)의 외부 사이에서의 분위기의 왕래를 한층 더 제한할 수 있다.
또한, 제1 가드(43)로부터 공간(A)의 내방으로 연장되는 IPA 노즐(13)이 기판(W)과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이에서 이동할 수 있도록 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 조정된다. 그 때문에, IPA 노즐(13)은 공간(A) 내의 분위기를 불활성 가스로 치환한 상태, 즉 분위기 중의 산소 농도 및 습도가 저감된 상태에서, 기판(W)의 상면에 처리액을 공급할 수 있다.
또한, 불활성 가스 공급 공정이, 간격 조정 공정(간격 조정 스텝(S4b))이 종료하기 전에 개시된다. 그 때문에, 기판(W)과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 분위기의 산소 농도 및 습도가 저감되고, 또한 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 적절히 조정된 상태에서 기판(W)의 상면에의 IPA의 공급이 개시될 때까지의 시간이 단축된다.
본 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 본 실시형태에서는 간격 조정 스텝(S4b)에 있어서 제1 가드(43)가 승강된다. 그러나, 간격 조정 스텝(S4b)의 전후 어디에 있어서도 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)의 내연부(43a)가 차단판(6)의 외연부(6c)에 수평 방향에서 대향 가능한 정도의 상하 방향 Z의 두께를 차단판(6)이 가지고 있으면, 본 실시형태와는 달리, 간격 조정 스텝(S4b)에 있어서 제1 가드(43)가 승강되지 않아도 된다.
또한, 간격 조정 스텝(S4b)에서는, 차단판(6) 및 제1 가드(43)는 기판(W)에 대해 상대적으로 승강하면 된다. 그 때문에, 본 실시형태와는 달리, 기판(W)이 승강함으로써 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 조정되어도 된다. 또한, 차단판(6), 제1 가드(43) 및 기판(W) 모두가 승강함으로써 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격이 조정되어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 IPA 노즐(13)은 노즐 지지 부재(15)의 회전축선 주변으로 이동했다. 그러나, 본 실시형태와는 달리, IPA 노즐(13)이 연장되는 방향으로 직선적으로 이동해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 약액 노즐(9)은 수평 방향으로 이동하는 이동 노즐이다. 그러나, 본 실시형태와는 달리, 약액 노즐(9)은 기판(W)의 상면의 회전 중심을 향해서 약액을 토출하도록 배치된 고정 노즐이라도 된다. 상세하게는, 약액 노즐(9)은 DIW 노즐(10), 불활성 가스 노즐(12) 및 중앙 IPA 노즐(11)과 함께 중공축(30)에 삽입 통과된 노즐 수용 부재(35)에 삽입 통과되어 있어도 된다.
또한, 처리 유닛(2)은 유기 용제 처리에 있어서 기판(W)을 가열하는 히터를 포함하고 있어도 된다. 히터는 스핀 베이스(21)에 내장되어 있어도 되고, 차단판(6)에 내장되어 있어도 되며, 스핀 베이스(21)와 차단판(6) 양방에 내장되어 있어도 된다. 유기 용제 처리에서 기판(W)을 가열하는 경우에는, 하면 노즐(8), 스핀 베이스(21)에 내장된 히터 및 차단판(6)에 내장된 히터 중 적어도 1개가 사용된다.
또한, 처리액 공급 노즐은, 예를 들어 IPA 등의 유기 용제를 기판(W)의 상면에 공급하는 IPA 노즐(13)에 한정되지 않고, IPA 이외의 처리액을 기판(W)의 상면에 공급하는 노즐이어도 된다. 즉, 처리액 공급 노즐은 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 기판(W)의 상면에 공급하는 저표면장력 액체 노즐이어도 되고, 약액을 기판(W)의 상면에 공급하는 약액 노즐이어도 되며, DIW 등의 린스액을 기판(W)의 상면에 공급하는 린스액 노즐이어도 된다.
또한, 본 실시형태와는 달리, 처리 유닛(2)은 노즐 수용 부재(35)에 수용되고, 기판(W)의 상면을 소수화하는 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 노즐을 포함하고 있어도 된다.
소수화제는, 예를 들어 실리콘 자체 및 실리콘을 함유하는 화합물을 소수화시키는 실리콘계 소수화제, 또는 금속 자체 및 금속을 함유하는 화합물을 소수화시키는 메탈계 소수화제이다. 메탈계 소수화제는, 예를 들어 소수기를 갖는 아민, 및 유기 실리콘 화합물 중 적어도 하나를 함유한다. 실리콘계 소수화제는, 예를 들어 실란 커플링제이다. 실란 커플링제는, 예를 들어 HMDS(헥사메틸디실라잔), TMS(테트라메틸실란), 불소화 알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비(非)클로로계 소수화제 중 적어도 하나를 함유한다. 비클로로계 소수화제는, 예를 들어 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물 중 적어도 하나를 함유한다.
소수화제 공급 노즐로부터 기판(W)의 상면에 소수화제를 공급할 때, 기판(W)의 상면으로부터의 소수화제의 튀어오름에서 기인하여 차단판(6)이 오염되는 것을 방지하기 위하여, 차단판(6)을 상승시킴으로써 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 대향면(6a) 사이의 간격을 조정하는 간격 조정 공정이 실행되어도 된다. 그리고, 간격 조정 공정 후에, 소수화제 공급 노즐로부터 기판(W)의 상면에 소수화제가 공급됨으로써 기판이 처리된다(처리액 공급 공정).
또한, 본 실시형태의 기판 처리에서는, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 접속된 배기관(도시 생략)으로부터의 기체의 배기량이 조정되어도 된다. 구체적으로는, 도 8c∼도 8f에 나타내는 바와 같이 공간(A)이 형성되어 있는 상태에서는, 배기관으로부터의 배기량을 약하게 함으로써, 공간(A) 내가 감압되는 것을 방지할 수 있고, 공간(A) 외부의 분위기를 공간(A) 내로 말려들게 하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 공간(A) 내의 습도 및 산소 농도가 저감된 상태를 유지하기 쉽다. 반대로, 도 8a, 도 8b 및 도 8g에 나타내는 바와 같이 공간(A)이 형성되어 있지 않은 상태에서는, 배기관으로부터의 배기를 강하게 함으로써, 기판(W)의 상면의 주위의 기체를 최대한 배제할 수 있으므로, 기판(W)의 상면의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체 예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체 예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
본 출원은, 2016년 8월 31일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2016-170170호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (7)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 대향 부재를 대향 배치하는 대향 배치 공정과,
    상기 수평으로 유지된 기판과, 상기 대향 부재와, 평면으로 볼 때 상기 수평으로 유지된 기판 및 상기 대향 부재를 둘러싸는 가드에 의해, 외부와의 분위기 왕래가 제한된 공간을 형성하는 공간 형성 공정과,
    상기 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정과,
    상기 공간을 유지하면서 상기 대향 부재를 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시킴으로써, 상기 기판의 상면과 상기 대향 부재 사이의 간격을 조정하는 간격 조정 공정과,
    상기 간격 조정 공정 후에 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 간격 조정 공정이, 상기 대향 부재의 외연부와 상기 가드의 내연부가 대향한 상태를 유지하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 간격 조정 공정이, 상기 대향 부재와 함께 상기 가드를 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 간격 조정 공정이, 상기 대향 부재와 상기 가드를 동일한 속도로 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 간격 조정 공정이, 상기 대향 부재와 상기 가드를 동시에 상기 수평으로 유지된 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 간격 조정 공정이, 상기 가드로부터 상기 공간의 내방으로 연장되는 처리액 공급 노즐이 상기 수평으로 유지된 기판과 상기 대향 부재 사이에서 이동할 수 있도록 상기 수평으로 유지된 기판의 상면과 상기 대향 부재 사이의 간격을 조정하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 공정이, 상기 간격 조정 공정이 종료하기 전에 개시되는, 기판 처리 방법.
KR1020170110922A 2016-08-31 2017-08-31 기판 처리 방법 KR20180025287A (ko)

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