KR20180025288A - 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20180025288A
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사다무 후지이
레이 다케아키
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하여 상기 저표면장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 개구를 넓힘으로써, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정과, 상기 개구의 외측에 설정한 제1 착액점을 향하여 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 공급 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면을 소수화시키는 소수화제를, 상기 개구의 외측에서 또한 상기 제1 착액점보다 상기 개구로부터 멀리 설정한 제2 착액점을 향하여 공급하는 소수화제 공급 공정과, 상기 개구의 넓어짐에 추종하도록 상기 제1 착액점 및 상기 제2 착액점을 이동시키는 착액점 이동 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 12에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면에 미세한 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴의 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 그에 따라, 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. 그러나, 패턴 내부에 들어간 물을 IPA로 치환했을 경우에도, IPA의 표면 장력이 패턴에 계속 가해졌을 때 등에는, 패턴의 도괴가 일어날 수 있다. 그 때문에, 기판의 상면으로부터 IPA를 신속하게 배제해야 한다.
한편, 미국 특허출원공개 제2010/240219호 명세서에는, 기판의 표면에 젖음성이 낮은 발수성(소수성)의 보호막을 형성하는 기판 처리가 개시되어 있다. 이 기판 처리에서는, 보호막에 의해 패턴이 받는 IPA의 표면 장력이 저감되므로, 패턴의 도괴를 방지할 수 있다. 구체적으로는, 이 기판 표면 처리에서는, 기판의 표면의 회전 중심 부근에 실란 커플링제를 공급하고, 기판의 회전에 의한 원심력으로 실란 커플링제를 기판의 표면의 전역에 골고루 퍼지게 함으로써, 보호막이 형성된다. 그 후, 기판의 회전 중심에 IPA를 공급하고, 기판의 회전에 의한 원심력으로 IPA를 기판의 표면 전역에 골고루 퍼지게 함으로써, 기판의 표면에 잔류하고 있던 실란 커플링제가 IPA로 치환된다.
미국 특허출원공개 제2010/240219호 명세서에 기재된 기판 표면 처리에서는, 기판 표면에 공급된 실란 커플링제가 IPA에 의해 치환될 때까지 사이에 열화되어, 기판 표면의 소수성이 저하될 우려가 있다. 이것으로는, 패턴이 받는 IPA의 표면 장력을 충분히 저감시킬 수 없을 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 기판의 상면에 공급된 소수화제를 저표면장력 액체에 의해 신속하게 치환할 수 있고, 또한 기판의 상면의 저표면장력 액체를 신속하게 배제할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하여 상기 저표면장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 개구를 넓힘으로써, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정과, 상기 개구의 외측에 설정한 제1 착액점을 향하여 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 공급 공정과, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면을 소수화시키는 소수화제를, 상기 개구의 외측에서 또한 상기 제1 착액점보다 상기 개구로부터 멀리 설정한 제2 착액점을 향하여 공급하는 소수화제 공급 공정과, 상기 개구의 넓어짐에 추종하도록 상기 제1 착액점 및 상기 제2 착액점을 이동시키는 착액점 이동 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 제1 착액점에는, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체가 공급된다. 제1 착액점은, 액막의 중앙 영역에 형성된 개구의 외측에 설정되어 있다. 제2 착액점에는, 기판의 상면을 소수화시키는 소수화제가 공급된다. 제2 착액점은, 개구의 외측에서, 또한 제1 착액점보다 개구로부터 먼 위치에 설정되어 있다. 그 때문에, 개구의 넓어짐에 추종하도록 제1 착액점 및 제2 착액점을 이동시킬 때, 제2 착액점에 공급된 소수화제가 제1 착액점에 공급된 저표면장력 액체에 의해 신속하게 치환된다. 또한, 기판의 상면으로부터 액막을 배제하면서 개구의 외측에 저표면장력 액체 및 소수화제를 공급할 수 있으므로, 제1 착액점에 공급된 저표면장력 액체를 기판의 상면으로부터 신속하게 배제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 착액점 이동 공정이, 상기 제2 착액점의 이동에 추종하도록 상기 제1 착액점을 이동시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 제2 착액점의 이동에 추종하도록 제1 착액점을 이동시킴으로써, 제2 착액점에 공급된 소수화제가 제1 착액점에 공급된 저표면장력 액체에 의해 더욱 신속하게 치환된다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 액막 배제 공정과 병행하여 상기 수평으로 유지된 기판을 회전시키는 기판 회전 공정을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 제1 착액점은, 상기 제2 착액점보다 기판 회전 방향 상류 측에 위치하도록 설정된다.
이 방법에 의하면, 제1 착액점이 제2 착액점보다 기판 회전 방향 상류 측에 위치하므로, 제2 착액점에 공급된 소수화제는, 제2 착액점보다 기판 회전 방향 상류 측에 공급된 저표면장력 액체에 의해 신속하게 치환된다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 착액점 이동 공정이, 상기 저표면장력 액체를 상기 제1 착액점을 향하여 공급하는 제1 노즐과, 상기 소수화제를 상기 제2 착액점을 향하여 공급하는 제2 노즐을 공통으로 지지하는 지지 부재를 구동함으로써, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면을 따라 이동시키는 노즐 이동 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 소수화제를 제2 착액점을 향하여 공급하는 제2 노즐과 저표면장력 액체를 제1 착액점을 향하여 공급하는 제1 노즐이 지지 부재에 의해 공통으로 지지된다. 그 때문에, 각 노즐을 상이한 부재에 의해 지지시키는 경우와 비교하여, 제1 착액점과 제2 착액점의 위치의 제어가 용이해진다. 또, 제1 착액점과 제2 착액점의 간격을 일정하게 유지하면서 제1 노즐 및 제2 노즐을 기판의 상면을 따라 이동시킬 수 있다. 그 때문에, 제1 노즐 및 제2 노즐을 따로따로 이동시키는 경우와 비교하여, 저표면장력 액체에 의한 소수화제의 치환의 불균일을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 개구의 외측에서 또한 상기 제2 착액점보다 상기 개구로부터 먼 위치에 설정한 제3 착액점을 향하여, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 공급하는 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 개구의 외측에서, 또한 제2 착액점보다 개구로부터 먼 위치에 설정한 제3 착액점을 향하여 저표면장력 액체가 공급되므로, 개구의 넓어짐에 의해 액막이 배제되기 전에 국소적으로 액막이 증발하여 액막 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판의 상면으로부터 액막을 양호하게 배제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 착액점 이동 공정이, 상기 제2 착액점의 이동에 추종하여 상기 제3 착액점을 이동시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 제2 착액점의 이동에 추종하여 제3 착액점을 이동시킴으로써, 개구의 넓어짐에 의해 액막이 배제되기 전에 국소적으로 액막이 증발하여 액막 균열이 발생하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 수평으로 유지된 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 기판 가열 공정이, 상기 소수화제 공급 공정보다 먼저 개시된다.
이 방법에 의하면, 소수화제 공급 공정보다 먼저, 기판을 가열하는 기판 가열 공정이 개시되기 때문에, 제2 착액점에 공급된 소수화제가 신속하게 가열된다. 이로써, 기판 상의 소수화제의 활성을 높일 수 있다. 활성이 높아진 소수화제가 제2 착액점에 공급됨으로써, 기판의 상면의 소수성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 가열 공정이, 상기 저표면장력 액체 공급 공정이 종료될 때까지 계속된다. 이 방법에 의하면, 기판 가열 공정이, 저표면장력 액체 공급 공정이 종료될 때까지 계속되기 때문에, 제1 착액점에 공급된 저표면장력 액체의 증발이 촉진된다. 그 때문에, 개구의 넓어짐이 촉진된다. 따라서, 액막을 기판의 상면으로부터 더욱 신속하게 배제할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 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, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a∼도 6b는, 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 7a∼도 7c는, 유기 용제 처리(도 5의 S4)의 상세를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8은, 도 7c의 기판 처리의 모습을 평면으로 보았을 때의 모식도이다.
도 9는, 제1 실시형태의 변형 예에 관련된 처리 유닛의 종단면의 모식도이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 12는, 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
<제1 실시형태>
도 1은, 본 발명의 제1 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, 유기 용제 및 소수화제 등을 들 수 있다. 이 실시형태에서는, 기판(W)은 원형상의 기판이다. 기판(W)의 표면에는, 미세한 패턴(도 12 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 상당하고, 처리 유닛(2)의 구성 예를 설명하기 위한 모식도이다.
처리 유닛(2)은, 1 장의 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 차단 부재(6)와, 처리액으로 기판(W)을 처리하기 위해서 기판(W)을 수용하는 챔버(7)를 추가로 포함한다. 차단 부재(6)는, 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 있고, 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.
차단 부재(6)는, 기판(W)과 거의 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상으로 형성되어 있다. 차단 부재(6)는, 스핀 척(5)의 상방에서 거의 수평으로 배치되어 있다. 차단 부재(6)에 있어서 대향면(6a)과는 반대 측의 면에는, 중공축(30)이 고정되어 있다. 차단 부재(6)에 있어서 평면으로 볼 때 회전축선(C1)과 겹치는 위치를 포함하는 부분에는, 차단 부재(6)를 상하로 관통하여, 중공축(30)의 내부 공간과 연통되는 연통공(6b)이 형성되어 있다.
처리 유닛(2)은, 수평으로 연장되고, 중공축(30)을 개재하여 차단 부재(6)를 지지하는 차단 부재 지지 부재(31)와, 차단 부재 지지 부재(31)를 개재하여 차단 부재(6)에 연결되고, 차단 부재(6)의 승강을 구동시키는 차단 부재 승강 기구(32)와, 차단 부재(6)를 회전축선(C1) 주변으로 회전시키는 차단 부재 회전 기구(33)를 추가로 포함한다.
차단 부재 승강 기구(32)는, 하(下) 위치로부터 상(上) 위치까지의 임의의 위치(높이)에 차단 부재(6)를 위치시킬 수 있다. 하 위치란, 차단 부재(6)의 가동 범위에 있어서, 차단 부재(6)의 대향면(6a)이 기판(W)에 가장 근접하는 위치이다. 차단 부재(6)가 하 위치에 위치하는 상태에서, 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 거리는, 예를 들어, 0.5 ㎜이다. 상 위치란, 차단 부재(6)의 가동 범위에 있어서 차단 부재(6)의 대향면(6a)이 기판(W)으로부터 가장 이격되는 위치이다. 차단 부재(6)가 상 위치에 위치하는 상태에서, 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 거리는, 예를 들어 80 ㎜이다.
차단 부재 회전 기구(33)는, 차단 부재 지지 부재(31)의 선단에 내장된 전동 모터를 포함한다. 전동 모터에는, 차단 부재 지지 부재(31) 내에 배치된 복수의 배선(34)이 접속되어 있다. 복수의 배선(34)은, 당해 전동 모터에 송전하기 위한 파워 라인과, 차단 부재(6)의 회전 정보를 출력하기 위한 인코더 라인을 포함한다. 차단 부재(6)의 회전 정보를 검지함으로써, 차단 부재(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 폐수 배관(도시 생략)이 접속되어 있다. 각 컵(41, 42)의 저부로 유도된 처리액은, 회수 배관 또는 폐수 배관을 통하여 회수 또는 폐기된다.
가드(43∼45)는, 평면으로 볼 때 스핀 척(5) 및 차단 부재(6)를 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. 하 위치는, 제1 가드(43)의 상단(직경 방향 내방단)이 기판(W)보다 하방에 위치할 때의 제1 가드(43)의 위치이다. 상 위치는, 제1 가드(43)의 상단(직경 방향 내방단)이 기판(W)보다 상방에 위치할 때의 제1 가드(43)의 위치이다. 제1 가드(43)는, 제1 가드 승강 기구(46)에 의해 승강됨으로써, 하 위치와 상 위치 사이의 차단 부재 대향 위치 및 기판 대향 위치에 위치할 수 있다. 제1 가드(43)가 기판 대향 위치에 위치함으로써, 제1 연장 설치부(43B)(의 직경 방향 내방단)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다. 제1 가드(43)가 차단 부재 대향 위치에 위치함으로써, 제1 연장 설치부(43B)(의 직경 방향 내방단)가 차단 부재(6)에 수평 방향에서 대향한다.
제1 가드(43)는, 차단 부재 대향 위치에 위치한 상태에서, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)과 차단 부재(6)와 함께 외부와의 분위기의 왕래가 제한된 공간(A)을 형성할 수 있다. 공간(A)의 외부란, 차단 부재(6)보다 상방의 공간이나 제1 가드(43)보다 직경 방향 외방의 공간을 말한다. 공간(A)은, 공간(A) 내의 분위기와 공간(A)의 외부의 분위기 사이에서의 유체의 흐름이 제한되도록 형성되어 있으면 되고, 공간(A) 내의 분위기가 외부의 분위기로부터 반드시 완전히 차단되도록 형성될 필요는 없다.
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 가드(44)는, 제2 가드 승강 기구(47)에 의해, 하 위치와 상 위치 사이에서 승강된다. 하 위치는, 제2 가드(44)의 상단(직경 방향 내방단)이 기판(W)보다 하방에 위치할 때의 제2 가드(44)의 위치이다. 상 위치는, 제2 가드(44)의 상단(직경 방향 내방단)이 기판(W)보다 상방에 위치할 때의 제2 가드(44)의 위치이다. 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 위치함으로써, 제2 연장 설치부(44B)(의 직경 방향 내방단)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다. 제2 연장 설치부(44B)는, 제1 연장 설치부(43B)에 하방에서 대향하고 있다. 공간(A)은, 제2 가드(44)가 기판 대향 위치에 위치하는 상태에서, 제2 가드(44)에 의해 하방에서 구획된다.
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. 하 위치는, 제3 가드(45)의 상단(직경 방향 내방단)이 기판(W)보다 하방에 위치할 때의 제3 가드(45)의 위치이다. 상 위치는, 제3 가드(45)의 상단(직경 방향 내방단)이 기판(W)보다 상방에 위치할 때의 제3 가드(45)의 위치이다. 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 위치함으로써, 제3 연장 설치부(45B)(의 직경 방향 내방단)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, 그 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. 중앙 위치는, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 약액 노즐(9)이 대향하는 위치이다. 퇴피 위치는, 기판(W)의 상면에 약액 노즐(9)이 대향하지 않는 퇴피 위치이다. 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.
처리 유닛(2)은, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 린스액으로서의 탈이온수(DIW: Deionized Water)를 공급하는 DIW 노즐(10)과, 유기 용제로서의 IPA를 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급하는 중앙 IPA 노즐(11)과, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐(12)을 추가로 포함한다. 기판(W)의 상면의 중앙 영역이란, 기판(W)의 상면에 있어서의 회전축선(C1)과의 교차 위치를 포함하는 기판(W)의 상면의 중앙 부근의 영역을 말한다.
노즐(10∼12)은, 이 실시형태에서는, 중공축(30)의 내부 공간과 차단 부재(6)의 연통공(6b)에 삽입 통과된 노즐 수용 부재(35)에 공통으로 수용되어 있고, DIW, IPA 및 불활성 가스를 각각 토출할 수 있다. 각 노즐(10∼12)의 선단은, 차단 부재(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, 그 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, 그 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 12 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, 그 유로를 개폐하는 제1 불활성 가스 밸브(60)가 개재되어 있다. 불활성 가스란, 질소 가스에 한정되지 않고, 기판(W)의 상면 및 패턴에 대해 불활성인 가스를 말하고, 예를 들어 아르곤 등의 희가스류이어도 된다.
노즐 수용 부재(35)의 외주면과, 중공축(30)의 내주면 및 차단 부재(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)는, 질소 가스 등의 불활성 가스가, 제2 불활성 가스 공급관(67)을 통하여 불활성 가스 공급원으로부터 공급된다. 제2 불활성 가스 공급관(67)에는, 그 유로를 개폐하는 제2 불활성 가스 밸브(68)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(19)을 추가로 포함하고 있어도 된다(도 2 참조). 이동 노즐(19)은, 이동 노즐 이동 기구(19A)에 의해, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동된다. 이동 노즐(19)로부터 기판(W)에 공급되는 처리액은, 예를 들어, 약액, 린스액, 저표면장력 액체 또는 소수화제 등이다.
처리 유닛(2)은, 기판(W)의 상면에 IPA 등의 저표면장력 액체를 공급하는 제1 노즐(13)과, 기판(W)의 상면을 소수화하는 소수화제를 기판(W)의 상면에 있어서 제1 노즐(13)과는 상이한 위치에 공급하는 제2 노즐(14)과, 기판(W)의 상면에 있어서 제1 노즐(13) 및 제2 노즐(14)과는 상이한 위치에 IPA 등의 저표면장력 액체를 공급하는 제3 노즐(15)을 추가로 포함한다(도 2 참조).
제1 노즐(13) 및 제3 노즐(15)의 각각은, 기판(W)의 상면에 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 공급 유닛의 일례이다. 제2 노즐은, 기판(W)의 상면에 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 유닛의 일례이다.
노즐(13∼15)은, 공간(A)이 형성된 상태에서 공간(A) 내에 배치되도록, 제1 가드(43)의 내벽으로부터 연장되어 있다. 제3 노즐(15)로부터 공급되는 저표면장력 액체는, 소수화제 및 린스액의 양방과 친화성을 가지고 있는 것이 바람직하다.
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.
제1 노즐(13)에는, IPA가, 제1 IPA 공급관(61)을 통하여 IPA 공급원으로부터 공급된다. 제1 IPA 공급관(61)에는, 그 유로를 개폐하기 위한 제1 IPA 밸브(62)가 개재되어 있다. 제2 노즐(14)에는, 소수화제가, 소수화제 공급관(63)을 통하여 소수화제 공급원으로부터 공급된다. 소수화제 공급관(63)에는, 그 유로를 개폐하기 위한 소수화제 밸브(64)가 개재되어 있다. 제3 노즐(15)에는, IPA가, 제2 IPA 공급관(65)을 통하여 IPA 공급원으로부터 공급된다. 제2 IPA 공급관(65)에는, 그 유로를 개폐하기 위한 제2 IPA 밸브(66)가 개재되어 있다.
도 2를 참조하여, 노즐(13∼15)은 수평 방향으로 연장되어 있고, 평면으로 볼 때 만곡되어 있다. 상세하게는, 노즐(13∼15)은, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)를 따르는 원호 형상을 가지고 있어도 된다. 제1 노즐(13)의 선단에는, 기판(W)의 상면을 향하여 연직 방향으로(하방으로) IPA를 토출하는 토출구(13a)가 형성되어 있다. 제2 노즐(14)의 선단에는, 기판(W)의 상면을 향하여 연직 방향으로(하방으로) 소수화제를 토출하는 토출구(14a)가 형성되어 있다. 제3 노즐(15)의 선단에는, 기판(W)의 상면을 향하여 연직 방향으로(하방으로) IPA를 토출하는 토출구(15a)가 형성되어 있다.
제1 노즐(13), 제2 노즐(14) 및 제3 노즐(15)은, 직경 방향 내방으로부터 직경 방향 외방을 향하여 이 순서로 나열되어 배치되어 있다. 제1 노즐(13)의 토출구(13a)는, 제2 노즐(14)의 토출구(14a)보다 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치의 근처(직경 방향 내방)에 위치하고 있다. 제2 노즐(14)의 토출구(14a)는, 제3 노즐(15)의 토출구(15a)보다 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치의 근처(직경 방향 내방)에 위치하고 있다.
도 3을 참조하여, 처리 유닛(2)은, 제1 가드(43)에 연결되고, 기판(W)의 상면과 차단 부재(6)의 대향면(6a) 사이에서 노즐(13∼15)을 수평 방향으로 이동시키는 노즐 이동 기구(16)를 추가로 포함한다.
노즐(13∼15)은, 노즐 이동 기구(16)에 의해, 중앙 위치와 퇴피 위치 사이에서 이동된다. 제1 노즐(13)의 중앙 위치는, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 제1 노즐(13)이 대향하는 위치이다. 제2 노즐(14)의 중앙 위치는, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 제2 노즐(14)이 대향하는 위치이다. 제3 노즐(15)의 중앙 위치는, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치에 제3 노즐(15)이 대향하는 위치이다.
제1 노즐(13)의 퇴피 위치는, 기판(W)의 상면에 제1 노즐(13)이 대향하지 않는 위치이다. 제2 노즐(14)의 퇴피 위치는, 기판(W)의 상면에 제2 노즐(14)이 대향하지 않는 위치이다. 제3 노즐(15)의 퇴피 위치는, 기판(W)의 상면에 제3 노즐(15)이 대향하지 않는 위치이다. 퇴피 위치는, 평면으로 볼 때에 있어서, 스핀 베이스(21)의 외방의 위치이다. 제3 노즐(15)의 퇴피 위치는, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 직경 방향 내방에서 인접하는 위치이어도 된다.
노즐 이동 기구(16)는, 노즐(13∼15)을 공통으로 지지하는 지지 부재(80)와, 제1 가드(43)에 연결되고, 지지 부재(80)를 구동시키는 구동 기구(81)와, 구동 기구(81)의 적어도 일부를 덮는 커버(82)를 포함한다. 구동 기구(81)는, 회전축(도시 생략)과, 당해 회전축을 회전하는 구동 모터(도시 생략)를 포함한다. 지지 부재(80)는, 당해 구동 모터에 의해 구동되어 소정의 중심축선 주변으로 회동(回動)하는 회동축의 형태를 가지고 있다.
지지 부재(80)의 상단은, 커버(82)보다 상방에 위치하고 있다. 노즐(13∼15)과 지지 부재(80)는 일체로 형성되어 있어도 된다. 지지 부재(80) 및 노즐(13∼15)은 중공축의 형태를 가지고 있다. 지지 부재(80)의 내부 공간과 노즐(13∼15)의 각각의 내부 공간은 연통되어 있다. 지지 부재(80)에는, 상방으로부터 제1 IPA 공급관(61), 소수화제 공급관(63) 및 제2 IPA 공급관(65)이 삽입 통과되어 있다.
제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)는, 수평 방향에 대해 경사지는 경사부(43C)와, 수평 방향으로 평탄한 평탄부(43D)를 일체적으로 포함한다. 평탄부(43D)와 경사부(43C)는, 기판(W)의 회전 방향으로 나열되어 배치되어 있다(도 2 참조). 평탄부(43D)는, 직경 방향 외방을 향함에 따라 경사부(43C)보다 상방에 위치하도록 경사부(43C)보다 상방에 돌출되어 있다. 평탄부(43D)는, 평면으로 볼 때, 지지 부재(80)와, 스핀 베이스(21)의 외방에 위치하는 상태의 제1 노즐(13)과 겹쳐지도록 배치되어 있다. 평탄부(43D)는, 평면으로 볼 때, 적어도 퇴피 위치에 있는 노즐(13∼15) 및 지지 부재(80)와 겹쳐지도록 배치되어 있으면 된다.
제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)는, 평탄부(43D)에 하방에서 대향한다. 제1 가드(43)와 제2 가드(44) 사이에는, 제1 노즐(13)을 수용 가능한 수용 공간(B)이 형성되어 있다. 수용 공간(B)은, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)를 따라 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 외방에서 구획되어 있고, 평탄부(43D)에 의해 상방에서 구획되어 있고, 제2 연장 설치부(44B)에 의해 하방에서 구획되어 있다. 퇴피 위치에 위치하는 제1 노즐(13)은, 수용 공간(B)에 수용된 상태에서, 평탄부(43D)에 하방에서 근접하고 있다. 제2 연장 설치부(44B)는, 직경 방향 내방을 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대해 경사져 있다. 그 때문에, 제1 연장 설치부(43B)에 제2 연장 설치부(44B)가 하방에서 근접한 상태이어도 수용 공간(B)은 유지된다.
제1 가드(43)의 평탄부(43D)에는, 상하 방향 Z로 평탄부(43D)를 관통하는 관통공(43E)이 형성되어 있다. 관통공(43E)에는, 지지 부재(80)가 삽입 통과되어 있다. 지지 부재(80)와 관통공(43E)의 내벽 사이에는, 고무 등의 시일(seal) 부재(도시 생략)가 배치되어 있다. 이로써, 지지 부재(80)와 관통공(43E)의 내벽 사이가 시일되어 있다. 구동 기구(81)는, 공간(A) 밖에 배치되어 있다.
처리 유닛(2)은, 제1 가드 승강 기구(46)에 장착되고, 노즐 이동 기구(16)를 제1 가드(43)에 고정시키는 제1 브래킷(70)과, 제1 브래킷(70)에 의해 지지되고 구동 기구(81)를 재치(載置) 고정시키는 대좌(臺座)(71)와, 제1 가드(43)에 연결되고, 제1 브래킷(70)보다 기판(W)의 직경 방향 내방에서 대좌(71)를 지지하는 제2 브래킷(72)을 추가로 포함한다. 노즐 이동 기구(16)에 있어서 제1 브래킷(70)에 의해 고정되어 있는 부분(16a)은, 평면으로 볼 때, 제1 가드 승강 기구(46)와 겹쳐 있다.
도 4는, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러(3)는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 제어 프로그램에 따라, 기판 처리 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 프로세서(CPU)(3A)와, 제어 프로그램이 저장된 메모리(3B)를 포함하고, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 노즐 이동 기구(16), 전동 모터(23), 차단 부재 승강 기구(32), 차단 부재 회전 기구(33), 가드 승강 기구(46∼48), 약액 노즐 이동 기구(52) 및 밸브류(51, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68) 등의 동작을 제어한다.
도 5는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고, 주로, 컨트롤러(3)가 동작 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 도 6a 및 도 6b는, 기판 처리의 상세를 설명하기 위한 타임 차트이다.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 5에 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.
먼저, 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 차단 부재(6)의 대향면(6a)과 대향한다.
다음으로, 약액 처리(S2)에 대해 설명한다. 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피된 후, 기판(W)의 상면을 약액으로 세정하는 약액 처리(S2)가 실행된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여, 구체적으로는, 먼저, 컨트롤러(3)는, 노즐 이동 기구(16)를 제어하여, 노즐(13∼15)을 퇴피 위치에 위치시킨다. 또, 컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여 차단 부재(6)를 상 위치에 배치한다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 구동시켜 스핀 베이스(21)를 예를 들어 800 rpm으로 회전시킨다. 이로써, 수평으로 유지된 기판(W)이 회전한다(기판 회전 공정). 컨트롤러(3)는, 차단 부재 회전 기구(33)를 제어하여, 차단 부재(6)를 회전시킨다. 이때, 차단 부재(6)를 스핀 베이스(21)와 동기 회전시켜도 된다. 동기 회전이란, 동일한 방향으로 동일한 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 노즐(9)이 약액 처리 위치에 위치할 때, 약액 노즐(9)로부터 토출되는 약액이 기판(W)의 상면의 회전 중심에 착액되어도 된다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 약액 밸브(54)를 개방한다. 그에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 약액 노즐(9)로부터 약액이 공급된다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체에 골고루 퍼진다. 이 때, 약액 노즐(9)로부터 공급되는 약액의 양(약액 공급량)은, 예를 들어, 2리터/min이다.
컨트롤러(3)는, 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여, 제3 가드(45)를 기판 대향 위치보다 상방에 배치한다. 그 때문에, 원심력에 의해 기판 밖으로 비산된 약액은, 제3 가드(45)의 제3 연장 설치부(45B)의 하방을 지나, 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.
다음으로, DIW 린스 처리(S3)에 대해 설명한다. 일정 시간의 약액 처리(S2) 후, 기판(W) 상의 약액을 DIW로 치환함으로써, 기판(W)의 상면으로부터 약액을 배제하는 DIW 린스 처리(S3)가 실행된다.
구체적으로는, 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. 공급된 DIW는 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체에 골고루 퍼진다. 이 DIW에 의해 기판(W) 상의 약액이 씻겨 나간다. 이 때, DIW 노즐(10)로부터 공급되는 DIW의 양(DIW 공급량)은, 예를 들어, 2리터/min이다.
컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여, 차단 부재(6)가 상 위치에 위치하는 상태를 유지한다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 구동시켜 스핀 베이스(21)를 예를 들어 800 rpm으로 회전시킨다.
그 후, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 제어하여, 스핀 베이스(21)를 예를 들어 1200 rpm으로 회전시켜 소정 시간 유지하고 나서, 스핀 베이스(21)의 회전을 예를 들어 2000 rpm까지 가속시킨다(고속 회전 공정).
컨트롤러(3)는, 차단 부재 회전 기구(33)를 제어하여, 스핀 베이스(21)와는 상이한 속도로 차단 부재(6)를 회전시킨다. 구체적으로는, 차단 부재(6)는, 예를 들어, 800 rpm으로 회전된다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 가열 유체 밸브(51)를 개방하고, 하면 노즐(8)로부터 가열 유체를 공급시킴으로써 기판(W)을 가열한다(기판 가열 공정).
그리고, 컨트롤러(3)는, 제2 불활성 가스 밸브(68)를 개방하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 기판(W)의 상면을 향하여 불활성 가스를 공급한다.
그리고, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 DIW 노즐(10)로부터 DIW가 공급되고 있는 상태에서, 컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여, 차단 부재(6)를 상 위치로부터 제1 근접 위치로 이동시킨다. 제1 근접 위치란, 차단 부재(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 상면에 근접한 위치이고, 기판(W)의 상면과 대향면(6a) 사이의 거리가 예를 들어 7 ㎜가 되는 위치이다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 차단 부재(6)가 제1 근접 위치에 배치된 상태에서, 제1 가드 승강 기구(46)를 제어하여, 약액 처리(S2) 시의 위치로부터 제1 가드(43)를 하강시켜 제1 가드(43)를 차단 부재 대향 위치에 배치한다. 이로써, 기판(W), 차단 부재(6) 및 제1 가드(43)에 의해 공간(A)이 형성된다(공간 형성 공정).
그리고, 컨트롤러(3)는, 제2 불활성 가스 밸브(68)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스의 유량을, 예를 들어 300리터/min으로 해도 된다.
불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스에 의해 공간(A) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환된다(불활성 가스 치환 공정). 또, 컨트롤러(3)가, 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제2 가드(44)를 하강시켜 제2 가드(44)를 기판 대향 위치에 배치한다. 이로써, 공간(A)이 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)에 의해 하방에서 구획된다. 또, 컨트롤러(3)가, 제3 가드 승강 기구(48)를 제어하여, 제3 가드(45)를 기판 대향 위치보다 하방에 배치시킨다.
원심력에 의해 기판(W) 밖으로 비산된 DIW는, 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)와 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B) 사이를 지나, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)에 의해 받아들여진다. 본 실시형태와는 달리, 원심력에 의해 기판 밖으로 비산된 약액이 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)에 의해 받아들여지는 구성이어도 된다. 이 경우, 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)와 제3 가드(45)의 제3 연장 설치부(45B) 사이를 지나 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)에 의해 받아들여지도록, 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, 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 처리(S4)가 실행되는 동안, 계속해서 기판(W)을 가열한다(기판 가열 공정). 구체적으로는, 컨트롤러(3)가 가열 유체 밸브(51)를 개방한 상태를 유지한다. 이로써, 하면 노즐(8)로부터의 가열 유체의 공급이 계속되므로, 기판(W)의 가열이 계속된다.
도 7a∼도 7c는, 유기 용제 처리(도 5의 S4)의 모습을 설명하기 위한 처리 유닛(2)의 주요부의 도해적인 단면도이다.
유기 용제 처리에서는, 유기 용제 린스 스텝(T1)과, 액막 형성 스텝(T2)과, 액막 배제 스텝(T3)이 순서대로 실행된다.
도 6a, 도 6b 및 도 7a를 참조하여, 유기 용제 처리(S4)에서는, 먼저, 기판(W)을 회전시킨 상태에서 기판(W)의 상면의 DIW를 IPA 등의 유기 용제로 치환하는 유기 용제 린스 스텝(T1)이 실행된다.
컨트롤러(3)는, DIW 밸브(56)를 폐쇄한다. 그에 의해, DIW 노즐(10)로부터의 DIW의 공급이 정지된다. 컨트롤러(3)는, 중앙 IPA 밸브(58)를 개방한다. 이로써, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향하여 중앙 IPA 노즐(11)로부터 IPA가 공급된다.
컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여, 차단 부재(6)가 제1 근접 위치에 배치된 상태를 유지하고, 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여, 기판(W), 차단 부재(6) 및 제1 가드(43)에 의해 공간(A)이 형성된 상태를 유지해도 된다. 본 실시형태와는 달리, DIW 린스 처리(S3)의 종료 시에 제2 가드(44)가 기판 대향 위치보다 상방에 위치하고 있을 때는, 컨트롤러(3)가 제2 가드 승강 기구(47)를 제어하여, 제2 가드(44)를 기판 대향 위치에 이동시켜도 된다.
컨트롤러(3)는, 제2 불활성 가스 밸브(68)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스의 유량을, 예를 들어, 50리터/min으로 한다.
컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 구동시켜 스핀 베이스(21)를, 예를 들어, 2000 rpm으로 고속 회전시킨다(고속 회전 공정). 즉, DIW 린스 처리(S3)에 계속해서 고속 회전 공정을 실행한다. 공급된 IPA는 원심력에 의해 기판(W)의 상면의 전체에 신속하게 골고루 퍼져, 기판(W) 상의 DIW가 IPA에 의해 치환된다. 컨트롤러(3)는, 차단 부재 회전 기구(33)를 제어하여, 차단 부재(6)를, 예를 들어, 1000 rpm으로 회전시킨다.
도 6a, 도 6b 및 도 7b를 참조하여, 유기 용제 처리에서는, 다음으로, IPA의 액막(110)을 형성하는 액막 형성 스텝(T2)이 실행된다.
중앙 IPA 노즐(11)로부터 기판(W)의 상면에 IPA를 계속해서 공급함으로써, 기판(W)의 상면에 IPA의 액막(110)이 형성된다(액막 형성 공정). IPA의 액막(110)을 형성하기 위해서, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 구동시켜 스핀 베이스(21)의 회전을, 예를 들어, 300 rpm까지 감속시킨다. 컨트롤러(3)는, 차단 부재 회전 기구(33)를 제어하여, 예를 들어, 1000 rpm으로 차단 부재(6)를 회전시키는 상태를 유지한다.
컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여, 차단 부재(6)를 예를 들어 제1 근접 위치로부터 제2 근접 위치로 이동(상승)시킨다. 공간(A)이 형성되어 있는 경우에는, 공간(A)을 유지하면서 기판(W)의 상면과 차단 부재(6)의 대향면(6a) 사이의 간격을 조정해도 된다(간격 조정 공정). 제2 근접 위치란, 차단 부재(6)의 대향면(6a)이 기판(W)의 상면에 근접한 위치이고, 제1 근접 위치보다 상방의 위치이다. 차단 부재(6)가 제2 근접 위치에 위치할 때의 대향면(6a)은, 차단 부재(6)가 제1 근접 위치에 위치할 때의 대향면(6a)보다 상방에 위치하고, 기판(W)의 상면과의 거리가 15 ㎜ 정도이다.
간격 조정 공정 시, 컨트롤러(3)는, 제1 가드 승강 기구(46)를 제어하여, 차단 부재(6)와 함께 제1 가드(43)를 이동시킨다. 이로써, 차단 부재(6)가 차단 부재 대향 위치에 배치된다. 이로써, 간격 조정 공정의 전후에서, 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.
기판(W) 상에 IPA의 액막(110)이 형성될 때까지 사이에, 컨트롤러(3)는, 노즐 이동 기구(16)를 제어하여, 처리 위치를 향하여 노즐(13∼15)을 이동시킨다. 처리 위치란, 기판(W)의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 주연 측으로 약간(예를 들어 40 ㎜ 정도) 어긋난 위치에 제1 노즐(13)이 배치될 때의 각 노즐(13∼15)의 위치이다.
액막 형성 스텝(T2)에서는, DIW 린스 처리(S3)에서 개시된 불활성 가스 유통로(18)로부터의 불활성 가스의 공급은 유지되어 있다. 불활성 가스의 유량은, 예를 들어 50리터/min이다.
도 6a, 도 6b 및 도 7c를 참조하여, 유기 용제 처리(S4)에서는, 다음으로, 기판(W)의 상면의 IPA의 액막(110)을 배제하는 액막 배제 스텝(T3)이 실행된다. 액막 배제 스텝(T3)에서는, IPA의 액막(110)에 개구(111)가 형성되고(개구 형성 공정), 개구(111)를 넓힘으로써 기판(W)의 상면으로부터 액막(110)이 배제된다(액막 배제 공정).
그리고, 컨트롤러(3)는, 중앙 IPA 밸브(58)를 폐쇄하고, 중앙 IPA 노즐(11)에 의한 기판(W)의 상면으로의 IPA의 공급을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 제2 불활성 가스 밸브(68)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 분사하여, 액막(110)의 중앙 영역에 작은 개구(111)(예를 들어 직경 30 ㎜ 정도)를 개방하여 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 노출시킨다(개구 형성 공정).
개구 형성 공정은, 반드시 불활성 가스의 분사에 의해 실행될 필요는 없다. 예를 들어, 기판(W)의 하면의 중앙 영역으로의 하면 노즐(8)에 의한 가열 유체의 공급에 의해 기판(W)을 가열하여 중앙 영역의 IPA를 증발시키고, 불활성 가스의 분사는 하지 않고, 액막(110)의 중앙 영역에 개구(111)를 형성시켜도 된다. 또, 기판(W)의 상면으로의 불활성 가스의 분사와, 가열 유체에 의한 기판(W)의 하면의 중앙 영역의 가열의 양방에 의해 액막(110)에 개구(111)를 형성해도 된다.
기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 개구(111)가 넓어져, 기판(W)의 상면으로부터 IPA의 액막(110)이 서서히 배제된다(액막 배제 공정). 액막 배제 공정 사이에도 스핀 베이스(21)에 유지된 기판(W)은 회전되고 있다. 즉, 기판 회전 공정은, 액막 배제 공정과 병행하여 실행된다.
불활성 가스 유통로(18)에 의한 불활성 가스의 분사는, 기판(W)의 상면으로부터 액막(110)이 배제될 때까지 사이에, 즉 액막 배제 스텝이 종료될 때까지 사이에 계속해도 된다. 불활성 가스의 분사력에 의해 IPA의 액막(110)에 힘이 부가되어, 개구(111)의 확대가 촉진된다. 그 때, 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.
이 때, 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. 이로써, 개구(111)의 확대가 더욱 촉진된다.
액막 배제 스텝(T3)에서는, 컨트롤러(3)는, 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여, 제1 가드(43)가 차단 부재 대향 위치에 배치되고, 제2 가드(44)가 기판 대향 위치에 배치된 상태를 유지해도 된다.
다음으로, 도 7c의 기판 처리의 모습을 평면으로 보았을 때의 모식도인 도 8도 참조하여, 액막 배제 스텝(T3)에서의 노즐(13∼15)의 제어에 대해 상세하게 설명한다.
개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는, 기판(W)의 상면에 있어서 IPA 등의 저표면장력 액체가 착액되는 제1 착액점(P1)을 설정한다. 제1 착액점(P1)은, 개구(111)의 외측에 설정된다. 개구(111)의 외측이란, 개구(111)의 주연에 대해 회전축선(C1)과는 반대 측을 말한다. 컨트롤러(3)는, 제1 IPA 밸브(62)를 개방하고, 제1 노즐(13)로부터 제1 착액점(P1)으로의 IPA의 공급을 개시한다(저표면장력 액체 공급 공정).
또, 개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는, 기판(W)의 상면에 있어서 소수화제가 착액되는 제2 착액점(P2)을 설정한다. 제2 착액점(P2)은, 개구(111)의 외측에서, 또한 제1 착액점(P1)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 설정된다. 제2 착액점(P2)은, 제1 착액점(P1)과 회전 직경 방향을 따라 나열되어 있다. 컨트롤러(3)는, 소수화제 밸브(64)를 개방하고, 제2 노즐(14)로부터 제2 착액점(P2)으로의 소수화제의 공급을 개시한다(소수화제 공급 공정). 여기서, 기판(W)의 회전 방향을 기판 회전 방향(S)으로 하고, 기판 회전 방향(S)의 상류 측을 상류 측(S1)이라고 하고, 기판 회전 방향(S)의 하류 측을 하류 측(S2)이라고 한다. 제1 착액점(P1)은, 제2 착액점(P2)보다 상류 측(S1)에 설정되어 있는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 기판 가열 공정은, 유기 용제 처리(S4)가 실행되는 동안, 계속해서 실행된다. 따라서, 기판 가열 공정은, 액막 배제 스텝(T3)에서 개시되는 소수화제 공급 공정보다 먼저 개시되어 있다.
또, 개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는, 기판(W)의 상면에 있어서 IPA 등의 저표면장력 액체가 착액되는 제3 착액점(P3)을 설정한다. 제3 착액점(P3)은, 개구(111)의 외측에서, 또한 제2 착액점(P2)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 설정된다. 제3 착액점(P3)은, 제1 착액점(P1) 및 제2 착액점(P2)과 회전 직경 방향을 따라 나열되어 있다. 제3 착액점(P3)은, 제2 착액점(P2)보다 하류 측(S2)에 설정되어 있다. 컨트롤러(3)는, 제2 IPA 밸브(66)를 개방하고, 제3 노즐(15)로부터 제3 착액점(P3)으로의 IPA의 공급을 개시한다.
개구(111)의 확대에 수반하여, 컨트롤러(3)는, 개구(111)의 넓어짐에 추종하도록, 제1 착액점(P1), 제2 착액점(P2) 및 제3 착액점(P3)을 이동시킨다(착액점 이동 공정). 상세하게는, 컨트롤러(3)는, 제1 착액점(P1), 제2 착액점(P2) 및 제3 착액점(P3)을 개구(111)의 넓어짐에 추종시키기 위해, 노즐 이동 기구(16)를 제어하여, 처리 위치에 위치하는 노즐(13∼15)을 기판(W)의 주연을 향하여 이동시킨다. 보다 상세하게는, 구동 기구(81)(도 3 참조)가 지지 부재(80)(도 3 참조)를 소정의 중심축선 주변으로 회전 구동시킴으로써, 노즐(13∼15)을 기판(W)의 상면을 따라 직경 방향 외방으로 이동시킨다(노즐 이동 공정). 노즐 이동 기구(16)는, 제1 착액점(P1)의 위치를 변경하는 제1 착액점 변경 유닛의 일례이다. 노즐 이동 기구(16)는, 제2 착액점(P2)의 위치를 변경하는 제2 착액점 변경 유닛의 일례이기도 하고, 제3 착액점(P3)의 위치를 변경하는 제3 착액점 변경 유닛의 일례이기도 하다. 노즐 이동 기구(16)에 의해 노즐(13∼15)을 이동시킴으로써, 제1 착액점(P1) 및 제3 착액점(P3)이, 제2 착액점(P2)의 이동에 추종하여 이동한다.
액막 배제 스텝(T3)은, 예를 들어, 제1 노즐(13)이 외주 위치에 도달한 시점에서 종료한다. 외주 위치란, 노즐(13∼15)의 토출구(13a∼15a)가 기판(W)의 주연(기판(W)의 중앙 영역으로부터 기판(W)의 주연 측으로 예를 들어 140 ㎜ 어긋난 위치)과 대향할 때의 노즐(13∼15)의 위치이다. 혹은 액막 배제 스텝(T3)은, 개구(111)의 주연이 기판(W)의 주연에 도달한 시점에서 종료해도 된다.
제3 노즐(15)의 제3 토출구(15a), 제2 노즐(14)의 제2 토출구(14a) 및 제1 노즐(13)의 제1 토출구(13a)는, 이 순서대로, 직경 방향 외방으로부터 직경 방향 내방으로 나열되어 있다. 그 때문에, 제3 노즐(15)이 제1 노즐(13) 및 제2 노즐(14)보다 먼저 외주 위치에 도달하고, 제2 노즐(14)이 제1 노즐(13)보다 먼저 외주 위치에 도달한다.
제3 노즐(15)이 외주 위치에 도달하면, 컨트롤러(3)는, 제2 IPA 밸브(66)를 폐쇄하고 제3 노즐(15)로부터의 IPA의 공급을 정지시킨다. 제2 노즐(14)이 외주 위치에 도달하면, 소수화제 밸브(64)를 폐쇄하고, 제2 노즐(14)로부터의 소수화제의 공급을 정지시킨다. 그리고, 제1 노즐(13)이 외주 위치에 도달하면, 컨트롤러(3)가 제1 IPA 밸브(62)를 폐쇄하고 제1 노즐(13)로부터의 IPA의 공급을 정지시킨다. 이로써, 저표면장력 액체 공급 공정이 종료한다. 기판 가열 공정은, 유기 용제 처리(S4) 동안, 계속해서 실행되므로, 저표면장력 액체 공급 공정이 종료될 때까지 계속되고 있다.
다음으로, 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 건조 처리(S5: 스핀 드라이)에 대해 설명한다. 유기 용제 처리(S4)를 끝낸 후, 기판(W)의 상면의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐내기 위한 건조 처리(S5)가 실행된다.
구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 노즐 이동 기구(16)를 제어하여, 노즐(13∼15)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여 차단 부재(6)를 하 위치에 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 하강시켜, 하 위치보다 약간 상방에서, 또한 기판 대향 위치보다 약간 상방의 위치에 제1 가드(43)를 배치한다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 제어하여, 스핀 베이스(21)의 회전을 단계적으로 가속시킨다. 구체적으로는, 스핀 베이스(21)의 회전은, 예를 들어 500 rpm으로 소정 시간 유지되고, 그 후 750 rpm으로 가속시켜 소정 시간 유지되고, 그 후 1500 rpm으로 가속시켜 소정 시간 유지된다. 이로써, 기판(W) 상의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐낸다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 차단 부재 회전 기구(33)를 제어하여, 차단 부재(6)를 예를 들어 1000 rpm으로 회전시킨다. 컨트롤러(3)는, 차단 부재 회전 기구(33)를 제어하여, 기판(W)의 회전 속도가 1500 rpm이 되는 타이밍에 차단 부재(6)의 회전을 1500 rpm까지 가속시켜, 스핀 베이스(21)와 차단 부재(6)를 동기 회전시킨다.
또, 건조 처리(S5)에서는, 불활성 가스 유통로(18)로부터의 불활성 가스의 공급을 유지한다. 불활성 가스의 유량은, 예를 들어, 액막 배제 스텝이 종료할 때와 동일한 (300리터/min)이다. 기판(W)의 회전이 1500 rpm까지 가속되면, 컨트롤러(3)는, 제2 불활성 가스 밸브(68)를 제어하여, 불활성 가스 유통로(18)로부터 공급되는 불활성 가스의 유량을 200리터/min으로 저감한다.
그 후, 컨트롤러(3)는, 가열 유체 밸브(51)를 폐쇄하고, 기판(W)의 하면으로의 가열 유체의 공급을 정지시킨다. 컨트롤러(3)는, 전동 모터(23)를 제어하여 스핀 척(5)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 차단 부재 승강 기구(32)를 제어하여 차단 부재(6)를 상 위치로 퇴피시킨다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 가드 승강 기구(46∼48)를 제어하여, 가드(43∼45)를 하 위치에 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.
제1 실시형태에 의하면, 제1 착액점(P1)에는 IPA가 공급되고, 제2 착액점(P2)에는 소수화제가 공급된다. 제2 착액점(P2)은, 개구(111)의 외측에서, 또한 제1 착액점(P1)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 설정되어 있다. 그 때문에, 개구(111)의 넓어짐에 추종하도록 제1 착액점(P1) 및 제2 착액점(P2)을 이동시킬 때, 제2 착액점(P2)에 공급된 소수화제가 제1 착액점(P1)에 공급된 IPA에 의해 신속하게 치환된다. 또한, 기판(W)의 상면으로부터 액막(110)을 배제하면서 개구(111)의 외측에 IPA 및 소수화제를 공급할 수 있으므로, 제1 착액점(P1)에 공급된 IPA를 기판(W)의 상면으로부터 신속하게 배제할 수 있다.
또한, 제2 착액점(P2)의 이동에 추종하도록 제1 착액점(P1)을 이동시킴으로써, 제2 착액점(P2)에 공급된 소수화제가 제1 착액점(P1)에 공급된 IPA에 의해 더욱 신속하게 치환된다.
또한, 제1 착액점(P1)이 제2 착액점(P2)보다 상류 측(S1)에 위치한다. 그 때문에, 제2 착액점(P2)에 공급된 소수화제는, 제2 착액점(P2)보다 상류 측(S1)에 공급된 IPA에 의해 신속하게 치환된다.
또한, 소수화제를 제2 착액점(P2)을 향하여 공급하는 제2 노즐(14)과 IPA를 제1 착액점(P1)을 향하여 공급하는 제1 노즐(13)이 지지 부재(80)에 의해 공통으로 지지된다. 그 때문에, 각 노즐(13∼15)을 상이한 부재에 의해 지지시키는 경우와 비교하여, 제1 착액점(P1)과 제2 착액점(P2)의 위치의 제어가 용이해진다. 또한, 제1 착액점(P1)과 제2 착액점(P2)의 간격을 일정하게 유지하면서 제1 노즐(13) 및 제2 노즐(14)을 기판(W)의 상면을 따라 이동시킬 수 있다. 그 때문에 제1 노즐(13) 및 제2 노즐(14)을 따로따로 이동시키는 경우와 비교하여, IPA에 의한 소수화제의 치환의 불균일을 억제할 수 있다.
액막 배제 스텝(T3)에 있어서 액막(110)으로의 IPA의 공급이 불충분한 경우, 원심력으로 IPA의 액막(110)을 제거하기 전에 국소적으로 IPA가 완전히 증발하여 액막 균열이 발생하여, 기판(W)이 노출되는 경우가 있다. 이로써, 기판(W)의 상면에 부분적으로 액적이 남는 경우가 있다. 이 액적은, 최종적으로 증발할 때까지, 기판(W) 상의 패턴(도 12 참조)에 표면 장력을 계속 가한다. 이로써, 패턴의 도괴가 일어날 우려가 있다.
그러나, 개구(111)의 외측에서, 또한 제2 착액점(P2)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 설정한 제3 착액점(P3)을 향하여 IPA가 공급되므로, 개구(111)의 넓어짐에 의해 액막(110)이 배제되기 전에 국소적으로 액막(110)이 증발하여 액막 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판(W)의 상면으로부터 액막(110)을 양호하게 배제할 수 있다.
또한, 제2 착액점(P2)의 이동에 추종하여 제3 착액점(P3)을 이동시킴으로써, 개구(111)의 넓어짐에 의해 액막(110)이 배제되기 전에 국소적으로 액막(110)이 증발하여 액막 균열이 발생하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
또한, IPA와 같이 물과 소수화제의 양방에 친화성을 갖는 저표면장력 액체를 제3 착액점(P3)을 향하여 공급함으로써, 기판(W)의 상면의 소수화제에 대한 친화성을 향상시킬 수 있다. 이로써, 제2 착액점(P2)에 공급된 소수화제에 의해 기판(W)의 상면의 소수성을 높일 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면의 패턴(도 12 참조)에 작용하는 표면 장력을 저감할 수 있다.
또한, 소수화제 공급 공정보다 먼저 기판(W)을 가열하는 기판 가열 공정이 개시되기 때문에, 제2 착액점(P2)에 공급된 소수화제가 신속하게 가열된다. 이로써, 기판(W) 상의 소수화제의 활성을 높일 수 있다. 활성이 높아진 소수화제가 제2 착액점(P2)에 공급됨으로써, 기판(W)의 상면의 소수성을 높일 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면의 패턴(도 12 참조)에 가해지는 표면 장력을 더욱 저감할 수 있다.
또한, 기판 가열 공정이, 저표면장력 액체 공급 공정이 종료될 때까지 계속되기 때문에, 제1 착액점(P1)에 공급된 IPA의 증발이 촉진된다. 그 때문에, 개구(111)의 넓어짐이 촉진된다. 따라서, 액막(110)을 기판(W)의 상면으로부터 더욱 신속하게 배제할 수 있다.
다음으로, 제1 실시형태의 변형 예에 대해 설명한다.
도 9는, 제1 실시형태의 변형 예에 관련된 처리 유닛(2P)의 종단면의 모식도이다. 도 9에서는, 설명의 편의상, 스핀 척(5) 및 차단 부재(6) 주위의 부재만을 도시하고 있다. 도 9에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 9에 나타내는 제1 실시형태의 변형 예에 관련된 처리 유닛(2P)이, 제1 실시형태에 관련된 처리 유닛(2)(도 3 참조)과 주로 상이한 점은, 처리 유닛(2P)이, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 기판(W) 밖으로 배제되는 처리액을 받는 제4 가드(85)와, 제4 가드(85)의 승강을 구동시키는 제4 가드 승강 기구(86)를 추가로 포함하는 점이다. 제4 가드(85)는, 제1 가드(43)의 제1 통상부(43A)보다 직경 방향 내방에서, 또한 제2 가드(44)의 제2 통상부(44A)보다 직경 방향 외방에서 스핀 척(5)을 둘러싸는 제4 통상부(85A)와, 제4 통상부(85A)로부터 직경 방향 내방으로 연장되는 제4 연장 설치부(85B)를 포함한다. 제4 연장 설치부(85B)는, 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B)에 하방에서 대향하고 있고, 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B)에 상방에서 대향하고 있다.
제4 가드(85)는, 제4 가드 승강 기구(86)에 의해, 하 위치와 상 위치 사이에서 승강된다. 제4 가드(85)의 하 위치는, 제4 가드(85)의 상단이 기판(W)보다 하방에 위치할 때의 제4 가드(85)의 위치이다. 제4 가드(85)의 상 위치는, 제4 가드(85)의 상단이 기판(W)보다 상방에 위치할 때의 제4 가드(85)의 위치이다. 제4 가드(85)는, 제4 가드 승강 기구(86)에 의해 승강됨으로써, 하 위치와 상 위치 사이의 기판 대향 위치에 위치할 수 있다. 제4 가드(85)가 기판 대향 위치에 위치함으로써, 제4 연장 설치부(85B)(의 상방단)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다. 공간(A)은, 제4 가드(85)가 기판 대향 위치에 위치하는 상태에서, 제4 가드(85)에 의해 하방에서 구획된다.
제1 실시형태의 변형 예에서는, 제1 실시형태와 동일한 기판 처리가 가능하기 때문에, 그 설명을 생략한다. 변형 예에 관련된 기판 처리에서는, 제1 실시형태에 관련된 기판 처리와는 달리, 액막 배제 스텝(T3)에 있어서, 컨트롤러(3)가, 제4 가드 승강 기구(86)를 제어하여, 제4 가드(85)의 위치를 기판 대향 위치보다 상방으로 조정해도 된다. 제4 가드(85)의 위치를 기판 대향 위치보다 상방으로 조정할 때, 제4 연장 설치부(85B)와 제1 가드(43)의 제1 연장 설치부(43B) 사이를 노즐(13∼15)을 통과할 수 있도록 할 수 있다. 또 제4 가드(85)의 위치를 기판 대향 위치보다 상방으로 조정함으로써, 액막 배제 스텝(T3)에서는, 원심력에 의해 기판 밖으로 비산된 IPA나 소수화제가, 제4 가드(85)의 제4 연장 설치부(85B)와 제2 가드(44)의 제2 연장 설치부(44B) 사이를 지나, 제4 가드(85)의 제4 통상부(85A)에 의해 받아들여진다.
이 변형 예에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다. 또한, 원심력에 의해 기판 밖으로 비산되는 액체 중, 소수화제가 섞인 액체를, 제1 가드(43)가 아니라 제4 가드(85)에 의해 받을 수 있다. 따라서, 제1 가드(43) 및 노즐(13∼15)이 소수화제에 의해 오염되는 것을 억제할 수 있다.
<제2 실시형태>
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 도 10은, 제2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1Q)에 구비된 처리 유닛(2Q)의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 10에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 10에 나타내는 제2 실시형태에 관련된 처리 유닛(2Q)이 제1 실시형태의 처리 유닛(2)(도 3 참조)과 주로 상이한 점은, 처리 유닛(2Q)의 차단 부재(6Q)가, 기판(W)의 상면에 대향하는 대향부(91)와, 평면으로 볼 때 기판(W)을 둘러싸도록 대향부(91)의 주연부로부터 하방으로 연장되는 환상부(92)를 포함하는 점이다.
대향부(91)는 원판상으로 형성되어 있다. 대향부(91)는, 스핀 척(5)의 상방에서 거의 수평으로 배치되어 있다. 대향부(91)는, 기판(W)의 상면에 대향하는 대향면(6a)을 갖는다. 대향부(91)에 있어서 대향면(6a)과는 반대 측의 면에는, 중공축(30)이 고정되어 있다.
차단 부재(6Q)는, 제1 실시형태의 차단 부재(6)와 동일하게, 차단 부재 승강 기구(32)에 의해, 상 위치와 하 위치 사이에서 승강 가능하다. 차단 부재(6Q)는, 상 위치와 하 위치 사이의 제1 근접 위치 및 제2 근접 위치에 위치할 수 있다. 차단 부재(6Q)가 하 위치, 제1 근접 위치 또는 제2 근접 위치에 위치하는 상태에서는, 환상부(92)가 기판(W)에 수평 방향에서 대향한다. 환상부(92)가 수평 방향에서 기판(W)에 대향하는 상태에서는, 차단 부재(6Q)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면 사이의 분위기가 주위의 분위기로부터 차단된다.
차단 부재(6Q)에는, 환상부(92)를 기판(W)의 회전 직경 방향으로 관통하는 관통공(93)이 형성되어 있다. 관통공(93)은, 환상부(92)의 내주면 및 외주면을 관통하고 있다. 차단 부재(6Q)의 환상부(92)의 내주면은, 하방을 향함에 따라 직경 방향 외방을 향하도록 만곡되어 있다. 환상부(92)의 외주면은, 연직 방향을 따라 연장되어 있다.
또한, 처리 유닛(2Q)은, 제1 실시형태의 컵(41, 42), 가드(43∼45) 및 가드 승강 기구(46∼48)를 포함하지 않는다. 처리 유닛(2Q)은, 이들 대신에, 컵(94), 가드(95) 및 가드 승강 기구(96)를 포함하고 있다. 컵(94)은, 스핀 척(5)을 둘러싼다. 가드(95)는, 컵(94)과 일체로 형성되고, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 기판(W) 밖으로 배제되는 처리액을 받는다. 가드 승강 기구(96)는, 가드(95)의 승강을 구동시킨다.
제2 실시형태의 노즐(13∼15)의 토출구(13a∼15a)의 각각은, 제1 실시형태와는 달리, 그 선단으로부터 하방으로 연장되어 있다. 또한, 제2 실시형태의 노즐 이동 기구(16)는, 차단 부재(6Q)의 환상부(92)보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다.
관통공(93)에는, 노즐(13∼15)이 삽입 통과할 수 있다. 관통공(93)이 기판(W)보다 상방에 위치하는 상태(예를 들어, 차단 부재(6Q)가 제2 근접 위치에 위치하는 상태)에서, 노즐(13∼15)은, 관통공(93)을 통해, 환상부(92)보다 회전축선(C1) 측(직경 방향 내방)의 위치와, 환상부(92)에 대해 회전축선(C1)과는 반대 측(직경 방향 외방)의 위치 사이에서 이동 가능하다. 즉, 관통공(93)은, 환상부(92)에 형성되고, 노즐(13∼15)이 환상부(92)를 통과하는 것을 허용하는 통과 허용부로서 기능한다. 도 10에서는, 환상부(92)보다 직경 방향 내방의 위치인 중앙 위치에 위치하는 노즐(13∼15)을 2점 쇄선으로 도시하고 있다.
제2 실시형태의 기판 처리 장치(1Q)에서는, 가드(43∼45)(도 3 참조)의 승강에 관련되는 공정을 제외하고 제1 실시형태의 기판 처리 장치(1)와 거의 동일한 기판 처리가 가능하기 때문에, 그 설명을 생략한다. 단, 기판 처리 장치(1Q)에 의한 기판 처리에서는, 액막 형성 스텝(T2) 및 액막 배제 스텝(T3)에 있어서, 노즐(13∼15)을 관통공(93)에 통과시킬 때, 차단 부재(6Q)의 회전을 정지시킬 필요가 있다. 또한, 기판 처리 장치(1Q)에 의한 기판 처리에서는, 가드 승강 기구(96)를 제어하여, 노즐(13∼15)과 간섭하지 않게 가드(95)를 승강시켜도 된다.
제2 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.
<제3 실시형태>
다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 설명한다. 도 11은, 본 발명의 제3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치(1R)에 구비된 처리 유닛(2R)의 구성 예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 11에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 11에 나타내는 제3 실시형태에 관련된 처리 유닛(2R)이 제1 실시형태에 관련된 처리 유닛(2)(도 3 참조)과 주로 상이한 점은, 처리 유닛(2R)이, 노즐(13∼15) 대신에, 복수의 이격 IPA 노즐(100)과, 복수의 이격 소수화제 노즐(101)을 포함하는 점이다.
복수의 이격 IPA 노즐(100)은, 회전축선(C1)으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되고, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치로부터 멀어진 위치를 향하여 유기 용제(예를 들어 IPA)를 공급한다. 복수의 이격 소수화제 노즐(101)은, 회전축선(C1)으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되고, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치로부터 멀어진 위치를 향하여 소수화제를 공급한다.
복수의 이격 IPA 노즐(100)은, 이 실시형태에서는, 기판(W)의 회전 직경 방향을 따라 나열되어 있다. 복수의 이격 IPA 노즐(100)의 각각의 선단(토출구)은, 차단 부재(6)의 대향면(6a)에 형성된 복수의 공급구(6c)의 각각에 수용되어 있다. 복수의 이격 IPA 노즐(100)로부터 토출된 IPA는, 공급구(6c)를 거쳐 기판(W)의 상면에 공급된다. 복수의 공급구(6c)는, 이 실시형태에서는, 차단 부재(6)를 상하 방향 Z로 관통한 관통공이다.
복수의 이격 IPA 노즐(100)의 각각에는, 복수의 이격 IPA 공급관(102)의 각각이 결합되어 있고, 복수의 이격 IPA 공급관(102)의 각각에는, 복수의 이격 IPA 밸브(103)의 각각이 개재되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 이격 IPA 노즐(100)에 개별의 이격 IPA 공급관(102)이 결합되어 있고, 그 이격 IPA 공급관(102)에 1개의 이격 IPA 밸브(103)가 개재되어 있다.
복수의 이격 IPA 밸브(103)의 각각은, 대응하는 이격 IPA 노즐(100)로의 IPA의 공급의 유무를 전환하는 공급 전환 유닛을 구성하고 있다. 이격 IPA 노즐(100)은, 적어도 2개 형성되어 있어도 되고, 적어도 2개의 이격 IPA 노즐(100)로부터의 IPA의 공급이 가능하게 되어 있다. 컨트롤러(3)는, 복수의 이격 IPA 밸브(103)를 제어함으로써, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치 이외의 적어도 2지점에 제1 착액점(P1)을 변경할 수 있다. 즉, 복수의 이격 IPA 밸브(103)는, 제1 착액점 변경 유닛의 일례이다.
복수의 이격 소수화제 노즐(101)은, 이 실시형태에서는, 기판(W)의 회전 직경 방향을 따라 나열되어 있다. 복수의 이격 소수화제 노즐(101)의 선단(토출구)의 각각은, 복수의 공급구(6c)의 각각에 수용되어 있다. 복수의 이격 소수화제 노즐(101)로부터 토출된 소수화제는, 공급구(6c)를 거쳐 기판(W)의 상면에 공급된다.
이 실시형태에서는, 각 공급구(6c)에는, 이격 IPA 노즐(100) 및 이격 소수화제 노즐(101)이 1개씩 수용되어 있다. 이 실시형태와는 달리, 각 공급구(6c)에는, 이격 IPA 노즐(100) 및 이격 소수화제 노즐(101) 중 일방만이 수용되어 있어도 된다.
복수의 이격 소수화제 노즐(101)의 각각에는, 복수의 이격 소수화제 공급관(104)의 각각이 결합되어 있고, 복수의 이격 소수화제 공급관(104)의 각각에는, 복수의 이격 소수화제 밸브(105)의 각각이 개재되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 이격 소수화제 노즐(101)에 개별의 이격 소수화제 공급관(104)이 결합되어 있고, 그 이격 소수화제 공급관(104)에 1개의 이격 소수화제 밸브(105)가 개재되어 있다.
복수의 이격 소수화제 공급관(104)의 각각은, 대응하는 이격 소수화제 노즐(101)로의 소수화제의 공급의 유무를 전환하는 공급 전환 유닛을 구성하고 있다. 이격 소수화제 노즐(101)은, 적어도 2개 형성되어 있고, 적어도 2개의 이격 소수화제 노즐(101)로부터의 소수화제의 공급이 가능하게 되어 있다. 컨트롤러(3)는, 복수의 이격 소수화제 밸브(105)를 제어함으로써, 기판(W)의 상면의 회전 중심 위치 이외의 적어도 2지점에 제2 착액점(P2)을 변경시킬 수 있다. 즉, 복수의 이격 소수화제 밸브(105)는, 제2 착액점 변경 유닛의 일례이다.
제3 실시형태의 기판 처리 장치(1R)에서는, 가드(43∼45)(도 3 참조)의 승강 및 차단 부재(6)의 회전에 관한 공정을 제외하고 제1 실시형태의 기판 처리 장치(1)와 거의 동일한 기판 처리가 실행 가능하지만, 유기 용제 처리(S4)의 액막 배제 스텝(T3)이 상이하다.
제3 실시형태의 기판 처리 장치(1R)에 의한 유기 용제 처리(S4)와 제1 실시형태의 기판 처리 장치(1)에 의한 유기 용제 처리(S4)가 주로 상이한 점은, 기판 처리 장치(1R)에 의한 액막 배제 스텝(T3)에서는, 노즐(13∼15) 대신에, 이격 IPA 노즐(100) 및 이격 소수화제 노즐(101)이 사용되는 점이다.
기판 처리 장치(1R)에 의한 액막 배제 스텝(T3)에서는, 먼저, 제1 실시형태의 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리와 동일하게, 액막 형성 스텝(T2)에서 형성된 액막(110)에 개구(111)가 형성된다.
개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는, 개구(111)의 외측에 제1 착액점(P1)을 설정한다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 이격 IPA 밸브(103)를 개방하고, 대응하는 이격 IPA 노즐(100)로부터 제1 착액점(P1)으로의 IPA 등의 저표면장력 액체의 공급을 개시한다(저표면장력 액체 공급 공정).
또한, 개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는, 개구(111)의 외측에서, 또한 제1 착액점(P1)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 제2 착액점(P2)을 설정한다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 이격 소수화제 밸브(105)를 개방하고, 제2 노즐(14)로부터 제2 착액점(P2)으로의 소수화제의 공급을 개시한다(소수화제 공급 공정). 제2 착액점(P2)은, 제1 착액점(P1)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 설정되므로, 컨트롤러(3)는, 제1 착액점(P1)에 IPA를 공급하고 있는 이격 IPA 노즐(100)보다 직경 방향 외방에 위치하는 이격 소수화제 노즐(101)에 대응하는 이격 소수화제 밸브(105)를 개방한다.
또한, 개구(111)를 확대시킬 때, 컨트롤러(3)는, 개구(111)의 외측에서, 또한 제2 착액점(P2)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 제3 착액점(P3)을 설정한다. 그리고, 컨트롤러(3)는, 제1 착액점(P1)에 IPA를 공급하는 이격 IPA 노즐(100)과는 상이한 이격 IPA 노즐(100)에 대응하는 이격 IPA 밸브(103)를 개방하고, 대응하는 이격 IPA 노즐(100)로부터 제3 착액점으로의 IPA 등의 저표면장력 액체의 공급을 개시한다. 제3 착액점(P3)은, 제2 착액점(P2)보다 개구(111)로부터 먼 위치에 설정되므로, 컨트롤러(3)는, 제2 착액점(P2)에 소수화제를 공급하고 있는 이격 소수화제 노즐(101)보다 직경 방향 외방에 위치하는 이격 IPA 노즐(100)에 대응하는 이격 IPA 밸브(103)를 개방한다.
개구(111)의 확대에 수반하여, 컨트롤러(3)는, 개구(111)의 넓어짐에 추종하도록, 제1 착액점(P1), 제2 착액점(P2) 및 제3 착액점(P3)을 이동시킨다(착액점 이동 공정).
여기서, 도 11에 있어서, 기판(W)의 회전 중심 위치에 가장 가까운 이격 IPA 노즐(100)로부터 순서대로 부호(100A∼100D)를 부여한다. 각 이격 IPA 노즐(100A∼100D)에 대응하는 이격 IPA 밸브(103)의 각각에, 부호(103A∼103D)를 부여한다. 또한, 도 11에 있어서, 기판(W)의 회전 중심 위치에 가장 가까운 이격 소수화제 노즐(101)로부터 순서대로 부호(101A∼101D)를 부여한다. 각 이격 소수화제 노즐(101A∼101D)에 대응하는 이격 소수화제 밸브(105)의 각각에, 부호(105A∼105D)를 부여한다.
이하에서는, 개구(111)가 형성된 직후에 이격 IPA 노즐(100A)이 제1 착액점(P1)에 IPA를 공급하고, 이격 소수화제 노즐(101B)이 제2 착액점(P2)에 소수화제를 공급하고, 이격 IPA 노즐(100C)이 제3 착액점(P3)에 IPA를 공급하고 있는 상태(도 11에 나타내는 상태)를 상정하여 제3 실시형태에 관련된 착액점 이동 공정의 일례를 상세하게 설명한다.
먼저, 컨트롤러(3)는, 제3 착액점(P3)을 개구(111)의 넓어짐에 추종시키기 위해, 개구(111)의 주연이 제1 착액점(P1)에 도달하기 전에 제3 착액점(P3)을 직경 방향 외방으로 이동시킨다. 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 이격 IPA 밸브(103C)를 폐쇄하고 이격 IPA 밸브(103D)를 개방하고, 기판(W)의 상면에 IPA를 공급하는 이격 IPA 노즐(100)을(이격 IPA 노즐(100C)로부터 이격 IPA 노즐(100D)로) 전환한다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 제2 착액점(P2)을 개구(111)의 넓어짐에 추종시키기 위해, 개구(111)의 주연이 제1 착액점(P1)에 도달하기 전에 제2 착액점(P2)을 직경 방향 외방으로 이동시킨다. 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 이격 소수화제 밸브(105B)를 폐쇄하고 이격 소수화제 밸브(105C)를 개방함으로써, 기판(W)의 상면에 소수화제를 공급하는 이격 소수화제 노즐(101)을 (이격 소수화제 노즐(101B)로부터 이격 소수화제 노즐(101C)로) 전환한다.
그리고, 컨트롤러(3)는, 제1 착액점(P1)을 개구(111)의 넓어짐에 추종시키기 위해, 개구(111)의 주연이 제1 착액점(P1)에 도달하기 전에 제1 착액점(P1)을 직경 방향 외방으로 이동시킨다. 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 이격 IPA 밸브(103A)를 폐쇄하고 이격 IPA 밸브(103B)를 개방함으로써, 기판(W)의 상면에 IPA를 공급하는 이격 IPA 노즐(100)을 (이격 IPA 노즐(100A)로부터 이격 IPA 노즐(100B)로) 전환한다.
이와 같이, 제3 실시형태의 액막 배제 스텝(T3)에서는, IPA를 공급하는 이격 IPA 노즐(100) 및 소수화제를 공급하는 이격 소수화제 노즐(101)을, 개구(111)의 넓어짐에 맞춰 전환함으로써, 제1 착액점(P1), 제2 착액점(P2) 및 제3 착액점(P3)을 이동시킬 수 있다.
제3 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.
또한, 제3 실시형태에 의하면, 유기 용제 처리(S4)에서는, 차단 부재(6)와 기판(W) 사이에서 노즐을 이동시킬 필요가 없기 때문에, 제1 실시형태와 비교하여, 차단 부재(6)를 기판(W)에 근접시킨 상태에서 기판(W)을 처리할 수 있다.
본 발명은, 이상에서 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 또한 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 제1 실시형태에서는, 노즐(13∼15)은, 지지 부재(80)의 회전축선 주변으로 이동하는 구성이었지만, 제1 실시형태와는 달리, 제1 노즐(13)이 연장되는 방향으로 직선적으로 이동하는 구성이어도 된다.
또한, 제1 실시형태에서는, 노즐(13∼15)은, 공통의 지지 부재(80)에 의해 지지되어 있었지만, 제1 실시형태와는 달리, 다른 지지 부재에 의해 지지되어 있어도 된다. 또한, 제1 실시형태에서는, 노즐(13∼15)은, 공통의 노즐 이동 기구(16)에 의해 기판(W)의 상면과 차단 부재(6)의 대향면(6a) 사이에서 수평 방향으로 이동되도록 구성되어 있었지만, 다른 이동 기구에 의해 수평 방향으로 이동되도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 착액점(P1∼P3)이 회전 직경 방향으로 나열되도록 설정되는 것으로 했지만, 착액점(P1∼P3)을 기판 회전 방향(S)에 간격을 두고 설정되도록 설정해도 된다. 이 경우, 제1 실시형태의 구성에서는, 노즐(13∼15)은, 회전 직경 방향으로 나열되어 있을 필요가 없다.
또한, 제1 실시형태 및 제3 실시형태와는 달리, 제3 착액점(P3)을 설정하지 않는 기판 처리도 있을 수 있다. 이 경우, 제1 실시형태에서는, 제3 노즐(15)을 생략할 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 기판 처리에서는, 중앙 IPA 노즐(11)이 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 IPA 등의 유기 용제를 공급하도록 구성되어 있었지만, 제1 실시형태와는 달리, 제3 노즐(15)이 유기 용제로서의 IPA를 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급해도 된다. 이 경우, 중앙 IPA 노즐(11)을 생략할 수 있다.
또한, 제1 착액점(P1)보다 제2 착액점(P2)이 개구(111)로부터 멀리 설정되어 있으면, 제1 착액점이 제2 착액점보다 하류 측(S2)에 설정되어 있어도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 약액 노즐(9)은, 수평 방향으로 이동하는 이동 노즐이지만, 본 실시형태와는 달리, 기판(W)의 상면의 회전 중심을 향하여 약액을 토출하도록 배치된 고정 노즐이어도 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 통과되는 형태를 가지고 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, 차단 부재(6)에 내장되어 있어도 되고, 스핀 베이스(21)와 차단 부재(6)의 양방에 내장되어 있어도 된다. 기판 처리로 기판(W)을 가열하는 경우에는, 하면 노즐(8), 스핀 베이스(21)에 내장된 히터 및 차단 부재(6)에 내장된 히터 중 적어도 1 개가 사용된다.
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 2016-170171호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (8)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과,
    물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 상기 수평으로 유지된 기판의 상면에 공급하여 상기 저표면장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 액막의 중앙 영역에 개구를 형성하는 개구 형성 공정과,
    상기 개구를 넓힘으로써, 상기 수평으로 유지된 기판의 상면으로부터 상기 액막을 배제하는 액막 배제 공정과,
    상기 개구의 외측에 설정한 제1 착액점을 향하여 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 공급 공정과,
    상기 수평으로 유지된 기판의 상면을 소수화시키는 소수화제를, 상기 개구의 외측에서 또한 상기 제1 착액점보다 상기 개구로부터 멀리 설정한 제2 착액점을 향하여 공급하는 소수화제 공급 공정과,
    상기 개구의 넓어짐에 추종하도록 상기 제1 착액점 및 상기 제2 착액점을 이동시키는 착액점 이동 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 착액점 이동 공정이, 상기 제2 착액점의 이동에 추종하도록 상기 제1 착액점을 이동시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 액막 배제 공정과 병행하여 상기 수평으로 유지된 기판을 회전시키는 기판 회전 공정을 추가로 포함하고,
    상기 제1 착액점이, 상기 제2 착액점보다 기판 회전 방향 상류 측에 위치하도록 설정되는, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 착액점 이동 공정이, 상기 저표면장력 액체를 상기 제1 착액점을 향하여 공급하는 제1 노즐과, 상기 소수화제를 상기 제2 착액점을 향하여 공급하는 제2 노즐을 공통으로 지지하는 지지 부재를 구동함으로써, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 상기 수평으로 유지된 기판의 상면을 따라 이동시키는 노즐 이동 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 개구의 외측에서 또한 상기 제2 착액점보다 상기 개구로부터 먼 위치에 설정한 제3 착액점을 향하여, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면장력 액체를 공급하는 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 착액점 이동 공정이, 상기 제2 착액점의 이동에 추종하여 상기 제3 착액점을 이동시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수평으로 유지된 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 추가로 포함하고,
    상기 기판 가열 공정이, 상기 소수화제 공급 공정보다 먼저 개시되는, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기판 가열 공정이, 상기 저표면장력 액체 공급 공정이 종료될 때까지 계속되는, 기판 처리 방법.
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