KR20180034229A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 기판의 표면에 형성된 패턴의 오목부에 기포가 말려들어가는 것을 방지하면서 오목부에 충전제를 양호하게 충전한다.
(해결 수단) 기판 중 패턴이 형성된 패턴 형성면에 린스액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 액막에 대해 기판의 회전 중심 근방에서 유기 용제를 공급하여 유기 용제의 액 고임을 형성하는 액 고임 형성 공정과, 액 고임 형성 공정보다 높은 회전수로 기판을 회전시키면서 액 고임에 유기 용제를 공급하여 액막을 구성하는 린스액을 유기 용제로 치환하는 치환 공정과, 유기 용제로 덮인 패턴 형성면에 충전제 용액을 도포하는 도포 공정과, 패턴 형성면에 도포된 충전제 용액에 함유되는 충전제를 패턴의 오목부에 침하시켜 충전하는 충전 공정을 구비하고 있다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

이 발명은, 표면에 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 기술에 관한 것이다. 또한, 기판으로는, 액정 표시 장치용 유리 기판, 반도체 기판, PDP 용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판, 컬러 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양전지용 기판, 전자 페이퍼용 기판 등의 정밀 전자 장치용 기판, 사각형 유리 기판, 필름 액정용 플렉시블 기판 혹은 유기 EL 용 기판 등의 각종 기판이 포함된다.

반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 전자 부품의 제조 공정에 있어서는, 기판의 표면에 성막이나 에칭 등의 처리를 반복 실시하여 미세 패턴을 형성하는 공정이 포함된다. 여기서, 기판 표면에 대한 미세 가공을 양호하게 실시하기 위해서는, 기판 표면을 청정한 상태로 유지할 필요가 있고, 상황에 따라 기판 표면에 세정 처리가 실시된다. 그리고, 세정 처리 종료 후에 기판 표면에 부착되어 있는 탈이온수 (DIW : DeIonized Water, 이하「DIW」로 기재한다) 등의 린스액을 제거하여 기판을 건조시킬 필요가 있다.

이 건조 처리에 있어서의 중요한 과제 중 하나가, 기판 표면에 형성되어 있는 패턴을 도괴시키지 않고 기판을 건조시키는 것이다. 이 과제를 해결하는 방법으로서 승화 건조 기술이 주목되고 있다. 예를 들어 일본 공개특허공보 2007-19161호에서는, 노광 처리를 받은 포토레지스트막에 현상액을 공급함으로써, 기판의 표면에 도포된 포토레지스트막을 용해하여 패턴을 형성한다. 이 기판의 표면에 린스액을 공급하여 현상액을 제거하는데, 당해 린스 처리의 종기에, 린스액이 기판 표면을 덮고 있는 상태에서 린스액에 가용성의 폴리머를 기판에 공급하고, 그 후에 폴리머 용액을 건조시킨다. 이로써, 패턴의 오목부 (포토레지스트막으로 이루어지는 볼록상부 간의 간극) 가 폴리머에 의해 충전된다. 그러한 후, 선택성의 플라즈마 애싱에 의해 폴리머를 제거한다.

그런데, 이와 같은 기판 처리 기술에서는, 패턴의 오목부에 충전된 폴리머를 건조시킬 필요가 있다. 또, 플라즈마 애싱에 의한 폴리머 제거를 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 오목부에 폴리머를 충전시킬 때에 기포의 말려듦이 발생하면, 오목부에 기포가 잔존하는 경우가 있다. 이 경우, 상기 건조 처리나 폴리머 제거 처리의 실행 중에 기포가 튀겨 기포 흔적이 잔존하거나 폴리머의 일부가 파티클이 된다. 이와 같이 오목부로의 기포의 말려듦 방지가 기판의 처리 품질을 높이는 데에 있어서 매우 중요해지고 있다.

이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 표면에 형성된 패턴의 오목부에 기포가 말려들어가는 것을 방지하면서 오목부에 충전제를 양호하게 충전할 수 있는 기판 처리 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명의 일 양태는, 기판 처리 방법으로서, 기판 중 패턴이 형성된 패턴 형성면에 린스액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 액막에 대해 기판의 회전 중심 근방에서 유기 용제를 공급하여 유기 용제의 액 고임을 형성하는 액 고임 형성 공정과, 액 고임 형성 공정보다 높은 회전수로 기판을 회전시키면서 액 고임에 유기 용제를 공급하여 액막을 구성하는 린스액을 유기 용제로 치환하는 치환 공정과, 유기 용제로 덮인 패턴 형성면에 충전제 용액을 도포하는 도포 공정과, 패턴 형성면에 도포된 충전제 용액에 함유되는 충전제를 패턴의 오목부에 침하시켜 충전하는 충전 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 이 발명의 다른 양태는, 기판 처리 장치로서, 기판 중 패턴이 형성된 패턴 형성면을 상방을 향하게 하여 기판을 대략 수평 자세로 유지하는 유지부와, 유지부에 유지된 기판을 대략 수평면 내에서 회전시키는 회전부와, 패턴 형성면에 린스액을 공급하는 린스액 공급부와, 패턴 형성면에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급부와, 패턴 형성면에 충전제 용액을 공급하는 충전제 용액 공급부와, 회전부에 의한 기판의 회전을 제어하면서 린스액 공급부에 의한 린스액의 공급, 유기 용제 공급부에 의한 유기 용제의 공급, 및 충전제 용액 공급부에 의한 충전제 용액의 공급을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 린스액의 공급에 의해 패턴 형성면에 액막을 형성하고, 액막에 대해 기판의 회전 중심 근방에서 유기 용제를 공급하여 유기 용제의 액 고임을 형성하고, 기판의 회전수를 증가시킴과 함께 액 고임에 대한 유기 용제의 공급에 의해 액막을 구성하는 린스액을 유기 용제로 치환하고, 유기 용제로 덮인 패턴 형성면에 충전제 용액을 도포하여 패턴의 오목부에 충전제 용액에 함유되는 충전제를 충전시키는 것을 특징으로 하고 있다.

상기와 같이 구성된 발명에서는, 패턴의 오목부에 충전제를 충전시키기 위하여, 기판 상의 린스액의 액막을 유기 용제로 치환하고, 당해 유기 용제의 액막으로 덮인 기판의 패턴 형성면에 충전제 용액이 도포된다. 이 때문에, 유기 용제의 액막 중에 기포가 포함되면, 충전제 용액에 함유되는 충전제를 패턴의 오목부에 충전했을 때에, 오목부에 기포를 말려들게 한다. 특히, 기판을 회전시키면서 액막에 대해 유기 용제를 공급하여 린스액을 유기 용제로 치환할 때에, 린스액의 제거에 대해 유기 용제의 공급이 제 때에 되지 않으면, 기판의 회전 중심 근방에서 이른바 액 끊김이 발생하여 린스액과 유기 용제의 계면에 기체상이 파고드는 경우가 있다. 이에 반하여, 본 발명에서는, 치환 처리에 앞서, 린스액의 액막에 대해 기판의 회전 중심 근방에서 유기 용제를 공급하여 유기 용제의 액 고임을 형성하고 있다. 요컨대, 치환 처리를 개시한 시점에서 이미 유기 용제가 기판의 회전 중심 근방에 유기 용제가 존재하고 있다. 이 때문에, 액 끊김의 발생이 효과적으로 방지된다. 그 결과, 기판에 형성된 패턴의 오목부에 기포가 말려들어가는 것을 방지하면서 오목부에 충전제를 충전시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 기판 처리 장치의 제 1 실시형태인 세정 처리 유닛을 장비한 기판 처리 시스템을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 기판 처리 시스템이 구비하는 세정 처리 유닛의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 기판 처리 시스템이 구비하는 세정 처리 유닛의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 4 는 도 1 의 기판 처리 시스템이 구비하는 전기적 구성의 일부를 나타내는 블록도이다.
도 5 는 노즐 유닛 및 커버 플레이트의 승강 동작의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 6 은 도 1 의 기판 처리 시스템이 도 2 및 도 3 의 세정 처리 유닛을 사용하여 실행하는 기판 처리 방법의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 7 은 도 6 의 기판 처리 방법에 따라 실행되는 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 8 은 도 6 의 기판 처리 방법에 의해 기판에 대해 실행되는 기판 처리의 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 9 는 본 발명에 관련된 기판 처리 장치의 제 2 실시형태인 세정 처리 유닛에 의해 실행되는 기판 처리 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 10 은 본 발명에 관련된 기판 처리 장치의 제 3 실시형태인 세정 처리 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11 은 도 10 에 나타내는 세정 처리 유닛에 의해 실행되는 기판 처리 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 12 는 도 10 에 나타내는 세정 처리 유닛에 의해 실행되는 스핀 오프 2 처리, 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리의 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 기판 처리 장치의 일 실시형태인 세정 처리 유닛을 장비한 기판 처리 시스템을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 1 의 기판 처리 시스템 (1) 은, 세정 처리 및 열처리와 같은 각종의 기판 처리를 기판 (W) 에 대해 1 장씩 실행하는 매엽식의 기판 처리 시스템이다. 처리의 대상이 되는 기판 (W) 으로는, 예를 들어 액정 표시 장치용 유리 기판, 반도체 기판, PDP 용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판, 컬러 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양전지용 기판, 전자 페이퍼용 기판 등의 정밀 전자 장치용 기판, 사각형 유리 기판, 필름 액정용 플렉시블 기판 혹은 유기 EL 용 기판 등을 들 수 있다. 이하에 설명하는 예에서는, 기판 (W) 은 100 ㎜ ∼ 400 ㎜ 의 소정의 직경의 원 형상을 갖고, 미세한 패턴 (Wp) (도 8) 이 형성된 요철 형상의 표면 (Wf) (도 2) 과 평탄한 이면 (Wb) (표면 (Wf) 의 반대측의 면) 을 갖는다. 단, 형상이나 치수를 포함하는 기판의 구성은 이 예에 한정되지 않는다.

기판 처리 시스템 (1) 은, 기판 (W) 을 수용하는 복수의 로드 포트 (2) 와, 기판 (W) 에 세정 처리를 실시하는 복수의 세정 처리 유닛 (3) 과, 기판 (W) 에 열처리를 실시하는 복수의 열처리 유닛 (4) 을 구비한다. 또, 기판 (W) 을 시스템 내에서 반송하기 위하여, 기판 처리 시스템 (1) 은 인덱서 로봇 (IR) 및 센터 로봇 (CR) 을 구비한다. 이들 중, 인덱서 로봇 (IR) 은 로드 포트 (2) 와 센터 로봇 (CR) 사이의 경로 상에서 기판 (W) 을 반송하고, 센터 로봇 (CR) 은 인덱서 로봇 (IR) 과 각 처리 유닛 (3, 4) 사이의 경로 상에서 기판 (W) 을 반송한다. 또한, 기판 처리 시스템 (1) 은 컴퓨터로 구성된 컨트롤러 (9) 를 구비하고, 컨트롤러 (9) 가 소정의 프로그램에 따라 장치 각 부를 제어함으로써, 이하에 설명하는 각 기판 처리가 기판 (W) 에 대해 실행된다.

로드 포트 (2) 는, 복수의 기판 (W) 을 연직 방향으로 겹쳐 수용하는 캐리어 (C) 를 유지한다. 이 로드 포트 (2) 내에서는, 각 기판 (W) 은 그 표면 (Wf) 이 상방을 향한 상태 (즉, 그 이면 (Wb) 이 하방을 향한 상태) 에서 수용되어 있다. 그리고, 인덱서 로봇 (IR) 은 미처리의 기판 (W) 을 로드 포트 (2) 의 캐리어 (C) 로부터 취출하면, 이 기판 (W) 을 센터 로봇 (CR) 에 주고받고, 센터 로봇 (CR) 은 인덱서 로봇 (IR) 으로부터 받은 기판 (W) 을 세정 처리 유닛 (3) 에 반입한다.

세정 처리 유닛 (3) 은, 반입된 기판 (W) 을 세정하고 나서 (세정 처리), 패턴 (Wp) 의 사이를 포함하는 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 충전제 용액의 액막에 의해 덮는다 (도포 처리). 여기서, 충전제 용액은 용질인 충전제를 함유하는 용액이다. 이와 같이 세정 처리 유닛 (3) 은 세정 처리뿐만 아니라, 도포 처리 등의 다른 기판 처리도 실행하는 기판 처리 장치이다. 또한, 세정 처리 유닛 (3) 의 구성 및 동작에 대해서는 이후에 상세히 서술한다.

세정 처리 유닛 (3) 에서의 각 기판 처리가 완료되면, 센터 로봇 (CR) 은 세정 처리 유닛 (3) 으로부터 기판 (W) 을 반출하고, 열처리 유닛 (4) 에 이 기판 (W) 을 반입한다. 열처리 유닛 (4) 은 핫 플레이트 (도시 생략) 를 갖고, 센터 로봇 (CR) 에 의해 반입된 기판 (W) 을 핫 플레이트에 의해 가열한다 (열처리). 이 열처리에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 덮고 있던 충전제 용액의 액막으로부터 용매가 증발하고, 충전제 용액의 용질, 즉 충전제가 인접하는 패턴 (Wp) 사이, 요컨대 패턴의 오목부 (Wc) (도 8) 에서 고화한다. 또한, 기판 (W) 의 가열 방법은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (W) 에 대한 적외선의 조사나, 기판 (W) 에 대한 온풍의 부여 등에 의해 기판 (W) 을 가열해도 된다.

열처리 유닛 (4) 에서의 열처리가 완료되면, 센터 로봇 (CR) 은 열처리 유닛 (4) 으로부터 반출한 기판 (W) 을 인덱서 로봇 (IR) 에 주고받고, 인덱서 로봇 (IR) 은 받은 기판 (W) 을 로드 포트 (2) 의 캐리어 (C) 에 수용한다. 이렇게 하여 기판 처리 시스템 (1) 에서의 각 기판 처리가 실행 완료된 기판 (W) 은, 외부의 충전제 제거 장치로 반송된다. 이 충전제 제거 장치는, 패턴 (Wp) 의 사이를 포함하는 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 드라이 에칭에 의해 충전제를 제거한다. 또한, 충전제의 제거 방법은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2013-258272호와 같은 충전제의 승화나, 일본 공개특허공보 2011-124313호와 같은 플라즈마 처리 등에 의해 충전제를 제거해도 된다.

도 2 및 도 3 은 도 1 의 기판 처리 시스템이 구비하는 세정 처리 유닛의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 단면도이고, 도 4 는 도 1 의 기판 처리 시스템이 구비하는 전기적 구성의 일부를 나타내는 블록도이다. 도 2 와 도 3 은, 후술하는 커버 플레이트 (35) 및 노즐 유닛 (36) 의 높이에 있어서 상이하다. 또, 도 2, 도 3 및 이하의 도면에서는, 연직 방향 (Z) 을 적절히 나타낸다.

세정 처리 유닛 (3) 은, 센터 로봇 (CR) 에 의해 반입된 기판 (W) 을 유지하는 스핀 척 (31) 과, 스핀 척 (31) 에 부압을 공급하는 흡인부 (32) 를 갖는다. 이 스핀 척 (31) 은, 원반의 하면의 중심 부분으로부터 원통형의 축이 하방으로 돌출된 형상을 갖고, 연직 방향 (Z) 에 평행한 중심선 (A) 에 대해 대략 회전 대칭이다. 스핀 척 (31) 의 상면에서는 복수의 흡인공이 개구되고, 기판 (W) 은 스핀 척 (31) 의 상면에 수평하게 재치 (載置) 된다. 이렇게 하여 스핀 척 (31) 은, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 상방을 향하게 한 상태에서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중심 부분에 하방으로부터 접촉된다. 이 상태에서, 컨트롤러 (9) 가 흡인부 (32) 에 흡인 지령을 출력하면, 흡인부 (32) 가 스핀 척 (31) 의 흡인공에 부압을 공급하고, 기판 (W) 이 스핀 척 (31) 에 의해 흡착·유지된다.

또, 세정 처리 유닛 (3) 은, 스핀 척 (31) 을 유지하는 회전 샤프트 (33) 와, 예를 들어 모터로 구성되어 회전 샤프트 (33) 를 회전시키는 회전 구동부 (34) 를 갖는다. 회전 샤프트 (33) 는 원통부 (331) 의 상면의 중심 부분으로부터 당해 원통부 (331) 보다 소직경의 원통부 (332) 가 상방으로 돌출된 형상을 갖고, 원통부 (331, 332) 는 중심선 (A) 에 대해 대략 회전 대칭이다. 또, 회전 샤프트 (33) 는, 원통부 (331) 의 상면으로서 원통부 (332) 의 측방에서 상방으로 돌출되는 걸어맞춤 돌기 (333) 를 갖는다. 그리고, 컨트롤러 (9) 가 회전 구동부 (34) 에 회전 지령을 출력하면, 회전 구동부 (34) 가 회전 샤프트 (33) 에 회전 구동력 (토크) 을 부여하고, 회전 샤프트 (33) 가 스핀 척 (31) 과 일체적으로 중심선 (A) 을 중심으로 회전한다. 그 결과, 스핀 척 (31) 에 유지되는 기판 (W) 도 중심선 (A) 을 중심으로 회전한다.

또한, 세정 처리 유닛 (3) 은, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 하방에 위치하는 커버 플레이트 (35) 를 갖는다. 평면에서 봤을 때, 커버 플레이트 (35) 는 중심선 (A) 을 중심으로 하는 대략 원형의 외형을 갖고, 커버 플레이트 (35) 의 중심부에서는 원형의 중심공 (351) 이 개구되고, 커버 플레이트 (35) 의 중심공 (351) 의 측방에서는 걸어맞춤공 (352) 이 개구되고, 커버 플레이트 (35) 의 둘레 가장자리부에서는 둘레 가장자리공 (353) 이 개구된다. 회전 샤프트 (33) 의 원통부 (332) 는 커버 플레이트 (35) 의 중심공 (351) 의 내측에 삽입되고, 커버 플레이트 (35) 는 회전 샤프트 (33) 의 원통부 (332) 보다 외측에서 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 하방으로부터 대향한다.

이 커버 플레이트 (35) 는 연직 방향 (Z) 으로 자유롭게 승강할 수 있고, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 근접하는 근접 위치 (Pc) (도 2) 와, 근접 위치 (Pc) 보다 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 하방으로 떨어진 이간 위치 (Pd) (도 3) 중 어느 것에 선택적으로 위치할 수 있다. 커버 플레이트 (35) 가 이간 위치 (Pd) 에 위치하는 이간 상태에서는, 커버 플레이트 (35) 의 걸어맞춤공 (352) 에 회전 샤프트 (33) 의 걸어맞춤 돌기 (333) 가 걸어맞춰진다. 커버 플레이트 (35) 는 이렇게 하여 회전 샤프트 (33) 에 걸어맞춰짐으로써, 회전 샤프트 (33) 의 회전에 수반하여 회전할 수 있다. 한편, 커버 플레이트 (35) 가 근접 위치 (Pc) 에 위치하는 근접 상태에서는, 커버 플레이트 (35) 는 예를 들어 1 ㎜ ∼ 10 ㎜ 정도의 클리어런스를 두고 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 근접하고, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 적어도 둘레 가장자리부를 하방으로부터 덮는다. 또, 이 근접 상태에서는, 커버 플레이트 (35) 의 걸어맞춤공 (352) 은 회전 샤프트 (33) 의 걸어맞춤 돌기 (333) 로부터 이탈되어 있고, 커버 플레이트 (35) 는 회전 샤프트 (33) 의 회전에 상관없이 정지 (靜止) 된다.

또, 세정 처리 유닛 (3) 은, 커버 플레이트 (35) 의 둘레 가장자리공 (353) 에 하방으로부터 자유롭게 걸거나 뺄 수 있는 노즐 유닛 (36) 과, 노즐 유닛 (36) 을 승강시키는 승강 구동부 (37) 를 갖는다. 그리고, 승강 구동부 (37) 는 노즐 유닛 (36) 의 승강에 수반하여 커버 플레이트 (35) 를 승강시킨다. 도 5 는 노즐 유닛 및 커버 플레이트의 승강 동작의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다. 도 5 의「노즐 유닛 하강 위치」「노즐 유닛 도중 위치」및「노즐 유닛 상승 위치」의 각 란은 각각 노즐 유닛 (36) 이 하강 위치, 도중 위치 및 상승 위치에 위치하는 상태를 나타낸다. 계속해서, 도 2 내지 도 4 에 도 5 를 더하여 세정 처리 유닛 (3) 의 설명을 실시한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 노즐 유닛 (36) 은, 베이스부 (361) 와, 베이스부 (361) 의 상면에 장착된 2 개의 하측 노즐 (Na, Nb) 을 갖는다. 베이스부 (361) 는, 측방을 향하여 돌출되는 돌기부 (362) 를 그 바닥부에 갖는다. 2 개의 하측 노즐 (Na, Nb) 은, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 직경 방향으로 나열되고, 직경 방향의 둘레 가장자리측의 하측 노즐 (Na) 은, 상방으로 향함에 따라 외측으로 경사지는 비스듬한 상방으로 처리액을 토출하고, 직경 방향의 중심측의 하측 노즐 (Nb) 은, 연직 방향 (Z) 에 대해 평행하게 처리액을 토출한다.

승강 구동부 (37) 는 예를 들어 액추에이터로 구성되고, 컨트롤러 (9) 로부터의 지령에 따라, 하강 위치 (도 3) 와 하강 위치보다 높은 상승 위치 (도 2) 사이에서 노즐 유닛 (36) 을 승강시킨다. 도 3 및 도 5 의「노즐 유닛 하강 위치」의 란에 나타내는 바와 같이, 노즐 유닛 (36) 이 하강 위치에 위치하는 상태에서는, 하강 위치의 노즐 유닛 (36) 은 이간 위치 (Pd) 에 위치하는 커버 플레이트 (35) 보다 하방에 위치한다. 도 5 의「노즐 유닛 도중 위치」의 란에 나타내는 바와 같이, 노즐 유닛 (36) 이 하강 위치로부터 상승하여 도중 위치에 도달하면, 이간 위치 (Pd) 에 위치하는 커버 플레이트 (35) 의 둘레 가장자리공 (353) 에 노즐 유닛 (36) 이 걸어맞춰지고, 노즐 유닛 (36) 의 돌기부 (362) 가 커버 플레이트 (35) 의 하면에 맞닿는다. 노즐 유닛 (36) 이 더욱 상승하면, 커버 플레이트 (35) 가 노즐 유닛 (36) 에 수반하여 상승하고, 커버 플레이트 (35) 와 회전 샤프트 (33) 의 걸어맞춤이 해제된다. 그리고, 도 2 및 도 5 의「노즐 유닛 상승 위치」의 란에 나타내는 바와 같이, 노즐 유닛 (36) 이 상승 위치에 도달하는 것에 수반하여, 커버 플레이트 (35) 가 근접 위치 (Pc) 에 도달한다.

커버 플레이트 (35) 가 근접 위치 (Pc) 에 위치하는 근접 상태에서는, 베이스부 (361) 의 상면과 커버 플레이트 (35) 의 상면이 면일하게 나열됨과 함께, 하측 노즐 (Na, Nb) 은 스핀 척 (31) 에 유지되는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 근접한다. 그리고, 하측 노즐 (Na) 은 이면 (Wb) 의 둘레 가장자리부에 대해 처리액을 토출할 수 있고, 하측 노즐 (Nb) 은 하측 노즐 (Na) 보다 내측에 있어서 이면 (Wb) 에 대해 처리액을 토출할 수 있다.

또, 노즐 유닛 (36) 이 상승 위치로부터 하강 위치로 하강하면, 상기 서술과는 반대의 순서로 각 동작이 실행된다. 요컨대, 커버 플레이트 (35) 는, 노즐 유닛 (36) 의 하강에 수반하여 근접 위치 (Pc) 로부터 이간 위치 (Pd) 로 하강한다. 그리고, 커버 플레이트 (35) 는 이간 위치 (Pd) 에 도달하면 회전 샤프트 (33) 에 걸어맞춰져 하강을 정지한다. 노즐 유닛 (36) 은 더욱 하강함으로써 커버 플레이트 (35) 의 둘레 가장자리공 (353) 으로부터 하방으로 이탈하고, 하강 위치에 도달한다.

도 2 내지 도 4 로 되돌아와 설명을 계속한다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 세정 처리 유닛 (3) 은, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 및 커버 플레이트 (35) 를 측방 및 하방으로부터 둘러싸는 컵 (38) 을 구비한다. 따라서, 기판 (W) 이나 커버 플레이트 (35) 로부터 비산 혹은 낙하한 처리액은, 컵 (38) 에 회수된다. 이 컵 (38) 은 도시하지 않는 승강 기구에 의해 도 3 의 상승 위치와 당해 상승 위치보다 하방의 하강 위치 사이에서 승강한다. 그리고, 컵 (38) 을 하강 위치에 위치시킨 상태에서 기판 (W) 이 스핀 척 (31) 에 착탈되고, 컵 (38) 을 상승 위치에 위치시킨 상태에서 스핀 척 (31) 에 장착된 기판 (W) 에 대해 각종의 기판 처리가 실행된다.

또, 세정 처리 유닛 (3) 은, 예를 들어 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원 (Sg) 을 구비한다. 그리고, 회전 샤프트 (33) 의 원통부 (332) 의 상부에서 개구되는 가스 공급구 (334) 가 밸브 (V1) 를 개재하여 불활성 가스 공급원 (Sg) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V1) 를 열면, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 이면 (Wb) 과 커버 플레이트 (35) 의 상면 사이에 불활성 가스 공급원 (Sg) 으로부터 불활성 가스가 공급된다. 이로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 과 커버 플레이트 (35) 사이에서는, 불활성 가스가 기판 (W) 의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하는 방향으로 흐른다. 한편, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V1) 를 닫으면, 불활성 가스 공급원 (Sg) 으로부터의 가스의 공급이 정지된다.

또한, 세정 처리 유닛 (3) 은, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 처리액을 토출하는 3 개의 상측 노즐 (Nc, Nd, Ne) 을 구비한다. 또, 세정 처리 유닛 (3) 은, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중심에 대향하는 대향 위치와, 이 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 수평 방향으로 퇴피하는 퇴피 위치 사이에서 상측 노즐 (Nc) 을 이동시키는 노즐 구동부 (39) 를 구비한다. 또, 도시는 생략하지만, 세정 처리 유닛 (3) 은 상측 노즐 (Nd, Ne) 의 각각에 대해서도 동일한 노즐 구동부 (39) 를 구비한다. 그리고, 컨트롤러 (9) 로부터의 지령을 받아 각 노즐 구동부 (39) 는 상측 노즐 (Nc, Nd, Ne) 을 각각 이동시킨다.

이와 같이 세정 처리 유닛 (3) 에는, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 처리액을 토출하는 하측 노즐 (Na, Nb) 과, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 처리액을 공급하는 상측 노즐 (Nc, Nd, Ne) 이 형성되어 있다. 그리고, 세정 처리 유닛 (3) 은, 이들 노즐 (Na ∼ Ne) 에 처리액을 공급하는 각종 공급원 (Sc, Sr, Ss, Sf) 을 구비한다.

약액 공급원 (Sc) 은, 예를 들어 희불산 (DHF) 혹은 암모니아수를 함유하는 세정액을 약액으로서 공급한다. 이 약액 공급원 (Sc) 은, 직렬로 접속된 밸브 (V2, V3) 를 개재하여 상측 노즐 (Nc) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V2) 및 밸브 (V3) 를 열면 약액 공급원 (Sc) 으로부터 공급된 약액이 상측 노즐 (Nc) 로부터 토출되고, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V2) 및 밸브 (V3) 중 어느 것을 닫으면 상측 노즐 (Nc) 로부터의 약액의 토출이 정지된다.

린스액 공급원 (Sr) 은, 예를 들어 DIW (De-ionized Water), 탄산수, 오존수 혹은 수소수와 같은 순수를 린스액으로서 공급한다. 이 린스액 공급원 (Sr) 은, 직렬로 접속된 밸브 (V4) 및 밸브 (V3) 를 개재하여 상측 노즐 (Nc) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V4) 및 밸브 (V3) 를 열면 린스액 공급원 (Sr) 으로부터 공급된 린스액이 상측 노즐 (Nc) 로부터 토출되고, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V4) 및 밸브 (V3) 중 어느 것을 닫으면 상측 노즐 (Nc) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 또, 린스액 공급원 (Sr) 은 밸브 (V5) 를 개재하여, 하측 노즐 (Nb) (도 5) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V5) 를 열면 린스액 공급원 (Sr) 으로부터 공급된 린스액이 하측 노즐 (Nb) 로부터 토출되고, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V5) 를 닫으면 하측 노즐 (Nb) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다.

용제 공급원 (Ss) 은, 기판 (W) 상의 린스액을 치환하는 치환 처리에 사용되는 유기 용제를 공급한다. 본 실시형태에서는, 유기 용제로서 IPA (Isopropyl Alcohol) 를 사용한다. 이 용제 공급원 (Ss) 은, 밸브 (V6) 를 개재하여 하측 노즐 (Na) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V6) 를 열면 용제 공급원 (Ss) 으로부터 공급된 용제가 하측 노즐 (Na) 로부터 토출되고, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V6) 를 닫으면 하측 노즐 (Na) 로부터의 용제의 토출이 정지된다. 또, 용제 공급원 (Ss) 은 밸브 (V7) 를 개재하여 상측 노즐 (Nd) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V7) 를 열면 용제 공급원 (Ss) 으로부터 공급된 용제가 상측 노즐 (Nd) 로부터 토출되고, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V7) 를 닫으면 상측 노즐 (Nd) 로부터의 용제의 토출이 정지된다.

충전제 용액 공급원 (Sf) 은, 아크릴 수지 등의 폴리머인 충전제를 물에 용해시킨 용액을 충전제 용액으로서 공급한다. 이 충전제 용액 공급원 (Sf) 은, 밸브 (V8) 를 개재하여 상측 노즐 (Ne) 에 접속되어 있다. 따라서, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V8) 를 열면 충전제 용액 공급원 (Sf) 으로부터 공급된 충전제 용액이 상측 노즐 (Ne) 로부터 토출되고, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V8) 를 닫으면 상측 노즐 (Ne) 로부터의 충전제 용액의 토출이 정지된다.

도 6 은 도 1 의 기판 처리 시스템이 도 2 및 도 3 의 세정 처리 유닛을 사용하여 실행하는 기판 처리 방법의 일례를 나타내는 플로 차트이다. 또, 도 7 은 도 6 의 기판 처리 방법에 따라 실행되는 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 8 은 도 6 의 기판 처리 방법에 따라 기판에 대해 실행되는 기판 처리의 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 이 플로 차트는, 컨트롤러 (9) 의 제어에 의해 실행된다. 또한, 도 6 의 플로 차트의 실행 기간을 통하여, 기판 (W) 과 커버 플레이트 (35) 사이에는 가스 공급구 (334) 로부터 계속적으로 질소 가스가 공급되고 있다.

미처리된 기판 (W) 이 센터 로봇 (CR) 에 의해 세정 처리 유닛 (3) 의 스핀 척 (31) 의 상면에 반입되면 (스텝 S101), 스핀 척 (31) 이 이 기판 (W) 을 흡착·유지한다. 또, 이간 위치 (Pd) 에 위치하고 있던 커버 플레이트 (35) 가 근접 위치 (Pc) 로 상승한다. 그것에 계속해서, 스핀 척 (31) 이 회전을 개시하여, 기판 (W) 의 회전수가 제로에서 회전수 (R4) 까지 가속된다. 계속해서, 커버 플레이트 (35) 가 근접 위치 (Pc) 에 위치한 상태에서 스텝 S102 의 약액 처리가 개시된다.

이 약액 처리에서는, 상측 노즐 (Nc) 이 기판 (W) 의 표면 중앙부에 대향하도록 위치 결정되고, 기판 (W) 이 회전수 (R4) (예를 들어 800 rpm) 로 정속 회전하고 있는 상태에서 상측 노즐 (Nc) 로부터 DHF (약액) 의 기판 (W) 으로의 공급이 개시된다 (시각 (t1)). 그리고, 시각 (t1) 에서 시각 (t2) 까지의 기간, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부에 계속적으로 공급된 DHF 는, 기판 (W) 의 회전에 의해 발생하는 원심력을 받아 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 둘레 가장자리에까지 퍼져 DHF 에 의한 약액 처리가 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 실시된다.

시각 (t2) 에 약액 처리가 완료되면, 상측 노즐 (Nc) 이 DHF 의 공급을 정지시킴과 함께, 린스 처리 (스텝 S103) 가 개시된다. 이 린스 처리에서는, 기판 (W) 의 회전수는, 시각 (t2) 에서 시각 (t3) 의 기간을 통하여 회전수 (R4) 로 일정하게 유지된 후에, 시각 (t3) 에서 시각 (t4) 까지의 기간에 걸쳐 회전수 (R4) 에서 회전수 (R1) 로 감속된다. 여기서, 회전수 (R1) 는, 다음과 같이 하여 형성되는 퍼들상의 린스액의 액막을 유지 가능한 회전수 미만이고 제로 이상의 회전수로서, 특히, 본 실시형태에서는 회전수 (R1) 는 제로로 설정되어 있다. 또, 상측 노즐 (Nc) 은, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부에 대향한 채로, 시각 (t2) 에서 시각 (t4) 의 기간을 통하여 린스액을 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 계속적으로 공급한다.

시각 (t2) 에서 시각 (t3) 의 기간은, 비교적 빠른 회전수 (R4) 로 기판 (W) 이 회전하기 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부에 공급된 린스액은, 원심력을 받아 신속하게 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 둘레 가장자리에까지 퍼져, 이 둘레 가장자리로부터 비산한다. 또, 앞의 약액 처리로 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 공급된 DHF 는, 린스액으로 치환된다. 한편, 시각 (t3) 에서 시각 (t4) 의 기간에 걸쳐 기판 (W) 의 회전수가 감속함에 따라, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 형성되는 린스액의 액막의 두께가 증가한다.

이와 같은 세정 처리 (＝ 약액 처리 ＋ 린스 처리) 를 실시함으로써, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 은 DHF 에 의해 세정된 후에 린스액의 액막에 의해 덮인다. 한편, 세정 처리의 실행 중을 통하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 은 근접 위치 (Pc) 에 위치하는 커버 플레이트 (35) 에 덮여 있어, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 DHF 나 린스액의 부착이 억제되어 있다. 특히 세정 처리와 병행하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 과 커버 플레이트 (35) 의 상면 사이에 질소 가스가 계속적으로 공급되고 있기 때문에, 기판 (W) 의 회전 중심으로부터 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 향하는 질소 가스의 기류가 기판 (W) 의 하면측에 생성된다. 이렇게 하여, 질소 가스의 기류에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 이면 (Wb) 으로 DHF 나 린스액이 돌아 들어가는 것을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.

시각 (t4) 에 린스 처리가 완료되면, 퍼들 처리 (스텝 S104) 가 개시된다. 요컨대, 시각 (t4) 에 기판 (W) 의 회전수가 회전수 (R1), 즉 제로가 될 때에, 컨트롤러 (9) 는 회전 구동부 (34) 를 구성하는 모터의 인코더의 출력에 기초하여 스핀 척 (31) 이 정지되는 회전 위치를 제어한다. 이로써, 스핀 척 (31) 의 걸어맞춤 돌기 (333) 가 커버 플레이트 (35) 의 걸어맞춤공 (352) 에 연직 방향 (Z) 으로 대향하는 회전 위치에서, 스핀 척 (31) 이 정지된다. 이렇게 하여 기판 (W) 의 회전이 정지되면, 커버 플레이트 (35) 가 근접 위치 (Pc) 로부터 이간 위치 (Pd) 로 하강하여 스핀 척 (31) 에 걸어맞춰진다.

시각 (t5) 이 될 때까지는, 상측 노즐 (Nc) 이 린스 처리의 완료 후에도 계속하여 린스액을 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 공급하고, 퍼들 처리가 실행된다. 이 퍼들 처리에서의 린스액의 공급 속도는 린스 처리의 그것과 동일한 공급 속도이다. 그리고, 시각 (t5) 이 되면, 상측 노즐 (Nc) 은 린스액의 공급을 정지시킨다. 요컨대, 퍼들 처리에서는, 시각 (t4) 에서 시각 (t5) 의 기간을 통하여, 회전수가 회전수 (R4) 로부터 감속된 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 린스액이 계속적으로 공급된다. 이렇게 하여 도 8 중의 (a) 란에 나타내는 바와 같이, 다량의 린스액에 의해 형성된 퍼들상의 액막 (L1) 으로 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 덮고, 이로써, 린스액의 증발에 수반하여 발생하는 표면 장력을 받아 패턴 (Wp) 이 도괴하는 것을 억제할 수 있다. 특히 본 실시형태에서는, 기판 (W) 의 회전을 정지시킨 상태에서 퍼들 처리를 실행하고 있기 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 전체면을 충분히 젖은 상태로 유지하여, 패턴 (Wp) 의 도괴를 보다 확실하게 억제 가능하게 되어 있다.

시각 (t5) 에 퍼들 처리가 완료되면, 상측 노즐 (Nc) 로부터의 린스액의 공급이 정지된 후, 상측 노즐 (Nc) 이 기판 (W) 의 표면 중앙부의 상방으로부터 퇴피한다. 또, 이것과 동시에 액 고임 처리 (스텝 S105) 가 실행된다. 요컨대, 기판 (W) 의 회전수를 회전수 (R1) 로 유지한 채로 시각 (t5) 에 상측 노즐 (Nc) 과 교대로 상측 노즐 (Nd) 이 기판 (W) 의 표면 중앙부의 상방으로 이동하여 위치 결정된다. 또, 도 8 중의 (b) 란에 나타내는 바와 같이, 위치 결정된 상측 노즐 (Nd) 로부터 IPA 가 본 발명의「유기 용제」의 일례로서 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부에 공급된다. 이로써, 린스액의 액막 (L1) 의 중앙부에 IPA 의 액 고임 (L2) 이 형성된다. 이 실시형태에서는, 당해 액 고임 처리는 시각 (t6) 까지 계속되어 액 고임 (L2) 이 소정 사이즈로 성장한다.

시각 (t6) 에 액 고임 처리가 완료되면, 스핀 척 (31) 이 회전을 개시하고, 스텝 S106 의 치환 처리 및 스텝 S107 의 충전제 도포 처리가 이 순서로 실행된다. 또, 이들 치환 처리 및 충전제 도포 처리의 실행 중에는, 커버 플레이트 (35) 가 스핀 척 (31) 에 걸어맞춰져 있기 때문에, 기판 (W) 의 회전에 수반하여 커버 플레이트 (35) 도 회전한다.

치환 처리 (스텝 S106) 에서는, 상측 노즐 (Nd) 로부터의 IPA 의 공급이 계속된 채로, 시각 (t6) 에서 시각 (t7) 의 기간 동안에 기판 (W) 의 회전수가 제로 (회전수 (R1)) 에서 회전수 (R2) 까지 가속된 후에, 시각 (t8) 까지 회전수 (R2) 로 유지된다. 회전수 (R2) 는, 회전수 (R1) 보다 높아, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 상에 존재하는 액체 (린스액, IPA) 를 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 둘레 가장자리로부터 비산시키는 것이 가능해지는 회전수이고, 특히 본 실시형태에서는 회전수 (R2) 는 회전수 (R4) 미만, 예를 들어 300 rpm 으로 설정하고 있다. 이렇게 하여 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부에 계속적으로 공급된 IPA 는, 원심력을 받아 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 둘레 가장자리에까지 퍼지면서, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 린스액을 제거한다. 또한, 본 실시형태에서는, 액 고임 처리 (스텝 S105) 및 치환 처리 (스텝 S106) 의 실행 중에 있어서의 단위 시간당의 IPA 의 공급량은 일정하다.

여기서, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 상에 존재하는 IPA 의 액량에 주목하면, 시각 (t5) 에서 시각 (t6) 까지의 액 고임 처리의 기간은 기판의 회전수가 제로 (회전수 (R1)) 인 상태에서, IPA 를 일정한 공급 속도로 표면 (Wf) 에 공급하고 있다. 이 때, 원심력이 발생하지 않기 때문에, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 공급된 IPA 는 비교적 빠른 속도로 표면 (Wf) 상에 축적되고 IPA 의 액 고임이 둘레 가장자리부까지 확대해 간다. 시각 (t7) (기판의 표면 (Wf) 전역에 있어서 IPA 의 농도가 거의 일정해진 시점) 에서부터 기판을 회전수 (R2) 로 회전한다.

시각 (t7) 에서는, 표면 (Wf) 으로부터의 혼합액의 비산량이 일시적으로 증가하기 때문에, 표면 (Wf) 상의 IPA 의 양이 감소한다. 그 후, 시각 (t7) 에서 시각 (t8) 의 기간에서는 IPA 의 공급 속도와 표면 (Wf) 으로부터 비산하는 혼합액의 감소 속도가 균형적이고, 표면 (Wf) 에는 일정량의 IPA 가 축적된 상태가 유지된다.

이러한 공급량 프로파일로 IPA 를 공급함으로써, 이른바 액 끊김을 방지하면서 도 8 의 (c) 란에 나타내는 바와 같이 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 덮고 있던 린스액을 IPA 의 액막 (L3) 으로 치환할 수 있다. 즉, 기판 (W) 이 회전하기 시작한 시점, 요컨대 시각 (t6) 에서 이미 액 고임 (L2) 이 형성되어 있는 점에서, 치환 처리 중에 린스액과 IPA (유기 용제) 의 계면에 기체상이 파고드는, 이른바 액 끊김이 발생하지 않는다. 이 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 형성된 복수의 패턴 (Wp) 의 사이, 요컨대 오목부 (Wc) 에 기포가 혼입하는 것을 확실하게 방지할 수 있고, 그 결과, 기포를 말려들게 하지 않고 오목부 (Wc) 가 IPA 로 채워진다.

시각 (t8) 에 치환 처리가 완료되면, 상측 노즐 (Nd) 로부터의 IPA 의 공급이 정지된 후, 상측 노즐 (Nd) 이 기판 (W) 의 중앙부의 상방으로부터 퇴피된다. 또, 이것과 동시에 충전제 도포 처리 (스텝 S107) 가 실행된다. 이 충전제 도포 처리에서는, 상측 노즐 (Nd) 과 교대로 상측 노즐 (Ne) 이 기판 (W) 의 표면 중앙부의 상방에 위치 결정됨과 함께, 시각 (t8) 에서 시각 (t9) 까지의 기간에 기판 (W) 의 회전수는 회전수 (R2) 에서 회전수 (R5) 까지 급속히 가속된 후에, 시각 (t10) 까지 회전수 (R5) 로 유지된다. 여기서, 회전수 (R5) 는 회전수 (R2) 보다 빠른 회전수이며, 특히 본 실시형태에서는 회전수 (R5) 는 회전수 (R4) 이상 (예를 들어 1500 rpm ∼ 2000 rpm) 으로 설정되어 있다. 또, 시각 (t8) 에서 시각 (t10) 의 기간을 통하여, 기판 (W) 의 표면 중앙부에 대향하는 상측 노즐 (Ne) 이 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 충전제 용액을 공급한다. 또한, 충전제 용액의 공급은, 상측 노즐 (Ne) 이 충전제 용액을 1 쇼트씩 토출함으로써 실행된다. 이렇게 하여, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중심으로 공급되는 충전제 용액은, 원심력을 받아 IPA 의 액막 (L3) 위에서 퍼진다. 그 결과, 도 8 의 (d) 란에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에서는, IPA 의 액막 (L3) 위에 충전제 용액의 액막 (L4) 이 적층된다.

덧붙여서, 이 실시형태에서는 치환 처리 및 충전제 도포 처리의 실행과 병행하여, 커버 플레이트 (35) 를 고속으로 회전시킨다. 이 커버 플레이트 (35) 의 고속 회전은, 퍼들 처리시에 기판 (W) 으로부터 커버 플레이트 (35) 에 낙하한 린스액을 원심력에 의해 커버 플레이트 (35) 로부터 제거하기 위하여 실행된다.

시각 (t10) 에 충전제 도포가 완료되면, 상측 노즐 (Ne) 이 충전제 용액의 공급을 정지시킴과 함께, 상측 노즐 (Ne) 이 기판 (W) 의 표면 중앙부의 상방으로부터 퇴피된다. 또, 이것과 동시에 스핀 오프 1 처리가 개시된다 (스텝 S108). 이 스핀 오프 1 처리에서는, 시각 (t10) 에서 시각 (t11) 까지의 기간을 통하여 기판 (W) 의 회전수는 회전수 (R5) 로 유지된 후, 시각 (t11) 에서 시각 (t12) 에 걸쳐 기판 (W) 의 회전수를 회전수 (R1) (이 실시형태에서는, 제로) 로 감속된다. 이로써, 도 8 중의 (e) 란에 나타내는 바와 같이, 여분의 충전제 용액이 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 제거되어 충전제 용액의 액막 (L4) 의 두께가 원하는 두께로 조정된다. 이 때, 컨트롤러 (9) 는, 회전 구동부 (34) 를 구성하는 모터의 인코더의 출력에 기초하여 스핀 척 (31) 이 정지되는 회전 위치를 제어한다. 이로써, 커버 플레이트 (35) 의 둘레 가장자리공 (353) 이 노즐 유닛 (36) 에 연직 방향 (Z) 으로 대향하는 회전 위치에서, 스핀 척 (31) 이 정지된다. 이렇게 하여 기판 (W) 및 커버 플레이트 (35) 의 회전이 정지되면, 노즐 유닛 (36) 이 상승을 개시하는 것에 수반하여, 커버 플레이트 (35) 가 이간 위치 (Pd) 로부터 근접 위치 (Pc) 로 상승한다.

시각 (t12) 에 스핀 오프 1 처리가 완료되면, 충전제 침하 처리 (스텝 S109) 가 개시된다. 요컨대, 기판 (W) 및 커버 플레이트 (35) 의 회전수가 회전수 (R1), 본 실시형태에서는 제로가 되고 나서 소정 시간이 경과하는 것을 기다린다. 이 소정 시간의 대기 동안, IPA 의 액막 (L3) 상에 적층되어 있던 충전제 용액이 침하하는 한편, IPA 가 부상한다. 그 결과, 도 8 중의 (f) 란에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 형성된 패턴 (Wp) 이 충전제 용액의 액막 (L4) 으로 덮이고, 인접하는 패턴 (Wp) 의 사이, 요컨대 오목부 (Wc) 에는 충전제 용액이 충전된다.

시각 (t13) 에 충전제 침하 처리가 완료되면, 기판 (W) 의 회전을 개시하고, 기판 (W) 의 회전수가 제로에서 회전수 (R4) 까지 가속된다. 그리고, 시각 (t14) 까지의 소정 시간, 기판 (W) 이 회전수 (R4) 로 정속 회전함으로써, IPA 와 여분의 충전제 용액을 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 제거하는 스핀 오프 2 처리가 실행된다 (스텝 S110). 그 결과, 도 8 의 (g) 란에 나타내는 바와 같이, 패턴 (Wp) 의 높이와 동일한 정도의 두께를 가진 충전제 용액의 액막 (L5) 에 의해, 인접하는 패턴 (Wp) 의 사이, 요컨대 오목부 (Wc) 가 채워진다.

시각 (t14) 에 스핀 오프 2 처리가 완료되면, 에지 린스 처리가 실행된다 (스텝 S111). 이 에지 린스 처리에서는, 기판 (W) 의 회전수는, 회전수 (R4) 에서 회전수 (R3) 까지 감속된 후, 회전수 (R3) 로 유지된다. 그리고, 회전수 (R3) 로 정속 회전하는 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대해, 하측 노즐 (Na) 및 하측 노즐 (Nb) 이 처리액을 토출한다. 구체적으로는, 하측 노즐 (Na) 은 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 둘레 가장자리를 향하여 IPA (유기 용제) 를 토출한다. 이로써, 충전제 용액을 도포했을 때에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 둘레 가장자리에 부착된 충전제 용액이 제거된다. 또, 하측 노즐 (Nb) 은, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 둘레 가장자리 근방에 린스액을 토출한다. 이렇게 하여 토출된 린스액은, 원심력에 의해 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 둘레 가장자리를 향하여 이동하면서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 파티클 등을 씻어낸다.

시각 (t15) 에 에지 린스 처리가 완료되면, 기판 (W) 의 회전이 정지되고, 커버 플레이트 (35) 가 하강한다. 또한, 여기서는, 상기 서술한 스핀 척 (31) 의 정지 위치의 제어와 동일한 제어가 실행되고, 하강한 커버 플레이트 (35) 는 스핀 척 (31) 에 걸어맞춰진다. 그리고, 스핀 척 (31) 이 기판 (W) 의 흡착을 해제하고, 센터 로봇 (CR) 이 기판 (W) 을 세정 처리 유닛 (3) 으로부터 반출한다 (스텝 S112).

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시형태에서는, IPA 에 의한 치환 처리를 실행하기 직전에 린스액의 액막 (L1) 의 중앙부에 IPA 의 액 고임 (L2) 을 형성하고 있다. 이 때문에, 치환 처리를 개시하기 위하여 기판 (W) 의 회전수를 증가시키는 시점에서 액 고임 (L2) 이 존재하고 있음으로써 액 끊김을 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 인접하는 패턴 (Wp) 의 사이, 요컨대 오목부 (Wc) 에 기포를 말려들게 하지 않고, 오목부 (Wc) 에 IPA 를 채울 수 있다. 그 결과, 그 후에 세정 처리 유닛 (3) 내에서 실시되는 일련의 처리 (스텝 S107 ∼ S110) 에 의해 패턴의 오목부 (Wc) 에 충전제를 양호하게 충전시킬 수 있다. 또, 열처리 유닛 (4) 에 의한 건조 처리나 충전제 제거 장치 (도시 생략) 에 의한 폴리머 제거 처리의 실행 중에 기포가 튀겨 기포 흔적이 잔존하거나 폴리머의 일부가 파티클이 된다는 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 이 본 발명의「패턴 형성면」에 상당하고 있다. 또, 린스 처리 (스텝 S103), 퍼들 처리 (스텝 S104), 액 고임 처리 (스텝 S105), 치환 처리 (스텝 S106), 충전제 도포 처리 (스텝 S107) 및 충전제 침하 처리 (스텝 S109) 가 각각 본 발명의「린스 공정」,「액막 형성 공정」,「액 고임 형성 공정」,「치환 공정」,「도포 공정」및「충전 공정」의 일례에 상당하고 있다. 또, 회전수 (R4, R1) 가 각각 본 발명의「제 1 회전수」및「제 2 회전수」의 일례에 상당하고 있다. 또, 스핀 척 (31), 회전 구동부 (34) 및 컨트롤러 (9) 가 각각 본 발명의「유지부」,「회전부」및「제어부」의 일례에 상당하고 있다. 또, 린스액 공급원 (Sr) 과 상측 노즐 (Nc) 이 본 발명의「린스액 공급부」로서 기능하고, 용제 공급원 (Ss) 과 상측 노즐 (Nd) 이 본 발명의「유기 용제 공급부」로서 기능하고, 충전제 용액 공급원 (Sf) 과 상측 노즐 (Ne) 이 본 발명의「충전제 용액 공급부」로서 기능하고 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들어 린스액의 액막 (L1) 에 형성되는 액 고임 (L2) 의 크기에 대해서는, 액 고임 처리 (스텝 S105) 에 있어서의 시각 (t6) 이나 IPA 공급량 등을 변경함으로써 조정할 수 있다. 특히, 액 끊김의 발생을 보다 확실하게 방지하는 관점에 서면, 예를 들어 도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전수를 증가시키는 시각을 시각 (t6) 에서 시각 (t6') 으로 늦춤과 함께 IPA 공급량을 증가시키도록 구성하는 것이 바람직하다 (제 2 실시형태).

또, 상기 실시형태에서는, 스핀 오프 2 처리에 의해 IPA 와 여분의 충전제 용액을 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 제거하는, 이른바 마무리 공정을 실행하고 있지만, 이 마무리 공정에 있어서 스핀 오프 2 처리와 함께 기화 어시스트 처리 (가스 공급 공정) 및 분위기 제거 처리 (세정액 공급 공정) 를 실행해도 된다 (제 3 실시형태). 이하, 도 10 내지 도 12 를 참조하면서 본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다.

도 10 은 본 발명에 관련된 기판 처리 장치의 제 3 실시형태인 세정 처리 유닛의 구성을 나타내는 도면이다. 이 세정 처리 유닛 (3) 이 제 1 실시형태에 관련된 세정 처리 유닛 (3) (도 2, 도 3) 과 크게 상이한 점은, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 향하여 불활성 가스를 공급하는 상측 노즐 (Ng) 이 형성되어 있는 점과, 기판 (W) 의 이면 (Wb) (패턴 형성면과 반대측의 기판 (W) 의 주면) 의 중앙부를 향하여 세정액을 공급하는 세정액 공급부 (310) 가 형성되어 있는 점이고, 그 밖의 구성은 기본적으로 제 1 실시형태에 관련된 세정 처리 유닛 (3) 과 동일하다. 그래서, 이하에 있어서는 동일 구성에 동일 부호를 붙여 설명을 생략하면서, 차이점에 대해 상세히 서술한다.

제 3 실시형태에서는, 상측 노즐 (Nc, Nd, Ne) 이외에 상측 노즐 (Ng) 이 추가로 형성됨과 함께, 상측 노즐 (Ng) 에 대해 노즐 구동부 (39) (도 2 참조) 가 형성되어 있다. 그리고, 노즐 구동부 (39) 가 컨트롤러 (9) 로부터의 지령을 받아 작동함으로써 상측 노즐 (Ng) 이 가스 공급 위치와 대기 위치 사이를 이동한다. 가스 공급 위치는 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부로부터 상방으로 떨어진 위치를 의미하고, 대기 위치는 컵 (38) 으로부터 떨어진 위치를 의미하고 있다.

상측 노즐 (Ng) 에는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 불활성 가스 공급원 (Sg) 이 밸브 (V9) 를 개재하여 접속되어 있다. 이 때문에, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V9) 를 열면, 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부를 향하여 불활성 가스 공급원 (Sg) 으로부터 불활성 가스가 공급된다. 이로써, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 따라 불활성 가스가 기판 (W) 의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하는 방향으로 흐른다 (이후에 설명하는 도 12 중의 (b) 란 중의 파선 화살표 참조). 한편, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V9) 를 닫으면, 불활성 가스 공급원 (Sg) 으로부터의 가스의 공급이 정지된다.

또, 세정액 공급부 (310) 에서는, 회전 샤프트 (33) 의 원통부 (332) 의 상부에서 개구되는 세정액 공급구 (311) 가, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 밸브 (V10) 를 개재하여 세정액 공급원 (Sw) 과 접속되어 있다. 이 때문에, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V10) 를 열면, 세정액 공급구 (311) 로부터 스핀 척 (31) 에 유지된 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부를 향하여 세정액 (예를 들어 DIW, 탄산수, 오존수 혹은 수소수와 같은 순수, IPA 등의 유기 용제 등) 이 공급된다. 이렇게 하여 공급된 세정액은 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 따라 기판 (W) 의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하는 방향으로 흐른 후에, 컵 (38) 에 보집된다. 한편, 컨트롤러 (9) 가 밸브 (V10) 를 닫으면, 세정액 공급원 (Sw) 으로부터의 세정액의 공급이 정지된다.

이와 같이 구성된 세정 처리 유닛 (3) 에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도 6 에 나타내는 기판 처리 방법이 실행된다. 단, 제 3 실시형태에서는, 스핀 오프 2 처리와 병행하여, 도 11 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리가 실행된다. 또한, 그 밖의 처리는 제 1 실시형태와 동일하다.

도 11 은 도 10 에 나타내는 세정 처리 유닛에 의해 실행되는 기판 처리 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 또, 도 12 는 도 10 에 나타내는 세정 처리 유닛에 의해 실행되는 스핀 오프 2 처리, 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리의 모습을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 이 제 3 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 스텝 S101 ∼ S109 의 일련의 처리가 실행되고, 도 12 의 (a) 란에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면 (Wf) 에 형성된 패턴 (Wp) 이 충전제 용액의 액막 (L4) 으로 덮이고, 인접하는 패턴 (Wp) 의 사이, 요컨대 오목부 (Wc) 에는 충전제 용액이 충전된다.

여기서, 제 1 실시형태와 마찬가지로 스핀 오프 2 처리만을 실시해도 되는 것이지만, 충전제 용액의 특성 (점도, 휘발성, 표면 장력, 용제와 충전제의 용해성 등) 에 따라서는, 오목부 (Wc) 에 대한 충전제 용액의 충전율이 기판 (W) 의 면내에 있어서 불균일해지는 경우가 있다. 즉, 기판 (W) 의 고속 회전에 의해 발생하는 원심력은 기판 (W) 의 중심부로부터 둘레 가장자리부로 감에 따라 커지고, 특히 둘레 가장자리부에서는 오목부 (Wc) 에 들어간 충전제 용액이 상기 원심력에 의해 오목부 (Wc) 로부터 배출되는 경우가 있다. 그 때문에, 둘레 가장자리부에서의 충전율이 저하되는 경우가 있다. 이와 같은 충전율의 불균일성을 잔존시킨 채로, 예를 들어 베이크 처리를 실시하면, 충전제의 쉬링크에 의해 오목부 (Wc) 에 작용하는 응력이 둘레 가장자리부에서 치우친다. 또, 애싱 처리를 실시하면, 오목부 (Wc) 에 있어서 중앙측과 둘레 가장자리측에 응력이 작용한다. 여기서, 기판 (W) 의 중앙부에 있어서의 오목부 (Wc) 에서는 충전율이 균일하기 때문에, 중앙측의 응력과 둘레 가장자리측의 응력은 거의 동일하다. 이에 반하여, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부에 있어서의 오목부 (Wc) 에서는 충전율이 낮기 때문에, 중앙측의 응력이 둘레 가장자리측의 응력보다 커서, 패턴 (Wp) 이 외주 방향으로 경사지는 경우가 있다. 이와 같이, 패턴 도괴를 더욱 양호하게 방지하기 위해서는 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 면내에 있어서의 충전율을 한층 더 균일화하는 것이 중요해진다.

그래서, 제 3 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 스핀 오프 2 처리 외에, 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리를 추가 실시하고 있다. 제 3 실시형태에서는, 도 11 에 나타내는 바와 같이 스핀 오프 2 처리의 회전수 (R4') 를 제 1 실시형태에서의 회전수 (R4) 보다 낮은 회전수로 떨어뜨리고 있다. 요컨대, 이하의 부등식,

R1 ＜ R4' ＜ R4

가 만족되도록 설정하고 있다. 이 때문에, 둘레 가장자리부에서의 충전율이 중앙부보다 대폭 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 스핀 오프 2 처리와 병행하여, 컨트롤러 (9) 가 노즐 구동부 (39) 에 이동 지령을 부여하여 상측 노즐 (Ng) 을 가스 공급 위치에 위치시키고, 또한 밸브 (V9) 를 열어 기판 (W) 의 표면 (Wf) 의 중앙부를 향하여 불활성 가스를 공급한다. 이로써, 도 12 의 (b) 란에 나타내는 바와 같이 불활성 가스 (G) 가 기판 (W) 의 표면 (Wf) 을 따라 기판 (W) 의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하는 방향으로 흐른다. 따라서, 충전제 용액에 함유되는 용제가 불활성 가스에 녹아들어가 기판 (W) 의 외주측으로 배출된다. 그 결과, 기판 (W) 의 면내에서의 건조 정도를 균일화할 수 있다.

여기서, 용제를 함유한 불활성 가스가 컵 (38) 내의 분위기에 존재하는데, 당해 불활성 가스에 도입된 용제가 기판 (W) 에 부착되면, 이것이 파티클이 된다. 용제를 함유한 불활성 가스는 컵 (38) 내의 분위기에 존재하지만, 이것을 효율적으로 컵 (38) 의 밖으로 회수할 수 있는 것이면, 다음에 설명하는 분위기 제거 처리는 불필요하다. 그러나, 파티클의 발생을 확실하게 방지하기 위해서는, 제 3 실시형태에서는 분위기 제거 처리를 병행하여 실행한다. 즉, 컨트롤러 (9) 는 밸브 (V10) 를 열어 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부를 향하여 세정액 (L6) 을 공급한다. 이로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 따라 세정액 (L6) 이 기판 (W) 의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하는 방향으로 흘러 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 불활성 가스에 유입된 용제가 부착되는 것을 방지한다. 또, 상기 세정액 (L6) 은 기판 (W) 의 외주로 비산하여 용제를 유입하고, 컵 (38) 의 밖으로 배출된다. 이와 같이 컵 (38) 의 분위기로부터 용제를 확실하게 제거할 수 있고, 용제의 기판 (W) 으로의 부착을 확실하게 방지할 수 있다.

이상과 같이, 제 3 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 마찬가지로 오목부 (Wc) 에 기포를 말려들게 하는 것을 확실하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기판 (W) 의 면내에서의 충전제 용액의 충전율의 균일성을 높일 수 있다. 그 결과, 오목부에 충전제를 더욱 양호하게 충전할 수 있다.

이 제 3 실시형태에서는, 스핀 오프 2 처리에 대해 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리를 병용하고 있는데, 용제를 함유한 불활성 가스를 컵 (38) 내의 분위기로부터 확실하게 제거할 수 있는 경우에는 기화 어시스트 처리만을 병용해도 된다. 또, 제 3 실시형태에서는, 스핀 오프 2 처리를 실행하기 전에 일련의 처리 (스텝 S101 ∼ S109) 를 실시하는 기판 처리 방법에 대해, 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리를 추가 적용하고 있지만, 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리의 추가 적용은 이것에 한정되는 것은 아니다. 요컨대, 도 12 에 나타내는 바와 같이 충전제의 침하 처리를 실시한 후에 기판 (W) 을 회전시켜 여분의 충전제 용액을 기판 (W) 의 표면 (Wf) 으로부터 제거하는 처리를 실행하는 기판 처리 방법 전반에 기화 어시스트 처리만, 혹은 기화 어시스트 처리 및 분위기 제거 처리를 적용해도 된다.

또, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 세정액의 토출 방식은 상기한 방식에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 중앙부를 배큠 척으로 유지함과 함께 이면 (Wb) 중 중앙부 이외의 영역에 대해 이면 주사 노즐로부터 세정액을 토출하면서 당해 이면 주사 노즐을 주사시키도록 구성해도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 기판 (W) 의 회전수 (R1) 를 제로로 설정하고 있지만, 회전수 (R1) 의 값은 이것에 한정되는 것이 아니며, 린스액의 퍼들상의 액막 (L1) 을 유지 가능한 회전수 미만이면 임의이다. 또, 퍼들 처리 (스텝 S104) 시의 회전수와 액 고임 처리 (스텝 S105) 시의 회전수를 일치시키는 것은 필수 요건이 아니며, 예를 들어 퍼들 처리시의 회전수를 제로보다 큰 값으로 설정한 경우, 액 고임 처리시의 회전수를 그것보다 낮게, 예를 들어 제로로 설정해도 된다.

또, 각종의 공급원 (Sc, Sr, Ss, Sf, Sg, Sw) 으로는, 대상이 되는 처리액이나 가스를 공급할 수 있는 용력 설비가 있는 경우에는 이것을 이용해도 된다.

또, 고화한 충전제를 기판 (W) 으로부터 제거하는 처리는, 기판 처리 시스템 (1) 과 상이한 외부의 충전제 제거 장치에 의해 실행되고 있었다. 그러나, 기판 처리 시스템 (1) 이 충전제 제거 기능을 구비해도 된다. 예를 들어 열처리 유닛 (4) 에 있어서, 승화에 의해 충전제를 제거해도 된다.

이 발명은, 기판의 패턴 형성면에 형성된 패턴의 오목부에 충전제를 충전시키기 전에 오목부에 유기 용제를 채우는 것을 목적으로 한 치환 처리를 실행하는 기판 처리 기술 전반에 적용할 수 있다.

3 : 세정 처리 유닛 (기판 처리 장치)
9 : 컨트롤러 (제어부)
31 : 스핀 척 (유지부)
34 : 회전 구동부 (회전부)
L1 : (린스액의) 액막
L2 : 액 고임
Nc : 상측 노즐 (린스액 공급부)
Nd : 상측 노즐 (유기 용제 공급부)
Ne : 상측 노즐 (충전제 용액 공급부)
Sf : 충전제 용액 공급원 (충전제 용액 공급부)
Sr : 린스액 공급원 (린스액 공급부)
Ss : 용제 공급원 (유기 용제 공급부)
W : 기판
Wc : 오목부
Wf : 표면 (패턴 형성면)
Wp : 패턴

Claims (7)

1. 기판 중 패턴이 형성된 패턴 형성면에 린스액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
   상기 액막에 대해 상기 기판의 회전 중심 근방에서 유기 용제를 공급하여 상기 유기 용제의 액 고임을 형성하는 액 고임 형성 공정과,
   상기 액 고임 형성 공정보다 높은 회전수로 상기 기판을 회전시키면서 상기 액 고임에 상기 유기 용제를 공급하여 상기 액막을 구성하는 상기 린스액을 상기 유기 용제로 치환하는 치환 공정과,
   상기 유기 용제로 덮인 상기 패턴 형성면에 충전제 용액을 도포하는 도포 공정과,
   상기 패턴 형성면에 도포된 상기 충전제 용액에 함유되는 충전제를 상기 패턴의 오목부에 침하시켜 충전하는 충전 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판을 제 1 회전수로 회전시키면서 상기 패턴 형성면에 상기 린스액을 공급하여 상기 패턴 형성면을 씻어내는 린스 공정을 추가로 구비하고,
   상기 액막 형성 공정은, 상기 린스 공정에 계속하여, 상기 기판의 회전수를 상기 제 1 회전수보다 적은 제 2 회전수로 감속하는 공정을 포함하고,
   상기 액 고임 형성 공정은, 상기 기판의 회전수를 상기 제 2 회전수 이하로 설정하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 액 고임 형성 공정은 상기 기판의 회전을 정지시켜 상기 유기 용제의 공급을 실시하는, 기판 처리 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 충전 공정에 계속하여, 상기 기판을 회전시킴으로써 상기 패턴의 상기 오목부에 상기 충전제를 잔존시키면서 상기 패턴 형성면으로부터 상기 유기 용제 및 여분의 상기 충전제 용액을 배출하는 마무리 공정을 추가로 구비하는, 기판 처리 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 마무리 공정은, 상기 기판의 회전과 병행하여 상기 패턴 형성면의 중앙부에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 마무리 공정은, 상기 기판의 회전과 병행하여 상기 패턴 형성면과 반대측의 상기 기판의 주면의 중앙부에 세정액을 공급하는 세정액 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
7. 기판 중 패턴이 형성된 패턴 형성면을 상방을 향하게 하여 상기 기판을 대략 수평 자세로 유지하는 유지부와,
   상기 유지부에 유지된 상기 기판을 대략 수평면 내에서 회전시키는 회전부와,
   상기 패턴 형성면에 린스액을 공급하는 린스액 공급부와,
   상기 패턴 형성면에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급부와,
   상기 패턴 형성면에 충전제 용액을 공급하는 충전제 용액 공급부와,
   상기 회전부에 의한 상기 기판의 회전을 제어하면서 상기 린스액 공급부에 의한 상기 린스액의 공급, 상기 유기 용제 공급부에 의한 상기 유기 용제의 공급, 및 상기 충전제 용액 공급부에 의한 상기 충전제 용액의 공급을 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 린스액의 공급에 의해 상기 패턴 형성면에 액막을 형성하고,
   상기 액막에 대해 상기 기판의 회전 중심 근방에서 상기 유기 용제를 공급하여 상기 유기 용제의 액 고임을 형성하고,
   상기 기판의 회전수를 증가시킴과 함께 상기 고임에 대한 상기 유기 용제의 공급에 의해 상기 액막을 구성하는 상기 린스액을 상기 유기 용제로 치환하고,
   상기 유기 용제로 덮인 상기 패턴 형성면에 상기 충전제 용액을 도포하여 상기 패턴의 오목부에 상기 충전제 용액에 함유되는 충전제를 충전시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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