KR20190024665A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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노부유키 시바야마
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 제 1 가드 및 제 2 가드를 갖는 복수의 가드에 평면에서 보아 둘러싸인 위치에 기판을 배치하고, 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판의 상면을 소수화하는 액체인 소수화제를 회전 상태의 상기 기판의 상면에 공급하는 소수화제 공급 공정과, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체로 상기 기판 상의 상기 소수화제를 치환하기 위해서, 회전 상태의 상기 기판의 상면에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 1 가드가 수용하는 제 1 상태로, 상기 복수의 가드의 적어도 1 개를 상하동시키는 것에 의해, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 1 가드 전환 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 상기 제 1 상태로부터, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 2 가드가 수용하는 제 2 상태로, 상기 복수의 가드를 상하동시키는 것에 의해, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 2 가드 전환 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
매엽식의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 기판이 1 장씩 처리된다. 상세하게는, 스핀 척에 의해 기판이 대략 수평하게 유지된다. 그리고, 기판의 상면이 약액에 의해 처리된 후, 린스액에 의해 기판의 상면이 린스된다. 그 후, 기판의 상면을 건조시키기 위해서 기판을 고속 회전시키는 스핀 드라이 공정이 실시된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면에 미세한 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 그것에 의해, 건조 불량이 발생할 우려가 있다. 패턴 내부에 들어간 린스액의 액면 (공기와 액체의 계면) 은, 패턴 내에 형성된다. 그 때문에, 액면과 패턴의 접촉 위치에, 액체의 표면 장력이 작용한다. 이 표면 장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴가 일어나기 쉽다. 전형적인 린스액인 물은, 표면 장력이 크기 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체인 이소프로필알코올 (Isopropyl Alcohol : IPA) 을 사용하는 수법이 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2016-21597호를 참조). 구체적으로는, 기판의 상면에 IPA 를 공급함으로써, 패턴의 내부에 들어간 물을 IPA 로 치환하고, 그 후에 IPA 를 제거함으로써 기판의 상면을 건조시킨다. 그러나, 패턴 내부에 들어간 물을 IPA 로 치환한 경우에도, 표면 장력이 작용하는 시간이 긴 경우나 패턴의 강도가 낮은 경우에는 패턴의 도괴가 일어날 수 있다.
그래서, 일본 공개특허공보 2012-222329호에는, 기판의 상면을 실릴화제로 소수화하는 것에 의해, 패턴이 받는 표면 장력을 저감시켜, 패턴의 도괴를 방지하는 기판 처리가 개시되어 있다. 구체적으로는, 기판의 상면에 실릴화제가 공급되고, 기판의 상면에 공급된 실릴화제가, 기판의 회전에 의해 기판의 상면을 중앙으로부터 둘레 가장자리로 확산되도록 흐른다. 이에 의해, 기판의 상면 전체가 소수화된다. 그 후, 기판의 상면에 남은 실릴화제가 IPA 에 의해 씻겨 나가고, 그 후, 기판이 건조된다. 기판의 상면으로부터 배제된 실릴화제 및 IPA 는, 컵부에 의해 수용된다.
일본 공개특허공보 2012-222329호에 기재된 기판 처리에서는, 기판으로부터 비산하는 실릴화제를 컵부가 수용하는 것에 의해, 컵부에 실릴화제가 부착된다. 그리고, 기판 상의 실릴화제를 IPA 로 씻어낼 때에는, 기판으로부터 비산하는 IPA 를 컵부가 수용한다. 그 때문에, 컵부에 부착되어 있던 실릴화제와, 기판으로부터 비산한 IPA 가 혼합된 액체가 컵부로부터 튀어올라 기판의 상면에 부착될 우려가 있다. 이에 의해, 기판의 상면에 파티클이 발생하여, 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 없을 우려가 있다. 특히, IPA 의 공급이 종료된 후에 기판의 상면에 실릴화제가 부착된 경우에는, 당해 실릴화제는 씻겨 나가지 않기 때문에, 파티클의 원인이 되기 쉽다.
또한, 컵부로부터 튀어오른 액체가 기판에 부착되지 않은 경우에도, 컵부의 근방의 분위기에는, 소수화제의 미스트나 증기가 존재한다. 소수화제의 미스트나 증기가 기판의 상면까지 도달한 경우에도, 파티클이 발생할 우려가 있다.
그래서, 이 발명의 목적은, 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시형태는, 제 1 가드 및 제 2 가드를 갖는 복수의 가드에 평면에서 보아 둘러싸인 위치에 기판을 배치하고, 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판의 상면을 소수화하는 액체인 소수화제를 회전 상태의 상기 기판의 상면에 공급하는 소수화제 공급 공정과, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체로 상기 기판 상의 상기 소수화제를 치환하기 위해서, 회전 상태의 상기 기판의 상면에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 1 가드가 수용하는 제 1 상태로, 상기 복수의 가드의 적어도 1 개를 상하동시키는 것에 의해, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 1 가드 전환 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 상기 제 1 상태로부터, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 2 가드가 수용하는 제 2 상태로, 상기 복수의 가드를 상하동시키는 것에 의해, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 2 가드 전환 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 저표면 장력 액체 공급 공정 전에, 기판의 상면이 소수화제로 소수화된다. 그 때문에, 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 미치는 표면 장력이 저감된다.
또한, 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 복수의 가드의 상태가, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환된다. 요컨대, 기판 상의 소수화제의 적어도 일부가 기판으로부터 비산한 후에, 기판으로부터 비산하는 액체를 수용하는 가드가 제 1 가드로부터 제 2 가드로 전환된다. 그 때문에, 제 2 가드로의 소수화제의 부착이 억제 또는 방지된다. 따라서, 소수화제가 제 2 가드로부터 튀어올라 기판의 상면에 부착되는 것이 억제된다.
또한, 복수의 가드의 상태의 전환은, 저표면 장력 액체 공급 공정의 종료 후가 아니라 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에 실시된다. 따라서, 만일, 소수화제가 제 1 가드로부터 튀어올라 기판에 부착된 경우에도, 기판 상의 소수화제는, 저표면 장력 액체에 의해 씻겨 나간다. 이에 의해, 파티클의 발생이 억제된다.
또한, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 바뀔 때까지는, 제 1 가드가 저표면 장력 액체에 의해 씻긴다. 이에 의해, 제 1 가드에 잔류하는 소수화제나, 제 1 가드의 근방의 분위기에 존재하는 소수화제의 미스트나 증기가 감소한다. 따라서, 기판으로의 소수화제의 부착이 억제 또는 방지된다.
이상과 같이, 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 미치는 표면 장력이 저감되고, 또한, 파티클의 발생이 억제된다. 그 결과, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한, 「치환」 이란, 기판 상의 액체의 전체가, 새롭게 공급되는 액체에 의해, 치환되는 것을 말한다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 제 1 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간이, 상기 제 2 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간보다 길어지도록, 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함한다.
그 때문에, 제 1 상태로부터 제 2 상태로의 전환시에 기판 상에 존재하는 소수화제의 양을 저감시킬 수 있다. 따라서, 제 2 가드로의 소수화제의 부착이 효과적으로 억제 또는 방지된다. 또한, 저표면 장력 액체에 의한 제 1 가드의 세정 시간이 길어지기 때문에, 제 1 가드에 잔류하는 소수화제나, 제 1 가드의 근방의 분위기에 존재하는 소수화제의 미스트나 증기가 감소한다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 기판 상의 상기 소수화제가 상기 저표면 장력 액체로 치환된 후에, 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함한다. 그 때문에, 제 2 가드로의 소수화제의 부착이 더욱 효과적으로 억제 또는 방지된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기판을 회전시켜 상기 기판 상의 상기 저표면 장력 액체를 배제함으로써 상기 기판을 건조시키는 기판 건조 공정을 추가로 포함한다. 그 때문에, 기판 상의 저표면 장력 액체를 신속하게 제거할 수 있다. 따라서, 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 표면 장력을 미치는 시간을 저감시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 제 1 가드 전환 공정 후에, 상기 기판의 상면과 상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재의 상기 대향면 사이의 분위기를 배기하는 배기 공정을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 제 1 가드 전환 공정이, 상기 제 1 가드 및 상기 제 2 가드 중 적어도 일방의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방에 위치시키는 밀폐 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제 1 가드 및 제 2 가드 중 적어도 일방의 상단이, 대향 부재의 대향면과 동등한 높이 또는 대향면보다 상방에 위치됨으로써, 기판의 상면과 대향면 사이의 공간의 밀폐도가 향상된다. 이 상태에서, 기판의 상면과 대향면 사이의 분위기를 배기함으로써, 기판의 상면과 대향면 사이를 떠다니는 소수화제의 미스트를 효율적으로 배제할 수 있다. 이에 의해, 기판으로의 저표면 장력 액체의 공급 중에 소수화제가 기판의 상면에 부착되는 것이 억제된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제 1 가드 전환 공정이, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가, 상기 제 1 가드에 구비된 제 1 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되는 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 가드에 구비된 제 2 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되고 상기 제 1 연장 형성부에 하방으로부터 대향하는 제 2 연장 형성부 사이를 통과하여, 상기 제 1 통상부에 수용되는 상기 제 1 상태로, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가, 상기 제 2 연장 형성부의 하방을 통과하여 제 2 통상부에 수용되도록, 상기 제 1 상태보다 상기 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 연장 형성부의 간격이 좁아진 상기 제 2 상태로, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제 1 상태에 있어서, 기판으로부터 비산하는 액체는, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이를 통과하여 제 1 통상부에 의해 수용된다. 그 때문에, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이에는, 소수화제의 미스트가 떠다니고 있을 우려가 있다. 따라서, 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환되기 전에는, 소수화제의 미스트를 취입한 액체가, 복수의 가드로부터 튀어올라 기판의 상면에 부착될 우려가 있다.
한편, 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환된 후에는, 기판으로부터 비산하는 액체는, 제 2 연장 형성부의 하방을 통과하여 제 2 통상부에 의해 수용된다. 요컨대, 기판으로부터 비산하는 액체는, 소수화제의 미스트가 떠다니고 있을 우려가 있는 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이와 다른 경로를 통과한다. 따라서, 복수의 가드로부터 튀어오르는 액체가 소수화제의 미스트를 취입하는 것이 억제된다.
또한, 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환된 후여도, 소수화제의 미스트는, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이로부터 유출되고, 대향 부재의 대향면과 기판의 상면 사이의 공간에까지 도달하고, 최종적으로 기판의 상면에 부착될 우려가 있다. 그래서, 복수의 가드의 상태를 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환할 때에, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이를 좁힘으로써, 소수화제의 미스트가 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이로부터 유출되는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 저표면 장력 액체 공급 공정이, 토출구로부터 상기 기판의 상면을 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 공정을 포함한다. 또한, 상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 토출구로부터 상기 저표면 장력 액체가 토출되고 있는 동안에 상기 복수의 가드의 상태를 상기 제 2 상태로 전환하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제 2 가드 전환 공정에서는, 저표면 장력 액체의 토출 중에 복수의 가드가 상하동하는 것에 의해 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환된다. 이에 의해, 제 1 가드 및 제 2 가드에 있어서 기판으로부터 비산하는 저표면 장력 액체를 수용하는 부분이 저표면 장력 액체의 토출 중에 변화한다. 따라서, 복수의 가드의 상태를 제 2 상태로 전환할 때에, 제 1 가드를 세정할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 기판의 상면을 처리하는 약액을 상기 기판의 상면에 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 약액을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 공정과, 상기 린스액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 린스액 및 상기 소수화제와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 상면에 공급하는 유기 용제 공급 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 유기 용제가 린스액과 소수화제의 양방과 혼화한다. 따라서, 린스액과 소수화제가 혼화하지 않는 경우에도, 기판의 상면에 유기 용제를 공급하여 기판 상의 린스액을 유기 용제로 치환하고, 그 후, 기판의 상면에 소수화제를 공급하여 기판 상의 유기 용제를 소수화제로 치환함으로써, 기판의 상면을 소수화제로 덮을 수 있다. 따라서, 린스액 및 소수화제의 선택의 자유도가 향상된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 유기 용제 공급 공정과 병행하여, 상기 기판을 가열하는 가열 유체를 상기 기판의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 소수화제 공급 공정 전에, 온수에 의해 미리 기판이 가열된다. 그 때문에, 소수화제의 활성을 높일 수 있다. 이에 의해, 기판의 상면을 고르게 소수화할 수 있다. 따라서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 수평으로 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 기판의 상면을 소수화하는 액체인 소수화제를 상기 기판의 상면에 공급하는 소수화제 공급 유닛과, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급하는 저표면 장력 액체 공급 유닛과, 평면에서 보아 상기 기판을 둘러싸고, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 수용하는 제 1 가드 및 제 2 가드를 갖는 복수의 가드와, 상기 복수의 가드의 적어도 1 개를 상하동시키는 것에 의해, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 1 가드가 수용하는 제 1 상태와, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 2 가드가 수용하는 제 2 상태로, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 가드 전환 유닛과, 상기 기판 회전 유닛, 상기 소수화제 공급 유닛, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛 및 상기 가드 전환 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
그리고, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 가드에 평면에서 보아 둘러싸인 위치에서 상기 기판 유지 유닛에 유지된 상기 기판을, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 소수화제 공급 유닛으로부터 회전 상태의 상기 기판의 상면에 상기 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 공정과, 상기 기판 상의 상기 소수화제를 상기 저표면 장력 액체로 치환하기 위해서, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛으로부터 회전 상태의 상기 기판에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에, 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 복수의 가드의 상태를 상기 제 1 상태로 전환하는 제 1 가드 전환 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 상기 가드 전환 유닛에 의해, 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 2 가드 전환 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 저표면 장력 액체 공급 공정 전에, 기판의 상면이 소수화제로 소수화된다. 그 때문에, 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 미치는 표면 장력이 저감된다.
또한, 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 복수의 가드의 상태가, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환된다. 요컨대, 기판 상의 소수화제의 적어도 일부가 기판으로부터 비산한 후에, 기판으로부터 비산하는 액체를 수용하는 가드가 제 1 가드로부터 제 2 가드로 전환된다. 그 때문에, 제 2 가드로의 소수화제의 부착이 억제 또는 방지된다. 따라서, 소수화제가 제 2 가드로부터 튀어올라 기판의 상면에 부착되는 것이 억제된다.
또한, 복수의 가드의 상태의 전환은, 저표면 장력 액체 공급 공정의 종료 후가 아니라 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에 실시된다. 따라서, 만일, 소수화제가 제 1 가드로부터 튀어올라 기판에 부착된 경우에도, 기판 상의 소수화제는, 저표면 장력 액체에 의해 씻겨 나간다. 이에 의해, 파티클의 발생이 억제된다.
또한, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 바뀔 때까지는, 제 1 가드가 저표면 장력 액체에 의해 씻긴다. 이에 의해, 제 1 가드에 잔류하는 소수화제나, 제 1 가드의 근방의 분위기에 존재하는 소수화제의 미스트나 증기가 감소한다. 따라서, 기판으로의 소수화제의 부착이 억제 또는 방지된다.
이상과 같이, 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 미치는 표면 장력이 저감되고, 또한, 파티클의 발생이 억제되기 때문에, 기판을 양호하게 건조시킬 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 제 1 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간이 상기 제 2 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간보다 길어지도록, 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하도록 프로그램되어 있다.
그 때문에, 제 1 상태로부터 제 2 상태로의 전환시에 기판 상에 존재하는 소수화제의 양을 저감시킬 수 있다. 따라서, 제 2 가드로의 소수화제의 부착이 효과적으로 억제 또는 방지된다. 또한, 저표면 장력 액체에 의한 제 1 가드의 세정 시간이 길어지기 때문에, 제 1 가드에 잔류하는 소수화제나, 제 1 가드의 근방의 분위기에 존재하는 소수화제의 미스트나 증기가 감소한다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 기판 상의 상기 소수화제가 상기 저표면 장력 액체로 치환된 후에 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하도록 프로그램되어 있다. 그 때문에, 제 2 가드로의 소수화제의 부착이 더욱 효과적으로 억제 또는 방지된다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시켜 상기 기판 상의 상기 저표면 장력 액체를 배제함으로써 상기 기판을 건조시키는 기판 건조 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다. 그 때문에, 기판 상의 저표면 장력 액체를 신속하게 제거할 수 있다. 따라서, 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 표면 장력을 미치는 시간을 저감시킬 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재와, 상기 기판의 상면과 상기 대향면 사이의 분위기를 배기하는 배기 유닛을 추가로 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 배기 유닛에 의해 상기 기판의 상면과 상기 대향면 사이의 분위기를 배기하는 배기 공정을 실행하고, 또한, 상기 제 1 가드 전환 공정에 있어서, 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 제 1 가드 및 상기 제 2 가드 중 적어도 일방의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방에 위치시키는 밀폐 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 제 1 가드 및 제 2 가드 중 적어도 일방의 상단이, 대향 부재의 대향면과 동등한 높이 또는 대향면보다 상방에 위치됨으로써, 기판의 상면과 대향면 사이의 공간의 밀폐도가 향상된다. 이 상태에서, 기판의 상면과 대향면 사이의 분위기를 배기함으로써, 기판의 상면과 대향면 사이를 떠다니는 소수화제의 미스트를 효율적으로 배제할 수 있다. 이에 의해, 기판으로의 저표면 장력 액체의 공급 중에 소수화제가 기판의 상면에 부착되는 것이 억제된다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 제 1 가드가, 상기 기판을 둘러싸는 제 1 통상부와, 상기 제 1 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되는 제 1 연장 형성부를 포함한다. 그리고, 상기 제 2 가드가, 상기 제 1 통상부보다 내측에서 상기 기판을 둘러싸는 제 2 통상부와, 상기 제 2 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되고, 상기 제 1 연장 형성부에 하방으로부터 대향하는 제 2 연장 형성부를 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 제 1 가드 전환 공정에 있어서, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가 상기 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 연장 형성부 사이를 통과하여 상기 제 1 통상부에 수용되는 상기 제 1 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 실행하고, 또한, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가 상기 제 2 연장 형성부의 하방을 통과하여 상기 제 2 통상부에 수용되도록, 상기 제 1 상태보다 상기 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 연장 형성부의 간격이 좁아진 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 제 1 상태에 있어서, 기판으로부터 비산하는 액체는, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이를 통과하여 제 1 통상부에 의해 수용된다. 그 때문에, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이에는, 소수화제의 미스트가 떠다니고 있을 우려가 있다. 따라서, 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환되기 전에는, 소수화제의 미스트를 취입한 액체가, 복수의 가드로부터 튀어올라 기판의 상면에 부착될 우려가 있다.
한편, 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환된 후에는, 기판으로부터 비산하는 액체는, 제 2 연장 형성부의 하방을 통과하여 제 2 통상부에 의해 수용된다. 요컨대, 기판으로부터 비산하는 액체는, 소수화제의 미스트가 떠다니고 있을 우려가 있는 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이와 다른 경로를 통과한다. 따라서, 복수의 가드로부터 튀어오르는 액체가 소수화제의 미스트를 취입하는 것이 억제된다.
또한, 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환된 후여도, 소수화제의 미스트는, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이로부터 유출되고, 대향 부재의 대향면과 기판의 상면 사이의 공간에까지 도달하고, 최종적으로 기판의 상면에 부착될 우려가 있다. 그래서, 복수의 가드의 상태를 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환할 때에, 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이를 좁힘으로써, 소수화제의 미스트가 제 1 연장 형성부 및 제 2 연장 형성부의 사이로부터 유출되는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛이, 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 토출구를 갖는다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 토출구로부터 상기 저표면 장력 액체가 토출되고 있는 동안에, 상기 가드 전환 유닛이 상기 복수의 가드의 상태를 상기 제 2 상태로 전환하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 제 2 가드 전환 공정에서는, 저표면 장력 액체의 토출 중에 복수의 가드가 상하동하는 것에 의해 복수의 가드의 상태가 제 2 상태로 전환된다. 이에 의해, 제 1 가드 및 제 2 가드에 있어서 기판으로부터 비산하는 저표면 장력 액체를 수용하는 부분이 저표면 장력 액체의 토출 중에 변화한다. 따라서, 복수의 가드의 상태를 제 2 상태로 전환할 때에, 제 1 가드를 세정할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 상면을 처리하는 약액을 상기 기판의 상면에 공급하는 약액 공급 유닛과, 상기 약액을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 유닛과, 상기 린스액 및 상기 소수화제와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 상면에 공급하는 유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함한다.
상기 컨트롤러가, 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 기판의 상면에 상기 약액 공급 유닛으로부터 상기 약액을 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 린스액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정과, 상기 린스액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 유기 용제 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 유기 용제가 린스액과 소수화제의 양방과 혼화한다. 따라서, 린스액과 소수화제가 혼화하지 않는 경우에도, 기판의 상면에 유기 용제를 공급하여 기판 상의 린스액을 유기 용제로 치환하고, 그 후, 기판의 상면에 소수화제를 공급하여 기판 상의 유기 용제를 소수화제로 치환함으로써, 기판의 상면을 소수화제로 덮을 수 있다. 따라서, 린스액 및 소수화제의 선택의 자유도가 향상된다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판을 가열하는 가열 유체를 상기 기판의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 유닛을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러가, 상기 유기 용제 공급 공정과 병행하여, 상기 가열 유체를 상기 기판의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 구성에 의하면, 소수화제 공급 공정 전에, 온수에 의해 미리 기판이 가열된다. 그 때문에, 소수화제의 활성을 높일 수 있다. 이에 의해, 기판의 상면을 고르게 소수화할 수 있다. 따라서, 기판의 상면에 형성된 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
여기서, 소수화제의 중합 반응 및 소수화제와 기판의 상면의 반응에 대하여 설명한다. 도 8a 에 나타내는 바와 같이, 미반응의 소수화제는, 예를 들어, Si(OR)3Y 로 나타낸다. R 및 Y 는, 알킬기 등의 치환기를 간략화하여 나타낸 것이다. 이 소수화제와 수분자 (H2O) 가 반응함으로써, 단량체 (Si(OH)3Y) 가 생성된다. 그리고, 단량체끼리가 반응하여 2 량체 (도 8b 의 중앙의 화학식을 참조) 가 형성된다. 또한, 중합 반응이 진행되는 것에 의해, 최종적으로 폴리머 (도 8b 의 우측의 화학식) 가 형성된다. 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도가 낮을 수록, 소수화제는 잘 중합하지 않고, 기판의 액막에 접하는 분위기의 습도가 높을 수록, 소수화제의 중합이 일어나기 쉽다.
기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도가 낮은 경우, 소수화제는, 중합하기 전에, 기판의 상면에 노출된 하이드록실기와 반응한다. 이에 의해, 기판의 상면이 소수화되지만, 기판의 상면이 소수화된 후에도 미반응의 소수화제가 기판 상에 남는다. 그 때문에, 파티클의 발생의 원인이 된다는 과제가 있다.
기판의 액막에 접하는 분위기의 습도가 높은 경우, 소수화제는, 기판의 상면에 노출된 하이드록실기와 반응하기 전에 중합하여, 폴리머가 형성된다. 그 때문에, 파티클의 발생의 원인이 된다. 그 때문에, 도 8c 에 나타내는 바와 같이 소수화제가 적당히 (예를 들어 2 량체로) 중합하도록, 기판의 액막에 접하는 분위기의 습도를 적당히 조정할 필요가 있다.
한편, 기판 상의 저표면 장력 액체에 접하는 분위기의 습도가 높으면, 기판 상의 저표면 장력 액체의 액막에 포함되는 물의 양이 증대하여, 표면 장력이 증대한다는 과제가 있다.
그래서, 상기 서술한 실시형태와 하기의 구성을 조합함으로써, 이들 과제를 해결할 수 있다. 구체적으로는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 상면의 근방의 분위기의 습도를 조정하는 습도 조정 유닛을 추가로 포함하고, 상기 컨트롤러가, 상기 소수화제 공급 공정에 있어서의 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도가 제 1 습도가 되고, 또한, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서의 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도가 상기 제 1 습도보다 저습도인 제 2 습도가 되도록, 상기 습도 조정 유닛에 의해, 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 조정하는 습도 조정 공정을 실행하도록 프로그램된 구성이어도 된다.
이 구성에 의하면, 소수화제 공급 공정에 있어서의 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도가 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서의 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도보다 높아진다.
그 때문에, 소수화제 공급 공정에서는, 소수화제의 중합이 지나치게 진행되지 않을 정도로 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 높게 할 수 있다. 따라서, 소수화제의 폴리머화를 억제하여 적당히 소수화제를 중합시킬 수 있다. 그 결과, 기판의 상면을 충분히 소수화하면서, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 저표면 장력 액체 공급 공정에서는, 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 충분히 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 기판 상의 저표면 장력 액체의 액막에 포함되는 물의 양을 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 기판 상의 저표면 장력 액체가 기판의 상면에 미치는 표면 장력을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러가, 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 유기 용제 공급 유닛으로부터 상기 유기 용제를 상기 기판의 상면에 공급하는 유기 용제 공급 공정을 실행하고, 상기 컨트롤러가, 상기 습도 조정 공정에 있어서, 상기 유기 용제 공급 공정에 있어서의 상기 기판의 상면의 주위의 분위기의 습도가 상기 제 1 습도보다 저습도인 제 3 습도가 되도록 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 조정하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있어도 된다.
기판 상의 유기 용제에 물이 함유되면, 소수화제 공급 공정에 있어서 기판 상의 유기 용제를 소수화제로 치환할 때에, 소수화제가 유기 용제 중의 물과 반응한다. 따라서, 소수화제의 중합 반응이 진행되어, 기판의 상면을 충분히 소수화할 수 없을 우려가 있다. 그래서, 유기 용제 공급 공정에 있어서 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도가 제 1 습도보다 저습도가 되는 구성이면, 소수화제의 폴리머화를 억제할 수 있다. 그 결과, 기판의 상면을 더욱 충분히 소수화하면서, 파티클의 발생을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치가, 상기 대향면과 상기 기판의 상면 사이의 공간에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 추가로 포함하고, 상기 컨트롤러가, 상기 공간을 향하여 상기 기체 공급 유닛으로부터 기체를 공급하는 기체 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있고, 상기 컨트롤러가, 상기 습도 조정 공정에 있어서, 상기 기체 공급 공정의 실행 중에, 상기 소수화제 공급 공정에 있어서의 상기 공간의 습도가 상기 제 1 습도가 되고, 또한, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서의 상기 공간의 습도가 상기 제 2 습도가 되도록, 상기 공간 내의 습도를 조정하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 대향 부재의 대향면과 기판의 상면 사이의 공간으로의 기체의 공급에 의해, 대향 부재의 대향면과 기판의 상면 사이의 공간의 습도가 조정된다. 대향 부재의 대향면과 기판의 상면 사이의 공간의 습도를 조정하는 것에 의해, 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치가, 상기 대향 부재를 승강시키는 대향 부재 승강 유닛을 추가로 포함하고, 상기 컨트롤러가, 상기 습도 조정 공정에 있어서, 상기 대향 부재 승강 유닛에 상기 대향 부재를 승강시키는 것에 의해, 상기 소수화제 공급 공정에 있어서의 상기 대향면과 상기 기판의 상면 사이의 거리인 제 1 거리로부터, 상기 제 1 거리보다 작은 제 2 거리로, 상기 대향면과 상기 기판의 상면 사이의 거리를 변경함으로써, 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 상기 제 1 습도로부터 상기 제 2 습도로 변경하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있어도 된다.
소수화제 공급 공정에 있어서 기판의 상면에 공급된 소수화제는, 기판의 상면으로부터 튀어올라 대향면에 부착되는 경우가 있다. 대향면에 부착된 소수화제가, 소수화제 공급 공정 후의 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서 기판의 상면에 낙하하면, 파티클의 원인이 된다.
그래서, 소수화제 공급 공정에 있어서의 대향면과 기판의 상면 사이의 거리 (제 1 거리) 가, 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서의 대향면과 기판의 상면 사이의 거리 (제 2 거리) 보다 커지도록, 공간 내의 습도가 조정되는 방법이면, 소수화제 공급 공정에서는, 저표면 장력 액체 공급 공정보다 대향 부재를 기판의 상면으로부터 이간시킨 상태에서, 기판의 상면에 소수화제가 공급된다. 그 때문에, 대향면으로의 소수화제의 부착을 억제할 수 있기 때문에 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 상기 제 1 습도로부터 상기 제 2 습도로 변경하는 공정에 있어서, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에 상기 대향 부재 승강 유닛에 상기 대향 부재를 승강시키는 것에 의해, 상기 대향면과 상기 기판의 상면 사이의 거리를 상기 제 1 거리로부터 상기 제 2 거리로 변경하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있어도 된다.
그 때문에, 적어도 기판의 상면의 소수화제가 저표면 장력 액체에 의해 치환되기 시작한 후, 대향면과 기판의 상면 사이의 거리가 제 2 거리로 변경된다. 따라서, 대향면으로의 소수화제의 부착을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 상기 기체 공급 유닛이, 상기 공간에 공급하는 상기 기체의 유량을 조정 가능하고, 상기 컨트롤러가, 상기 습도 조정 공정에 있어서, 상기 기체 공급 유닛으로부터의 상기 기체의 공급 유량을 조정함으로써, 상기 공간 내의 습도를 조정하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있어도 된다. 그 때문에, 대향면과 기판의 상면 사이의 거리의 변경과 기체의 공급 유량의 조정에 의해, 대향면과 기판의 상면 사이의 공간의 습도를 양호한 정밀도로 조정할 수 있다. 따라서, 기판 상의 액막에 접하는 분위기의 습도를 양호한 정밀도로 조정할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1 은 이 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 는 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3 은 상기 처리 유닛에 구비된 스핀 척 및 그 주변의 부재의 평면도이다.
도 4 는 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5 는 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a ∼ 도 6k 는 상기 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7 은 상기 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 8a 는 소수화제와 물의 반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b 는 소수화제의 중합 반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 8c 는 소수화제와 기판의 표면의 반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 1 은 이 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 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은, 원판상의 기판이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액으로 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 으로 처리되는 복수 장의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치 (載置) 되는 로드 포토 (LP) 와, 로드 포토 (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. 처리액에는, 후술하는 약액, 린스액, 유기 용제, 소수화제 등이 포함된다. 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 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛 (2) 은, 상자형의 챔버 (4) 와, 스핀 척 (5) 과, 대향 부재 (6) 와, 통상의 처리 컵 (7) 과, 배기 유닛 (8) 을 포함한다. 챔버 (4) 는, 내부 공간을 갖는다. 스핀 척 (5) 은, 챔버 (4) 내에서 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서 연직의 회전 축선 (A1) 주위로 회전시킨다. 회전 축선 (A1) 은, 기판 (W) 의 중앙부를 통과한다. 대향 부재 (6) 는, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 대향한다. 처리 컵 (7) 은, 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산하는 처리액을 받는다. 배기 유닛 (8) 은, 챔버 (4) 내의 분위기를 배기한다.
챔버 (4) 는, 기판 (W) 이 통과하는 반입 반출구 (24b) 가 형성된 상자형의 격벽 (24) 과, 반입 반출구 (24b) 를 개폐하는 셔터 (25) 를 포함한다. 필터에 의해 여과된 공기인 클린 에어는, 격벽 (24) 의 상부에 형성된 송풍구 (24a) 로부터 챔버 (4) 내에 항상 공급된다.
배기 유닛 (8) 은, 처리 컵 (7) 의 저부에 접속된 배기 덕트 (9) 와, 배기 덕트 (9) 를 개폐하는 배기 밸브 (10) 를 포함한다. 배기 밸브 (10) 의 개도를 조정함으로써, 배기 덕트 (9) 를 흐르는 기체의 유량 (배기 유량) 을 조정할 수 있다. 배기 덕트 (9) 는, 예를 들어, 챔버 (4) 내를 흡인하는 배기 장치 (95) 에 접속되어 있다. 배기 장치 (95) 는, 기판 처리 장치 (1) 의 일부여도 되고, 기판 처리 장치 (1) 와는 별도로 형성되어 있어도 된다. 배기 장치 (95) 가 기판 처리 장치 (1) 의 일부인 경우, 배기 장치 (95) 는, 예를 들어, 진공 펌프 등이다. 챔버 (4) 내의 기체는, 배기 덕트 (9) 를 통해서 챔버 (4) 로부터 배출된다. 이에 의해, 클린 에어의 다운 플로우가 챔버 (4) 내에 항상 형성된다.
스핀 척 (5) 은, 1 장의 기판 (W) 을 수평의 자세로 유지하면서 기판 (W) 의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 (A1) 주위로 기판 (W) 을 회전시킨다. 스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 포함된다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다. 스핀 척 (5) 은, 척 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 와, 회전축 (22) 과, 스핀 모터 (23) 를 포함한다.
스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따른 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스 (21) 의 상면에는, 복수의 척 핀 (20) 이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 스핀 척 (5) 은, 복수의 척 핀 (20) 을 기판 (W) 의 외주면에 접촉시키는 협지식의 척에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스핀 척 (5) 은, 비디바이스 형성면인 기판 (W) 의 이면 (하면) 을 스핀 베이스 (21) 의 상면에 흡착시킴으로써 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 버큠식의 척이어도 된다.
회전축 (22) 은, 회전 축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (22) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합되어 있다. 평면에서 보았을 때에 있어서의 스핀 베이스 (21) 의 중앙 영역에는, 스핀 베이스 (21) 를 상하로 관통하는 관통공 (21a) 이 형성되어 있다. 관통공 (21a) 은, 회전축 (22) 의 내부 공간 (22a) 과 연통되어 있다.
스핀 모터 (23) 는, 회전축 (22) 에 회전력을 부여한다. 스핀 모터 (23) 에 의해 회전축 (22) 이 회전됨으로써, 스핀 베이스 (21) 가 회전된다. 이에 의해, 기판 (W) 이 회전 축선 (A1) 의 주위로 회전된다. 이하에서는, 회전 축선 (A1) 을 중심으로 한 직경 방향의 내방을 간단히 「직경 방향 내방」 이라고 하고, 회전 축선 (A1) 을 중심으로 한 직경 방향의 외방을 간단히 「직경 방향 외방」 이라고 한다. 스핀 모터 (23) 는, 기판 (W) 을 회전 축선 (A1) 의 주위로 회전시키는 기판 회전 유닛에 포함된다.
대향 부재 (6) 는, 기판 (W) 과 대략 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상으로 형성되고, 스핀 척 (5) 의 상방에서 대략 수평으로 배치되어 있다. 대향 부재 (6) 는, 차단 부재라고도 불린다. 대향 부재 (6) 는, 기판 (W) 의 상면에 대향하는 대향면 (6a) 을 갖는다. 대향 부재 (6) 에 있어서 대향면 (6a) 과는 반대측의 면에는, 중공 축 (26) 이 고정되어 있다. 대향 부재 (6) 에 있어서 평면에서 보아 회전 축선 (A1) 과 겹치는 위치를 포함하는 부분에는, 대향 부재 (6) 를 상하로 관통하고, 중공 축 (26) 의 내부 공간과 연통하는 연통공이 형성되어 있다.
처리 유닛 (2) 은, 대향 부재 (6) 의 승강을 구동하는 대향 부재 승강 유닛 (27) 을 추가로 포함한다. 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 하위치 (후술하는 도 6k 에 나타내는 위치) 로부터 상위치 (후술하는 도 6a 에 나타내는 위치) 까지의 임의의 위치 (높이) 에 대향 부재 (6) 를 위치시킬 수 있다. 하위치란, 대향 부재 (6) 의 가동 범위에 있어서, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 이 기판 (W) 에 가장 근접하는 위치이다. 상위치란, 대향 부재 (6) 의 가동 범위에 있어서 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 이 기판 (W) 으로부터 가장 이간하는 위치이다. 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 거기에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시 생략) 를 포함한다.
처리 컵 (7) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산하는 액체를 받는 복수의 가드 (11) 와, 복수의 가드 (11) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받는 복수의 컵 (12) 과, 복수의 가드 (11) 와 복수의 컵 (12) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (13) 를 포함한다. 도 2 는, 3 개의 가드 (11) (외측 가드 (11A), 중앙 가드 (11B) 및 내측 가드 (11C)) 와, 2 개의 컵 (12) (제 1 컵 (12A) 및 제 2 컵 (12B)) 이 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
외측 가드 (11A), 중앙 가드 (11B), 및 내측 가드 (11C) 의 각각에 대하여 언급하는 경우, 이하에서는, 간단히, 가드 (11) 라고 하는 경우도 있다. 동일하게, 제 1 컵 (12A), 및 제 2 컵 (12B) 의 각각에 대하여 언급하는 경우, 간단히, 컵 (12) 이라고 하는 경우도 있다.
각 가드 (11) 는, 평면에서 보아 기판 (W) 을 둘러싸고, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 수용한다. 각 가드 (11) 는, 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 원통상의 통상부 (14) 와, 통상부 (14) 의 상단으로부터 회전 축선 (A1) (대향 부재 (6)) 를 향하여 비스듬히 위로 연장되는 원환상의 연장 형성부 (15) 를 포함한다. 내측 가드 (11C) 의 통상부 (14), 중앙 가드 (11B) 의 통상부 (14) 및 외측 가드 (11A) 의 통상부 (14) 는, 직경 방향 내방으로부터 이 순서로, 동심원상으로 배치되어 있다. 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15), 중앙 가드 (11B) 의 연장 형성부 (15) 및 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 는, 아래로부터 이 순서로, 상하 방향으로 겹쳐 있다. 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 의 상단은, 내측 가드 (11C) 의 상단 (11a) 에 상당한다. 중앙 가드 (11B) 의 연장 형성부 (15) 의 상단은, 중앙 가드 (11B) 의 상단 (11a) 에 상당한다. 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 의 상단은, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 에 상당한다. 각 가드 (11) 의 상단 (11a) 은, 평면에서 보아 스핀 베이스 (21) 및 대향 부재 (6) 를 둘러싸고 있다.
복수의 컵 (12) 은, 외측으로부터 제 1 컵 (12A), 및 제 2 컵 (12B) 의 순서로, 동심원상으로 배치되어 있다. 제 1 컵 (12A) 은, 스핀 척 (5) 을 둘러싸고 있다. 제 2 컵 (12B) 은, 제 1 컵 (12A) 보다 내측에서 스핀 척 (5) 을 둘러싸고 있다. 제 2 컵 (12B) 은, 외벽 부재 (13) 의 상단보다 하방에 배치되어 있다. 제 2 컵 (12B) 은, 챔버 (4) 의 격벽 (24) 에 대하여 고정되어 있다. 제 1 컵 (12A) 은, 중앙 가드 (11B) 와 일체이고, 중앙 가드 (11B) 와 함께 상하 방향으로 이동한다. 중앙 가드 (11B) 는, 제 1 컵 (12A) 에 대하여 이동 가능해도 된다.
가드 (11) 는, 상위치와 하위치 사이에서, 상하 방향으로 이동 가능하다. 가드 (11) 가 상위치에 위치할 때, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면보다 가드 (11) 의 상단 (11a) 이 상방에 위치한다. 가드 (11) 가 하위치에 위치할 때, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면보다 가드 (11) 의 상단 (11a) 이 하방에 위치한다.
처리 유닛 (2) 은, 복수의 가드 (11) 의 승강을 구동하는 가드 승강 유닛 (17) 을 추가로 포함한다. 도 3 은, 스핀 척 (5) 및 그 주변의 부재의 평면도이다. 도 3 을 참조하여, 가드 승강 유닛 (17) 은, 1 쌍의 외측 가드 승강 유닛 (17A), 1 쌍의 중앙 가드 승강 유닛 (17B) 및 1 쌍의 내측 가드 승강 유닛 (17C) 을 포함한다. 상세하게는, 외측 가드 승강 유닛 (17A), 중앙 가드 승강 유닛 (17B) 및 내측 가드 승강 유닛 (17C) 을 1 세트로 하는 세트가, 평면에서 보아 기판 (W) 의 회전 축선 (A1) 을 중심으로 하여 점대칭이 되도록 1 쌍 배치되어 있다. 그 때문에, 복수의 가드 (11) 를 각각 안정적으로 승강시킬 수 있다.
각 외측 가드 승강 유닛 (17A) 은, 동력을 발생하는 전동 모터 (도시 생략) 와, 전동 모터 (도시 생략) 의 회전을 상하 방향으로의 외측 가드 (11A) 의 이동으로 변환하는 볼 나사 기구를 포함한다. 각 중앙 가드 승강 유닛 (17B) 은, 동력을 발생하는 전동 모터 (도시 생략) 와, 전동 모터 (도시 생략) 의 회전을 상하 방향으로의 중앙 가드 (11B) 의 이동으로 변환하는 볼 나사 기구를 포함한다. 각 내측 가드 승강 유닛 (17C) 은, 동력을 발생하는 전동 모터 (도시 생략) 와, 전동 모터 (도시 생략) 의 회전을 상하 방향으로의 내측 가드 (11C) 의 이동으로 변환하는 볼 나사 기구를 포함한다.
가드 승강 유닛 (17) 은, 복수의 가드 (11) 의 적어도 1 개를 상하동시키는 것에 의해, 복수의 가드 (11) 의 상태를 전환하는 가드 전환 유닛의 일례이다. 가드 승강 유닛 (17) 은, 각 가드 (11) 를 상위치부터 하위치까지의 임의의 위치에 위치시킨다. 이에 의해, 복수의 가드 (11) 의 상태 (배치) 가 전환된다. 가드 승강 유닛 (17) 은, 예를 들어 3 개의 상태 (제 1 상태, 제 2 상태, 및 제 3 상태) 의 어느 것에 복수의 가드 (11) 를 설정한다.
「제 1 상태」 (후술하는 도 6f 에 나타내는 상태) 는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 외측 가드 (11A) 가 수용할 때의 복수의 가드 (11) 의 상태이다. 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 1 상태일 때, 외측 가드 (11A) 가 상위치에 배치되고, 내측 가드 (11C) 및 중앙 가드 (11B) 가 하위치에 배치된다.
「제 2 상태」 (후술하는 도 6e 에 나타내는 상태) 는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 내측 가드 (11C) 가 수용할 때의 복수의 가드의 상태이다. 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태일 때, 외측 가드 (11A), 중앙 가드 (11B) 및 내측 가드 (11C) 가 상위치에 배치된다.
「제 3 상태」 (후술하는 도 6a 에 나타내는 상태) 는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 중앙 가드 (11B) 가 수용할 때의 복수의 가드의 상태이다. 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 3 상태일 때, 외측 가드 (11A) 및 중앙 가드 (11B) 가 상위치에 배치되고, 내측 가드 (11C) 가 하위치에 배치된다.
도 2 및 도 3 을 참조하여, 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 하방으로 토출하는 제 1 약액 노즐 (31) 및 제 2 약액 노즐 (32) 과, 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 하방으로 토출하는 제 1 린스액 노즐 (33) 을 포함한다.
제 1 약액 노즐 (31) 은, 약액을 안내하는 제 1 약액 배관 (41) 에 접속되어 있다. 제 2 약액 노즐 (32) 은, 약액을 안내하는 제 2 약액 배관 (42) 이 접속되어 있다. 제 1 린스액 노즐 (33) 은, 린스액을 안내하는 제 1 린스액 배관 (43) 에 접속되어 있다. 린스액은, 약액을 씻어내기 위한 액체이다. 제 1 약액 배관 (41) 에 개재 장착된 제 1 약액 밸브 (51) 가 열리면, 약액이, 제 1 약액 노즐 (31) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 1 약액 노즐 (31) 은, 기판 (W) 의 상면에 약액을 공급하는 약액 공급 유닛의 일례이다. 제 2 약액 배관 (42) 에 개재 장착된 제 2 약액 밸브 (52) 가 열리면, 약액이, 제 2 약액 노즐 (32) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 2 약액 노즐 (32) 도, 약액 공급 유닛의 일례이다. 제 1 린스액 배관 (43) 에 개재 장착된 제 1 린스액 밸브 (53) 가 열리면, 린스액이, 제 1 린스액 노즐 (33) 의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 1 린스액 노즐 (33) 은, 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 유닛의 일례이다.
제 1 약액 노즐 (31) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, DHF (희불산) 이다. DHF 는, 불산 (불화수소산) 을 물로 희석한 용액이다. 제 2 약액 노즐 (32) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액) 이다.
제 1 약액 노즐 (31) 로부터 토출되는 약액 및 제 2 약액 노즐 (32) 로부터 토출되는 약액은, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, BHF (버퍼드 불산), DHF, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어, 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH : 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이어도 된다. 이들을 혼합한 약액의 예로는, SC1 외에, SPM (황산과산화수소수 혼합액), SC2 (염산과산화수소수 혼합액) 등을 들 수 있다.
제 1 린스액 노즐 (33) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 린스액은, 순수 (탈이온수 : Deionized Water), 전해 이온수, 수소수, 오존수, 암모니아수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수의 어느 것이어도 된다. 린스액은, 물 또는 수용액이다.
제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 은, 챔버 (4) 내에서 이동 가능한 스캔 노즐이다. 처리 유닛 (2) 은, 노즐 아암 (16) 과, 노즐 이동 유닛 (18) 을 포함한다. 노즐 아암 (16) 은, 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 을 유지한다. 노즐 이동 유닛 (18) 은, 노즐 아암 (16) 을 이동시키는 것에 의해, 적어도 수평 방향으로, 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 을 이동시킨다.
노즐 이동 유닛 (18) 은, 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 을 처리 위치 (후술하는 도 6a 에 나타내는 위치) 와 퇴피 위치 (도 3 에 나타내는 위치) 사이에서 수평으로 이동시킨다. 제 1 약액 노즐 (31) 이 처리 위치에 위치할 때, 제 1 약액 노즐 (31) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면에 착액한다. 제 2 약액 노즐 (32) 이 처리 위치에 위치할 때, 제 2 약액 노즐 (32) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면에 착액한다. 제 1 린스액 노즐 (33) 이 처리 위치에 위치할 때, 제 1 린스액 노즐 (33) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 상면에 착액한다. 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 은, 퇴피 위치에 위치할 때, 평면에서 보아 스핀 척 (5) 의 주위에 위치한다.
노즐 이동 유닛 (18) 은, 예를 들어, 노즐 회동 축선 (A2) 주위로 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 을 수평으로 이동시키는 선회 유닛이다. 노즐 회동 축선 (A2) 은, 스핀 척 (5) 및 처리 컵 (7) 의 주위에서 연직으로 연장된다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 처리액을 상방으로 토출하는 하면 노즐 (34) 을 포함한다. 하면 노즐 (34) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상면 중앙부에서 개구하는 관통공 (21a) 에 삽입되어 있다. 하면 노즐 (34) 의 토출구 (34a) 는, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 노출되어 있다. 하면 노즐 (34) 의 토출구는, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 하방으로부터 대향한다. 하면 노즐 (34) 은, 가열 유체 밸브 (54) 가 개재 장착된 가열 유체 배관 (44) 에 접속되어 있다.
가열 유체 밸브 (54) 가 열리면, 온수 등의 가열 유체가, 가열 유체 배관 (44) 으로부터 하면 노즐 (34) 에 공급되고, 하면 노즐 (34) 의 토출구 (34a) 로부터 상방으로 연속적으로 토출된다. 하면 노즐 (34) 은, 가열 유체를 기판 (W) 의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 유닛의 일례이다. 온수는, 실온보다 고온의 물이고, 예를 들어 80 ℃ ∼ 85 ℃ 의 물이다. 하면 노즐 (34) 은, 챔버 (4) 의 격벽 (24) 에 대하여 고정되어 있다. 스핀 척 (5) 이 기판 (W) 을 회전시켜도, 하면 노즐 (34) 은 회전하지 않는다.
하면 노즐 (34) 로부터 토출되는 가열 유체는, 온수에 한정되지 않는다. 하면 노즐 (34) 로부터 토출되는 가열 유체는, 기판 (W) 을 가열할 수 있는 유체이면 된다. 하면 노즐 (34) 로부터 토출되는 가열 유체는, 예를 들어, 고온의 질소 가스여도 된다. 하면 노즐 (34) 로부터 토출되는 가열 유체는, 수증기여도 된다. 가열 유체가 수증기이면, 온수보다 고온의 유체로 기판 (W) 을 가열할 수 있다.
처리 유닛 (2) 은, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 의 중앙부에서 개구하는 중앙 개구 (6b) 를 통하여 처리액을 하방으로 토출하는 중심 노즐 (60) 을 포함한다. 중심 노즐 (60) 은, 대향 부재 (6) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공 내에 배치되어 있다. 중심 노즐 (60) 의 토출구 (60a) 는, 중앙 개구 (6b) 로부터 노출되어 있고, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면의 중앙에 대향하고 있다. 중심 노즐 (60) 은, 대향 부재 (6) 와 함께 연직 방향으로 승강한다.
중심 노즐 (60) 은, 처리액을 하방으로 토출하는 복수의 이너 튜브 (제 1 튜브 (35), 제 2 튜브 (36) 및 제 3 튜브 (37)) 와, 복수의 이너 튜브를 둘러싸는 통상의 케이싱 (61) 을 포함한다. 제 1 튜브 (35), 제 2 튜브 (36), 제 3 튜브 (37) 및 케이싱 (61) 은, 회전 축선 (A1) 을 따라 상하 방향으로 연장되어 있다. 대향 부재 (6) 의 내주면은, 직경 방향 (회전 축선 (A1) 에 직교하는 방향) 으로 간격을 두고 케이싱 (61) 의 외주면을 둘러싸고 있다. 중심 노즐 (60) 의 토출구 (60a) 는, 제 1 튜브 (35), 제 2 튜브 (36) 및 제 3 튜브 (37) 의 토출구이기도 하다.
제 1 튜브 (35) 는, 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 하방으로 토출한다. 제 1 튜브 (35) 는, 제 2 린스액 밸브 (55) 가 개재 장착된 제 2 린스액 배관 (45) 에 접속되어 있다. 제 2 린스액 밸브 (55) 가 열리면, 린스액이, 제 2 린스액 배관 (45) 으로부터 제 1 튜브 (35) 에 공급되고, 제 1 튜브 (35) 의 토출구 (중심 노즐 (60) 의 토출구 (60a)) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 1 튜브 (35) 는, 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 유닛의 일례이다. 제 1 튜브 (35) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, 탄산수이다. 제 1 튜브 (35) 로부터 토출되는 린스액은, 탄산수에는 한정되지 않는다. 제 1 튜브 (35) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, DIW 등의 전술한 린스액이어도 된다.
제 2 튜브 (36) 는, 기판 (W) 의 상면을 향하여 소수화제를 하방으로 토출한다. 소수화제는, 기판 (W) 의 상면을 소수화하기 위한 액체이다. 소수화제에 의해 소수화된 기판 (W) 의 상면의 패턴 (도 9 참조) 에 작용하는 표면 장력은, 소수화되어 있지 않은 기판 (W) 의 상면의 패턴에 작용하는 표면 장력보다 낮다. 제 2 튜브 (36) 는, 소수화제 밸브 (56) 가 개재 장착된 소수화제 배관 (46) 에 접속되어 있다. 소수화제 밸브 (56) 가 열리면, 린스액이, 소수화제 배관 (46) 으로부터 제 2 튜브 (36) 에 공급되고, 제 2 튜브 (36) 의 토출구 (중심 노즐 (60) 의 토출구 (60a)) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 2 튜브 (36) 는, 기판 (W) 의 상면에 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 유닛의 일례이다.
제 2 튜브 (36) 로부터 토출되는 소수화제는, 예를 들어, 실리콘 자체 및 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시키는 실리콘계 소수화제, 또는 금속 자체 및 금속을 포함하는 화합물을 소수화시키는 메탈계 소수화제이다. 메탈계 소수화제는, 예를 들어, 소수기를 갖는 아민, 및 유기 실리콘 화합물의 적어도 1 개를 포함한다. 실리콘계 소수화제는, 예를 들어, 실란 커플링제이다.
실란 커플링제는, 예를 들어, HMDS (헥사메틸디실라잔), TMS (테트라메틸실란), 불소화알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계 소수화제의 적어도 1 개를 포함한다. 비클로로계 소수화제는, 예를 들어, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물의 적어도 1 개를 포함한다.
제 3 튜브 (37) 는, 소수화제 및 린스액의 양방과 혼화 가능하고, 또한, 물보다 낮은 표면 장력을 갖는 유기 용제를 기판 (W) 의 상면을 향하여 하방으로 토출한다. 물보다 낮은 표면 장력을 갖는 액체를 저표면 장력 액체라고 한다. 제 3 튜브 (37) 로부터 토출되는 유기 용제는, 예를 들어, IPA (이소프로필알코올) 이다. 제 3 튜브 (37) 는, 유기 용제 밸브 (57) 가 개재 장착된 유기 용제 배관 (47) 에 접속되어 있다. 유기 용제 밸브 (57) 가 열리면, IPA 가, 유기 용제 배관 (47) 으로부터 제 3 튜브 (37) 에 공급되고, 제 3 튜브 (37) 의 토출구 (중심 노즐 (60) 의 토출구 (60a)) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 제 3 튜브 (37) 는, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제 (저표면 장력 액체) 를 공급하는 유기 용제 공급 유닛 (저표면 장력 액체 공급 유닛) 의 일례이다.
제 3 튜브 (37) 로부터 토출되는 유기 용제는, 소수화제 및 린스액의 양방과 혼화 가능하고, 또한, 물보다 낮은 표면 장력을 가지고 있으면, IPA 이외의 유기 용제여도 된다. 보다 구체적으로는, 제 3 튜브 (37) 로부터 토출되는 유기 용제는, IPA, HFE (하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 1 개를 포함하는 액을 유기 용제로 해도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 기체 공급원으로부터의 기체를 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 에 유도하는 기체 배관 (49) 과, 기체 배관 (49) 에 개재 장착된 기체 밸브 (59) 를 포함한다. 기체 밸브 (59) 가 열리면, 기체 배관 (49) 으로부터 공급된 기체가, 중심 노즐 (60) 의 케이싱 (61) 의 외주면과 대향 부재 (6) 의 내주면에 의해 형성된 통상의 기체 유로 (62) 를 하방으로 흐르고, 중앙 개구 (6b) 로부터 하방으로 토출된다. 중앙 개구 (6b) 로부터 토출된 기체는, 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 에 공급된다. 중앙 개구 (6b) 는, 공간 (90) 내에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛에 포함된다. 기체 밸브 (59) 의 개도를 조정함으로써, 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 기체의 유량 (공급 유량) 을 조정할 수 있다. 중앙 개구 (6b) 에 공급되는 기체는, 예를 들어, 질소 가스이다. 중앙 개구 (6b) 에 공급되는 기체는, 챔버 (4) 의 내부 공간에 공급되는 클린 에어보다 낮은 습도를 갖는다. 또한, 클린 에어의 습도는, 예를 들어, 47 ％ ∼ 50 ％ 이다. 중앙 개구 (6b) 에 공급되는 기체의 습도는, 예를 들어, 약 0 ％ 이다.
중앙 개구 (6b) 에 공급되는 기체는, 불활성 가스인 것이 바람직하다. 불활성 가스는, 기판 (W) 의 상면 및 패턴에 대하여 불활성인 가스이고, 예를 들어 아르곤 등의 희가스류여도 된다. 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 처리액 (예를 들어 소수화제) 을 토출하는 내부 노즐 (38) 을 포함한다. 내부 노즐 (38) 은, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 보다 하방에 배치된 수평부 (38h) 와, 외측 가드 (11A) 의 상방에 배치된 연직부 (38v) 를 포함한다. 외측 가드 (11A) 및 중앙 가드 (11B) 가 어느 위치에 위치하고 있을 때에도, 수평부 (38h) 는, 외측 가드 (11A) 와 중앙 가드 (11B) 사이에 배치된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 수평부 (38h) 는, 평면에서 보아 원호상이다. 수평부 (38h) 는, 평면에서 보아 직선상이어도 되고, 평면에서 보아 접힌 선상이어도 된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 내부 노즐 (38) 은, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공에 삽입되어 있다. 연직부 (38v) 는, 외측 가드 (11A) 의 관통공의 상방에 배치되어 있다. 연직부 (38v) 는, 외측 가드 (11A) 의 상방에 배치된 하우징 (70) 을 상하 방향으로 관통하고 있다. 하우징 (70) 은, 외측 가드 (11A) 에 지지되어 있다. 연직부 (38v) 는, 회전 가능하게 하우징 (70) 에 지지되어 있다. 내부 노즐 (38) 은, 연직부 (38v) 의 중심선에 상당하는 노즐 회동 축선 (A3) 주위로 외측 가드 (11A) 에 대하여 회동 가능하다. 노즐 회동 축선 (A3) 은, 외측 가드 (11A) 를 통과하는 연직의 축선이다.
수평부 (38h) 의 선단부 (노즐 회동 축선 (A3) 과는 반대측의 단부) 에는, 처리액을 하방으로 토출하는 토출구 (38p) 가 형성되어 있다. 내부 노즐 (38) 은, 제 2 소수화제 밸브 (58) 가 개재 장착된 제 2 소수화제 배관 (48) 에 접속되어 있다. 제 2 소수화제 밸브 (58) 가 열리면, 제 2 소수화제 배관 (48) 으로부터 내부 노즐 (38) 에 소수화제가 공급되고, 내부 노즐 (38) 의 토출구 (38p) 로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
처리 유닛 (2) 은, 처리 위치와 퇴피 위치 사이에서 내부 노즐 (38) 을 노즐 회동 축선 (A3) 주위로 회동시키는 스캔 유닛 (71) 을 포함한다. 내부 노즐 (38) 이 처리 위치에 위치할 때, 내부 노즐 (38) 로부터 토출된 처리액은, 기판 (W) 의 상면에 착액한다. 내부 노즐 (38) 은, 퇴피 위치에 위치할 때, 평면에서 보아 스핀 척 (5) 의 주위에 위치한다.
스캔 유닛 (71) 은, 내부 노즐 (38) 을 회동시키는 동력을 발생하는 전동 모터 (72) 를 포함한다. 전동 모터 (72) 는, 내부 노즐 (38) 의 연직부 (38v) 와 동축의 동축 모터여도 되고, 2 개의 풀리와 무단상의 벨트를 개재하여 내부 노즐 (38) 의 연직부 (38v) 에 연결되어 있어도 된다.
내부 노즐 (38) 이 퇴피 위치 (도 3 에서 파선으로 나타내는 위치) 에 배치되면, 내부 노즐 (38) 의 수평부 (38h) 의 전체가 외측 가드 (11A) 와 겹친다. 내부 노즐 (38) 이 처리 위치 (도 3 에서 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 에 배치되면, 수평부 (38h) 의 선단부가 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 보다 내측에 배치되고, 내부 노즐 (38) 이 기판 (W) 과 겹친다. 처리 위치는, 내부 노즐 (38) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액하는 중앙 처리 위치 (도 3 에서 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 와, 내부 노즐 (38) 로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면 외주부에 착액하는 외주 처리 위치를 포함한다.
외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 는, 외측 가드 (11A) 의 통상부 (14) 의 상단으로부터 회전 축선 (A1) 을 향하여 비스듬히 위로 연장되는 환상의 경사부 (15a) 와, 경사부 (15a) 로부터 상방으로 돌출되는 돌출부 (15b) 를 포함한다. 경사부 (15a) 와 돌출부 (15b) 는 둘레 방향 (회전 축선 (A1) 주위의 방향) 으로 나열되어 있다. 돌출부 (15b) 는, 경사부 (15a) 로부터 상방으로 연장되는 1 쌍의 측벽 (15s) 과, 1 쌍의 측벽 (15s) 의 상단 사이에 배치된 상벽 (15u) 과, 1 쌍의 측벽 (15s) 의 외단 사이에 배치된 외벽 (15o) 을 포함한다. 돌출부 (15b) 는, 외측 가드 (11A) 의 경사부 (15a) 의 하면으로부터 상방으로 오목한 수용 공간을 형성하고 있다.
내부 노즐 (38) 이 퇴피 위치에 배치되면, 내부 노즐 (38) 의 수평부 (38h) 의 전체가, 평면에서 보아 돌출부 (15b) 와 겹치고, 수용 공간에 수용된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이 때, 토출구 (38p) 가 형성된 수평부 (38h) 의 선단부는, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 보다 외측에 배치된다. 내부 노즐 (38) 을 퇴피 위치에 배치하면, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 과 중앙 가드 (11B) 의 상단 (11a) 을 상하 방향으로 서로 접근시킬 수 있다. 이에 의해, 외측 가드 (11A) 와 중앙 가드 (11B) 사이에 진입하는 액체의 양을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 내부 노즐 (38) 은, 하우징 (70) 에 지지되어 있다. 동일하게, 스캔 유닛 (71) 은, 하우징 (70) 에 지지되어 있다. 스캔 유닛 (71) 의 전동 모터 (72) 는, 상하 방향으로 신축 가능한 벨로즈 (73) 중에 배치되어 있다. 하우징 (70) 은, 제 1 브래킷 (74A) 을 개재하여 외측 가드 (11A) 에 지지되어 있고, 제 2 브래킷 (74B) 을 개재하여 가드 승강 유닛 (17) 에 지지되어 있다. 가드 승강 유닛 (17) 이 외측 가드 (11A) 를 승강시키면, 하우징 (70) 도 승강한다. 이에 의해, 내부 노즐 (38) 및 스캔 유닛 (71) 이, 외측 가드 (11A) 와 함께 승강한다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러 (3) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 프로그램에 따라, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (CPU) (3A) 와, 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함하고, 프로세서 (3A) 가 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러 (3) 는, 반송 로봇 (IR, CR), 스핀 모터 (23), 대향 부재 승강 유닛 (27), 가드 승강 유닛 (17) (외측 가드 승강 유닛 (17A), 중앙 가드 승강 유닛 (17B) 및 내측 가드 승강 유닛 (17C)), 노즐 이동 유닛 (18) 및 밸브류 (10, 51 ∼ 59) 등의 동작을 제어한다. 밸브 (51 ∼ 58) 가 제어됨으로써, 대응하는 노즐 (튜브) 로부터의 유체의 토출의 유무나 토출 유량이 제어된다. 밸브 (59) 가 제어됨으로써, 중앙 개구 (6b) 로부터의 기체의 토출의 유무나 토출 유량이 제어된다. 밸브 (10) 가 제어됨으로써, 배기 덕트 (9) 로부터의 배기의 유무나 배기 유량이 제어된다.
도 5 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고, 주로, 컨트롤러 (3) 가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 도 6a ∼ 도 6k 는, 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 7 은, 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 타임 차트이다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 (S1), 제 1 약액 처리 (S2), 제 1 린스액 처리 (S3), 제 2 약액 처리 (S4), 제 2 린스액 처리 (S5), 유기 용제 처리 (S6), 소수화제 처리 (S7), 저표면 장력 액체 처리 (S8), 건조 처리 (S9) 및 기판 반출 (S10) 이 이 순서로 실행된다.
먼저, 도 1 을 참조하여, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 기판 (W) 이, 반송 로봇 (IR, CR) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 스핀 척 (5) 에 전달된다 (스텝 S1 : 기판 반입). 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 배기 밸브 (10) (도 2 참조) 가 항상 열려 있고, 배기 밸브 (10) 의 개도는 일정하다.
그리고, 도 6a 를 참조하여, 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 에 의해 반출될 때까지의 동안, 복수의 가드 (11) 에 둘러싸인 위치에서 스핀 척 (5) 에 의해 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정). 그리고, 스핀 모터 (23) (도 2 참조) 가 스핀 베이스 (21) 의 회전을 개시시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 의 회전이 개시된다 (기판 회전 공정). 그리고, 대향 부재 승강 유닛 (27) 이 대향 부재 (6) 를 상위치에 위치시킨다.
그리고, 제 1 약액 처리 (S2) 가 개시된다. 제 1 약액 처리 (S2) 에서는, 기판 (W) 상에 약액으로서 DHF (희불산) 를 공급한다.
구체적으로는, 가드 승강 유닛 (17) 이, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 3 상태로 전환한다. 그리고, 노즐 이동 유닛 (18) 이, 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 을 처리 위치에 이동시킨다. 그리고, 제 1 약액 밸브 (51) 가 열린다. 이에 의해, 제 1 약액 노즐 (31) 로부터 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 DHF (약액) 가 공급된다 (약액 공급 공정). DHF 는 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 상에 DHF 의 액막 (100) 이 형성된다. DHF 는, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 기판 (W) 으로부터 비산한 액체는, 중앙 가드 (11B) 의 연장 형성부 (15) 와 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 사이를 통과하여, 중앙 가드 (11B) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다.
다음으로, 제 1 린스액 처리 (S3) 가 실행된다. 제 1 린스액 처리 (S3) 에서는, 기판 (W) 상의 DHF 가 DIW 에 의해 씻겨 나간다.
구체적으로는, 제 1 약액 밸브 (51) 가 닫힌다. 이에 의해, 제 1 약액 노즐 (31) 로부터의 DHF 의 토출이 정지된다. 그리고, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 제 1 린스액 밸브 (53) 가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 제 1 린스액 노즐 (33) 로부터 DIW (린스액) 가 공급된다 (린스액 공급 공정). DIW 는 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 액막 (100) 내의 DHF 가 DIW 에 의해 치환된다. DHF 및 DIW 의 혼합액이나 DIW 는, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 기판 (W) 으로부터 비산한 액체는, 중앙 가드 (11B) 의 연장 형성부 (15) 와 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 사이를 통과하여, 중앙 가드 (11B) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다.
다음으로, 제 2 약액 처리 (S4) 가 실행된다. 제 2 약액 처리 (S4) 에서는, SC1 이 기판 (W) 의 상면에 공급된다.
구체적으로는, 제 1 린스액 밸브 (53) 가 닫힌다. 이에 의해, 제 1 린스액 노즐 (33) 로부터의 DIW 의 토출이 정지된다. 그리고, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 가드 승강 유닛 (17) 이, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 3 상태로부터 제 2 상태로 전환한다. 구체적으로는, 복수의 가드 (11) 는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 내측 가드 (11C) 가 수용하는 상태가 된다.
그리고, 제 2 약액 밸브 (52) 가 열린다. 이에 의해, 제 2 약액 노즐 (32) 로부터 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 SC1 이 토출 (공급) 된다 (약액 공급 공정). 약액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 액막 (100) 내의 DIW 가 SC1 에 의해 치환된다. 그리고, 기판 (W) 의 상면이 SC1 에 의해 처리된다. SC1 및 DIW 의 혼합액이나 SC1 은, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 기판 (W) 으로부터 비산한 액체는, 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 의 하방을 통과하여, 내측 가드 (11C) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다.
다음으로, 제 2 린스액 처리 (S5) 가 실행된다. 제 2 린스액 처리 (S5) 에서는, 기판 (W) 상의 SC1 이 탄산수에 의해 씻겨 나간다.
구체적으로는, 도 6d 및 도 7 을 참조하여, 제 2 약액 밸브 (52) 가 닫힌다. 이에 의해, 제 2 약액 노즐 (32) 로부터의 SC1 의 토출이 정지된다. 그리고, 노즐 이동 유닛 (18) 이, 제 1 약액 노즐 (31), 제 2 약액 노즐 (32) 및 제 1 린스액 노즐 (33) 을 퇴피 위치에 배치시킨다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛 (27) 이, 대향 부재 (6) 를 상위치와 하위치 사이의 근접 위치에 배치한다. 이 기판 처리에 있어서, 근접 거리에는, 제 1 근접 위치 (후술하는 도 6g 에 나타내는 위치) 와, 제 1 근접 위치보다 기판 (W) 의 상면으로부터 이간된 제 2 근접 위치 (도 6d 에 나타내는 위치) 가 포함된다. 제 1 근접 위치에 위치하는 대향 부재 (6) 의 하면과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리를 제 1 거리라고 한다. 제 1 거리는, 예를 들어, 15 ㎜ 이다. 제 2 근접 위치에 위치하는 대향 부재 (6) 의 하면과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리를 제 2 거리라고 한다. 제 2 거리는, 예를 들어, 5 ㎜ 이다. 제 2 린스액 처리에서는, 대향 부재 (6) 는, 제 2 근접 위치에 배치된다.
여기서, 적어도 1 개의 가드 (11) 의 상단 (11a) 을, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 동등한 높이 또는 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 보다 상방의 높이에 위치시키면, 기판 (W) 의 상면과 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 사이의 공간 (90) 의 밀폐도를 높일 수 있다. 복수의 가드 (11) 가 상위치에 위치하고, 또한, 대향 부재 (6) 가 제 1 근접 위치에 위치하는 상태에서, 복수의 가드 (11) 의 상단 (11a) 은, 대향면 (6a) 보다 상방에 위치한다. 그 때문에, 공간 (90) 의 밀폐도가 높아져 있다 (밀폐 공정).
공간 (90) 의 밀폐도가 높아진 상태에서, 기체 밸브 (59) 가 열린다. 이에 의해, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 질소 가스가 공간 (90) 내에 공급되기 시작한다 (기체 공급 공정, 불활성 가스 공급 공정). 또한, 배기 밸브 (10) (도 2 참조) 는 열린 상태로 유지된다. 그 때문에, 공간 (90) 내의 분위기 (기판 (W) 의 상면의 근방의 분위기) 가 배기된다 (배기 공정). 그 때문에, 공간 (90) 내의 공기가 치환되기 시작하고, 공간 (90) 내의 분위기의 습도의 조정이 개시된다. 구체적으로는, 공간 (90) 내의 습도가, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 질소 가스의 습도에 가까워지도록 변화하기 시작한다. 제 2 린스액 처리에 있어서 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 질소 가스의 유량 (토출 유량) 은, 비교적 대유량이다. 제 2 린스액 처리에 있어서의 질소 가스의 토출 유량은, 예를 들어, 50 ℓ/min 이다.
그리고, 제 2 린스액 밸브 (55) 가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 중심 노즐 (60) 의 제 1 튜브 (35) 의 토출구 (60a) 로부터 탄산수 (린스액) 가 토출 (공급) 된다 (린스액 공급 공정). 제 1 튜브 (35) 로부터 토출되는 탄산수의 유량 (토출 유량) 은, 예를 들어, 2000 ㎖/min 이다. 탄산수는 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 액막 (100) 내의 SC1 이 탄산수에 의해 치환된다.
SC1 및 탄산수의 혼합액이나 탄산수는, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 복수의 가드 (11) 의 상태는, 제 2 약액 처리 (S4) 와 동일한 제 2 상태로 유지된다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 비산한 액체는, 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 보다 하방을 통과하여, 중앙 가드 (11B) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다. 제 2 린스액 처리에서는, 스핀 모터 (23) 가, 기판 (W) 을 2000 rpm 으로 회전시킨다.
기판 (W) 의 상면으로의 탄산수의 공급이 개시되어 소정 시간 (예를 들어 15 초) 이 경과한 후, 유기 용제 처리 (S6) 가 실행된다. 유기 용제 처리에서는, 기판 (W) 의 상면의 탄산수 (린스액) 가 IPA (유기 용제) 로 치환된다.
구체적으로는, 도 6e 및 도 7 을 참조하여, 제 2 린스액 밸브 (55) 가 닫힌다. 이에 의해, 제 1 튜브 (35) 로부터의 탄산수의 토출이 정지된다. 그리고, 유기 용제 밸브 (57) 가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 중심 노즐 (60) 의 제 3 튜브 (37) 의 토출구 (60a) 로부터 IPA (유기 용제) 가 토출 (공급) 된다 (유기 용제 공급 공정). 제 3 튜브 (37) 로부터 토출되는 IPA 의 유량 (토출 유량) 은, 예를 들어, 300 ㎖/min 이다. IPA 는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. IPA 는, 탄산수와 혼화하기 때문에, 기판 (W) 상의 액막 (100) 내의 탄산수가 IPA 에 의해 치환된다. 탄산수 및 IPA 의 혼합액이나 IPA 는, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다.
복수의 가드 (11) 의 상태는, 제 2 린스액 처리 (S5) 와 동일한 제 2 상태로 유지된다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 내측 가드 (11C) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다. 대향 부재 (6) 의 위치는, 제 2 린스액 처리 (S5) 와 동일하게 제 1 근접 위치에 유지된다.
그리고, 가열 유체 밸브 (54) 가 열린다. 이에 의해, 하면 노즐 (34) 로부터, 온수 (가열 유체) 가 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역을 향하여 토출된다. 이에 의해, 가열 유체 공급 공정이 개시되고, 기판 (W) 의 가열이 개시된다 (기판 가열 공정). 이와 같이, 하면 노즐 (34) 은, 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 유닛으로서 기능한다. 가열 유체 공급 공정은, 유기 용제 공급 공정과 병행하여 실행된다. 기판 (W) 의 회전 속도는, 제 2 린스액 처리 (S5) 와 동일한 상태 (2000 rpm) 로 유지된다. 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 질소 가스의 토출 유량도 대유량으로 유지된다.
제 3 튜브 (37) 로부터의 IPA 의 토출이 개시된 후 소정 시간 (예를 들어 9 초) 이 경과하면, 도 6f 에 나타내는 바와 같이, 가드 승강 유닛 (17) 이, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 2 상태로부터 제 1 상태로 전환한다 (제 1 가드 전환 공정). 제 1 가드 전환 공정의 실행 중, 적어도, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 은, 대향면 (6a) 보다 상방에 위치하고 있다. 요컨대, 제 1 가드 전환 공정의 실행 중에도 밀폐 공정이 실행되고 있다. 또한, 기판 (W) 의 회전 속도도 2000 rpm 으로부터 300 rpm 으로 변경된다.
복수의 가드 (11) 의 위치가 변경된 후 소정 시간 (예를 들어 6 초) 경과한 후, 소수화제 처리 (S7) 가 개시된다. 소수화제 처리 (S7) 에서는, 소수화제에 의해 기판 (W) 의 상면이 소수화된다.
구체적으로는, 도 6g 및 도 7 을 참조하여, 유기 용제 밸브 (57) 가 닫힌다. 이에 의해, 제 3 튜브 (37) 로부터의 유기 용제의 토출이 정지된다. 그리고, 소수화제 밸브 (56) 가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 중심 노즐 (60) 의 제 2 튜브 (36) 의 토출구 (60a) 로부터 소수화제가 토출 (공급) 된다 (소수화제 공급 공정). 제 2 튜브 (36) 로부터 토출되는 소수화제의 유량 (토출 유량) 은, 예를 들어, 150 ㎖/min 이다. 소수화제는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. IPA 는 소수화제와 혼화 가능하기 때문에, 기판 (W) 상의 액막 (100) 내의 IPA 가 소수화제에 의해 치환된다. IPA 및 소수화제의 혼합액이나 소수화제는, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다.
복수의 가드 (11) 의 상태는, 제 1 상태로 유지되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 외측 가드 (11A) (제 1 가드) 의 연장 형성부 (15) (제 1 연장 형성부) 와 내측 가드 (11C) (제 2 가드) 의 연장 형성부 (15) (제 2 연장 형성부) 사이를 통과하여, 외측 가드 (11A) 의 통상부 (14) (제 1 통상부) 에 의해 수용된다. 엄밀하게는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 와 중앙 가드 (11B) 의 연장 형성부 (15) 사이를 통과한다. 기판 (W) 의 회전 속도가 300 rpm 으로부터 500 rpm 으로 변경된다. 그리고, 기체 밸브 (58) 의 개도가 조정되고, 질소 가스의 토출 유량이 비교적 소유량 (예를 들어, 10 ℓ/min) 이 된다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 대향 부재 (6) 를 제 2 근접 위치보다 상방의 위치인 제 1 근접 위치로 이동시킨다. 외측 가드 (11A) 가 상위치에 위치하고, 또한, 대향 부재 (6) 가 제 1 근접 위치에 위치하는 상태에서, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 은, 대향면 (6a) 보다 상방에 위치한다. 그 때문에, 공간 (90) 의 밀폐도가 높아진 상태가 유지되어 있다. 또한, 배기 유닛 (8) 에 의한 공간 (90) 내의 분위기의 배기는, 제 1 가드 전환 공정 후에도 계속되고 있다.
제 2 근접 위치로부터 제 1 근접 위치로의 대향 부재 (6) 의 이동은, 소수화제의 공급의 개시와 동시에 실시된다. 제 2 근접 위치로부터 제 1 근접 위치로 대향 부재 (6) 가 이동되는 타이밍은, 소수화제의 공급의 개시보다 약간 빨라도 되고, 소수화제의 공급의 개시보다 약간 늦어도 된다.
소수화제의 토출이 개시된 후 소정 시간 (예를 들어 15 초) 경과한 후, 저표면 장력 액체 처리 (S8) 가 개시된다. 저표면 장력 액체 처리에서는, 기판 (W) 의 상면의 소수화제가 IPA 로 치환된다.
구체적으로는, 도 6h 및 도 7 을 참조하여, 소수화제 밸브 (56) 가 닫힌다. 이에 의해, 제 2 튜브 (36) 로부터의 소수화제의 토출이 정지된다. 그리고, 유기 용제 밸브 (57) 가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 중심 노즐 (60) 의 제 3 튜브 (37) 의 토출구 (60a) 로부터 IPA (저표면 장력 액체) 가 토출 (공급) 된다 (저표면 장력 액체 공급 공정). 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서의 IPA 의 토출 유량은, 예를 들어, 유기 용제 공급 공정과 동일하고, 예를 들어, 300 ㎖/min 이다. IPA 는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 액막 (100) 내의 소수화제가 IPA 에 의해 치환된다.
IPA 및 소수화제의 혼합액은, 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 복수의 가드 (11) 의 상태는, 제 1 상태로 유지되어 있다. 다시 말하면, 제 1 가드 전환 공정은, 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에 실행되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 외측 가드 (11A) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다.
기판 (W) 의 회전 속도가 500 rpm 으로부터 300 rpm 으로 변경된다. 저표면 장력 액체 처리 (S8) 에서는, 기판 (W) 의 회전 속도는 300 rpm 으로 유지된다.
도 6i 에 나타내는 바와 같이, IPA 의 토출이 개시된 후 소정 시간 (예를 들어 10 초) 경과한 후, 대향 부재 승강 유닛 (27) 이, 대향 부재 (6) 를 제 1 근접 위치로부터 제 2 근접 위치로 이동시킨다. 다시 말하면, 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면의 거리가 제 1 거리 (L1) 로부터 제 2 거리 (L2) 로 변경된다. 외측 가드 (11A) 가 상위치에 위치하고, 또한, 대향 부재 (6) 가 제 2 근접 위치에 위치하는 상태에서, 외측 가드 (11A) 의 상단 (11a) 은, 대향면 (6a) 보다 상방에 위치한다. 그 때문에, 공간 (90) 의 밀폐도가 높아진 상태가 유지되어 있다. 그리고, 기체 밸브 (58) 의 개도가 조정되고, 질소 가스의 토출 유량이 비교적 대유량 (예를 들어, 50 ℓ/min) 으로 변경된다.
대향 부재 (6) 가 제 1 근접 위치로 이동된 후 소정 시간 (예를 들어 40 초) 경과한 후, 도 6j 에 나타내는 바와 같이, 가드 승강 유닛 (17) 은, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환한다 (제 2 가드 전환 공정). 제 2 가드 전환 공정은, 제 3 튜브 (37) 로부터 IPA 가 토출되고 있는 동안 (저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중) 에 실행된다. 저표면 장력 액체 공급 공정 중에 있어서 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 외측 가드 (11A) 가 수용하는 시간 (T1) 이, 저표면 장력 액체 공급 공정 중에 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 내측 가드 (11C) 가 수용하는 시간 (T2) 보다 길어지도록, 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환되는 것이 바람직하다 (도 7 참조). 기판 (W) 상의 소수화제가 IPA 로 완전하게 치환된 후에 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환되는 것이 더욱 바람직하다.
제 2 가드 전환 공정에 의해, 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 내측 가드 (11C) (제 2 가드) 의 연장 형성부 (15) (제 2 연장 형성부) 의 하방을 통과하여, 내측 가드 (11C) 의 통상부 (14) (제 2 통상부) 에 의해 수용된다.
복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환된 후 소정 시간 (예를 들어 10 초) 경과한 후, 건조 처리 (S9) 가 개시된다. 건조 처리에서는, 원심력에 의해 기판 (W) 상의 저표면 장력 액체의 액막 (100) 을 기판 (W) 상으로부터 배제함으로써, 기판 (W) 이 건조된다 (기판 건조 공정).
상세하게는, 도 6k 및 도 7 을 참조하여, 유기 용제 밸브 (57) 및 기체 밸브 (58) 가 닫힌다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면으로의 IPA 의 공급이 정지되고, 또한, 기판 (W) 의 상면과 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 사이의 공간 (90) 으로의 질소 가스의 공급이 정지된다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛 (27) 이 대향 부재 (6) 를 하위치로 이동시킨다. 그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 을 예를 들어, 2000 rpm 으로 회전시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 액 성분이 털리고, 기판 (W) 이 건조된다.
그 후, 스핀 모터 (23) 가 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛 (27) 이 대향 부재 (6) 를 상위치로 이동시킨다. 그리고 가드 승강 유닛 (17) 이, 복수의 가드 (11) 를 하위치에 배치한다. 그 후, 도 1 도 참조하여, 반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하여, 스핀 척 (5) 으로부터 처리가 완료된 기판 (W) 을 건져 올려, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (S10). 그 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 전달되고, 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
다음으로, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 내의 습도의 변화에 대하여 설명한다.
여기서, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리가 작을 수록, 질소 가스 등의 기체에 의해 치환해야 하는 분위기의 체적이 작아진다. 그 때문에, 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 분위기에 있어서의, 단위 시간 당 질소 가스에 의해 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이로부터 압출되는 기체의 비율이 커진다. 그 때문에, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리가 작을 수록, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 내의 습도가, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 기체의 습도에 가까워진다. 요컨대, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 내의 습도가 낮아진다.
또한, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 기체의 유량이 클수록, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 내의 습도가, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 토출되는 기체의 습도에 가까워진다. 요컨대, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 내의 습도가 낮아진다.
도 7 을 참조하여, 소수화제 처리 (S7) 에 있어서, 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 제 2 근접 위치보다 기판 (W) 의 상면으로부터 이간한 제 1 근접 위치에 대향 부재 (6) 를 배치한다. 또한, 기체 밸브 (59) 는, 그 개도가 조정되고, 질소 가스의 토출 유량이 비교적 소유량이 되어 있다. 그 때문에, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 내의 습도가, 비교적 고습도 (제 1 습도) 로 조정된다 (습도 조정 공정). 공간 (90) 내 전체의 습도가 제 1 습도로 되어 있을 필요는 없고, 적어도 기판 (W) 상의 액막 (100) 에 접하는 분위기의 습도가 제 1 습도가 되어 있으면 된다.
저표면 장력 액체 처리 (S8) 에 있어서, 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 제 2 근접 위치에 대향 부재 (6) 를 배치한다. 요컨대, 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리를, 제 1 거리 (L1) 로부터 제 2 거리 (L2) 로 변경한다. 또한, 기체 밸브 (59) 는, 그 개도가 조정되고, 질소 가스의 토출 유량이 비교적 대유량이 되어 있다. 이에 의해, 공간 (90) 내의 습도가 제 1 습도보다 저습도인 제 2 습도로 조정된다 (습도 조정 공정). 공간 (90) 내 전체의 습도가 제 2 습도로 되어 있을 필요는 없고, 적어도 기판 (W) 상의 액막 (100) 에 접하는 분위기의 습도가 제 2 습도가 되어 있으면 된다.
유기 용제 처리 (S6) 에 있어서, 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 제 2 근접 위치에 대향 부재 (6) 를 배치한다. 또한, 기체 밸브 (59) 는, 그 개도가 조정되고, 질소 가스의 토출 유량이 비교적 대유량이 되어 있다. 따라서, 공간 (90) 내의 습도가 제 1 습도보다 저습도인 제 3 습도로 조정된다 (습도 조정 공정). 또한, 이 기판 처리에서는, 제 2 린스액 처리 (S5) 에 있어서의 질소 가스의 공급의 개시 직후에 이미 공간 (90) 내의 습도가 제 3 습도로 조정되어 있다. 그러나, 공간 (90) 내의 습도는, 유기 용제 처리 (S6)의 개시시에 제 3 습도가 되도록 조정되어도 된다. 공간 (90) 내 전체의 습도가 제 3 습도로 되어 있을 필요는 없고, 적어도 기판 (W) 상의 액막 (100) 에 접하는 분위기의 습도가 제 3 습도가 되어 있으면 된다.
이 실시형태에서는, 유기 용제 처리 (S6) 대향 부재 (6) 의 위치가 저표면 장력 액체 처리 (S8) 에 있어서의 대향 부재 (6) 의 위치와 동일하게 제 2 근접 위치이기 때문에, 제 3 습도는 제 2 습도와 대략 동일한 습도이다. 이상과 같이, 대향 부재 승강 유닛 (27) 및 기체 밸브 (59) 는, 습도 조정 유닛으로서 기능한다. 또한, 습도 조정 공정은, 기체 공급 공정의 실행 중에 실시된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 복수의 가드 (11) 에 둘러싸인 위치에서 스핀 척 (5) (기판 유지 유닛) 에 유지된 기판 (W) 이, 스핀 모터 (23) (기판 회전 유닛) 에 의해 회전 축선 (A1) 주위로 회전된다 (기판 회전 공정). 회전 상태의 기판 (W) 의 상면에, 제 2 튜브 (36) (소수화제 공급 유닛) 로부터 소수화제가 공급된다 (소수화제 공급 공정). 기판 (W) 상의 소수화제를 IPA (저표면 장력 액체) 로 치환하기 위해서, 회전 상태의 기판의 상면에 제 3 튜브 (37) (저표면 장력 액체 공급 유닛) 로부터 IPA 가 공급된다 (저표면 장력 액체 공급 공정). 가드 승강 유닛 (17) (가드 전환 유닛) 은, 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 1 상태로 전환하고 (제 1 가드 전환 공정), 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 제 1 상태로부터 제 2 상태로, 복수의 가드 (11) 의 상태를 전환한다 (제 2 가드 전환 공정).
이 구성에 의하면, 저표면 장력 액체 공급 공정 전에, 기판 (W) 의 상면이 소수화제로 소수화된다. 그 때문에, IPA 가 기판 (W) 의 상면에 미치는 표면 장력이 저감된다.
또한, 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 복수의 가드 (11) 의 상태가, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환된다. 요컨대, 기판 (W) 상의 소수화제의 적어도 일부가 기판 (W) 으로부터 비산한 후에, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 수용하는 가드 (11) 가 외측 가드 (11A) (제 1 가드) 로부터 내측 가드 (11C) (제 2 가드) 로 전환된다. 따라서, 내측 가드 (11C) 로의 소수화제의 부착이 억제 또는 방지된다. 따라서, 소수화제가 내측 가드 (11C) 로부터 튀어올라 기판 (W) 의 상면에 부착되는 것이 억제된다.
또한, 복수의 가드 (11) 의 상태의 전환은, 저표면 장력 액체 공급 공정의 종료 후가 아니라 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에 실시된다. 따라서, 만일, 소수화제가 외측 가드 (11A) 로부터 튀어올라 기판 (W) 에 부착된 경우에도, 기판 (W) 상의 소수화제는, IPA 에 의해 씻겨 나간다. 이에 의해, 파티클의 발생이 억제된다.
또한, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 바뀔 때까지는, 외측 가드 (11A) 가 IPA 에 의해 씻긴다. 이에 의해, 외측 가드 (11A) 에 잔류하는 소수화제나, 외측 가드 (11A) 의 근방의 분위기에 존재하는 소수화제의 미스트나 증기가 감소한다. 따라서, 기판 (W) 으로의 소수화제의 부착이 억제 또는 방지된다.
이상과 같이, IPA 가 기판 (W) 의 상면에 미치는 표면 장력이 저감되고, 또한, 파티클의 발생이 억제된다. 그 결과, 기판 (W) 을 양호하게 건조시킬 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서 외측 가드 (11A) 가 IPA 를 수용하는 시간 (T1) 이, 저표면 장력 액체 공급 공정에 있어서 내측 가드 (11C) 가 IPA 를 수용하는 시간 (T2) 보다 길어지도록, 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 가드 승강 유닛 (17) 에 의해 제 1 상태로부터 제 2 상태로 복수의 가드 (11) 의 상태가 전환된다.
그 때문에, 제 1 상태로부터 제 2 상태로의 전환시에 기판 (W) 상에 존재하는 소수화제의 양을, 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 내측 가드 (11C) 로의 소수화제의 부착이 효과적으로 억제 또는 방지된다. 또한, IPA 에 의한 외측 가드 (11A) 의 세정 시간이 길어지기 때문에, 외측 가드 (11A) 에 잔류하는 소수화제나, 외측 가드 (11A) 의 근방의 분위기에 존재하는 소수화제의 미스트나 증기가 감소한다.
또한, 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 기판 (W) 상의 소수화제가 IPA 로 치환된 후에, 제 1 상태로부터 제 2 상태로 복수의 가드 (11) 의 상태가 전환되는 구성이면, 내측 가드 (11C) 로의 소수화제의 부착이 더욱 효과적으로 억제 또는 방지된다.
또한, 이 실시형태에서는, 스핀 모터 (23) 에 의해 기판 (W) 을 회전시켜 기판 (W) 상의 IPA 를 배제함으로써, 기판 (W) 이 건조된다 (기판 건조 공정). 그 때문에, 기판 (W) 상의 IPA 를 신속하게 제거할 수 있다. 따라서, IPA 가 기판 (W) 의 상면에 표면 장력을 미치는 시간을 저감시킬 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 제 1 가드 전환 공정에 있어서, 가드 승강 유닛 (17) 에 의해, 외측 가드 (11A) 및 내측 가드 (11C) 중 적어도 일방의 상단 (11a) 이 대향면 (6a) 과 동등한 높이 또는 대향면 (6a) 보다 상방에 위치됨으로써 밀폐 공정이 실행된다. 그 때문에, 기판의 상면과 대향면 사이의 공간의 밀폐도가 향상된다. 그리고, 배기 유닛 (8) 에 의해 기판 (W) 의 상면과 대향면 (6a) 사이의 분위기가 배기된다. 기판의 상면과 대향면 사이의 공간의 밀폐도가 향상된 상태에서, 기판 (W) 의 상면과 대향면 (6a) 사이의 분위기를 배기함으로써, 기판 (W) 의 상면과 대향면 (6a) 사이를 떠다니는 소수화제의 미스트를 효율적으로 배제할 수 있다. 이에 의해, 기판 (W) 으로의 IPA 의 공급 중에 소수화제가 기판 (W) 의 상면에 부착되는 것이 억제된다.
또한, 이 실시형태에서는, 제 1 상태에서는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) (제 1 연장 형성부) 와 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) (제 2 연장 형성부) 사이를 통과하여 외측 가드 (11A) 의 통상부 (14) (제 1 통상부) 에 수용된다. 그리고, 제 2 가드 전환 공정에서는, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 와 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 의 간격이 좁아진다. 제 2 상태에서는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 의 하방을 통과하여 내측 가드 (11C) 의 통상부 (14) (제 2 통상부) 에 수용된다.
이 구성에 의하면, 기판 (W) 으로부터 비산하는 소수화제는, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 및 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 사이를 통과하여 외측 가드 (11A) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다. 그 때문에, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 및 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 사이에는, 소수화제의 미스트가 떠다니고 있을 우려가 있다. 따라서, 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환되기 전에는, 소수화제의 미스트를 취입한 액체가, 복수의 가드 (11) 로부터 튀어올라 기판 (W) 의 상면에 부착될 우려가 있다.
한편, 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환된 후에는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 의 하방을 통과하여 내측 가드 (11C) 의 통상부 (14) 에 의해 수용된다. 요컨대, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 소수화제의 미스트가 떠다니고 있을 우려가 있는 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 및 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 의 사이와는 다른 경로를 통과한다. 따라서, 복수의 가드 (11) 로부터 튀어오르는 액체가 소수화제의 미스트를 취입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환된 후여도, 소수화제의 미스트는, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 및 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 사이로부터 유출되고, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 (90) 에까지 도달하고, 최종적으로 기판 (W) 의 상면에 부착될 우려가 있다. 그래서, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 1 상태로부터 제 2 상태로 전환할 때에, 외측 가드 (11A) 의 연장 형성부 (15) 및 내측 가드 (11C) 의 연장 형성부 (15) 사이를 좁힘으로써, 소수화제의 미스트가 공간 (90) 으로부터 유출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 제 2 튜브 (36) 의 토출구 (36a) 로부터 IPA 가 토출되고 있는 동안에 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환된다. 그 때문에, IPA 의 토출 중에 복수의 가드 (11) 가 상하동하는 것에 의해, 복수의 가드 (11) 의 상태가 제 2 상태로 전환된다. 이에 의해, 외측 가드 (11A) 및 내측 가드 (11C) 에 있어서 기판 (W) 으로부터 비산하는 IPA 를 수용하는 부분이 IPA 의 토출 중에 변화한다. 따라서, 복수의 가드 (11) 의 상태를 제 2 상태로 전환할 때에, 외측 가드 (11A) 를 세정할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 소수화제 공급 공정 전에, 약액 공급 공정이 실행되고, 약액 공급 공정 후이고 또한 소수화제 공급 공정 전에, 린스액 공급 공정이 실행된다. 그리고, 린스액 공급 공정 후이고 또한 소수화제 공급 공정 전에 유기 용제 공급 공정이 실행된다.
이 구성에 의하면, IPA 등의 유기 용제는 탄산수 등의 린스액과 소수화제의 양방과 혼화한다. 따라서, 린스액과 소수화제가 혼화하지 않는 경우에도, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제를 공급하여 기판 (W) 상의 린스액을 유기 용제로 치환하고, 그 후, 기판 (W) 의 상면에 소수화제를 공급하여 기판 (W) 상의 유기 용제를 소수화제로 치환함으로써, 기판 (W) 의 상면을 소수화제로 덮을 수 있다. 따라서, 린스액 및 소수화제의 선택의 자유도가 향상된다.
또한, 이 실시형태에서는, 유기 용제 공급 공정과 병행하여, 온수 (가열 유체) 를 기판 (W) 의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 공정이 실행된다. 따라서, 소수화제 공급 공정 전에, 온수에 의해 미리 기판 (W) 이 가열된다. 그 때문에, 소수화제의 활성을 높일 수 있다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면을 고르게 소수화할 수 있다. 따라서, 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
이 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 외측 가드 (11A) 가, 제 1 상태에서 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 수용하는 가드 (11) (제 1 가드) 이고, 내측 가드 (11C) 가, 제 2 상태에서 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 수용하는 가드 (11) (제 2 가드) 였다. 그러나, 외측 가드 (11A), 중앙 가드 (11B) 및 내측 가드 (11C) 중 어느 것이, 제 1 가드로서 기능하고, 외측 가드 (11A), 중앙 가드 (11B) 및 내측 가드 (11C) 중 제 1 가드로서 기능하는 가드와는 다른 가드가 제 2 가드로서 기능하면 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 가드 (11) 가 합계로 3 개 형성되어 있었지만, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 가드 (11) 가 합계로 2 개 형성되어 있는 형태여도 되고, 가드가 합계로 4 개 이상 형성되어 있는 형태여도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태의 기판 처리에서는, 가드 (11) 의 상단 (11a) 이 대향면 (6a) 보다 상방의 높이 위치에 위치함으로써 공간 (90) 의 밀폐도가 높아졌다. 그러나, 상기 서술한 실시형태의 기판 처리와는 달리, 가드 (11) 의 상단 (11a) 이 대향면 (6a) 과 동등한 높이에 위치함으로써 공간 (90) 의 밀폐도가 높아져 있어도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 공간 (90) 내의 습도는, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리의 변경과, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터의 질소 가스의 토출 유량의 변경에 의해 조정되었다. 그러나, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리의 변경에 의해서만, 공간 (90) 내의 습도가 조정되어도 된다. 이 경우, 제 2 린스액 처리 (S5) 로부터 저표면 장력 액체 처리 (S8) 동안, 질소 가스는, 대향 부재 (6) 의 중앙 개구 (6b) 로부터 일정한 유량으로 토출된다. 또한, 배기 밸브 (10) 의 개도는, 일정하게 유지된다. 공간 (90) 내의 습도는, 대향 부재 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 거리의 변경과, 배기 밸브 (10) 의 개도의 변경에 의해서 조정되어도 된다.
또한, 소수화제 처리 (S7) 에서는, 내부 노즐 (38) 로부터 소수화제가 토출됨으로써, 기판 (W) 의 상면에 소수화제가 공급되어도 된다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2017년 8월 31일에 일본 특허청에 제출된 특원 2017-166501호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (18)

  1. 제 1 가드 및 제 2 가드를 갖는 복수의 가드에 평면에서 보아 둘러싸인 위치에 기판을 배치하고, 상기 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판의 상면을 소수화하는 액체인 소수화제를 회전 상태의 상기 기판의 상면에 공급하는 소수화제 공급 공정과,
    물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체로 상기 기판 상의 상기 소수화제를 치환하기 위해서, 회전 상태의 상기 기판의 상면에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 공정과,
    상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 1 가드가 수용하는 제 1 상태로, 상기 복수의 가드의 적어도 1 개를 상하동시키는 것에 의해, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 1 가드 전환 공정과,
    상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 상기 제 1 상태로부터, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 2 가드가 수용하는 제 2 상태로, 상기 복수의 가드를 상하동시키는 것에 의해, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 2 가드 전환 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 제 1 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간이, 상기 제 2 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간보다 길어지도록, 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 기판 상의 상기 소수화제가 상기 저표면 장력 액체로 치환된 후에, 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판을 회전시켜 상기 기판 상의 상기 저표면 장력 액체를 배제하는 것에 의해 상기 기판을 건조시키는 기판 건조 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 가드 전환 공정 후에, 상기 기판의 상면과, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재의 상기 대향면 사이의 분위기를 배기하는 배기 공정을 추가로 포함하고,
    상기 제 1 가드 전환 공정이, 상기 제 1 가드 및 상기 제 2 가드 중 적어도 일방의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방에 위치시키는 밀폐 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 가드 전환 공정이, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가, 상기 제 1 가드에 구비된 제 1 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되는 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 가드에 구비된 제 2 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되고 상기 제 1 연장 형성부에 하방으로부터 대향하는 제 2 연장 형성부 사이를 통과하여, 상기 제 1 통상부에 수용되는 상기 제 1 상태로, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함하고,
    상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가, 상기 제 2 연장 형성부의 하방을 통과하여 상기 제 2 통상부에 수용되도록, 상기 제 1 상태보다 상기 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 연장 형성부의 간격이 좁아진 상기 제 2 상태로, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    저표면 장력 액체 공급 공정이, 토출구로부터 상기 기판의 상면을 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 공정을 포함하고,
    상기 제 2 가드 전환 공정이, 상기 토출구로부터 상기 저표면 장력 액체가 토출되고 있는 동안에 상기 복수의 가드의 상태를 상기 제 2 상태로 전환하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 기판의 상면을 처리하는 약액을 상기 기판의 상면에 공급하는 약액 공급 공정과,
    상기 약액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 약액을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 공정과,
    상기 린스액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 린스액 및 상기 소수화제와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 상면에 공급하는 유기 용제 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기 용제 공급 공정과 병행하여, 상기 기판을 가열하는 가열 유체를 상기 기판의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 수평으로 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과,
    상기 기판의 상면을 소수화하는 액체인 소수화제를 상기 기판의 상면에 공급하는 소수화제 공급 유닛과,
    물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체를 상기 기판의 상면에 공급하는 저표면 장력 액체 공급 유닛과,
    평면에서 보아 상기 기판을 둘러싸고, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 수용하는 제 1 가드 및 제 2 가드를 갖는 복수의 가드와,
    상기 복수의 가드의 적어도 1 개를 상하동시키는 것에 의해, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 1 가드가 수용하는 제 1 상태와, 상기 기판으로부터 비산하는 액체를 상기 제 2 가드가 수용하는 제 2 상태로, 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 가드 전환 유닛과,
    상기 기판 회전 유닛, 상기 소수화제 공급 유닛, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛 및 상기 가드 전환 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 복수의 가드에 평면에서 보아 둘러싸인 위치에서 상기 기판 유지 유닛에 유지된 상기 기판을, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 소수화제 공급 유닛으로부터 회전 상태의 상기 기판의 상면에 상기 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 공정과, 상기 기판 상의 상기 소수화제를 상기 저표면 장력 액체로 치환하기 위해서, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛으로부터 회전 상태의 상기 기판의 상면에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 개시 전에, 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 복수의 가드의 상태를 상기 제 1 상태로 전환하는 제 1 가드 전환 공정과, 상기 저표면 장력 액체 공급 공정의 실행 중에, 상기 가드 전환 유닛에 의해, 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 제 2 가드 전환 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 제 1 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간이, 상기 제 2 가드가 상기 저표면 장력 액체를 수용하는 시간보다 길어지도록, 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 기판 상의 상기 소수화제가 상기 저표면 장력 액체로 치환된 후에, 상기 가드 전환 유닛에 의해 상기 제 1 상태로부터 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시켜 상기 기판 상의 상기 저표면 장력 액체를 배제함으로써, 상기 기판을 건조시키는 기판 건조 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 기판의 상면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재와,
    상기 기판의 상면과 상기 대향면 사이의 분위기를 배기하는 배기 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 배기 유닛에 의해 상기 기판의 상면과 상기 대향면 사이의 분위기를 배기하는 배기 공정을 실행하고, 또한, 상기 제 1 가드 전환 공정에 있어서, 상기 가드 전환 유닛에 의해, 상기 제 1 가드 및 상기 제 2 가드 중 적어도 일방의 상단을 상기 대향면과 동등한 높이 또는 상기 대향면보다 상방에 위치시키는 밀폐 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 가드가, 상기 기판을 둘러싸는 제 1 통상부와, 상기 제 1 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되는 제 1 연장 형성부를 포함하고,
    상기 제 2 가드가, 상기 제 1 통상부보다 내측에서 상기 기판을 둘러싸는 제 2 통상부와, 상기 제 2 통상부의 상단으로부터 상기 대향 부재를 향하여 비스듬히 위로 연장되고, 상기 제 1 연장 형성부에 하방으로부터 대향하는 제 2 연장 형성부를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 제 1 가드 전환 공정에 있어서, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가 상기 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 연장 형성부 사이를 통과하여 상기 제 1 통상부에 수용되는 상기 제 1 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 실행하고, 또한, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 기판으로부터 비산하는 액체가 상기 제 2 연장 형성부의 하방을 통과하여 상기 제 2 통상부가 수용하도록, 상기 제 1 상태보다 상기 제 1 연장 형성부와 상기 제 2 연장 형성부의 간격이 좁아진 상기 제 2 상태로 상기 복수의 가드의 상태를 전환하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 저표면 장력 액체 공급 유닛이, 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 토출구를 갖고,
    상기 컨트롤러가, 상기 제 2 가드 전환 공정에 있어서, 상기 토출구로부터 상기 저표면 장력 액체가 토출되고 있는 동안에, 상기 가드 전환 유닛이 상기 복수의 가드의 상태를 상기 제 2 상태로 전환하는 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 기판의 상면을 처리하는 약액을 상기 기판의 상면에 공급하는 약액 공급 유닛과,
    상기 약액을 씻어내는 린스액을 상기 기판의 상면에 공급하는 린스액 공급 유닛과,
    상기 린스액 및 상기 소수화제와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 상면에 공급하는 유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 기판의 상면에 상기 약액 공급 유닛으로부터 상기 약액을 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 린스액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정과, 상기 린스액 공급 공정 후이고 또한 상기 소수화제 공급 공정 전에, 상기 유기 용제 공급 유닛으로부터 상기 기판의 상면에 상기 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판을 가열하는 가열 유체를 상기 기판의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 유기 용제 공급 공정과 병행하여, 상기 가열 유체를 상기 기판의 하면에 공급하는 가열 유체 공급 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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