KR20190058416A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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가즈노리 후지카와
도모노리 고지마루
도모마사 이시다
아유미 히구치
나오즈미 후지와라
가나 고모리
쇼타 이와하타
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

저표면 장력 액체 공급 유닛으로부터 기판의 표면에 저표면 장력 액체가 공급됨으로써, 기판의 표면에 저표면 장력 액체의 액막이 형성된다. 회전 상태의 기판의 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스 공급 유닛으로부터 불활성 가스가 공급됨으로써, 저표면 장력 액체의 액막에 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구가 형성되고, 그 개구가 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대된다. 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 착액 위치가 위치하도록, 저표면 장력 액체의 착액 위치가 개구의 확대에 따라 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 변경된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
이 발명은, 액체로 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 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 1 장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리에서는, 예를 들어, 스핀 척에 의해 대략 수평으로 유지된 기판에 대하여 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되고, 그것에 의해, 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제하기 위한 스핀 드라이 공정이 실시된다.
일본 공개특허공보 2010-177371호의 도 14 에 나타내는 바와 같이, 기판의 표면에 미세한 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 액면 (공기와 액체의 계면) 이 패턴 내에 형성된다. 이 경우, 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 공급함으로써 패턴의 내부에 들어간 물을 IPA 로 치환하고, 그 후에 IPA 를 제거함으로써 기판의 표면을 건조시키는 수법이 제안되어 있다.
예를 들어, 기판의 상면에 IPA 를 공급하여 IPA 의 액막을 형성시킨다. 그 후, 기판의 중앙부를 통과하는 회전 중심 주위로 회전된 기판의 상면 중앙부에 질소 가스가 분사된다. 그 때문에, 기판의 상면 중앙부로부터 IPA 가 제거되고, 그에 의해 구멍이 형성된다 (일본 공개특허공보 2010-177371호). 그 후, 기판의 회전에 의한 원심력이나 질소 가스의 분사력에 의해 환상의 액막의 내경이 커지게 된다. 그로 인해, 액막이 기판 밖으로 배제되고, 그에 의해, 기판의 표면이 건조된다.
한편, IPA 토출 노즐 및 질소 가스 토출 노즐을 갖는 노즐 헤드를 기판 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하여 스캔시키면서 IPA 토출 노즐로부터 IPA 가 토출되는 경우가 있다 (미국 특허 출원 공개 2009/205684호 명세서). 그것에 의해, 기판에 공급되는 IPA 의 액막이 원심력 및 질소 가스의 분사력에 의해 기판의 외측으로 압출된다. 그 때문에, 기판의 표면이 건조된다.
일본 공개특허공보 2010-177371호의 기판 처리 장치에서는, IPA 의 액막을 제거할 때에, 기판의 회전 중심으로부터 일정 거리만큼 떨어진 소정 위치에 IPA 가 착액되고, IPA 의 액막의 내주가 당해 소정 위치에 이르면 IPA 의 공급이 정지된다. 그 때문에, IPA 의 공급이 정지된 후에, IPA 의 액막이 분열되고, 기판 상에 IPA 의 액적이 잔류할 우려가 있다. 구체적으로는, IPA 의 액막으로부터의 IPA 의 증발이 균일하게 발생하지 않아, IPA 의 액막의 일부가 모두 증발하여 기판이 노출된다. 그것에 의해, 액막이 분열될 우려가 있다. 액막에 대한 원심력은, 기판의 주연부에 있어서 크고, 회전 중심에 가까운 영역에서는 작다. 게다가, 기판의 주연부에 있어서는, 회전 방향에 대한 액막의 선속도가 크기 때문에, 액막과 분위기 사이의 상대 속도가 크고, 증발이 신속하게 진행된다. 그 때문에, 기판의 주연부 상의 액막 부분이 그것보다 내방의 액막 부분으로부터 분리되어 기판 밖으로 배제될 우려가 있다.
한편, 미국 특허 출원 공개 2009/205684호 명세서의 기판 처리 장치에서는, 노즐 헤드가 기판 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하여 스캔될 때, 질소 가스 토출 노즐로부터 토출되는 질소 가스에 의해 IPA 의 건조가 보조된다. 그 때문에, IPA 의 환상의 액막은, 기판의 회전 중심으로부터 떨어진 위치에서 토출되는 질소 가스에 의해 기판의 회전 반경 방향으로 압출된다. 그 때문에, 질소 가스의 분사력은, IPA 의 환상 액막의 내주의 일부에 대하여 국소적으로 작용하기 때문에, 기판의 회전 중심 주위의 둘레 방향에 관해서 불균일해진다. 이에 의해, IPA 의 액막이 분열되고, 기판 상에 IPA 의 액적이 잔류할 우려가 있다.
기판 상에 잔류한 IPA 의 액적은, 기판 상의 미소한 패턴 중으로 들어가, 그 IPA 의 액적에 용해된 물과 함께, 장시간에 걸쳐서 당해 미소한 패턴에 대하여 표면 장력을 계속 미치게 된다. 따라서, 당해 액적이 최종적으로 건조될 때까지 표면 장력이 패턴에 부여하는 에너지가 커진다. 그것에 의해, 패턴 도괴가 발생할 우려가 있다.
그래서, 이 발명의 목적은, 기판 상에 저표면 장력 액체가 잔류하는 것을 억제하면서 기판의 표면을 신속하게 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
이 발명은, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 주위로 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 물을 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에, 물보다 표면 장력이 작은 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 유닛과, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛으로부터 공급되는 저표면 장력 액체의 상기 기판의 표면 상에서의 착액 위치를 변경하는 착액 위치 변경 유닛과, 상기 기판 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과, 상기 기판 회전 유닛, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛, 상기 착액 위치 변경 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 컨트롤러는, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 기판의 표면에 처리액을 공급시키고, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면에 저표면 장력 액체를 공급시켜 상기 처리액을 저표면 장력 액체로 치환하여 상기 기판의 표면에 저표면 장력 액체의 액막을 형성하고, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서 상기 불활성 가스 공급 유닛으로부터 상기 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급시킴으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구를 형성시키고, 또한 당해 개구를 상기 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키고, 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 상기 착액 위치가 위치하도록, 상기 저표면 장력 액체의 상기 착액 위치를 상기 개구의 확대에 따라 상기 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 변경시킨다.
이 구성에 의하면, 개구가 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대될 때에는 불활성 가스가 회전 중심 위치를 향하여 공급된다. 그 때문에, 개구의 둘레 가장자리의 저표면 장력 액체를 빠르게 건조시키면서, 개구를 회전 중심 위치로부터 균일하게 확대시킬 수 있다. 또한, 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 저표면 장력 액체의 착액 위치가 위치하도록 개구의 확대에 따라 착액 위치가 적어도 2 개 지점으로 변경된다. 그 때문에, 개구의 둘레 가장자리보다 외측에는 저표면 장력 액체가 충분히 공급된다. 그 때문에, 증발 또는 원심력에 의해 개구의 둘레 가장자리보다 외측의 저표면 장력 액체가 국소적으로 없어지는 것이 억제된다. 따라서, 액막의 분열을 억제 또는 방지하면서 기판 밖으로 액막을 배제할 수 있다. 그 때문에, 저표면 장력 액체 또는 거기에 용해된 처리액이 액적이 되어 기판 상에 남는 것이 억제 또는 방지된다. 이렇게 하여, 기판의 표면 상에 저표면 장력 액체 등이 잔류하는 것을 억제하면서 기판의 표면을 신속하게 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 저표면 장력 액체 또는 거기에 용해된 처리액에 의한 표면 장력이 작용하는 시간이 단축된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 컨트롤러는, 상기 개구의 둘레 가장자리와 상기 착액 위치의 거리가 일정하게 유지되도록, 상기 착액 위치를 이동시킨다. 이 구성에 의하면, 개구의 확대 과정에 있어서, 개구의 둘레 가장자리로부터 착액 위치까지의 거리가 일정하게 유지된다. 따라서, 개구가 형성되어 환상이 된 저표면 장력 액체의 액막이 국소적으로 건조되어 분열되는 것이 더욱 확실하게 억제 또는 방지된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛은, 상기 기판의 표면을 향하여 저표면 장력 액체를 공급하는 노즐을 포함한다. 상기 착액 위치 변경 유닛은, 상기 노즐을 기판의 표면을 따르는 방향으로 이동시키는 노즐 이동 유닛을 포함한다. 이 구성에 의하면, 노즐 이동 유닛이 기판의 표면을 따르는 방향으로 노즐을 이동시키는 것에 의해, 착액 위치를 임의로 설정하여 변경할 수 있다. 노즐의 이동을 무단계로 실시하면, 착액 위치를 무단계로 변경할 수 있기 때문에, 바람직하다. 그것에 의해, 액막의 개구의 확대에 대하여, 착액 위치를 충실하게 추종시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛은, 상기 회전 중심 위치로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된 복수의 노즐을 포함한다. 상기 착액 위치 변경 유닛은, 상기 복수의 노즐에 대한 저표면 장력 액체의 공급의 유무를 각각 전환하는 공급 전환 유닛을 포함한다.
이 구성에 의하면, 공급 전환 유닛에 의해, 복수의 노즐에 대한 저표면 장력 액체의 공급의 유무를 각각 전환한다는 간단한 구조로 착액 위치를 변경할 수 있다.
상기 복수의 노즐은, 기판의 회전 반경 방향을 따라 나란히 배치되어 있어도 된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 대향하는 대향면을 갖고, 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이를 주위의 분위기로부터 이격하는 대향 부재를 추가로 포함한다. 이 구성에 의하면, 대향 부재의 대향면과 기판의 표면 사이가 주위의 분위기로부터 이격되어 있다. 그 때문에, 개구보다 외측에 있어서 저표면 장력 액체가 잘 증발하지 않는다. 그것에 의해, 저표면 장력 액체의 액막의 분열을 더욱 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 대향하는 대향면을 갖고, 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이를 주위의 분위기로부터 이격하는 대향 부재를 추가로 포함한다. 그리고, 상기 대향면에, 상기 복수의 노즐에 대응한 복수의 공급구가 형성되어 있고, 상기 복수의 공급구로부터 저표면 장력 액체가 상기 기판의 표면에 공급된다.
이 구성에 의하면, 대향 부재의 대향면에 형성된 공급구로부터 저표면 장력 액체가 기판의 표면에 공급된다. 그 때문에, 노즐로부터 저표면 장력 액체를 기판에 공급할 때에, 대향 부재와 기판 사이에 복수의 노즐을 배치하기 위한 간격을 확보할 필요가 없다. 따라서, 대향 부재를 기판에 근접시킬 수 있기 때문에, 개구의 둘레 가장자리보다 외측의 저표면 장력 액체의 증발을 더욱 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 대향 부재를 상기 회전축선 주위로 회전시키는 대향 부재 회전 유닛을 추가로 포함한다.
이 구성에 의하면, 대향 부재 회전 유닛이 대향 부재를 회전축선 주위로 회전시키는 것에 의해, 대향면에 부착된 액적을 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 원심력으로 날릴 수 있다. 이에 의해, 대향면에 부착된 액적이 개구의 둘레 가장자리보다 회전 중심 위치측의 기판의 표면에 낙하하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 상에서의 액적의 잔류가 더욱 확실하게 억제된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 가열하는 기판 가열 유닛을 추가로 포함한다. 상기 제어 유닛은, 상기 기판 가열 유닛을 제어하고, 적어도 상기 저표면 장력 액체 공급 유닛으로부터 상기 기판 표면에 저표면 장력 액체를 공급하는 기간 중에는, 상기 기판 가열 유닛에 의해 기판을 가열시킨다.
이 구성에 의하면, 기판이 가열됨으로써, 개구의 둘레 가장자리의 저표면 장력 액체의 증발을 촉진시키고, 그것에 의해, 개구가 확대되는 속도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 표면을 더욱 신속하게 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 저표면 장력 액체 또는 거기에 용해된 처리액에 의한 표면 장력이 작용하는 시간이 더욱 단축된다.
이 발명의 일 실시형태는, 수평으로 유지된 기판에 물을 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 물보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 상기 기판에 공급함으로써 상기 처리액을 치환하는 치환 공정과, 상기 기판에 물보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 공급함으로써 상기 기판의 표면에 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 주위로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급함으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구를 형성하는 개구 형성 공정과, 상기 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급함으로써 상기 개구를 상기 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키는 개구 확대 공정과, 상기 기판의 표면에서의 착액 위치가 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 위치하도록, 물보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 상기 기판의 표면에 공급하고, 또한, 상기 개구의 확대에 따라 상기 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 상기 착액 위치를 변경시키는 착액 위치 변경 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 개구를 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시킬 때에는, 불활성 가스가 회전 중심 위치를 향하여 공급된다. 그 때문에, 개구의 둘레 가장자리의 저표면 장력 액체를 빠르게 건조시키면서, 개구를 회전 중심 위치로부터 균일하게 확대시킬 수 있다. 또한, 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 저표면 장력 액체의 착액 위치가 위치하도록 개구의 확대에 따라 착액 위치가 적어도 2 개 지점으로 변경된다. 그것에 의해, 개구의 둘레 가장자리보다 외측에는 저표면 장력 액체가 충분히 공급된다. 그 때문에, 증발 또는 원심력에 의해 개구의 둘레 가장자리보다 외측의 저표면 장력 액체가 기판의 표면 상에서 국소적으로 없어지는 것이 억제된다. 따라서, 액막의 분열을 억제 또는 방지하면서 기판 밖으로 액막이 배제되기 때문에, 저표면 장력 액체 또는 거기에 용해된 처리액이 액적이 되어 기판 상에 남는 것이 억제 또는 방지된다. 이렇게 하여, 기판의 표면 상에 저표면 장력 액체 등이 잔류하는 것을 억제하면서 기판의 표면을 신속하게 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 저표면 장력 액체 또는 거기에 용해된 처리액에 의한 표면 장력이 작용하는 시간을 단축시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 착액 위치 변경 공정은, 상기 개구의 둘레 가장자리와 상기 착액 위치의 거리가 일정하게 유지되도록, 상기 착액 위치를 이동시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 개구의 확대 과정에 있어서, 개구의 둘레 가장자리로부터 착액 위치까지의 거리가 일정하게 유지된다. 따라서, 개구가 형성되어 환상이 된 저표면 장력 액체의 액막이 국소적으로 건조되어 분열되는 것이 더욱 확실하게 억제 또는 방지된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 착액 위치 변경 공정은, 상기 기판의 표면을 향하여 저표면 장력 액체를 공급하는 노즐을 상기 기판의 표면을 따르는 방향으로 이동시키는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 노즐을 이동시키는 것에 의해, 착액 위치를 임의로 설정하여 변경할 수 있다. 노즐의 이동을 무단계로 실시하면, 착액 위치를 무단계로 변경할 수 있기 때문에, 바람직하다. 그것에 의해, 액막의 개구의 확대에 대하여, 착액 위치를 충실하게 추종시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 적어도 상기 치환 공정, 상기 액막 형성 공정 및 상기 착액 위치 변경 공정이, 상기 기판을 가열하는 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 기판이 가열되는 것에 의해, 개구의 둘레 가장자리의 저표면 장력 액체의 증발을 촉진시켜 개구가 확대되는 속도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 표면을 더욱 신속하게 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 저표면 장력 액체 또는 거기에 용해된 처리액에 의한 표면 장력이 작용하는 시간이 더욱 단축된다.
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 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 관련된 처리 유닛의 모식적인 평면도이다.
도 3 은 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 는 상기 처리 유닛에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 는 상기 처리 유닛에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 6a 는 상기 처리 유닛이 유기 용제에 의해 기판을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 6b 는 상기 처리 유닛이 유기 용제에 의해 기판을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 6c 는 상기 처리 유닛이 유기 용제에 의해 기판을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 7a 는 개구 형성 공정에 있어서의 액막의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 7b 는 개구 확대 공정에 있어서의 액막의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8 은 이 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 9 는 이 발명의 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 10a 는 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛이 유기 용제에 의해 기판을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 10b 는 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛이 유기 용제에 의해 기판을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 10c 는 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛이 유기 용제에 의해 기판을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 11 은 이 발명의 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 12 는 제 1 실시형태의 처리 유닛의 변형예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 13 은 도 12 의 처리 유닛에 구비된 차단판 부근의 구성을 나타내는 모식적인 저면도이다.
도 14 는 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
제 1 실시형태
도 1 은 이 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은, 원 형상의 기판이다. 기판 (W) 의 표면에는, 미세한 패턴 (도 14 참조) 이 형성되어 있다. 기판 처리 장치 (1) 는, 액체로 기판 (W) 을 처리하는 처리 유닛 (2) 을 포함한다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리 유닛 (2) 외에, 처리 유닛 (2) 에 기판 (W) 을 반입하거나, 처리 유닛 (2) 으로부터 기판 (W) 을 반출하기 위한 반송 로봇을 포함하고 있어도 된다. 기판 처리 장치 (1) 는, 복수의 처리 유닛 (2) 을 포함하고 있어도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 1 장의 기판 (W) 을 수평의 자세로 유지하여, 기판 (W) 의 중심을 통과하는 연직의 회전축선 (A1) 주위로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5) 과, 기판 (W) 에 대향하여 기판 (W) 과의 사이의 공간 (A) 을 주위의 분위기 (B) 로부터 차단 (이격) 하기 위한 대향 부재로서의 차단판 (6) 을 포함한다. 처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 표면 (상방측의 주면) 에 불산 등의 약액을 공급하는 약액 공급 노즐 (7) 과, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 표면에, 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐 (8) 을 추가로 포함한다. 린스액 공급 노즐 (8) 은, 물을 포함하는 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛에 포함된다.
스핀 척 (5) 은, 척 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 와, 회전축 (22) 과, 기판 (W) 을 회전축선 (A1) 주위로 회전시키는 기판 회전 구동 기구 (23) 를 포함한다. 척 핀 (20) 및 스핀 베이스 (21) 는, 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 포함된다. 회전축 (22) 및 기판 회전 구동 기구 (23) 는, 기판 (W) 을 회전축선 (A1) 주위로 회전시키는 기판 회전 유닛에 포함된다.
회전축 (22) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (22) 은, 이 실시형태에서는, 중공 축이다. 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. 기판 회전 구동 기구 (23) 는, 예를 들어, 회전축 (22) 에 회전력을 부여하는 것에 의해, 기판 (W), 척 핀 (20), 스핀 베이스 (21) 및 회전축 (22) 을 회전축선 (A1) 주위로 일체 회전시키는 전동 모터를 포함한다.
차단판 (6) 은, 기판 (W) 과 대략 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상으로 형성되고, 스핀 척 (5) 의 상방으로 대략 수평으로 배치되어 있다. 차단판 (6) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 에 대향하는 대향면 (6a) 을 갖는다. 차단판 (6) 의 대향면 (6a) 과는 반대측의 면에는, 스핀 척 (5) 의 회전축 (22) 과 공통의 회전축선 (A1) 을 중심으로 하는 회전축 (30) 이 고정되어 있다. 회전축 (30) 은, 중공으로 형성되어 있다.
회전축 (30) 에는, 회전축 (30) 에 회전력을 부여하여 차단판 (6) 을 회전축선 (A1) 주위로 회전시키는 차단판 회전 구동 기구 (31) 가 결합되어 있다. 차단판 회전 구동 기구 (31) 는, 대향 부재 회전 유닛에 포함된다. 차단판 회전 구동 기구 (31) 는, 예를 들어, 회전축 (30) 에 회전력을 부여하는 모터이다. 회전축 (30) 에는, 연직 방향을 따라 회전축 (30) 을 승강시키는 것에 의해, 회전축 (30) 에 고정된 차단판 (6) 을 승강시키는 차단판 승강 구동 기구 (32) 가 결합되어 있다. 차단판 승강 구동 기구 (32) 는, 하위치로부터 상위치까지의 임의의 위치 (높이) 에 차단판 (6) 을 위치시킬 수 있다. 하위치는, 예를 들어, 기판 (W) 의 표면으로부터 0.5 ㎜ ∼ 2.5 ㎜ 상방에 대향면 (6a) 이 배치되는 위치이다. 상위치는, 예를 들어, 기판 (W) 의 표면으로부터 150 ㎜ 상방에 대향면 (6a) 이 배치되는 위치이다. 차단판 (6) 이 기판 (W) 의 표면에 충분히 접근한 위치에 있을 때, 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 표면 사이의 공간 (A) 은, 차단판 (6) 에 의해 주위 (대향면 (6a) 과 기판 (W) 과의 표면 사이의 공간의 외부) 의 분위기 (B) 로부터 이격된다.
약액 공급 노즐 (7) 은, 약액 공급 노즐 이동 기구 (40) 에 의해, 예를 들어 수평 방향 (회전축선 (A1) 에 수직인 방향) 으로 이동된다. 약액 공급 노즐 (7) 은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치에 대향하는 중앙 위치와, 기판 (W) 의 표면에 대향하지 않는 퇴피 위치 사이에서 이동한다. 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치란, 기판 (W) 의 표면에 있어서의 회전축선 (A1) 과의 교차 위치이다. 기판 (W) 의 표면에 대향하지 않는 퇴피 위치란, 평면에서 보았을 때 스핀 베이스 (21) 의 외방의 위치이다. 약액 공급 노즐 (7) 에는, 약액 공급관 (41) 이 결합되어 있다. 약액 공급관 (41) 에는, 그 유로를 개폐하는 약액 밸브 (42) 가 개재되어 있다.
약액 공급 노즐 (7) 에 공급되는 약액은, 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 1 개를 포함하는 액이어도 된다.
린스액 공급 노즐 (8) 은, 린스액 공급 노즐 이동 기구 (50) 에 의해, 예를 들어 수평 방향 (회전축선 (A1) 에 수직인 방향) 으로 이동된다. 린스액 공급 노즐 (8) 은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치에 대향하는 중앙 위치와, 기판 (W) 의 표면에 대향하지 않는 퇴피 위치 사이에서 이동한다. 린스액 공급 노즐 (8) 에는, 린스액 공급관 (51) 이 결합되어 있다. 린스액 공급관 (51) 에는, 그 유로를 개폐하는 린스액 밸브 (52) 가 개재되어 있다.
린스액 공급 노즐 (8) 에 공급되는 린스액은, 예를 들어 탈이온수 (DIW) 이다. 그러나, 린스액은, 탈이온수에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 표면에, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체의 일례인 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 노즐 (9) 과, 회전 중심 위치를 향하여 질소 가스 (N2) 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 노즐 (10) 과, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 을 가열하기 위한 유체 공급 노즐 (11) 을 추가로 포함한다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 은, 기판 (W) 의 표면에 저표면 장력 액체를 공급하는 저표면 장력 액체 공급 유닛에 포함된다. 불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛에 포함된다. 유체 공급 노즐 (11) 은, 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 유닛에 포함된다.
유기 용제의 일례로는, IPA 를 들 수 있다. 저표면 장력 액체로는, IPA 에 한정되지 않고, 물보다 표면 장력이 작고, 또한, 기판 (W) 의 표면 및 기판 (W) 에 형성된 패턴 (도 14 참조) 과 화학 반응하지 않는, IPA 이외의 유기 용제가 이용되어도 된다. 구체적으로는, IPA, HFE (하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2 디클로로에틸렌 중 적어도 1 개를 포함하는 액이 저표면 장력 액체로서 이용되어도 된다. 저표면 장력 액체는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, 저표면 장력 액체는, IPA 액과 순수의 혼합액이어도 되고, IPA 액과 HFE 액의 혼합액이어도 된다.
불활성 가스는, 질소 가스에 한정되지 않고, 기판 (W) 의 표면 및 패턴에 대하여 불활성인 가스이면 된다. 불활성 가스는, 예를 들어 아르곤 등의 희가스류여도 된다.
유기 용제 공급 노즐 (9) 은, 유기 용제 공급 노즐 이동 기구 (60) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치에 대향하는 중앙 위치와, 기판 (W) 의 표면에 대향하지 않는 퇴피 위치 사이에서 이동한다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해 기판 (W) 의 표면에 접근하거나 기판 (W) 의 표면으로부터 상방으로 퇴피한다.
유기 용제 공급 노즐 이동 기구 (60) 는, 예를 들어, 연직 방향을 따르는 회동 축 (61) 과, 회동 축 (61) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (62) 과, 아암 (62) 을 구동하여 기판 (W) 의 표면을 따르는 방향 (회동 축 (61) 의 중심축선 주위의 회동 방향 (S)) 으로 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 이동시키는 아암 구동 기구 (63) 를 포함한다. 아암 구동 기구 (63) 는, 노즐 이동 유닛에 포함된다. 아암 구동 기구 (63) 는, 회동 축 (61) 을 연직 방향을 따라 승강시키는 것에 의해 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 상하동시키는 에어 실린더를 포함한다. 아암 구동 기구 (63) 는, 회동 축 (61) 에 회동 방향 (S) 의 회동력을 부여하는 모터를 포함한다. 처리 유닛 (2) 의 모식적인 평면도인 도 2 에 나타내는 바와 같이, 아암 구동 기구 (63) 가 회동 축 (61) 의 중심축선 주위의 회전 방향 (S) 으로 아암 (62) 을 회동시키는 것에 의해, 유기 용제 공급 노즐 (9) 은, 퇴피 위치와 중앙 위치 사이에서 이동한다.
유기 용제 공급 노즐 (9) 에는, 유기 용제 공급관 (64) 이 결합되어 있다. 유기 용제 공급관 (64) 에는, 그 유로를 개폐하는 유기 용제 밸브 (65) 가 개재되어 있다.
불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 차단판 (6) 에 결합된 중공의 회전축 (30) 에 삽통되어 있다. 불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 기판 (W) 의 표면의 중앙을 향하는 토출구 (10a) 를 하단에 가지고 있다. 불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 차단판 (6) 과 함께 연직 방향을 따라 승강 가능하고, 또한, 수평 방향으로 이동하지 않도록 형성되어 있다. 불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 예를 들어, 회전축 (30) 에 대하여 베어링 (도시 생략) 등을 개재하여 연결되어 있어도 된다.
불활성 가스 공급 노즐 (10) 에는, 불활성 가스 공급관 (70) 이 결합되어 있다. 불활성 가스 공급관 (70) 에는, 그 유로를 개폐하는 불활성 가스 밸브 (71) 가 개재되어 있다.
유체 공급 노즐 (11) 은, 기판 (W) 의 이면 (하방측의 주면) 을 향하여 가열 유체를 공급함으로써 기판 (W) 을 가열한다. 유체 공급 노즐 (11) 은, 회전축 (22) 을 삽통하고 있다. 유체 공급 노즐 (11) 은 기판 (W) 의 이면의 회전 중심 위치를 포함하는 중앙 영역을 향하는 토출구 (11a) 를 상단에 가지고 있다. 기판 (W) 의 이면의 회전 중심 위치란, 기판 (W) 의 이면에 있어서의 회전축선 (A1) 과의 교차 위치이다. 유체 공급 노즐 (11) 에는, 유체 공급원으로부터 유체 공급관 (80) 을 통하여 가열 유체가 공급된다. 유체 공급 노즐 (11) 에 공급되는 가열 유체는, 예를 들어, 온수 (실온보다 고온의 물이고, 또한, 유기 용제의 비점보다 저온의 물) 이다. 유체 공급 노즐 (11) 에 공급되는 가열 유체는, 온수에 한정되지 않고, 고온의 질소 가스 등의 기체여도 되고, 기판 (W) 을 가열할 수 있는 유체이면 된다. 유체 공급관 (80) 에는, 그 유로를 개폐하기 위한 유체 밸브 (81) 가 개재되어 있다.
도 3 은 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 컨트롤러 (12) 를 포함한다. 컨트롤러 (12) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고, 소정의 제어 프로그램에 따라 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다. 컨트롤러 (12) 는, 프로세서 (CPU) (12A) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (12B) 를 포함한다. 컨트롤러 (12) 는, 프로세서 (12A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러 (12) 는, 기판 회전 구동 기구 (23), 차단판 회전 구동 기구 (31), 차단판 승강 구동 기구 (32), 약액 공급 노즐 이동 기구 (40), 린스액 공급 노즐 이동 기구 (50), 아암 구동 기구 (63), 밸브류 (42, 52, 65, 71, 81) 를 제어하도록 프로그램되어 있다.
도 4 는 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5 는 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 5 에 있어서 「유체 공급」 은, 유체 공급 노즐 (11) 로부터의 온수의 토출 상황을 나타내는 항목이다. 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리에서는, 먼저, 약액 처리 공정이 실시된다 (스텝 S1). 약액 처리 공정에서는, 먼저, 불활성 가스의 공급이 개시된다. 구체적으로는, 컨트롤러 (12) 는, 불활성 가스 밸브 (71) 를 여는 것에 의해, 스핀 척 (5) 에 의해 기판 (W) 이 유지된 상태로 불활성 가스 공급 노즐 (10) 에 불활성 가스를 공급시킨다. 이 때의 불활성 가스의 유량은 예를 들어 10 리터/min 이다.
컨트롤러 (12) 가 기판 회전 구동 기구 (23) 를 구동하는 것에 의해, 스핀 베이스 (21) 가 회전된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 회전이 개시된다. 약액 처리 공정에서는, 스핀 베이스 (21) 는, 소정의 약액 회전 속도로 회전된다. 약액 회전 속도는, 예를 들어, 800 rpm ∼ 1000 rpm 이다. 컨트롤러 (12) 는, 차단판 회전 구동 기구 (31) 를 구동하는 것에 의해, 소정의 차단판 회전 속도로 차단판 (6) 을 회전시킨다. 차단판 (6) 은, 기판 (W) 의 회전 방향과 동일한 방향으로 기판 (W) 과 동일한 속도로 회전되어도 된다. 컨트롤러 (12) 는, 차단판 승강 구동 기구 (32) 를 구동시켜 차단판 (6) 을 상위치에 위치시킨다.
컨트롤러 (12) 는, 약액 공급 노즐 이동 기구 (40) 를 제어하여, 약액 공급 노즐 (7) 을 기판 (W) 의 상방의 약액 처리 위치에 배치한다. 약액 처리 위치는, 약액 공급 노즐 (7) 로부터 토출되는 약액이 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치에 착액 가능한 위치여도 된다. 컨트롤러 (12) 는, 약액 밸브 (42) 를 연다. 이에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 표면을 향하여, 약액 공급 노즐 (7) 로부터 약액이 공급된다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 표면 전체에 확산된다. 일정 시간의 약액 처리 후, 컨트롤러 (12) 는, 약액 밸브 (42) 를 닫은 후, 약액 공급 노즐 이동 기구 (40) 를 제어함으로써, 약액 공급 노즐 (7) 을 약액 처리 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킨다. 이에 의해, 약액 처리 공정이 종료된다.
다음으로, 기판 (W) 의 표면 상의 약액을 린스액으로 치환함으로써 기판 (W) 의 표면 상으로부터 약액을 배제하는 린스 처리 공정이 실행된다 (스텝 S2). 구체적으로는, 컨트롤러 (12) 가 린스액 공급 노즐 이동 기구 (50) 를 제어함으로써, 린스액 공급 노즐 (8) 이 기판 (W) 의 상방의 린스액 처리 위치에 배치된다. 린스액 처리 위치는, 린스액 공급 노즐 (8) 로부터 토출되는 린스액이 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치에 착액하는 위치여도 된다. 컨트롤러 (12) 는, 린스액 밸브 (52) 를 여는 것에 의해, 린스액 공급 노즐 (8) 에 회전 상태의 기판 (W) 의 표면을 향하여 린스액 등의 처리액을 공급시킨다 (처리액 공급 공정). 공급된 린스액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 표면 전체로 확산되어, 약액을 치환한다. 린스 처리 공정에서는, 컨트롤러 (12) 가 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어함으로써, 스핀 베이스 (21) 가 소정의 린스액 회전 속도로 회전된다. 린스액 회전 속도는, 예를 들어, 800 rpm ∼ 1200 rpm 이다.
그리고, 기판 (W) 의 표면에 린스액을 계속 공급함으로써, 기판 (W) 의 표면 상에 린스액의 액막이 형성된다. 컨트롤러 (12) 가 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어하는 것에 의해, 스핀 베이스 (21) 가 소정의 린스액막 형성 속도로 회전된다. 린스액막 형성 속도는, 예를 들어, 10 rpm 이다. 기판 (W) 의 표면에 린스액의 액막이 형성되면, 컨트롤러 (12) 는 린스액 밸브 (52) 를 닫은 후, 린스액 공급 노즐 이동 기구 (50) 를 제어하는 것에 의해, 린스액 공급 노즐 (8) 을 린스액 처리 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킨다. 이에 의해, 린스 처리 공정이 종료된다.
다음으로, 린스액보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력액인 유기 용제에 의해 기판 (W) 을 처리하는 유기 용제 처리 공정이 실행된다 (스텝 S3). 유기 용제 처리 공정에서는, 기판 가열 공정이 병행하여 실시된다. 기판 가열 공정에서는, 컨트롤러 (12) 는, 유체 밸브 (81) 를 연다. 그 때문에, 유체 공급 노즐 (11) 로부터, 회전 상태의 기판 (W) 의 이면의 회전 중심 위치를 포함하는 중앙 영역을 향하여 가열 유체 (예를 들어 온수) 가 공급된다. 공급된 가열 유체는 원심력에 의해 기판 (W) 의 이면 전체로 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 전체가 가열된다.
유기 용제 처리 공정에서는, 컨트롤러 (12) 가 차단판 승강 구동 기구 (32) 를 구동함으로써, 차단판 (6) 이 상위치와 하위치 사이의 유기 용제 처리 위치에 배치된다. 유기 용제 처리 위치는, 예를 들어, 기판 (W) 의 표면으로부터 15 ㎜ 상방에 대향면 (6a) 이 배치되는 위치이다. 이 유기 용제 처리 위치에 있는 차단판 (6) 은, 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 표면 사이의 공간 (A) 을 외부의 분위기 (B) 로부터 이격할 수 있다.
다음으로, 도 6a ∼ 도 6c 를 이용하여, 유기 용제 처리 공정을 보다 상세하게 설명한다. 도 6a ∼ 도 6c 는, 제 1 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 이 유기 용제에 의해 기판 (W) 을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 6a 는 후술하는 치환 공정 (T1) 및 액막 형성 공정 (T2) 에 대응한다. 도 6b 는 후술하는 개구 형성 공정 (T3) 에 대응한다. 도 6c 는 후술하는 개구 확대 공정 (T4) 및 착액 위치 변경 공정 (T5) 에 대응한다.
컨트롤러 (12) 가 유기 용제 공급 노즐 이동 기구 (60) 를 제어함으로써, 유기 용제 공급 노즐 (9) 이 퇴피 위치로부터 기판 (W) 의 상방의 유기 용제 공급 위치로 이동된다. 유기 용제 공급 위치는, 유기 용제 공급 노즐 (9) 로부터 토출되는 유기 용제가 기판 (W) 의 회전 중심 위치에 착액하는 위치이다. 유기 용제 공급 위치는, 본 실시형태와 같이 중앙 위치와 일치하고 있어도 된다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 이 유기 용제 공급 위치로 이동하면, 컨트롤러 (12) 는, 유기 용제 밸브 (65) 를 연다. 이에 의해, 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판 (W) 의 표면을 향하여, 유기 용제 공급 노즐 (9) 로부터 유기 용제가 공급된다.
회전 상태의 기판 (W) 의 표면에 유기 용제가 공급됨으로써, 공급된 유기 용제는 원심력에 의해 기판 (W) 의 표면 전체로 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 표면 상의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다 (치환 공정 (T1)). 컨트롤러 (12) 는, 소정의 치환 속도로 스핀 베이스 (21) 가 회전하도록 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어한다. 치환 속도는, 예를 들어, 10 rpm 이다. 치환 속도는, 300 rpm 정도여도 된다.
기판 (W) 의 표면 상의 린스액이 유기 용제로 완전하게 치환되면, 컨트롤러 (12) 는, 소정의 유기 용제 액막 형성 속도로 스핀 베이스 (21) 가 회전하도록 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어한다. 유기 용제 액막 형성 속도는, 예를 들어, 10 rpm 이다. 기판 (W) 의 회전 속도가 저속이기 때문에, 기판 (W) 의 표면에 공급되는 유기 용제는 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 낙하하지 않고, 표면 장력에 의해 기판 (W) 의 표면 상에 쌓인다. 이렇게 하여, 기판 (W) 의 표면 상에 유기 용제의 액막 (66) 이 형성된다 (액막 형성 공정 (T2)).
다음으로, 유기 용제의 액막 (66) 에 개구 (67) 를 형성하는 개구 형성 공정 (T3) 이 개시된다. 개구 형성 공정 (T3) 에 들어가면, 컨트롤러 (12) 는, 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 유기 용제 공급 위치 (예를 들어 중앙 위치) 로부터 이동시키기 위해서 아암 구동 기구 (63) 를 제어한다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 은 유기 용제의 공급을 계속하고 있다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 이 중앙 위치로부터 이동함과 동시에, 컨트롤러 (12) 는, 불활성 가스 밸브 (71) 를 조정하는 것에 의해, 불활성 가스의 유량을 소정의 액막 배제 유량까지 증가시킨다. 액막 배제 유량은, 예를 들어, 200 리터/min 이다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 이 유기 용제 공급 위치로부터 이동하면 기판 (W) 의 회전 중심 위치의 액막 (66) 에 유기 용제가 공급되지 않게 된다. 이 상태에서, 대유량의 불활성 가스가 회전 상태의 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치의 액막 (66) 에 분사됨으로써, 도 6b 및 도 7a 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전 중심 위치에서 원 형상으로 확대되는 개구 (67) 가 액막 (66) 에 형성된다. 도 7a 는, 개구 형성 공정 (T3) 에 있어서의 액막의 상태를 나타내는 평면도이다. 명료화를 위해서, 도 7a (및 후술하는 도 7b) 에 있어서, 유기 용제의 액막 (66) 에는, 사선이 부여되어 있다.
불활성 가스가 더욱 계속해서 공급됨으로써, 불활성 가스의 분사력이 회전 중심으로부터 방사상으로 작용한다. 이에 의해, 도 7b 에 나타내는 바와 같이 개구 (67) 가 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대된다 (개구 확대 공정 (T4)). 도 7b 는, 개구 확대 공정 (T4) 에 있어서의 액막 (66) 의 상태를 나타내는 평면도이다.
개구 형성 공정 (T3) 및 개구 확대 공정 (T4) 에서는, 컨트롤러 (12) 가 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어함으로써, 스핀 베이스 (21) 의 회전을 서서히 가속시킨다. 스핀 베이스 (21) 의 회전은, 속도가 300 rpm 이 될 때까지 가속된 후, 300 rpm 의 속도로 일정 기간 유지된다.
개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측에 착액 위치 (P) 가 위치하도록, 개구 (67) 의 확대에 따라 착액 위치 (P) 를 변경하는 착액 위치 변경 공정 (T5) 이 실행된다. 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측이란, 둘레 가장자리 (67a) 에 대하여 회전 중심 위치와는 반대측을 말한다. 또한, 착액 위치 (P) 란, 기판 (W) 의 표면 상에 있어서, 유기 용제 공급 노즐 (9) 로부터 공급되는 유기 용제가 착액하는 위치를 말한다.
도 6c 에 나타내는 바와 같이, 착액 위치 변경 공정 (T5) 에서는, 컨트롤러 (12) 가 유기 용제 공급 노즐 이동 기구 (60) 의 아암 구동 기구 (63) 를 제어함으로써, 유기 용제 공급 노즐 (9) 이 기판 (W) 의 표면을 따르는 방향인 회동 방향 (S) (도 2 참조) 으로 이동된다. 이에 의해, 유기 용제의 기판 (W) 의 표면 상에서의 착액 위치 (P) 가 변경된다 (노즐 이동 공정). 이와 같이, 아암 구동 기구 (63) 는, 착액 위치 변경 유닛에 포함된다. 이 때, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 와 착액 위치 (P) 의 거리 (D) 가 일정하게 유지되도록, 아암 구동 기구 (63) 가 개구 (67) 의 확대에 맞추어 연속적으로 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 소정의 범위 내에서 이동시키는 것이 바람직하다. 소정의 범위란, 중앙 위치로부터 기판 (W) 의 외주보다 약간 내측의 위치 (외주 위치) 까지의 범위여도 된다. 이 경우, 착액 위치 (P) 는, 회전 중심 위치 이외의 2 개 지점 이상의 복수 지점으로 변경된다. 아암 구동 기구 (63) 는, 착액 위치 (P) 를 개구 (67) 의 확대에 따라 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 단계적으로 (불연속으로) 변경해도 된다. 개구 (67) 가 확대되어, 기판 (W) 의 표면으로부터 액막 (66) 이 배제됨으로써 유기 용제에 의한 기판 (W) 의 처리가 종료된다.
적어도 기판 (W) 에 유기 용제를 공급하는 기간 중, 즉, 적어도 유기 용제 처리 공정 (S3) (치환 공정 (T1), 액막 형성 공정 (T2), 개구 형성 공정 (T3), 개구 확대 공정 (T4) 및 착액 위치 변경 공정 (T5)) 에서는, 컨트롤러 (12) 가 유체 밸브 (81) 를 여는 것에 의해, 기판 (W) 의 이면에 유체 공급 노즐 (11) 로부터 가열 유체 (예를 들어 온수) 가 공급된다. 이에 의해, 기판 (W) 이 가열된다.
이렇게 하여, 유기 용제에 의한 처리를 종료한 후, 컨트롤러 (12) 가 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어한다. 이에 의해, 기판 (W) 이 소정의 건조 회전 속도로 고속 회전된다. 건조 회전 속도는, 예를 들어, 2000 rpm 이다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 액 성분을 원심력에 의해 건조시키기 위한 건조 처리 공정 (스텝 S4) 이 실시된다. 건조 처리 공정에서는, 컨트롤러 (12) 가 차단판 승강 구동 기구 (32) 를 제어함으로써, 차단판 (6) 이 하위치로 이동된다. 건조 처리 공정은, 스핀 드라이 공정이라고도 한다.
이상에 의해, 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리가 종료된다.
제 1 실시형태에 의하면, 개구 (67) 가 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대될 때에는 불활성 가스가 회전 중심 위치를 향하여 공급된다. 그 때문에, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 의 유기 용제를 빠르게 건조시키면서, 개구 (67) 를 회전 중심 위치로부터 균일하게 확대시킬 수 있다. 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측에 유기 용제의 착액 위치 (P) 가 위치하도록 개구 (67) 의 확대에 따라 착액 위치 (P) 가 적어도 2 개 지점으로 변경된다. 그 때문에, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측에는 유기 용제가 충분히 공급된다. 그 때문에, 증발 또는 원심력에 의해 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측의 유기 용제가 국소적으로 없어지는 것이 억제된다. 따라서, 유기 용제의 액막 (66) 의 분열을 억제 또는 방지하면서 기판 (W) 밖으로 유기 용제의 액막 (66) 을 배제할 수 있다. 그 때문에, 유기 용제 또는 거기에 용해된 수분이 액적이 되어 기판 (W) 상에 남는 것이 억제 또는 방지된다. 이렇게 하여, 기판 (W) 의 표면 상에 유기 용제 등이 잔류하는 것을 억제하면서 기판 (W) 의 표면을 신속하게 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 유기 용제 등에 의한 표면 장력이 기판 (W) 상의 미세 패턴에 작용하는 시간이 단축되기 때문에, 패턴 도괴가 억제 또는 방지된다.
제 1 실시형태에 의하면, 개구 (67) 가 확대되는 과정에 있어서, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 와 착액 위치 (P) 의 거리 (D) 가 일정하게 유지된다. 그것에 의해, 개구 (67) 가 형성되어 환상이 된 유기 용제의 액막 (66) 이 국소적으로 건조되어 분열되는 것이 더욱 확실하게 억제 또는 방지된다.
제 1 실시형태에 의하면, 유기 용제 공급 노즐 이동 기구 (60) 가 기판 (W) 의 표면을 따르는 방향으로 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 이동시킨다. 그 때문에, 착액 위치 (P) 를 임의로 설정하여 변경할 수 있다. 유기 용제 공급 노즐 (9) 의 이동을 무단계로 실시하면, 착액 위치 (P) 를 무단계로 변경할 수 있다. 그것에 의해, 개구 (67) 의 확대에 수반하는 둘레 가장자리 (67a) 의 이동에 대하여, 착액 위치 (P) 를 충실하게 추종시킬 수 있기 때문에, 액막 (66) 의 분열이 확실하게 억제된다.
제 1 실시형태에 의하면, 개구 (67) 가 확대되어 가는 과정에 있어서, 차단판 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 표면 사이가 충분히 접근되고, 그들 사이의 공간 (A) 이 주위의 분위기 (B) 로부터 이격되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상방의 분위기 및 기류를 적정하게 제어할 수 있다. 차단판 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 표면 사이의 공간 (A) 이 주위의 분위기 (B) 로부터 이격되어 있기 때문에, 액막 (66) 의 상방의 분위기 중의 유기 용제의 농도를 높게 유지할 수 있다. 그것에 의해, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측에 있어서 유기 용제를 잘 증발하지 않게 할 수 있다. 이에 의해, 액막 (66) 의 분열을 더욱 억제할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 차단판 회전 구동 기구 (31) 가 차단판 (6) 을 회전축선 (A1) 주위로 회전시키는 것에 의해, 대향면 (6a) 에 부착된 유기 용제 등의 액적을 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 원심력으로 날릴 수 있다. 이에 의해, 대향면 (6a) 에 부착된 액적이 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 기판 (W) 의 회전 중심 위치측의 표면에 낙하하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 상에서의 액적의 잔류가 더욱 확실하게 억제된다.
제 1 실시형태에 의하면, 유체 공급 노즐 (11) 로부터의 가열 유체의 공급에 의해 기판 (W) 이 가열됨으로써, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 의 유기 용제의 증발을 촉진시켜 개구 (67) 가 확대되는 속도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 기판 (W) 의 표면을 보다 더욱 신속하게 건조시킬 수 있다. 그것에 의해, 유기 용제 또는 거기에 용해된 수분에 의한 표면 장력이 기판 (W) 상의 패턴에 작용하는 시간이 더욱 단축된다.
제 1 실시형태에 의하면, 불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 개구 (67) 가 형성되어 확대되는 동안, 불활성 가스를 공급하는 위치를 바꾸지 않고, 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 계속 공급한다. 그 때문에, 기판 (W) 의 회전 중심 위치의 상방 부근의 분위기를 건조 상태로 유지할 수 있고, 개구 (67) 의 확대에 따라 분위기가 건조 상태가 되는 건조 영역을 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시킬 수 있다. 한편, 차단판 (6) 에 의해, 액막 (66) 의 상방의 분위기의 유기 용제의 농도는, 개구 (67) 의 상방의 분위기보다 높게 유지되어 있다. 그 때문에, 둘레 가장자리 (67a) 부근의 액막 (66) 의 유기 용제는 증발되기 쉽고, 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측의 액막 (66) 의 유기 용제는 잘 증발되지 않게 되어 있다.
따라서, 개구 (67) 의 확대에 따라 불활성 가스 공급 노즐 (10) 이 불활성 가스를 공급하는 위치를 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 변경하는 구성의 기판 처리 장치 (예를 들어 미국 특허 출원 공개 2009/205684호 명세서 참조) 와 비교하여, 제 1 실시형태의 처리 유닛 (2) 에서는, 액막 (66) 의 분열이 잘 발생하지 않는다. 게다가, 불활성 가스 공급 노즐 (10) 은, 기판 (W) 의 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급하기 때문에, 개구 (67) 가 회전 중심 위치로부터 방사상으로 균일하게 확대된다. 그것에 의해, 액막 (66) 의 분열이 확실하게 억제된다.
제 2 실시형태
도 8 은 이 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 에 구비된 처리 유닛 (2P) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 또한, 도 8 및 후술하는 도 9 ∼ 도 13 에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 8 을 참조하여, 제 2 실시형태의 처리 유닛 (2P) 이 도 1 에 나타내는 제 1 실시형태의 처리 유닛 (2) 과 주로 상이한 점은 다음과 같다. 처리 유닛 (2P) 은, 제 1 실시형태의 유체 공급 노즐 (11) (도 1 참조) 대신에, 유체 공급 노즐 (11P) 을 포함한다. 유체 공급 노즐 (11P) 은, 기판 가열 유닛에 포함된다. 유체 공급 노즐 (11P) 은, 기판 (W) 의 이면의 회전 중심 위치를 포함하는 중앙 영역을 향하여 가열 유체를 공급하는 중심 유체 공급 노즐 (83) 과, 중앙 영역보다 외측의 소정 위치로부터 기판 (W) 의 이면의 외주까지의 범위에 이르는 환상 영역에 가열 유체를 공급하는 환상 유체 공급 노즐 (84) 을 포함한다.
중심 유체 공급 노즐 (83) 은, 연직 방향을 따라 연장되어 있다. 중심 유체 공급 노즐 (83) 은, 회전축 (22) 을 삽통하고 있다. 중심 유체 공급 노즐 (83) 은, 기판 (W) 의 이면의 중심을 향하는 토출구 (83a) 를 상단에 가지고 있다. 환상 유체 공급 노즐 (84) 은, 중심 유체 공급 노즐 (83) 의 선단으로부터 직경 방향으로 연장된 바 노즐의 형태를 가지고 있고, 기판 (W) 의 이면의 환상 영역을 향하는 복수의 토출구 (84a) 를 가지고 있다. 복수의 토출구 (84a) 는, 회전축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 이들 복수의 토출구 (84a) 는, 기판 (W) 이 회전축선 (A1) 주위로 회전됨으로써, 기판 (W) 의 이면의 환상 영역을 향한다.
중심 유체 공급 노즐 (83) 의 토출구 (83a) 및 환상 유체 공급 노즐 (84) 의 복수의 토출구 (84a) 로부터 토출된 가열 유체 (예를 들어 온수) 는, 기판 (W) 의 이면을 따라, 원심력에 의해 외방으로 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 이면을 덮는 액막이 형성된다. 복수의 토출구 (83a, 84a) 로부터 토출된 가열 유체는, 그것들이 대향하는 기판 (W) 의 이면의 각 위치에 도달하고, 그 도달 후에 가열 유체와 기판 (W) 의 열 교환이 시작된다. 따라서, 기판 (W) 의 전역을 균일하게 가열할 수 있다. 처리 유닛 (2) 이 환상 유체 공급 노즐 (84) 을 구비하고 있지 않고 중심 유체 공급 노즐 (83) 만을 구비하는 경우에는, 기판 (W) 의 이면 중심에 가열 유체가 도달한 직후부터 기판 (W) 과 가열 유체의 열 교환이 시작된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 외주에 이를 때까지 가열 유체의 대부분의 열량은 기판 (W) 에 빼앗기게 된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 가열이 반드시 균일해지지는 않는다.
제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 나타낸다.
제 2 실시형태에 의하면, 유체 공급 노즐 (11P) 에 의해 기판 (W) 의 중심으로부터 외주까지를 고르게 가열할 수 있다. 그 때문에, 액막 (66) 의 개구 (67) 가 기판 (W) 의 외주 부근에 이른 경우에도 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 의 유기 용제를 안정적으로 증발시킬 수 있다. 이에 의해, 개구 (67) 의 확대를 기판 (W) 의 가열에 의해 양호하게 보조할 수 있다.
제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2P) 은, 제 1 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 과 대략 동일한 기판 처리가 가능하기 때문에 그 설명을 생략한다.
제 3 실시형태
도 9 는 이 발명의 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 에 구비된 처리 유닛 (2Q) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
제 3 실시형태의 처리 유닛 (2Q) 이 도 1 에 나타내는 제 1 실시형태의 처리 유닛 (2) 과 주로 상이한 점은 다음과 같다. 처리 유닛 (2Q) 은, 유기 용제 공급 노즐 (9) (도 1 참조) 대신에, 복수의 유기 용제 공급 노즐 (9Q) 을 포함한다. 유기 용제 공급 노즐 (9Q) 은, 저표면 장력 액체 공급 유닛에 포함된다. 처리 유닛 (2Q) 은, 기판 (W) 의 회전 중심과 동심원상으로 기판 (W) 을 가열하는 히터 (90) 를 포함하고 있다. 히터 (90) 는, 기판 가열 유닛에 포함된다.
복수의 유기 용제 공급 노즐 (9Q) 은, 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치를 향하여 유기 용제를 공급하는 중심 위치 공급 노즐 (100) 과, 회전축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되고, 기판 (W) 의 표면의 회전 중심 위치로부터 떨어진 위치를 향하여 유기 용제를 공급하는 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) (복수의 노즐) 을 포함한다.
중심 위치 공급 노즐 (100) 은, 차단판 (6) 에 결합된 중공의 중심축 (30Q) 에 삽통되어 있다. 중심 위치 공급 노즐 (100) 은 선단에 형성된 토출구 (100a) 로부터 기판 (W) 의 표면의 회전 중심을 향하여 유기 용제를 토출한다.
복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 은, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 회전 반경 방향 (R) 을 따라 나열되어 있다. 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 은, 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 에 대응하여 차단판 (6) 의 대향면 (6a) 에 형성된 복수의 공급구 (68) 에 선단이 수용되어 있다. 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터 토출된 유기 용제는, 공급구 (68) 를 통과하여 기판 (W) 의 표면에 공급된다. 복수의 공급구 (68) 는, 이 실시형태에서는, 차단판 (6) 을 상하 방향으로 관통한 관통공이다.
중심 위치 공급 노즐 (100) 에는, 유기 용제 공급관 (101) 이 결합되어 있다. 유기 용제 공급관 (101) 에는, 그 유로를 개폐하는 유기 용제 밸브 (102) 가 개재되어 있다. 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 에는, 복수의 유기 용제 공급관 (106) 이 각각 결합되어 있고, 복수의 유기 용제 공급관 (106) 에는, 복수의 유기 용제 밸브 (107) 가 각각 개재되어 있다. 다시 말하면, 각 이간 위치 공급 노즐 (105) 에 개별의 유기 용제 공급관 (106) 이 결합되어 있고, 그 유기 용제 공급관 (106) 에 1 개의 유기 용제 밸브 (107) 가 개재되어 있다. 복수의 유기 용제 밸브 (107) 는, 대응하는 이간 위치 공급 노즐 (105) 에 대한 유기 용제의 공급의 유무를 각각 전환하는 공급 전환 유닛에 포함된다. 이간 위치 공급 노즐 (105) 은, 적어도 2 개 형성되어 있어, 적어도 2 개의 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터의 유기 용제의 공급이 가능하게 되어 있다. 컨트롤러 (12) 는, 유기 용제 밸브 (102) 및 복수의 유기 용제 밸브 (107) 를 제어함으로써, 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 착액 위치 (P) 를 변경시킬 수 있다. 즉, 이 실시형태에서는, 유기 용제 밸브 (102) 및 복수의 유기 용제 밸브 (107) 는, 착액 위치 변경 유닛에 포함된다.
유기 용제 공급관 (101) 및 복수의 유기 용제 공급관 (106) 에는, 공통의 유기 용제 공급원으로부터의 유기 용제가 공급되어 있어도 된다. 이 경우, 복수의 유기 용제 공급관 (106) 은, 유기 용제 밸브 (102) 보다 유기 용제 공급원측의 유기 용제 공급관 (101) 으로부터 분기되어 있어도 된다.
히터 (90) 는, 예를 들어, 차단판 (6) 에 내장되고, 회전 반경 방향 (R) 으로 연장되는 저항체여도 된다. 히터 (90) 는, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 형상의 원환상으로 형성되어 있어도 되고, 회전축선 (A1) 주위의 둘레 방향에 있어서 원환의 일부가 끊긴 C 자형으로 형성되어 있어도 된다. 도 9 에 나타내는 예에서는, 히터 (90) 는, 회전 반경 방향 (R) 을 따라 나뉘어진 복수의 영역을 가지고 있고, 영역마다 상이한 온도로 설정할 수 있다. 히터 (90) 의 온도는, 예를 들어, 기판 (W) 의 회전 중심 위치로부터 멀어짐에 따라 고온이 되도록 영역마다 설정되어도 된다. 히터 (90) 에는, 히터 (90) 에 통전함으로써 히터 (90) 의 온도를 상승시키는 히터 통전 기구 (91) 가 접속되어 있다. 컨트롤러 (12) 는, 히터 통전 기구 (91) 를 제어함으로써, 히터 (90) 에 대한 통전을 제어할 수 있다.
이 처리 유닛 (2Q) 에 의해, 제 1 실시형태에 관련하여 설명한 도 4 및 도 5 에 나타내는 처리를 실행할 수 있다. 이하에서는, 제 3 실시형태의 처리 유닛 (2Q) 에 의한 기판 처리의 일례에 대하여, 제 1 실시형태의 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리와 주로 상이한 부분 (스텝 S3) 만을 설명하고, 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리와 동일한 부분 (스텝 S1, 스텝 S2 및 스텝 S4) 에 대해서는 설명을 생략한다. 유기 용제 처리 공정 (스텝 S3) 에 대해서도, 제 1 실시형태의 처리 유닛 (2) 에 의한 기판 처리와 동일한 처리에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 10a ∼ 도 10c 는, 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2Q) 이 유기 용제에 의해 기판 (W) 을 처리하는 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 10a 는 후술하는 치환 공정 (T1) 및 액막 형성 공정 (T2) 에 대응한다. 도 10b 는 후술하는 개구 형성 공정 (T3) 에 대응한다. 도 10c 는 후술하는 개구 확대 공정 (T4) 및 착액 위치 변경 공정 (T5) 에 대응한다.
유기 용제 처리 공정에서는, 기판 가열 공정이 병행하여 실시된다. 기판 가열 공정은, 적어도 기판 (W) 에 유기 용제를 공급하는 기간 중, 즉, 적어도 유기 용제 처리 공정 (S3) (치환 공정 (T1), 액막 형성 공정 (T2), 개구 형성 공정 (T3), 개구 확대 공정 (T4) 및 착액 위치 변경 공정 (T5)) 에 실행된다. 처리 유닛 (2Q) 에 의한 기판 처리에 있어서의 기판 가열 공정에서는, 컨트롤러 (12) 는, 히터 통전 기구 (91) 를 제어함으로써, 히터 (90) 를 통전시킨다. 이에 의해, 히터 (90) 의 온도가 상승한다. 온도가 상승한 히터 (90) 에 의해, 히터 (90) 로부터 이간되어 배치된 회전 상태의 기판 (W) 전체가 가열된다. 기판 가열 공정에서는, 회전 상태의 기판 (W) 의 이면의 회전 중심 위치를 포함하는 중앙 영역을 향하여 가열 유체 (예를 들어 온수) 가 공급되어도 된다. 공급된 가열 유체는 원심력에 의해 기판 (W) 의 이면 전체에 확산된다. 이에 의해 기판 (W) 전체가 가열된다.
유기 용제 처리 공정 (스텝 S3) 에 앞서, 린스 처리 공정 (스텝 S2) 에서는, 린스액 밸브 (52) 가 닫히고, 린스액 공급 노즐 (8) 이 린스액 공급 위치로부터 퇴피 위치로 이동되어 있다. 린스액 공급 노즐 (8) 의 퇴피 후, 유기 용제 처리 공정 (스텝 S3) 에서는, 컨트롤러 (12) 는, 차단판 (6) 을 유기 용제 처리 위치까지 강하시킨다. 린스액 공급 노즐 (8) 이 퇴피한 후에는, 차단판 (6) 과 기판 (W) 의 표면 사이에 노즐 등의 부재가 존재하지 않기 때문에, 차단판 (6) 을 기판 (W) 을 향하여 근접시킬 수 있다.
컨트롤러 (12) 가 유기 용제 밸브 (102) 를 여는 것에 의해, 중심 위치 공급 노즐 (100) 로부터의 기판 (W) 의 표면으로의 유기 용제의 공급이 개시된다 (유기 용제 공급 공정). 이에 의해, 도 10a 에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판 (W) 의 표면을 향하여, 유기 용제 공급 노즐 (9Q) 로부터 유기 용제가 공급된다. 이 때, 컨트롤러 (12) 는, 더욱 유기 용제 밸브 (107) 를 여는 것에 의해, 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터도 유기 용제를 공급시켜도 된다. 기판 (W) 의 표면에 유기 용제가 공급될 때, 공급된 유기 용제는 원심력에 의해 기판 (W) 의 표면 전체에 확산된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다 (치환 공정 (T1)). 컨트롤러 (12) 는, 소정의 치환 속도로 스핀 베이스 (21) 가 회전하도록 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어한다. 치환 속도는, 예를 들어, 10 rpm 이다. 치환 속도는, 300 rpm 정도여도 된다.
기판 (W) 의 표면 상의 린스액이 유기 용제로 완전하게 치환되면, 컨트롤러 (12) 는, 소정의 유기 용제 액막 형성 속도로 스핀 베이스 (21) 가 회전하도록 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어한다. 유기 용제 액막 형성 속도는, 예를 들어, 10 rpm 이다. 기판 (W) 의 회전 속도가 저속이기 때문에, 기판 (W) 의 표면에 공급되는 유기 용제는 원심력에 의해 기판 (W) 으로부터 낙하하지 않는다. 그 때문에, 기판 (W) 의 표면에 공급된 유기 용제는, 표면 장력에 의해 기판 (W) 의 표면 상에 쌓인다. 이렇게 하여, 기판 (W) 의 표면 상에 유기 용제의 액막 (66) 이 형성된다 (액막 형성 공정 (T2)).
유기 용제의 액막 (66) 에 개구 (67) 를 형성하는 개구 형성 공정 (T3) 과, 개구 (67) 를 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키는 개구 확대 공정 (T4) 을 실행하기 위해서 불활성 가스의 공급량이 증가된다. 구체적으로는, 컨트롤러 (12) 가 불활성 가스 밸브 (71) 를 조정함으로써, 불활성 가스의 유량이 소정의 액막 배제 유량까지 증가된다. 액막 배제 유량은, 예를 들어, 200 리터/min 이다. 회전 상태의 기판 (W) 의 회전 중심 위치를 향하여 액막 배제 유량의 불활성 가스가 공급됨으로써, 액막 (66) 에 개구 (67) 가 형성된다 (개구 형성 공정 (T3)). 개구 (67) 는, 평면에서 보아, 회전 중심 위치로부터 확대되는 원 형상이다 (도 7a 참조). 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 불활성 가스가 더욱 계속해서 공급됨으로써 개구 (67) 가 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대된다 (개구 확대 공정 (T4)).
개구 형성 공정 (T3) 및 개구 확대 공정 (T4) 에서는, 컨트롤러 (12) 가 기판 회전 구동 기구 (23) 를 제어함으로써, 스핀 베이스 (21) 의 회전을 서서히 가속시킨다. 스핀 베이스 (21) 의 회전은, 속도가 300 rpm 이 될 때까지 가속된 후, 300 rpm 의 속도로 일정 기간 유지된다.
도 10c 에 나타내는 바와 같이, 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측에 착액 위치 (P) 가 위치하도록, 착액 위치 (P) 를 개구 (67) 의 확대에 따라 변경하는 착액 위치 변경 공정 (T5) 이 실행된다. 착액 위치 변경 공정 (T5) 에서는, 컨트롤러 (12) 는, 액막 (66) 에 개구 (67) 가 형성되면 유기 용제 밸브 (102) 를 닫는다. 컨트롤러 (12) 가 복수의 유기 용제 밸브 (107) 를 연 상태로 제어하는 것에 의해, 복수 (적어도 2 개) 의 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터 기판 (W) 의 표면에 유기 용제가 공급된다. 그 후, 컨트롤러 (12) 는, 개구 (67) 의 확대에 따라 이간 위치 공급 노즐 (105) 에 대응하는 유기 용제 밸브 (107) 를 회전 중심 위치측으로부터 순차적으로 닫는다. 컨트롤러 (12) 는, 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터 공급되는 유기 용제의 착액 위치 (P) 에 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 가 도달하기 직전에 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터의 유기 용제의 공급을 정지시키기 위해서, 대응하는 유기 용제 밸브 (107) 를 닫는다. 가장 외측에서 유기 용제를 공급하고 있는 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터의 유기 용제의 착액 위치 (P) 에 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 가 도달하기 직전에 모든 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터의 유기 용제의 공급이 정지된다.
착액 위치 변경 공정 (T5) 에서는, 컨트롤러 (12) 는, 복수의 유기 용제 밸브 (107) 를 회전 중심 위치측으로부터 순차적으로 닫는 것이 아니라, 확대 중인 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 의 위치에 적합한 1 개의 이간 위치 공급 노즐 (105) 만으로부터 유기 용제가 공급되도록 복수의 유기 용제 밸브 (107) 의 개폐를 제어해도 된다. 확대 중인 개구 (67) 의 둘레 가장자리 (67a) 의 위치에 적합한 이간 위치 공급 노즐 (105) 이란, 둘레 가장자리 (67a) 의 외측에 위치하는 이간 위치 공급 노즐 (105) 중, 가장 둘레 가장자리 (67a) 에 가까운 위치에 위치하는 이간 위치 공급 노즐 (105) 이어도 된다.
제 3 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 나타낸다.
제 3 실시형태에 의하면, 복수의 유기 용제 밸브 (107) 에 의해, 대응하는 이간 위치 공급 노즐 (105) 에 대한 유기 용제의 공급의 유무를 각각 전환한다는 간단한 구조로 착액 위치 (P) 를 변경할 수 있다.
제 3 실시형태에 의하면, 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 에 대응한 복수의 공급구 (68) 로부터 유기 용제가 기판 (W) 의 표면에 공급된다. 그 때문에, 차단판 (6) 과 기판 (W) 사이에 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 을 배치하기 위한 간격을 확보할 필요가 없다. 따라서, 차단판 (6) 을 기판 (W) 에 접근시킨 상태로 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 로부터 유기 용제를 공급할 수 있다. 그 때문에, 둘레 가장자리 (67a) 보다 외측의 액막 (66) 의 유기 용제의 증발이 더욱 억제된다.
제 4 실시형태
도 11 은 이 발명의 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1R) 에 구비된 처리 유닛 (2R) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
제 4 실시형태의 처리 유닛 (2R) 이 도 9 에 나타내는 제 3 실시형태의 처리 유닛 (2Q) 과 주로 상이한 점은 다음과 같다. 처리 유닛 (2R) 은, 제 3 실시형태의 히터 (90) (도 9 참조) 대신에, 하방으로부터 기판 (W) 을 가열하는 히터 (90R) 를 포함하고 있다. 히터 (90R) 는, 기판 가열 유닛에 포함된다. 히터 (90R) 는, 예를 들어, 스핀 베이스 (21) 에 내장되고, 회전 반경 방향 (R) 으로 연장되는 저항체이다. 히터 (90R) 는, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원환상으로 형성되어 있어도 된다. 히터 (90R) 는, 회전축선 (A1) 주위의 둘레 방향에 있어서 원환의 일부가 끊긴 C 자형으로 형성되어 있어도 된다. 히터 (90R) 는, 이 실시형태에서는, 회전 반경 방향 (R) 을 따라 나뉘어진 복수의 영역을 가지고 있고, 영역마다 상이한 온도로 설정할 수 있다. 히터 (90R) 의 온도는, 예를 들어, 기판 (W) 의 회전 중심 위치로부터 멀어짐에 따라 고온이 되도록 영역 마다 설정되어 있어도 된다. 히터 (90R) 에는, 히터 (90R) 에 통전하는 것에 의해 히터 (90R) 의 온도를 상승시키는 히터 통전 기구 (91R) 가 접속되어 있다. 히터 (90R) 에는, 회전축 (22) 내로 통과된 급전선 (92) 에 의해 히터 통전 기구 (91R) 로부터의 전력이 공급되고 있다. 컨트롤러 (12) 는, 히터 통전 기구 (91R) 를 제어하는 것에 의해, 히터 (90R) 에 대한 통전을 제어할 수 있다.
제 4 실시형태에 의하면, 제 3 실시형태와 동일한 효과를 나타낸다.
제 4 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2R) 은, 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2Q) 과 대략 동일한 기판 처리가 가능하기 때문에 그 설명을 생략한다.
이 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 도 12 에 제 1 실시형태의 변형예에 관련된 처리 유닛 (2) 을 나타낸다. 이 처리 유닛 (2) 에서는, 유기 용제 공급 노즐 이동 기구 (60) 는, 아암 (62) 을 당해 아암 (62) 의 연장되는 방향 (회전 반경 방향 (R)) 을 따라 직선적으로 이동시키는 아암 구동 기구 (63S) 를 포함한다. 아암 구동 기구 (63S) 는, 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 기판 (W) 의 표면을 따라, 기판 (W) 의 회전 반경 방향 (R) 으로 이동시키는 노즐 이동 유닛에 포함된다. 아암 구동 기구 (63S) 는, 유기 용제 공급 노즐 (9) 을 기판 (W) 의 표면을 따라, 기판 (W) 의 회전 반경 방향 (R) 에 착액 위치 (P) 를 변경시키는 착액 위치 변경 유닛에 포함된다.
이 경우에 있어서, 도 13 에 저면도를 나타내는 바와 같이, 유기 용제 공급 노즐 (9) 의 이동 경로를 따라 직선상으로 연장된 홈상의 절결 (6b) 이 차단판 (6) 의 대향면 (6a) 측으로 열리도록 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 유기 용제 공급 노즐 (9) 및 아암 (62) 은, 절결 (6b) 내에서 직선 이동할 수 있고, 그 이동시에 차단판 (6) 과 간섭하지 않는다. 유기 용제 처리 공정 (스텝 S3) 을 개시하기 전에 약액 공급 노즐 (7) 및 린스액 공급 노즐 (8) 은 기판 (W) 과 차단판 (6) 사이의 공간으로부터 퇴피하고 있다. 그 때문에, 유기 용제 공급 노즐 (9) 이 중앙 위치와 퇴피 위치 사이의 어느 위치에 있는 경우에도, 차단판 (6) 을 하위치에 가까운 위치에 배치할 수 있다. 따라서, 유기 용제 처리 공정 (스텝 S3) 에 있어서 차단판 (6) 을 기판 (W) 에 접근한 위치에 배치할 수 있다. 이에 의해, 기판 (W) 의 표면 부근의 분위기를 그 주위로부터 더욱 효과적으로 차단 (이격) 할 수 있다.
이 변형예는, 제 2 실시형태에도 적용할 수 있다.
전술한 도 9 (제 3 실시형태) 에는, 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 이 차단판 (6) 에 형성된 공급구 (68) 를 통과하여 기판 (W) 의 표면에 유기 용제를 공급하는 구성을 나타냈다. 그러나, 차단판 (6) 에 공급구 (68) 가 형성되는 대신에, 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 이 차단판 (6) 의 대향면 (6a) 과 기판 (W) 의 상면 사이에 유지되어 있어도 된다. 이 경우, 유기 용제가 공급될 때에, 이간 위치 공급 노즐 (105) 을 배치할 수 있는 간격이 대향면 (6a) 과 기판 (W) 사이에 확보되어 있을 필요가 있다. 그러나, 그 한편으로, 차단판 회전 구동 기구 (31) (도 1 참조) 를 형성하면, 차단판 회전 구동 기구 (31) 에 의해 차단판 (6) 을 회전시킬 수 있다. 이에 의해, 대향면 (6a) 에 부착된 액적을 원심력에 의해 건조시킬 수 있다.
또한, 복수의 이간 위치 공급 노즐 (105) 은, 차단판 (6) 에 일체적으로 조립되어 있어도 된다. 예를 들어, 차단판 (6) 의 내부에 복수의 유기 용제 유로가 형성되고, 복수의 유기 용제 유로가 대향면 (6a) 에 있어서 회전축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 위치에서 개구되는 것에 의해, 복수의 토출구가 형성되어 있어도 된다. 각 유기 용제 공급로에 대한 유기 용제의 공급을 제어함으로써, 복수의 토출구에서 선택적으로 유기 용제를 토출시킬 수 있다.
또한, 유기 용제 처리 공정 (스텝 S3) 의 액막 형성 공정 (T2) 에서는 기판 회전 속도를 치환 공정 (T1) 시의 대략 10 ∼ 300 rpm 으로부터 대략 10 rpm 까지 저하시켰지만, 반드시 액막 형성 공정 (T2) 시에 기판 회전 속도를 이와 같이 저하시킬 필요는 없다. 예를 들어, 액막 형성 공정 (T2) 에 있어서, 치환 공정 (T1) 시의 기판 회전 속도를 유지해도 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 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2015년 12월 25일에 일본 특허청에 제출된 특원 2015-255046호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (15)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 주위로 회전시키는 기판 회전 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면을 향하여, 상기 처리액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력 액체를 토출하는 복수의 노즐과,
    상기 복수의 노즐로부터의 저표면 장력 액체의 토출의 유무를 전환함으로써, 저표면 장력 액체의 상기 기판의 표면 상에서의 착액 위치를 변경하는 착액 위치 변경 유닛과,
    상기 기판 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면의 전체에 대향하는 대향면을 갖고, 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이의 공간을 주위의 분위기로부터 차단하는 대향 부재와,
    상기 기판 회전 유닛, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 착액 위치 변경 유닛 및 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 대향 부재에는, 상기 회전 중심 위치로부터의 거리가 상이한 복수의 위치의 각각에, 상기 대향 부재를 상하로 관통하는 관통공이 형성되어 있고,
    복수의 상기 노즐이, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 선단이 대향하도록 복수의 상기 관통공에 각각 수용되고,
    상기 컨트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 기판의 표면에 처리액을 공급시키고, 복수의 상기 노즐의 적어도 1 개로부터 상기 기판의 표면을 향하여 저표면 장력 액체를 토출시켜 상기 처리액을 저표면 장력 액체로 치환하여 상기 기판의 표면에 저표면 장력 액체의 액막을 형성하고, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서 상기 불활성 가스 공급 유닛으로부터 상기 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급시킴으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구를 형성시키고, 또한 당해 개구를 상기 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키고, 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 상기 착액 위치가 위치하도록, 상기 착액 위치 변경 유닛에 의해 저표면 장력 액체를 토출하는 상기 노즐을 전환함으로써, 상기 저표면 장력 액체의 상기 착액 위치를 상기 개구의 확대에 따라 상기 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 변경시키는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 노즐이, 상기 기판의 회전 반경 방향을 따라 나란히 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 대향 부재를 상기 회전축선 주위로 회전시키는 대향 부재 회전 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 가열하는 기판 가열 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 기판 가열 유닛을 제어하고, 적어도 상기 노즐로부터 상기 기판의 표면에 저표면 장력 액체를 공급하는 기간 중에는, 상기 기판 가열 유닛에 의해 기판을 가열시키는, 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판 가열 유닛이, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판에 있어서의 하측의 주면인 이면을 향하여, 실온보다 고온에서, 또한 저표면 장력 액체의 비점보다 저온의 가열 유체를 공급함으로써 상기 기판을 가열하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액이, 물을 포함하고,
    상기 저표면 장력 액체가, 물보다 낮은 표면 장력을 갖는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 착액 위치 변경 유닛이, 복수의 상기 노즐에 대한 저표면 장력 액체의 공급의 유무를 각각 전환하는 복수의 전환 밸브를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 모든 상기 전환 밸브를 여는 것에 의해, 상기 기판의 표면을 향하여 모든 상기 노즐로부터 저표면 장력 액체를 토출하여 처리액을 저표면 장력 액체로 치환하여 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하고, 상기 개구의 확대에 따라 상기 전환 밸브를 순차적으로 닫는 것에 의해, 상기 개구의 둘레 가장자리보다 내측에 위치하는 상기 노즐로부터의 저표면 장력 액체의 토출을 정지하여 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 상기 착액 위치가 위치하도록 상기 착액 위치를 변경하는, 기판 처리 장치.
  8. 수평으로 유지된 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 표면의 전체에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재를 상하로 관통하는 복수의 관통공에 상기 기판의 표면에 선단이 대향하도록 각각 수용된 복수의 노즐의 적어도 1 개로부터 상기 처리액보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 상기 기판의 표면을 향하여 토출함으로써 상기 처리액을 치환하는 치환 공정과,
    상기 처리액보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 복수의 상기 노즐의 1 개로부터 상기 기판의 표면을 향하여 토출함으로써 상기 기판의 표면에 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 대향 부재의 소정의 높이 위치에 배치함으로써, 상기 대향 부재의 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이의 공간을 주위의 분위기로부터 차단하는 분위기 차단 공정과,
    연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 주위로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급함으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구를 형성하는 개구 형성 공정과,
    상기 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급함으로써 상기 개구를 상기 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키는 개구 확대 공정을 포함하고,
    각 상기 관통공은, 상기 회전 중심 위치로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 형성되어 있고,
    상기 기판의 표면에서의 착액 위치가 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 위치하도록, 상기 처리액보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 토출하는 상기 노즐을 전환함으로써, 상기 개구의 확대에 따라 상기 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 상기 착액 위치를 변경시키는 착액 위치 변경 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐이, 상기 기판의 회전 반경 방향을 따라 나란히 배치되어 있는, 기판 처리 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    적어도 상기 치환 공정, 상기 액막 형성 공정 및 상기 착액 위치 변경 공정이, 상기 기판을 가열하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 액막 형성 공정이, 상기 기판의 표면을 향하여 모든 상기 노즐로부터 저표면 장력 액체를 토출하여 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 착액 위치 변경 공정이, 복수의 상기 노즐로부터의 저표면 장력 액체의 토출의 유무를 전환하는 전환 밸브를 상기 개구의 확대에 따라 순차적으로 닫는 것에 의해, 상기 개구의 둘레 가장자리보다 내측에 위치하는 상기 노즐로부터의 저표면 장력 액체의 토출을 정지하여 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 상기 착액 위치가 위치하도록 상기 착액 위치를 변경하는, 기판 처리 방법.
  12. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 주위로 회전시키는 기판 회전 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면을 향하여, 상기 처리액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력 액체를 토출하는 저표면 장력 액체 노즐과,
    상기 저표면 장력 노즐에 연결된 아암 유닛과,
    상기 아암 유닛을 구동함으로써, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면을 따르는 방향으로 상기 저표면 장력 액체 노즐을 이동시키는 아암 구동 유닛과,
    상기 기판 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 표면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재와,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판에 근접하는 하위치와, 상기 하위치보다 상방인 상위치 사이에서, 상기 대향 부재를 상기 연직 방향으로 승강시키는 승강 구동 유닛과,
    상기 기판 회전 유닛, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 저표면 장력 액체 노즐, 상기 아암 구동 유닛, 상기 불활성 가스 공급 유닛 및 상기 승강 구동 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 기판의 표면에 처리액을 공급시키고, 상기 승강 구동 유닛에 의해 상기 하위치와 상기 상위치 사이의 저표면 장력 액체 처리 위치에 상기 대향 부재를 위치시킴으로써 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이의 공간을 주위의 분위기로부터 차단시킨 상태에서, 또한, 상기 아암 구동 유닛에 의해 상기 저표면 장력 액체 노즐을 상기 대향면과 상기 기판 사이에 위치시킨 상태에서, 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 저표면 장력 액체를 토출시켜 상기 처리액을 저표면 장력 액체로 치환하여 상기 기판의 표면에 저표면 장력 액체의 액막을 형성하고, 상기 기판 회전 유닛에 의해 상기 기판을 회전시키면서 상기 불활성 가스 공급 유닛으로부터 상기 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급시킴으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구를 형성시키고, 또한 당해 개구를 상기 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키고, 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 상기 착액 위치가 위치하도록 상기 아암 구동 유닛에 의해 상기 저표면 장력 액체 노즐을 이동시키면서, 저표면 장력 액체를 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 토출시키고, 상기 저표면 장력 액체의 상기 착액 위치가 상기 개구의 확대에 따라 상기 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 변경되도록 상기 아암 구동 유닛에 의해 상기 저표면 장력 액체 노즐을 이동시키고,
    상기 컨트롤러가, 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터의 저표면 장력 액체의 토출이 개시되고 나서, 상기 개구가 확대되어 상기 기판의 표면으로부터 상기 저표면 장력 액체의 액막이 배제될 때까지 동안, 상기 저표면 장력 액체 노즐을 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이에 유지하고, 또한, 상기 대향 부재를 상기 저표면 장력 액체 처리 위치에 유지하고,
    상기 불활성 가스 공급 유닛이, 상기 기판 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 토출하는 단일의 토출구를 갖는 불활성 가스 노즐을 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 기판의 표면에 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하기 위해서 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 저표면 장력 액체를 토출하고 있는 동안에, 상기 불활성 가스 노즐의 상기 토출구로부터의 상기 불활성 가스의 토출을 개시하고, 상기 불활성 가스 노즐로부터 토출되는 불활성 가스의 유량을 증대시킴으로써 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 개구를 형성시키는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하위치는, 상기 대향면이 상기 기판의 표면으로부터 0.5 mm ∼ 2.5 mm 상방에 배치될 때의 상기 대향 부재의 위치이고,
    상기 상위치는, 상기 대향면이 상기 기판의 표면으로부터 150 mm 상방에 배치될 때의 상기 대향 부재의 위치이고,
    상기 저표면 장력 액체 위치는, 상기 대향면이 상기 기판의 표면으로부터 15 mm 상방에 배치될 때의 상기 대향 부재의 위치인, 기판 처리 장치.
  14. 수평으로 유지된 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 처리액보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 상기 기판에 공급함으로써 상기 처리액을 치환하는 치환 공정과,
    상기 기판의 표면에 대향하는 대향면을 갖는 대향 부재를 승강시키는 승강 구동 유닛에 의해 상기 기판에 근접하는 하위치와 상기 하위치보다 상방인 상위치 사이의 저표면 장력 처리 위치에 상기 대향 부재를 위치시킴으로써, 상기 대향 부재의 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이의 공간을 주위의 분위기로부터 차단하는 분위기 차단 공정과,
    상기 대향 부재를 상기 저표면 장력 액체 처리 위치에 위치시키고, 또한, 저표면 장력 액체 노즐에 연결된 아암 유닛을 노즐 아암 구동 유닛에 의해 구동하여 상기 저표면 장력 액체 노즐을 상기 대향면과 상기 기판 사이에 위치시킨 상태에서, 상기 처리액보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 토출시킴으로써, 상기 기판의 표면에 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    연직 방향을 따르는 소정의 회전축선 주위로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급함으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 회전 중심 위치로부터 확대되는 개구를 형성하는 개구 형성 공정과,
    상기 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 공급함으로써 상기 개구를 상기 회전 중심 위치로부터 멀어지는 방향으로 확대시키는 개구 확대 공정과,
    상기 기판의 표면에서의 착액 위치가 상기 개구의 둘레 가장자리보다 외측에 위치하도록 상기 아암 구동 유닛에 의해 상기 저표면 장력 액체 노즐을 이동시킨 상태에서, 상기 처리액보다 낮은 표면 장력을 갖는 저표면 장력 액체를 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 토출하고, 또한, 상기 개구의 확대에 따라 상기 회전 중심 위치 이외의 적어도 2 개 지점으로 상기 착액 위치가 변경되도록 상기 아암 구동 유닛에 의해 상기 저표면 장력 액체 노즐을 이동시키는 착액 위치 변경 공정을 포함하고,
    상기 액막 형성 공정에 있어서 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터의 저표면 장력 액체의 토출이 개시되고 나서, 상기 개구 확대 공정에 있어서 상기 개구가 확대되어 상기 기판의 표면으로부터 상기 저표면 장력 액체의 액막이 배제될 때까지 동안, 상기 저표면 장력 액체 노즐이 상기 대향면과 상기 기판의 표면 사이에 유지되고, 또한, 상기 대향 부재가 상기 저표면 장력 액체 처리 위치에 유지되고,
    상기 액막 형성 공정에 있어서, 상기 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 저표면 장력 액체를 토출하고 있는 동안에, 상기 기판 표면의 상기 회전축선 상의 위치인 회전 중심 위치를 향하여 불활성 가스를 토출하는 단일의 토출구를 갖는 불활성 가스 노즐의 상기 토출구로부터의 상기 불활성 가스의 토출을 개시하는 불활성 가스 공급 개시 공정을 추가로 포함하고,
    상기 개구 형성 공정이, 상기 불활성 가스 노즐로부터 토출되는 불활성 가스의 유량을 증대시킴으로써, 상기 저표면 장력 액체의 액막에 상기 개구를 형성시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하위치는, 상기 대향면이 상기 기판의 표면으로부터 0.5 mm ∼ 2.5 mm 상방에 배치될 때의 상기 대향 부재의 위치이고,
    상기 상위치는, 상기 대향면이 상기 기판의 표면으로부터 150 mm 상방에 배치될 때의 상기 대향 부재의 위치이고,
    상기 저표면 장력 액체 위치는, 상기 대향면이 상기 기판의 표면으로부터 15 mm 상방에 배치될 때의 상기 대향 부재의 위치인, 기판 처리 방법.
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