KR20200100855A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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도모야 이시카와
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Abstract

기판 처리 방법은, 패턴이 형성된 기판의 표면에 약액을 공급하여 기판을 처리하는 방법으로서, 기판을 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 약액을 기판의 적어도 상기 표면에 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 상기 표면에, 상기 약액보다 낮은 도전성을 갖는 저도전성 액체를 공급하는 저도전성 액체 공급 공정과, 상기 저도전성 액체 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 상기 약액보다 낮고 또한 상기 저도전성 액체보다 높은 도전성을 갖는 고도전성 액체를, 기판의 상기 표면이 아니라, 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에 공급하는 고도전성 액체 공급 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
이 발명은, 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리의 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 등이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 예를 들어, 기판을 1 장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치는, 처리 챔버와, 처리 챔버 내에 있어서, 기판을 거의 수평하게 유지하면서, 그 기판을 회전시키는 스핀 척과, 이 스핀 척에 의해 회전되는 기판의 표면 (패턴 (디바이스) 이 형성되는 면) 을 향하여 약액을 토출하기 위한 노즐을 구비하고 있다.
이와 같은 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리에서는, 예를 들어, 회전 상태의 기판의 표면의 예를 들어 중앙부를 향하여, 노즐로부터 약액이 토출된다. 기판의 표면의 중앙부에 공급된 약액은, 기판의 회전에 의해 발생하는 원심력을 받아, 기판의 표면 상을 둘레 가장자리를 향하여 흘러, 기판의 표면 전역에 골고루 미친다. 이로써, 기판의 표면 전역에 약액에 의한 처리가 실시된다.
처리 챔버에 반입되어 온 기판에는, 그 전공정 (이온 주입, 드라이 에칭) 에 의해, 기판의 표면에 전하가 축적되어 있는 (즉 대전되어 있는) 경우가 있다. 처리 챔버에 반입되어 온 기판의 표면에 전하가 축적되어 있으면, 노즐로부터의 약액의, 기판의 표면에 대한 착액시에, 기판의 표면과 약액이 접촉하여 기판의 표면에 있어서 급격한 전하의 변화가 발생하여, 약액의 착액 위치 또는 그 근방에서 정전기 방전 (아킹) 이 발생할 우려가 있다. 그 결과, 패턴 (디바이스) 이 파괴되거나, 패턴에 구멍이 뚫리거나 하는 등, 기판의 표면에 국소적인 결함이 발생하는 경우가 있다.
그래서, 하기 특허문헌 1 에서는, 약액 공급 개시시에 있어서의 기판의 표면에 있어서의 정전기 방전의 발생을 방지하기 위해, 약액 공급의 개시 전에, 약액보다 도전율이 낮은 제전액 (除電液) (예를 들어 탄산수) 을 기판의 표면에 공급하는 것이 알려져 있다.
미국 특허출원 공개 제2009/211610호 명세서
그러나, 처리 챔버에 반입되어 오는 기판의 대전량이 많은 경우가 있다. 탄산수를 사용한 제전은 전하 이동이 빠르기 때문에, 탄산수의 기판에 대한 착액 시에, 기판의 표면과 탄산수의 접촉에 수반하여 정전기 방전이 발생하는 경우가 있다.
또한, 기판의 대전량을 서서히 저하시키기 위해, 탄산수보다 도전율이 낮은 제전액 (예를 들어 DIW (탈이온수)) 을 기판의 표면에 공급하고, 그 공급 후에, 기판의 표면에 탄산수를 공급하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 기판의 대전량이 많은 경우에는, 기판의 표면에 대한 DIW 의 공급에 의해서도 정전기 방전이 발생할 우려도 있다.
즉, 기판에 대한 약액의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지함과 함께, 기판에 대한 제전액 (탄산수나 DIW) 의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 필요가 있다. 환언하면, 기판에 대한 액체의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 필요가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 기판의 표면에 대한 액체의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 이로써, 기판의 표면에 있어서의 국소적인 결함의 발생을 억제 또는 방지할 수 있는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명은, 패턴이 형성된 기판의 표면에 약액을 공급하여 기판을 처리하는 방법으로서, 기판을 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 약액을 기판의 적어도 상기 표면에 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 상기 표면에, 상기 약액보다 낮은 도전성을 갖는 저도전성 액체를 공급하는 저도전성 액체 공급 공정과, 상기 저도전성 액체 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 상기 약액보다 낮고 또한 상기 저도전성 액체보다 높은 도전성을 갖는 고도전성 액체를, 기판의 상기 표면이 아니라, 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에 공급하는 고도전성 액체 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판에 대한 약액의 공급에 앞서, 먼저, 기판의 표면이 아니라 기판의 이면에 고도전성 액체가 공급된다. 기판이 대전되어 있는 경우, 기판의 표면 (디바이스가 형성된 디바이스면) 에 전하가 축적되어 있기 때문에, 고도전성 액체를 기판의 이면에 공급해도, 기판의 이면에서 정전기 방전이 발생하는 경우는 거의 없다. 또한, 고도전성 액체의 도전율이 비교적 높기 때문에, 기판의 이면에 대한 저도전성 액체의 공급에 의해, 기판에 축적되어 있는 전하의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 고도전성 액체의 기판의 이면에 대한 공급에 의해, 기판의 표면의 패턴의 내부에 들어간 전하를, 패턴의 외표면으로 꺼낼 수 있다.
이어서, 기판의 표면에 저도전성 액체가 공급된다. 이로써, 패턴의 외표면으로 빠져나간 전하를, 저도전성 액체에 의해 효과적으로 제거할 수 있다. 기판으로부터 전하의 양이 감소된 후에 기판의 표면에 도전성 액체가 공급되기 때문에, 정전기 방전의 발생을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다. 게다가, 그 도전성 액체가, 비교적 도전율이 낮은 저도전성 액체이기 때문에, 정전기 방전의 발생을, 보다 더 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, 저도전성 액체 및 고도전성 액체에 의해 충분히 전하가 제거된 후의 기판의 적어도 표면에, 약액이 공급된다. 이로써, 약액 처리가 실행된다. 따라서, 기판의 표면에 대한 약액의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
이로써, 기판의 표면에 대한 액체 (저도전성 액체, 고도전성 액체, 약액) 의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 그 때문에, 기판의 표면에 있어서의 국소적인 결함의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 저도전성 액체 공급 공정에 병행하여, 기판의 상기 이면에, 기판을 제전하기 위해, 상기 저도전성 액체 또는 상기 고도전성 액체를 공급하는 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에 대한 저도전성 액체의 공급에 병행하여, 기판의 이면에, 저도전성 액체 또는 고도전성 액체가 공급된다. 이로써, 기판에 축적되어 있는 전하를, 보다 더 효과적으로 제거할 수 있다. 그러므로, 약액의 공급시에 있어서의 정전기 방전의 발생을 보다 더 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 고도전성 액체 공급 공정에 병행하여, 기판의 상기 표면에 액체를 공급하지 않는다.
기판의 이면에 대한 고도전성 액체의 공급에 병행하여 기판의 표면에 액체를 공급하면, 기판의 표면의 액체의 착액에 의해, 기판의 표면에 정전기 방전이 발생할 우려가 있다.
이에 반해, 이 방법에 의하면, 기판의 이면에 대한 고도전성 액체의 공급에 병행하여 기판의 표면에 액체를 공급하지 않는다. 이로써, 기판의 표면에 있어서의 정전기 방전의 발생을 보다 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 고도전성 액체 공급 공정에 병행하여, 기판의 상기 표면의 전역에 대향하는 기판 대향면을 갖는 대향 부재를, 상기 기판 대향면이 기판의 상기 표면에 근접하는 근접 위치에 배치하는 근접 위치 배치 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 대향 부재의 기판 대향면을 기판의 표면에 근접시키면서, 즉, 대향 부재의 기판 대향면에 의해 기판의 표면을 보호하면서, 기판의 이면에 고도전성 액체를 공급한다. 그 때문에, 기판의 이면으로부터 기판의 표면측으로 고도전성 액체가 돌아 들어가는 것이나, 기판의 표면측으로 고도전성 액체가 돌아 들어가는 것을 양호하게 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 저도전성 액체 공급 공정 후, 상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 적어도 상기 표면에, 상기 고도전성 액체를 공급하는 제 2 고도전성 액체 공급 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 저도전성 액체가 기판에 공급된 후, 기판에 약액이 공급되기까지의 동안에, 기판의 적어도 표면에 고도전성 액체가 공급된다. 요컨대, 기판의 표면에, 저도전성 액체 → 고도전성 액체의 순으로 공급한다. 저도전성 액체 → 고도전성 액체 → 약액과, 도전성의 액체가, 도전성이 낮은 것부터 순서대로 단계적으로 공급되기 때문에, 저도전성 액체나 고도전성 액체에서 기인하는 정전기 방전의 발생을 방지하면서 기판을 양호하게 제전할 수 있고, 또한, 약액 공급시에 있어서의 정전기 방전의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 유지 공정이, 도전성 재료를 사용하여 형성된 도전부를 기판의 둘레 가장자리부에 접촉시킴으로써 기판을 유지하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 저도전성 액체 또는 고도전성 액체를 개재하여, 기판을 양호하게 제전할 수 있다.
또한, 상기 저도전성 액체가 탈이온수를 포함하고 있어도 된다. 상기 고도전성 액체가 이온을 함유하는 액체를 포함하고 있어도 된다.
이 발명은, 표면에 패턴이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 의해 유지되고 있는 기판의 상기 표면에, 도전성을 갖는 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 의해 유지되고 있는 기판의 상기 표면에, 상기 약액보다 낮은 도전성을 갖는 저도전성 액체를 공급하기 위한 저도전성 액체 공급 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 의해 유지되고 있는 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에, 상기 약액보다 낮고 또한 상기 저도전성 액체보다 높은 도전성을 갖는 고도전성 액체를 공급하기 위한 고도전성 액체 공급 유닛과, 상기 약액 공급 유닛, 상기 저도전성 액체 공급 유닛 및 상기 고도전성 액체 공급 유닛을 제어하는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치가, 상기 약액을 기판의 적어도 상기 표면에 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 상기 표면에, 상기 저도전성 액체를 공급하는 저도전성 액체 공급 공정과, 상기 저도전성 액체 공급 공정에 앞서, 상기 고도전성 액체를, 기판의 상기 표면이 아니라, 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에 공급하는 고도전성 액체 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 기판에 대한 약액의 공급에 앞서, 먼저, 기판의 표면이 아니라 기판의 이면에 고도전성 액체가 공급된다. 기판이 대전되어 있는 경우, 기판의 표면 (디바이스가 형성된 디바이스면) 에 전하가 축적되어 있기 때문에, 고도전성 액체를 기판의 이면에 공급해도, 기판의 이면에서 정전기 방전이 발생하는 경우는 거의 없다. 또한, 고도전성 액체의 도전율이 비교적 높기 때문에, 기판의 이면에 대한 저도전성 액체의 공급에 의해, 기판에 축적되어 있는 전하의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 고도전성 액체의 기판의 이면에 대한 공급에 의해, 기판의 표면의 패턴의 내부에 들어간 전하를, 패턴의 외표면으로 꺼낼 수 있다.
이어서, 기판의 표면에 저도전성 액체가 공급된다. 이로써, 패턴의 외표면으로 빠져나간 전하를, 저도전성 액체에 의해 효과적으로 제거할 수 있다. 기판으로부터 전하의 양이 감소된 후에 기판의 표면에 도전성 액체가 공급되기 때문에, 정전기 방전의 발생을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다. 게다가, 그 도전성 액체가, 비교적 도전율이 낮은 저도전성 액체이기 때문에, 정전기 방전의 발생을, 보다 더 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, 저도전성 액체 및 고도전성 액체에 의해 충분히 전하가 제거된 후의 기판의 적어도 표면에, 약액이 공급된다. 이로써, 약액 처리가 실행된다. 따라서, 기판의 표면에 대한 약액의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
이로써, 기판의 표면에 대한 액체 (저도전성 액체, 고도전성 액체, 약액) 의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 그 때문에, 기판의 표면에 있어서의 국소적인 결함의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 유닛에 의해 되고 있는 기판의 상기 표면의 전역에 대향하는 기판 대향면을 갖고, 상기 기판 대향면이 기판의 상기 표면에 근접하는 근접 위치에 배치되는 대향 부재를 추가로 포함한다.
이 구성에 의하면, 대향 부재의 기판 대향면을 기판의 표면에 근접시키면서, 즉, 대향 부재의 기판 대향면에 의해 기판의 표면을 보호하면서, 기판의 이면에 고도전성 액체를 공급하는 것이 가능하다. 이 경우, 기판의 이면으로부터 기판의 표면측으로 고도전성 액체가 돌아 들어가는 것이나, 기판의 표면측으로 고도전성 액체가 돌아 들어가는 것을 양호하게 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 유지 유닛이, 기판의 둘레 가장자리부를 접촉 지지하는 유지 핀으로서, 도전성 재료를 사용하여 형성된 도전 핀을 갖는다.
이 구성에 의하면, 저도전성 액체 또는 고도전성 액체를 개재하여, 기판을 양호하게 제전할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부한 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도 및 상기 기판 처리 장치에 의한 처리 대상인 기판의 표면을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 상기 처리 유닛에 의한 제 1 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a ∼ 5c 는, 상기 제 1 기판 처리예의 각 공정이 실행되고 있을 때의 기판을 수평으로 본 모식도이다.
도 6a ∼ 6c 는, 상기 제 1 기판 처리예의 각 공정에 있어서의, 기판의 대전 상태의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a ∼ 7c 는, 제 1 기판 처리예에 포함되는 약액 공급 공정의 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은, 제전 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 상기 처리 유닛에 의해 실행되는 제 2 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 은, 상기 처리 유닛에 의해 실행되는 제 3 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 를 위에서 본 모식도이다. 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, 처리액 및 린스액으로 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 에 의해 처리되는 복수 장의 기판 (W) 을 수용하는 기판 수용기가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 인덱서 로봇 (IR) 및 기판 반송 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 기판 수용기와 기판 반송 로봇 (CR) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 기판 반송 로봇 (CR) 은, 인덱서 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 갖고 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
처리 유닛 (2) 은, 상자형의 처리 챔버 (4) 와, 처리 챔버 (4) 내에서 1 장의 기판 (W) 을 수평한 자세로 유지하여, 기판 (W) 의 중심을 지나는 연직인 회전 축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 유닛) (5) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면 (기판 (W) 의 표면 (패턴 형성면) (Wa) (도 5a 등을 참조)) 에 액체 (처리액 (약액 및 린스액) 및 제전액) 를 공급하기 위한 상측 액체 공급 유닛과, 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 하면 (기판 (W) 의 이면 (Wb) (도 5a 등을 참조)) 에 액체 (처리액 (약액 및 린스액) 및 제전액) 를 공급하기 위한 하측 액체 공급 유닛과, 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에 대향하고, 기판 (W) 의 상방의 공간을 그 주위의 분위기로부터 차단하는 대향 부재 (6) 와, 스핀 척 (5) 의 측방을 둘러싸는 통상의 처리 컵 (도시하지 않음) 을 포함한다.
처리 챔버 (4) 는, 스핀 척 (5) 등을 수용하는 상자형의 격벽 (7) 을 포함한다.
스핀 척 (5) 으로서, 기판 (W) 을 수평 방향으로 사이에 두고 기판 (W) 을 수평하게 유지하는 협지식의 척이 채용되어 있다. 구체적으로는, 스핀 척 (5) 은, 스핀 모터 (회전 유닛) (12) 와, 이 스핀 모터 (12) 의 구동축과 일체화된 하스핀축 (13) 과, 하스핀축 (13) 의 상단 (上端) 에 대략 수평하게 장착된 원판상의 스핀 베이스 (14) 를 포함한다. 하스핀축 (13) 은, 도전성 재료를 사용하여 형성되어 있다. 하스핀축 (13) 은 어스 접속되어 있다.
스핀 베이스 (14) 는, 기판 (W) 의 외경보다 큰 외경을 갖는 수평한 원형의 상면 (14a) 을 포함한다. 스핀 베이스 (14) 는, 도전성 재료를 사용하여 형성되어 있다. 상면 (14a) 에는, 그 둘레 가장자리부에 복수 개 (3 개 이상. 예를 들어 6 개) 의 협지 핀 (15) 이 배치되어 있다. 복수 개의 협지 핀 (15) 은, 스핀 베이스 (14) 의 상면 둘레 가장자리부에 있어서, 기판 (W) 의 외주 형상에 대응하는 원주 상에서 적당한 간격을 두고 예를 들어 등간격으로 배치되어 있다. 협지 핀 (15) 은, 도전성 재료를 사용하여 형성된 이른바 도전 핀이다.
전술한 바와 같이, 하스핀축 (13), 스핀 베이스 (14) 및 협지 핀 (15) 이, 각각 도전성 재료 (예를 들어, 카본을 포함하는 도전성 재료, 금속 재료) 를 사용하여 형성되어 있고, 또한, 하스핀축 (13) 이 어스 접속되어 있다. 그 때문에, 도전성을 갖는 액체 (후술하는 저도전성 액체, 고도전성 액체 및 약액) 가 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 표면 또는 이면에 공급되면, 당해 액체를 개재하여 기판 (W) 이 제전된다.
대향 부재 (6) 는, 대향판 (17) 과, 대향판 (17) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 상면 노즐 (30) 을 포함한다. 대향판 (17) 은, 그 하면에 기판 (W) 의 상면 전역에 대향하는, 수평하게 배치된 원형의 기판 대향면 (17a) 을 갖고 있다.
이 실시형태에서는, 상면 노즐 (30) 은, 중심축 노즐로서 기능한다. 상면 노즐 (30) 은, 스핀 척 (5) 의 상방에 배치되어 있다. 상면 노즐 (30) 은, 지지 아암 (22) 에 의해 지지되고 있다. 상면 노즐 (30) 은, 지지 아암 (22) 에 대해 회전 불능이다. 상면 노즐 (30) 은, 대향판 (17) 및 지지 아암 (22) 과 함께 승강한다. 상면 노즐 (30) 은, 그 하단부 (下端部) 에, 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 대향하는 토출구 (30a) 를 형성하고 있다.
지지 아암 (22) 에는, 전동 모터, 볼 나사 등을 포함하는 구성의 대향 부재 승강 유닛 (27) 이 결합되어 있다. 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 대향 부재 (6) (대향판 (17) 및 상스핀축 (18)) 및 상면 노즐 (30) 을, 지지 아암 (22) 과 함께 연직 방향으로 승강시킨다.
대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 대향판 (17) 을, 기판 대향면 (17a) 이 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에 근접하는 근접 위치 (도 2 에 2 점 쇄선으로 나타내는 위치. 도 5a 도 아울러 참조) 와, 근접 위치보다 크게 상방으로 퇴피한 퇴피 위치 (도 2 에 실선으로 나타내는 위치) 사이에서 승강시킨다. 대향 부재 승강 유닛 (27) 은, 근접 위치 (도 5a 에 나타내는 위치), 상위치 (도 5b 및 도 5c 에 나타내는 위치), 및 퇴피 위치에서 대향판 (17) 을 유지할 수 있다. 근접 위치는, 기판 대향면 (17a) 이 기판 (W) 의 상면과의 사이에 미소 간격 (예를 들어 약 0.3 ㎜) 을 두고 배치되는 위치이다. 상위치는, 기판 대향면 (17a) 과 기판 (W) 의 상면의 간격이 근접 위치보다 크고, 또한 퇴피 위치보다 작은 위치이다.
상측 액체 공급 유닛은, 상면 노즐 (30) 과, 상면 노즐 (30) 에 각각 처리액을 공급하는 제 1 상공급 유닛 (31), 제 2 상공급 유닛 (32) 및 제 3 상공급 유닛 (33) 을 포함한다.
제 1 상공급 유닛 (31) 은, 상면 노즐 (30) 에 일단이 접속된 상공통 배관 (35) 과, 상공통 배관 (35) 의 타단에 접속된 상믹싱 밸브 유닛 (UMV) 을 포함한다. 상믹싱 밸브 유닛 (UMV) 은, 상공통 배관 (35) 으로 송액하는 상접속부 (36) 와, 복수의 밸브를 포함한다. 상접속부 (36) 의 내부에는, 액체가 유통되기 위한 유통 공간이 형성되어 있다. 상믹싱 밸브 유닛 (UMV) 은, 상접속부 (36) 에 각각 접속된, DIW 상배관 (37), SC2 상배관 (38) 및 상흡인 배관 (39) 을 추가로 포함한다. 상믹싱 밸브 유닛 (UMV) 에 포함되는 복수의 밸브는, DIW 상배관 (37) 을 개폐하는 DIW 상밸브 (42) 와, SC2 상배관 (38) 을 개폐하는 SC2 상밸브 (43) 와, 상흡인 배관 (39) 을 개폐하는 상흡인 밸브 (44) 를 포함한다.
DIW 상배관 (37) 에는, DIW 공급원으로부터의 DIW (탈이온수) 가 공급되도록 되어 있다. 상측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 DIW 상밸브가 개방됨으로써, 상면 노즐 (30) 에 DIW 가 공급되고, 이로써, 토출구 (30a) 로부터 DIW 가 하향으로 토출된다.
SC2 상배관 (38) 에는, SC2 공급원으로부터의 SC2 (HCl 과 H2O2 를 포함하는 혼합액) 가 공급되도록 되어 있다. 상측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 SC2 상밸브 (43) 가 개방됨으로써, 상면 노즐 (30) 에 SC2 가 공급되고, 이로써, 토출구 (30a) 로부터 SC2 가 하향으로 토출된다.
상흡인 배관 (39) 의 하류단 (下流端) 에는, 흡인 장치 (도시하지 않음) 가 접속되어 있다. 흡인 장치는, 예를 들어 이젝터식의 흡인 장치이다. 이젝터식의 흡인 장치는, 진공 발생기나 아스피레이터를 포함한다. 흡인 장치의 가동 상태에 있어서, 흡인 장치의 내부가 감압됨으로써, 상흡인 배관 (39) 의 내부가 흡인되고, 그 결과, 흡인 장치의 기능이 유효화된다. 흡인 장치의 기능이 유효화된 상태에 있어서, 상측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 상흡인 밸브 (44) 가 개방됨으로써, 상흡인 배관 (39) 의 내부가 흡인되고, 상접속부 (36) 의 내부 공간 (유통 공간) 의 액체, 및 상공통 배관 (35) 의 내부의 액체가 흡인 장치에 의해 흡인된다.
제 2 상공급 유닛 (32) 은, 상면 노즐 (30) 에 접속된 SC1 상배관 (46) 과, SC1 상배관 (46) 에 개재 장착된 SC1 상밸브 (47) 를 포함한다. SC1 상배관 (46) 에는, SC1 공급원으로부터의 SC1 (NH4OH 와 H2O2 를 포함하는 혼합액) 이 공급되도록 되어 있다. 상측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 SC1 상밸브 (47) 가 개방됨으로써, 상면 노즐 (30) 에 SC1 이 공급되고, 이로써, 토출구 (30a) 로부터 SC1 이 하향으로 토출된다.
제 3 상공급 유닛 (33) 은, 상면 노즐 (30) 에 접속된 HF 상배관 (48) 과, HF 상배관 (48) 에 개재 장착된 HF 상밸브 (49) 를 포함한다. HF 상배관 (48) 에는, HF 공급원으로부터의 HF 가 공급되도록 되어 있다. 상측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 HF 상밸브 (49) 가 개방됨으로써, 상면 노즐 (30) 에 HF 가 공급되고, 이로써, 토출구 (30a) 로부터 HF 가 하향으로 토출된다. 이 실시형태에서는, HF 는, 예를 들어, 희석된 희석 불산 (DHF) 이다.
이 실시형태에서는, 상면 노즐 (30), DIW 상배관 (37) 및 DIW 상밸브 (42) 에 의해, 저도전성 액체 공급 유닛이 구성되어 있다.
하측 액체 공급 유닛은, 하면 노즐 (50) 과, 하면 노즐 (50) 에 각각 처리액을 공급하는 제 1 하공급 유닛 (51), 제 2 하공급 유닛 (52) 및 제 3 하공급 유닛 (53) 을 포함한다.
제 1 하공급 유닛 (51) 은, 하면 노즐 (50) 에 일단이 접속된 하공통 배관 (55) 과, 하공통 배관 (55) 의 타단에 접속된 하믹싱 밸브 유닛 (DMV) 을 포함한다. 하믹싱 밸브 유닛 (DMV) 은, 하공통 배관 (55) 으로 송액하는 하접속부 (56) 와, 복수의 밸브를 포함한다. 하접속부 (56) 의 내부에는, 액체가 유통되기 위한 유통 공간이 형성되어 있다. 하믹싱 밸브 유닛 (DMV) 은, 하접속부 (56) 에 각각 접속된, DIW 하배관 (57), SC2 하배관 (58), CO2 수 하배관 (60) 및 하흡인 배관 (59) 을 추가로 포함한다. 하측 액체 공급 유닛에 포함되는 복수의 밸브는, DIW 하배관 (57) 을 개폐하는 DIW 하밸브 (62) 와, SC2 하배관 (58) 을 개폐하는 SC2 하밸브 (63) 와, CO2 수 하배관 (60) 을 개폐하는 CO2 수 하밸브 (65) 와, 하흡인 배관 (59) 을 개폐하는 하흡인 밸브 (64) 를 포함한다.
DIW 하배관 (57) 에는, DIW 공급원으로부터의 DIW 가 공급되도록 되어 있다. 하믹싱 밸브 유닛 (DMV) 에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 DIW 하밸브 (62) 가 개방됨으로써, 하면 노즐 (50) 에 DIW 가 공급되고, 이로써, 토출구 (50a) 로부터 DIW 가 상향으로 토출된다.
SC2 하배관 (58) 에는, SC2 공급원으로부터의 SC2 가 공급되도록 되어 있다. 하측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 SC2 하밸브 (63) 가 개방됨으로써, 하면 노즐 (50) 에 SC2 가 공급되고, 이로써, 토출구 (50a) 로부터 SC2 가 상향으로 토출된다.
CO2 수 하배관 (60) 에는, CO2 수 공급원으로부터의 CO2 수가 공급되도록 되어 있다. 하측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 CO2 수 하밸브 (65) 가 개방됨으로써, 하면 노즐 (50) 에 CO2 수가 공급되고, 이로써, 토출구 (50a) 로부터 CO2 수가 상향으로 토출된다.
하흡인 배관 (59) 의 하류단에는, 흡인 장치 (도시하지 않음) 가 접속되어 있다. 흡인 장치는, 예를 들어 이젝터식의 흡인 장치이다. 이젝터식의 흡인 장치는, 진공 발생기나 아스피레이터를 포함한다. 흡인 장치의 가동 상태에 있어서, 흡인 장치의 내부가 감압됨으로써, 하흡인 배관 (59) 의 내부가 흡인되고, 그 결과, 흡인 장치의 기능이 유효화된다. 흡인 장치의 기능이 유효화된 상태에 있어서, 하측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 하흡인 밸브 (64) 가 개방됨으로써, 하흡인 배관 (59) 의 내부가 흡인되고, 하접속부 (56) 의 내부 공간 (유통 공간) 의 액체, 및 하공통 배관 (55) 의 내부의 액체가 흡인 장치에 의해 흡인된다.
제 2 하공급 유닛 (52) 은, 하면 노즐 (50) 에 접속된 SC1 하배관 (66) 과. SC1 하배관 (66) 에 개개 장착된 SC1 하밸브 (67) 를 포함한다. SC1 하배관 (66) 에는, SC1 공급원으로부터의 SC1 이 공급되도록 되어 있다. 하측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 SC1 하밸브 (67) 가 개방됨으로써, 하면 노즐 (50) 에 SC1 이 공급되고, 이로써, 토출구 (50a) 로부터 SC1 이 상향으로 토출된다.
제 3 하공급 유닛 (53) 은, 하면 노즐 (50) 에 접속된 HF 하배관 (68) 과, HF 하배관 (68) 에 개개 장착된 HF 하밸브 (69) 를 포함한다. HF 하배관 (68) 에는, HF 공급원으로부터의 HF 가 공급되도록 되어 있다. 하측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 HF 하밸브 (69) 가 개방됨으로써, 하면 노즐 (50) 에 HF 가 공급되고, 이로써, 토출구 (50a) 로부터 HF 가 상향으로 토출된다. 이 실시형태에서는, HF 는 예를 들어, 희석된 희석 불산 (DHF) 이다.
이 실시형태에서는, 하면 노즐 (50), CO2 수 하배관 (60) 및 CO2 수 하밸브 (65) 에 의해, 고도전성 액체 공급 유닛이 구성되어 있다.
도 3a 는, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
제어 장치 (3) 는, 예를 들어 마이크로컴퓨터를 사용하여 구성되어 있다. 제어 장치 (3) 는 CPU 등의 연산 유닛, 고정 메모리 디바이스, 하드디스크 드라이브 등의 기억 유닛, 및 입출력 유닛을 갖고 있다. 기억 유닛에는, 연산 유닛이 실행하는 프로그램이 기억되어 있다.
또한, 제어 장치 (3) 에는, 제어 대상으로서, 스핀 모터 (12), 대향 부재 승강 유닛 (27) 등이 접속되어 있다. 제어 장치 (3) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, 스핀 모터 (12), 대향 부재 승강 유닛 (27) 등의 동작을 제어한다.
또한, 제어 장치 (3) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, DIW 상밸브 (42), SC2 상밸브 (43), 상흡인 밸브 (44), SC1 상밸브 (47), HF 상밸브 (49), DIW 하밸브 (62), SC2 하밸브 (63), 하흡인 밸브 (64), CO2 수 하밸브 (65), SC1 하밸브 (67), HF 하밸브 (69) 를 개폐한다.
이하에서는, 패턴 형성면 (디바이스 형성면) 인, 표면 (표면) (Wa) 에 패턴 (100) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하는 경우에 대하여 설명한다.
도 3b 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 처리 대상인 기판 (W) 의 표면 (Wa) 을 확대하여 나타내는 단면도이다. 처리 대상인 기판 (W) 은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼이고, 그 패턴 형성면인 표면 (Wa) 에 패턴 (100) 이 형성되어 있다. 패턴 (100) 은, 예를 들어 미세 패턴이다. 패턴 (100) 은, 도 3b 에 나타내는 바와 같이, 볼록 형상 (기둥상) 을 갖는 구조체 (101) 가 행렬상으로 배치된 것이어도 된다. 이 경우, 구조체 (101) 의 선폭 (W1) 은 예를 들어 3 ㎚ ∼ 45 ㎚ 정도로, 패턴 (100) 의 간극 (W2) 은 예를 들어 10 ㎚ ∼ 수 ㎛ 정도로, 각각 형성되어 있다. 패턴 (100) 의 막두께 (T) 는, 예를 들어, 0.2 ㎛ ∼ 1.0 ㎛ 정도이다. 또한, 패턴 (100) 은, 예를 들어, 애스펙트비 (선폭 (W1) 에 대한 막두께 (T) 의 비) 가, 예를 들어, 5 ∼ 500 정도여도 된다 (전형적으로는, 5 ∼ 50 정도이다).
또한, 패턴 (100) 은, 미세한 트렌치에 의해 형성된 라인상의 패턴이, 반복하여 나열되는 것이어도 된다. 또한, 패턴 (100) 은, 박막에, 복수의 미세공 (보이드 (void) 또는 포어 (pore)) 을 형성함으로써 형성되어 있어도 된다.
패턴 (100) 은, 예를 들어 절연막을 포함한다. 또한, 패턴 (100) 은, 도체막을 포함하고 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 패턴 (100) 은, 복수의 막을 적층한 적층막에 의해 형성되어 있고, 나아가서는, 절연막과 도체막을 포함하고 있어도 된다. 패턴 (100) 은, 단층막으로 구성되는 패턴이어도 된다. 절연막은, 실리콘 산화막 (SiO2 막) 이나 실리콘 질화막 (SiN 막) 이어도 된다. 또한, 도체막은, 저저항화를 위한 불순물을 도입한 아모르퍼스 실리콘막이어도 되고, 금속막 (예를 들어 TiN 막) 이어도 된다.
또한, 패턴 (100) 은, 친수성막이어도 된다. 친수성막으로서, TEOS 막 (실리콘 산화막의 일종) 을 예시할 수 있다.
도 4 는, 처리 유닛 (2) 에 있어서 실행되는 제 1 기판 처리예의 내용을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5a ∼ 5c 는, 제 1 기판 처리예의 각 공정이 실행되고 있을 때의 기판을 수평으로 본 모식도이다. 도 6a ∼ 6c 는, 제 1 기판 처리예의 각 공정에 있어서의, 기판 (W) 의 대전 상태의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 ∼ 도 4 를 참조하면서, 제 1 기판 처리예에 대하여 설명한다. 도 5a ∼ 6c 에 대해서는 적절히 설명한다. 제 1 기판 처리예는, 기판 (W) 의 표면으로부터 이물질 (파티클) 을 제거하기 위한 세정 처리이다. 후술하는 제 2 기판 처리예 및 제 3 기판 처리예도 동일하게, 기판 (W) 의 표면으로부터 이물질을 제거하기 위한 세정 처리이다.
미처리의 기판 (W) (예를 들어 직경 300 ㎜ 의 원형 기판) 은, 인덱서 로봇 (IR) 및 기판 반송 로봇 (CR) 에 의해 기판 수용기 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 으로 반입되고, 처리 챔버 (4) 내로 반입되고, 기판 (W) 이 그 표면 (Wa) (패턴 형성면. 디바이스 형성면. 도 3b 등 참조) 을 상방을 향한 상태에서 스핀 척 (5) 에 수수되어, 스핀 척 (5) 에 기판 (W) 이 유지된다 (기판 유지 공정. 도 4 의 S1 : 기판 (W) 반입). 이 상태에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) (도 6a 등 참조) 은 하방을 향하고 있다.
처리 챔버 (4) 의 내부 공간으로 반입되어 온 기판에는, 그 전공정 (이온 주입, 드라이 에칭) 에 의해, 기판 (W) 에 전하가 축적되어 있는 (즉 대전되어 있는) 경우가 있다. 기판 (W) 이 대전되어 있는 경우, 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 전하는, 주로, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 축적되어 있다. 보다 구체적으로는, 전하는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 패턴 (100) 의 내부에 들어가 있다. 기판 (W) 에 대해, 약액 (SC1 이나 SC2 등의 도전성의 약액) 을 공급하면, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 과 약액이 접촉하여 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 있어서 급격한 전하의 변화가 발생하여, 약액의 착액 위치 또는 그 근방에서 정전기 방전이 발생할 우려가 있다. 그 결과, 패턴 (100) 이 파괴되거나, 패턴 (100) 에 구멍이 뚫리거나 하는 등, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 국소적인 결함이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 약액 공급 공정 S5 에 앞서, 기판 (W) 을 제전하기 위해, 고도전성 액체 공급 공정 S3 및 저도전성 액체 공급 공정 S4 가 실행된다.
기판 반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 밖으로 퇴피한 후, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (12) 를 제어하여 스핀 베이스 (14) 의 회전 속도를, 소정의 제전 회전 속도 (약 500 rpm 미만이고, 예를 들어 약 200 rpm) 까지 상승시켜, 그 제전회전 속도로 유지시킨다 (도 4 의 S2 : 기판 (W) 회전 개시).
또한, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (27) 을 제어하여, 대향판 (17) 을 퇴피 위치로부터 하강시켜, 도 5a 에 나타내는 바와 같이 근접 위치에 배치한다.
기판 (W) 의 회전이 제전 회전 속도에 도달하면, 제어 장치 (3) 는, 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 고도전성 액체 (약액 (예를 들어 SC1, SC2) 보다 낮은 도전성을 갖는 액체) 로서의 CO2 수를, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 아니라, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급하는 고도전성 액체 공급 공정 (도 4 의 S3) 을 실행한다. CO2 수는 이온을 함유하고 있기 때문에, 어느 정도 높은 도전율을 갖고 있다. 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 있어서 기판 (W) 에 공급되는 CO2 수의 전기 저항률 (전기 저항률이 낮은 쪽이 도전율이 높다) 은, 예를 들어 10-6 MΩ·㎝ ∼ 20 MΩ·㎝ 의 범위이고, 보다 구체적으로는 약 20 MΩ·㎝ ∼ 약 30 MΩ·㎝ 이다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, CO2 수 하밸브 (65) 를 개방한다. 그로 인해, 회전 상태의 기판 (W) 의 이면 (Wb) (즉 하면) 의 중앙부를 향하여, 하면 노즐 (50) 의 토출구 (50a) 로부터 CO2 수가 토출된다. 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 착액된 CO2 수는, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 둘레 가장자리부로 이동한다. 이로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을 덮는 CO2 수의 액막이 형성된다.
CO2 수의 도전율이 비교적 높기 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 고도전성 액체로서의 CO2 수의 공급에 의해, 기판 (W) 의 패턴 (100) 에 축적되어 있는 전하의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 CO2 수의 공급에 의해, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 패턴 (100) 의 내부에 들어간 전하를, 패턴 (100) 의 외표면으로 꺼낼 수 있다. 즉, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 고도전성 액체로서의 CO2 수의 공급에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 있어서의 국소적인 전하 배치를 확산시킬 수 있다. 기판 (W) 의 표면 (Wa) (패턴 (100)) 에 전하가 축적되어 있기 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 CO2 수를 공급해도, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에서 정전기 방전이 발생하는 경우는 거의 없다.
고도전성 액체 공급 공정 S3 에 있어서, 만일, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 CO2 수의 공급에 병행하여 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 액체를 공급하면, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 액체의 착액에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 정전기 방전이 발생할 우려가 있다.
고도전성 액체 공급 공정 S3 에 있어서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 CO2 수의 공급에 병행하여 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 액체를 공급하지 않기 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 있어서의 정전기 방전의 발생을, 보다 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 있어서, 대향 부재 (6) 를 근접 위치에 배치하면서, 즉, 대향 부재 (6) 의 기판 대향면 (17a) 에 의해 기판 (W) 의 표면 (Wa) 을 보호하면서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 CO2 수를 공급한다. 그 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 기판 (W) 의 표면 (Wa) 측으로 CO2 수가 돌아 들어가는 것을 양호하게 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 대향 부재 (6) 의 상면 노즐 (30) 에 추가로 불활성 가스 배관 (도시 생략) 을 접속하고, 불활성 가스 배관에 불활성 가스 밸브 (도시 생략) 를 개재 장착해도 된다. 이 경우, 불활성 가스 배관에는 불활성 가스 공급원으로부터 불활성 가스 (예를 들어, N2 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스, 또는 이들의 혼합 가스) 가 공급된다. 불활성 가스 밸브는, 제어 장치 (3) 에 의해 제어된다. 이 경우, 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 있어서, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 (6) 를 근접 위치에 배치한 상태에서 불활성 가스 밸브를 개방함으로써, 불활성 가스 배관을 개재하여 상면 노즐 (30) 에 불활성 가스가 공급되고, 토출구 (30a) 로부터 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 중앙부를 향하여, 불활성 가스가 하향으로 토출된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면을 따라, 기판 (W) 의 중앙부로부터 둘레 가장자리부를 향하여 흐르는 불활성 가스의 기류가 형성된다. 그러므로, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 으로부터 기판 (W) 의 표면 (Wa) 측으로 CO2 수가 돌아 들어가는 것을, 더욱 양호하게 억제 또는 방지할 수 있다.
CO2 수의 토출 개시부터 미리 정하는 제 1 제전 기간 (예를 들어 약 60 초간) 이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, CO2 수 하밸브 (65) 를 폐쇄하여 하면 노즐 (50) 로부터의 CO2 수의 토출을 정지시킨다. 이로써, 고도전성 액체 공급 공정 S3 이 종료된다.
고도전성 액체 공급 공정 S3 의 종료 후, 제어 장치 (3) 는, 하흡인 밸브 (64) 를 개방한다. 이로써, 하공통 배관 (55) 의 내부 및 하접속부 (56) 의 내부 공간으로부터 CO2 수가 흡인 제거된다. CO2 수의 제거 후, 제어 장치 (3) 는, 하흡인 밸브 (64) 를 폐쇄한다.
또한, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (27) 을 제어하여, 대향판 (17) 을 근접 위치로부터 상승시켜, 도 5b 에 나타내는 바와 같이 상위치에 배치한다.
이어서, 제어 장치 (3) 는, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에, 저도전성 액체 (약액 (예를 들어 SC1, SC2) 및 고도전성 액체 (예를 들어 CO2 수) 보다 낮은 도전성을 갖는 액체) 로서의 DIW 를 공급하는 저도전성 액체 공급 공정 (도 4 의 S4) 을 실행한다. DIW 는 이온을 거의 함유하고 있지 않기 때문에, 그 도전율은 꽤 낮다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 있어서 기판 (W) 에 공급되는 DIW 의 전기 저항률은, 예를 들어 10 MΩ·㎝ ∼ 20 MΩ·㎝ 의 범위이고, 보다 구체적으로는 약 18 MΩ·㎝ 이다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, DIW 상밸브 (42) 를 개방한다. 그로 인해, 회전 상태의 기판 (W) 의 표면 (Wa) (즉 상면) 의 중앙부를 향하여, 상면 노즐 (30) 의 토출구 (30a) 로부터 DIW 가 토출된다. 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 착액된 DIW 는, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 둘레 가장자리부로 이동한다. 이로써, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 전역을 덮는 DIW 의 액막이 형성된다. 아울러, 제어 장치 (3) 는, DIW 하밸브 (62) 를 개방한다. 그로 인해, 회전 상태의 기판 (W) 의 이면 (Wb) (즉 하면) 의 중앙부를 향하여, 하면 노즐 (50) 의 토출구 (50a) 로부터 DIW 가 토출된다. 이로써, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 의 전역을 덮는 DIW 의 액막이 형성된다.
기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 CO2 수의 공급에 의해, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 패턴 (100) 의 외표면으로 꺼내어진 전하가, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 DIW 의 공급에 의해 효과적으로 제거된다. 또한, 기판 (W) 으로부터 전하의 양이 감소된 후에 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 도전성 액체 (DIW) 가 공급되기 때문에, 정전기 방전의 발생을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다. 게다가, 그 도전성 액체가, 비교적 도전율이 낮은 DIW 이기 때문에, 정전기 방전의 발생을, 보다 더 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 DIW 의 공급에 병행하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 DIW 가 공급된다. 이로써, 기판 (W) 에 축적되어 있는 전하를, 보다 더 효과적으로 제거할 수 있다.
DIW 의 토출 개시부터 미리 정하는 제 2 제전 기간 (예를 들어 약 60 초간) 이 경과하면, 제어 장치는, DIW 상밸브 (42) 및 DIW 하밸브 (62) 를 폐쇄하여, 상면 노즐 (30) 로부터의 DIW 의 토출 및 하면 노즐 (50) 로부터의 DIW 의 토출을 정지시킨다. 이로써, 저도전성 액체 공급 공정 S4 가 종료된다.
저도전성 액체 공급 공정 S4 의 종료 후, 제어 장치 (3) 는, 상흡인 밸브 (44) 를 개방한다. 이로써, 상공통 배관 (35) 의 내부 및 상접속부 (36) 의 내부 공간으로부터 DIW 가 흡인 제거된다. DIW 의 제거 후, 제어 장치 (3) 는, 상흡인 밸브 (44) 를 폐쇄한다.
또한, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (12) 를 제어하여 스핀 베이스 (14) 의 회전 속도를, 소정의 액 처리 회전 속도 (예를 들어 약 500 rpm) 까지 상승시켜, 그 액 처리 회전 속도로 유지시킨다.
이어서, 제어 장치 (3) 는, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 약액을 공급하여, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 을 처리 (세정) 하는 약액 공급 공정 (도 4 의 S5) 을 실행한다. 이 실시형태에 관련된 약액 공급 공정 S5 에서는, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 뿐만 아니라, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에도 약액을 공급하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 처리 (세정) 하고 있다 (동시 양면 처리). 약액 공급 공정 S5 에서는, 최초로, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 SC1 또는 SC2 가 공급된다. SC1 및 SC2 는, 다량의 이온을 함유하고 있기 때문에, 높은 도전율을 갖고 있다. 기판 (W) 에 공급되는 SC1 의 전기 저항률은, 예를 들어 10-3 MΩ·㎝ 의 오더이다. 또한, 기판 (W) 에 공급되는 SC2 의 전기 저항률은, 예를 들어 약 10-5 MΩ·㎝ 정도이다.
SC1 및 SC2 는, CO2 수보다 높은 도전성을 갖는 액체이다. 그 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 충분히 제전되어 있지 않은 상태 (기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 다량의 전하가 축적되어 있는 상태) 에서, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 SC1 또는 SC2 가 공급되면, SC1 또는 SC2 의 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 착액시에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 과 SC1 또는 SC2 가 접촉하여 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 있어서 급격한 전하의 변화가 발생하여, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 있어서의 약액의 착액 위치 또는 그 근방에서 정전기 방전이 발생할 우려가 있다.
그러나, DIW 및 CO2 수에 의해 충분히 전하가 제거된 후의 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 SC1 또는 SC2 가 공급되기 때문에, 약액 공급 공정 S5 에 있어서, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 SC1 이나 SC2 의 착액시에, 정전기 방전이 발생하지 않는다.
약액 공급 공정 S5 의 종료에 이어, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에, 린스액으로서의 DIW 를 공급하여, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 부착되어 있는 약액을 씻어내는 린스 공정 (도의 S6) 을 실행한다. 이 실시형태에 관련된 린스 공정 S6 에서는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 뿐만 아니라, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에도 린스액으로서의 DIW 를 공급하여, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 을 처리 (세정) 하고 있다 (동시 양면 처리).
제어 장치 (3) 에 의해 DIW 상밸브 (42) 및 DIW 하밸브 (62) 를 개방함으로써, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 DIW 가 공급된다. 그리고, DIW 상밸브 (42) 및 DIW 하밸브 (62) 가 개방되고 나서 미리 정하는 기간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는 DIW 상밸브 (42) 및 DIW 하밸브 (62) 를 폐쇄한다. 이로써, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 대한 DIW 의 공급이 정지되어, 린스 공정 S6 이 종료된다. 린스액으로서 DIW 를 사용했지만, 린스액으로서 CO2 수를 사용하도록 해도 된다.
그 후, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (27) 을 제어하여, 대향판 (17) 을 퇴피 위치로 상승시킨다.
이어서, 제어 장치 (3) 는, 건조 공정 (도 4 의 S7) 을 실행한다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 액 처리 회전 속도보다 큰 소정의 흩뿌림 속도 (예를 들어 수천 rpm) 까지 기판 (W) 의 회전 속도를 상승시켜, 그 흩뿌림 속도로 기판 (W) 을 회전시킨다. 이로써, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 액체에 가해져, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체가 기판 (W) 의 주위에 흩뿌려진다. 이와 같이 하여, 기판 (W) 으로부터 액체가 제거되고, 기판 (W) 이 건조된다.
건조 공정 S7 의 개시로부터 미리 정하는 기간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (12) 를 제어하여 스핀 척 (5) 의 회전 (즉, 기판 (W) 의 회전) 을 정지시킨다 (도 4 의 S8). 그 후, 기판 반송 로봇 (CR) 이, 처리 챔버 (4) 의 내부 공간에 진입하여, 처리가 끝난 기판 (W) 을 처리 챔버 (4) 밖으로 반출한다 (도 4 의 S9). 그 기판 (W) 은, 기판 반송 로봇 (CR) 으로부터 인덱서 로봇 (IR) 으로 건내져, 인덱서 로봇 (IR) 에 의해, 기판 수용기 (C) 에 수납된다.
도 7a ∼ 7c 는, 제 1 기판 처리예에 포함되는 약액 공급 공정 S5 의 내용을 설명하기 위한 도면이다. 약액 공급 공정 S5 는, 약액을 사용하여 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 을 세정하는 공정이다.
약액 공급 공정 S5 의 예로서, 제 1 약액 공급 공정 S51, 제 2 약액 공급 공정 S52 및 제 3 약액 공급 공정 S53 이 있다.
제 1 약액 공급 공정 S51 은, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 SC1 을 공급하는 SC1 공급 공정과, 이 SC1 공급 공정 후, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에, 린스액으로서의 DIW (또는 CO2 수) 를 공급하는 중간 린스 공정과, 이 중간 린스 공정 후, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 SC2 를 공급하는 SC2 공급 공정과, 이 SC2 공급 공정 후, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에, 린스액으로서의 DIW (또는 CO2 수) 를 공급하는 중간 린스 공정과, 이 중간 린스 공정 후, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 DHF (희석 불산) 를 공급하는 DHF 공급 공정을 포함한다.
제 2 약액 공급 공정 S52 는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 SC2 를 공급하는 SC2 공급 공정과, 이 SC2 공급 공정 후, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에, 린스액으로서의 DIW (또는 CO2 수) 를 공급하는 중간 린스 공정과, 이 중간 린스 공정 후, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 SC1 을 공급하는 SC1 공급 공정을 포함한다.
제 3 약액 공급 공정 S53 은, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 에 SC1 을 공급하는 SC1 공급 공정을 포함한다.
또한, 상믹싱 밸브 유닛 (UMV) 또는 하믹싱 밸브 유닛 (DMV) 를 사용한, 상면 노즐 (30) 또는 하면 노즐 (50) 로부터의 처리액 (약액 또는 린스액 (이 실시형태에서는, DIW, CO2 수, SC2)) 의 공급의 경우에는, 상면 노즐 (30) 또는 하면 노즐 (50) 로부터의 처리액의 토출의 종료 후, 대응하는 상흡인 밸브 (44) 또는 하흡인 밸브 (64) 가 개방되어, 상공통 배관 (35) 또는 하공통 배관 (55) 의 내부, 및 상접속부 (36) 또는 하접속부 (56) 의 내부 공간으로부터, DIW 또는 CO2 수가 흡인 제거된다.
이상으로부터, 이 실시형태에 의하면, 기판 (W) 에 대한 약액 (SC1 또는 SC2) 의 공급에 앞서, 먼저, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 아니라 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 CO2 수가 공급된다. 기판 (W) 이 대전되어 있는 경우, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 전하가 축적되어 있기 때문에, CO2 수를 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급해도, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에서 정전기 방전이 발생하는 경우는 거의 없다. 또한, CO2 수의 도전율이 비교적 높기 때문에, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 CO2 수의 공급에 의해, 기판 (W) 에 축적되어 있는 전하의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, CO2 수의 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 대한 공급에 의해, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 패턴 (100) 의 내부에 들어간 전하를, 패턴 (100) 의 외표면으로 꺼낼 수 있다.
이어서, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 DIW 가 공급된다. 이로써, 패턴 (100) 의 외표면으로 꺼내어진 전하를, DIW 에 의해 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 기판 (W) 으로부터 전하의 양이 감소된 후에 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 도전성 액체 (DIW) 가 공급되기 때문에, 정전기 방전의 발생을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다. 게다가, 그 도전성 액체가, 비교적 도전율이 낮은 DIW 이기 때문에, 정전기 방전의 발생을, 보다 더 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, DIW 및 CO2 수에 의해 충분히 전하가 제거된 후의 기판 (W) 의 적어도 표면 (Wa) 에, 약액 공급 공정 S5 가 실행된다. 따라서, 약액 공급 공정 S5 에 있어서, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 SC1 이나 SC2 의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을, 억제 또는 방지할 수 있다.
이로써, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 액체 (DIW, CO2 수, 약액) 의 공급에 수반하는 정전기 방전의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 그 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 있어서의 국소적인 결함의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
다음으로, 제전 시험에 대하여 설명한다.
제전 시험에서는, 다음에 서술하는 실시예 및 비교예에 관련된 기판 처리 방법 (세정 처리) 을 시료에 실시한다.
실시예 : 표면 (Wa) 에 패턴 (100) (도 3b 참조) 이 배치된 기판 (W) (반도체 웨이퍼. 외경 300 (㎜)) 을 시료로서 채용하고, 표면 (Wa) 을 상방을 향한 상태에서 스핀 척 (5) (도 2 참조) 에 유지시켰다. 스핀 척 (5) 에 유지되어 회전 상태에 있는 시료에 대해, 처리 유닛 (2) 을 사용하여 전술한 도 4 에 나타내는 제 1 기판 처리예 (세정 처리) 를 실행하였다.
비교예 1 ∼ 9 : 표면 (Wa) 에 패턴 (100) (도 3b 참조) 이 배치된 기판 (W) (반도체 웨이퍼. 외경 300 (㎜)) 을 시료로서 채용하고, 표면 (Wa) 을 상방을 향한 상태에서 스핀 척 (5) (도 2 참조) 에 유지시켰다. 스핀 척 (5) 에 유지되어 회전 상태에 있는 시료에 대해, 처리 유닛 (2) 을 사용하여 세정 처리를 실시하였다. 비교예 1 ∼ 9 가, 전술한 도 4 에 나타내는 실시예와 상이한 것은, 제전 공정 (도 4 의 고도전성 액체 공급 공정 S3 및 저도전성 액체 공급 공정 S4) 의 내용이다.
비교예 1 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 상당하는 공정, 및 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 상당하는 공정이 각각 실행되지 않았다. 즉, 약액 공급 공정 S5 가 최초로 실행된다.
비교예 2 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 대신에, CO2 수를, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 아니라, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 공급하는 공정을 실행한다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 상당하는 공정은 실행되지 않는다. 즉, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 CO2 수의 공급 후, 약액 공급 공정 S5 가 실행된다.
비교예 3 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 을 실행하였다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 상당하는 공정은 실행되지 않는다. 즉, 고도전성 액체 공급 공정 S3 후 약액 공급 공정 S5 가 실행된다.
비교예 4 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 대신에, CO2 수를, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 뿐만 아니라 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에도 공급하는 공정을 실행한다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 상당하는 공정은 실행되지 않는다. 즉, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 CO2 수의 공급 후, 약액 공급 공정 S5 가 실행된다.
비교예 5 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 상당하는 공정이 실행되지 않았다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 상당하는 공정이 최초로 실행된다. 이 공정에서는, DIW 를, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 아니라, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 공급하는 공정을 실행한다.
비교예 6 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 상당하는 공정이 실행되지 않았다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 상당하는 공정이 최초로 실행된다. 이 공정에서는, DIW 를, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 아니라, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 공급하는 공정을 실행한다.
비교예 7 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 에 상당하는 공정이 실행되지 않았다. 저도전성 액체 공급 공정 S4 가 최초로 실행된다.
비교예 8 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 대신에, CO2 수를, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 뿐만 아니라 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에도 공급하는 공정을 실행한다. 이 공정 후, 저도전성 액체 공급 공정 S4 가 실행된다.
비교예 9 : 고도전성 액체 공급 공정 S3 대신에, CO2 수를, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 이 아니라, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 공급하는 공정을 실행한다. 이 공정 후, 저도전성 액체 공급 공정 S4 가 실행된다.
시험 결과를 도 8 에 나타낸다. 실시예에서는, 정전기 방전이 발생하지 않았다. 이에 반해, 비교예 1 ∼ 9 에서는, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 의 중앙부에 정전기 방전의 흔적이 보였다. 비교예 2, 비교예 4, 비교예 8 및 비교예 9 에서는, 높은 도전성을 갖는 CO2 수를 최초로 기판 (W) 의 표면에 공급하고 있다. 이 CO2 수의 공급에 수반하여 정전기 방전이 발생한 것으로 생각된다.
비교예 5 및 비교예 7 에서는, 낮은 도전성을 갖는 DIW 가 최초로 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 공급되어 있다. 이 DIW 의 공급에 의해서도 기판 (W) 의 표면 (Wa) (특히, 도 6a 에 나타내는 바와 같이 패턴 (100) 의 내부에 들어간 전하) 이 충분히 제전되어 있지 않고, 그 때문에, 그 후에 계속되는 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 약액의 공급에 수반하여 정전기 방전이 발생한 것으로 생각된다.
비교예 1, 비교예 3 및 비교예 6 에서는, 높은 도전성을 갖는 약액이 최초로 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 공급되어 있다. 약액의 공급 개시 전에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 이 충분히 제전되어 있지 않고, 그 때문에, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 대한 약액의 공급에 수반하여 정전기 방전이 발생한 것으로 생각된다.
이상, 이 발명의 일 실시형태에 대하여 설명했지만, 이 발명은, 다른 형태로 실시할 수도 있다.
도 9 는, 처리 유닛 (2) 에 의해 실행되는 제 2 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9 에 나타내는 제 2 기판 처리예가 도 4 등에 나타내는 제 1 기판 처리예와 상이한 점은, 저도전성 액체 공급 공정으로서, 저도전성 액체 공급 공정 S4 대신에, 저도전성 액체 공급 공정 S11 을 채용한 점이다. 저도전성 액체 공급 공정 S11 에서는, DIW 를, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 의 양면이 아니라, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에만 공급하고 있다.
또한, 도 4 에 나타내는 제 1 기판 처리예에 있어서, 저도전성 액체 공급 공정 S4 에 있어서, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 저도전성 액체로서의 DIW 를 공급하면서, 기판 (W) 의 이면 (Wb) 에 고도전성 액체로서의 CO2 수를 공급하도록 해도 된다.
도 10 은, 처리 유닛 (2) 에 의해 실행되는 제 3 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 에 나타내는 제 3 기판 처리예가 도 4 등에 나타내는 제 1 기판 처리예와 상이한 점은, 저도전성 액체 공급 공정 S4 후, 약액 공급 공정 S5 에 앞서, 기판 (W) 을 제전하기 위해, 기판 (W) 의 적어도 표면 (Wa) (표면 (Wa) 및 이면 (Wb) 의 쌍방 (또는 표면 (Wa) 만)) 에, 고도전성 액체 (약액 (예를 들어 SC1, SC2) 보다 낮은 도전성을 갖는 액체) 로서의 CO2 수를 공급하는 제 2 고도전성 액체 공급 공정 S21 을 실행하도록 한 점이다.
도 2 에 파선으로 나타내는 바와 같이, 상믹싱 밸브 유닛 (UMV) 은, 상접속부 (36) 에 접속된 CO2 수 상배관 (40) 과, CO2 수 상배관 (40) 을 개폐하는 CO2 수 상밸브 (45) 를 추가로 포함하고 있어도 된다. 상측 액체 공급 유닛에 포함되는 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 CO2 수 상밸브 (45) 가 개방됨으로써, 상면 노즐 (30) 에 CO2 수가 공급되고, 이로써, 토출구 (30a) 로부터 CO2 수가 하향으로 토출된다.
이 제 3 기판 처리예에 의하면, DIW 가 기판 (W) 에 공급된 후, 기판 (W) 에 약액이 공급되기까지의 동안에, 기판 (W) 의 적어도 표면 (Wa) 에 CO2 수가 공급된다. 요컨대, 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에, DIW → CO2 수의 순으로 공급한다. DIW → CO2 수 → 약액과, 도전성의 액체가, 도전성이 낮은 것부터 순서대로 단계적으로 기판에 공급되기 때문에, DIW 나 CO2 수에서 기인하는 정전기 방전의 발생을 방지하면서 기판 (W) 을 양호하게 제전할 수 있고, 이로써, 약액 공급시에 있어서의 정전기 방전의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 약액 공급 공정 S5 로서, 기판 (W) 의 양면 (표면 (Wa) 및 이면 (Wb)) 을, 약액을 사용하여 처리하는 것을 예로 들었지만, 약액 공급 공정 S5 가, 기판 (W) 의 일방면 (표면 (Wa) 또는 이면 (Wb)) 을, 약액을 사용하여 처리하는 것이어도 된다.
또한, 약액 공급 공정 S5 에 있어서 기판 (W) 의 표면 (Wa) 에 최초로 공급되는 약액으로서, SC1 이나 SC2 를 예시했지만, 다른 약액 (오존수나 SPM (H2SO4 와 H2O2 를 포함하는 혼합액), HF 등) 이어도 된다.
또한, 고도전성 액체와 저도전성 액체의 조합으로서, CO2 수와 DIW 의 조합을 예시했지만, 그 밖에, NH3 수와 DIW 의 조합, NH4OH 수용액 (1 : 100) 과 DIW 의 조합, H2SO4 수용액과 DIW 의 조합, HCl 수용액 (1 : 50. 희염산) 과 DIW 의 조합, HF 수용액 (1 : 500. 희불산) 과 DIW 의 조합 등을 예시할 수 있다.
또한, 제 1 ∼ 제 3 기판 처리예로서, 기판 (W) 을 세정하는 세정 처리를 예로 들었지만, 에칭액을 사용하여 기판 (W) 을 에칭하는 에칭 처리에 본 발명을 적용할 수도 있다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서, 기판 처리 장치 (1) 가 반도체 웨이퍼로 이루어지는 기판 (W) 의 표면을 처리하는 장치인 경우에 대하여 설명했지만, 기판 처리 장치가, 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 기판을 처리하는 장치여도 된다. 단, 본 발명의 효과는, 기판 (W) 의 표면이 소수성을 나타내는 경우에 특히 현저하게 발휘된다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부하는 청구범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2018년 1월 23일에 일본 특허청에 제출된 특원 2018-009157호에 대응되고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 포함되는 것으로 한다.
1 : 기판 처리 장치
3 : 제어 장치
4 : 처리 챔버
5 : 스핀 척 (기판 유지 유닛)
30 : 상면 노즐 (저도전성 액체 공급 유닛)
37 : DIW 상배관 (저도전성 액체 공급 유닛)
42 : DIW 상밸브 (저도전성 액체 공급 유닛)
50 : 하면 노즐 (고도전성 액체 공급 유닛)

Claims (11)

  1. 패턴이 형성된 기판의 표면에 약액을 공급하여 기판을 처리하는 방법으로서,
    기판을 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 약액을 기판의 적어도 상기 표면에 공급하는 약액 공급 공정과,
    상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 상기 표면에, 상기 약액보다 낮은 도전성을 갖는 저도전성 액체를 공급하는 저도전성 액체 공급 공정과,
    상기 저도전성 액체 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 상기 약액보다 낮고 또한 상기 저도전성 액체보다 높은 도전성을 갖는 고도전성 액체를, 기판의 상기 표면이 아니라, 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에 공급하는 고도전성 액체 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저도전성 액체 공급 공정에 병행하여, 기판의 상기 이면에, 기판을 제전하기 위해, 상기 저도전성 액체 또는 상기 고도전성 액체를 공급하는 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고도전성 액체 공급 공정에 병행하여, 기판의 상기 표면에 액체를 공급하지 않는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고도전성 액체 공급 공정에 병행하여, 기판의 상기 표면의 전역에 대향하는 기판 대향면을 갖는 대향 부재를, 상기 기판 대향면이 기판의 상기 표면에 근접하는 근접 위치에 배치하는 근접 위치 배치 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저도전성 액체 공급 공정 후, 상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 적어도 상기 표면에, 상기 고도전성 액체를 공급하는 제 2 고도전성 액체 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 유지 공정이,
    도전성 재료를 사용하여 형성된 도전부를 기판의 둘레 가장자리부에 접촉시킴으로써 기판을 유지하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저도전성 액체가 탈이온수를 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고도전성 액체가 이온을 함유하는 액체를 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 표면에 패턴이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 의해 유지되고 있는 기판의 상기 표면에, 도전성을 갖는 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 의해 유지되고 있는 기판의 상기 표면에, 상기 약액보다 낮은 도전성을 갖는 저도전성 액체를 공급하기 위한 저도전성 액체 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 의해 유지되고 있는 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에, 상기 약액보다 낮고 또한 상기 저도전성 액체보다 높은 도전성을 갖는 고도전성 액체를 공급하기 위한 고도전성 액체 공급 유닛과,
    상기 약액 공급 유닛, 상기 저도전성 액체 공급 유닛 및 상기 고도전성 액체 공급 유닛을 제어하는 제어 장치를 포함하고,
    상기 제어 장치가, 상기 약액을 기판의 적어도 상기 표면에 공급하는 약액 공급 공정과, 상기 약액 공급 공정에 앞서, 기판을 제전하기 위해, 기판의 상기 표면에, 상기 저도전성 액체를 공급하는 저도전성 액체 공급 공정과, 상기 저도전성 액체 공급 공정에 앞서, 상기 고도전성 액체를, 기판의 상기 표면이 아니라, 기판에 있어서 상기 표면과는 반대측인 이면에 공급하는 고도전성 액체 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛에 의해 되고 있는 기판의 상기 표면의 전역에 대향하는 기판 대향면을 갖고, 상기 기판 대향면이 기판의 상기 표면에 근접하는 근접 위치에 배치되는 대향 부재를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛이, 기판의 둘레 가장자리부를 접촉 지지하는 유지 핀으로서, 도전성 재료를 사용하여 형성된 도전 핀을 갖는, 기판 처리 장치.
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