KR20210067914A - 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및 레시피 선택 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 방법은, 서로 다른 물질이 노출되는 제1 영역 및 제2 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판의 표면에 전처리막을 형성하는 전처리막 형성 공정, 박리액으로 상기 기판의 표면으로부터 상기 전처리막을 박리하는 전처리막 박리 공정, 상기 전처리막 박리 공정 후, 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정, 박리액으로 상기 기판의 표면으로부터 상기 처리막을 박리하는 처리막 박리 공정을 포함한다. 상기 제2 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제2 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높고, 상기 제1 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제1 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높다.

Description

기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및 레시피 선택 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND RECIPE SELECTION METHOD}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치, 및 상기 기판 처리 방법을 행하기 위한 레시피를 선택하는 레시피 선택 방법에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 기판, 유기 EL(Electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display) 용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 기판에 부착한 각종 오염물, 전(前) 공정에서 사용한 처리액이나 레지스트 등의 잔사, 혹은 각종 파티클 등 (이하 「제거 대상물」이라고 총칭하는 경우가 있다.)을 제거하는 공정이 행해진다.
구체적으로는, 탈이온수(DIW：Deionized Water) 등을 기판으로 공급함으로써, 제거 대상물을 DIW의 물리적 작용에 의해서 제거하거나, 제거 대상물과 화학적으로 반응하는 약액을 기판으로 공급함으로써, 상기 제거 대상물을 화학적으로 제거하는 것이 일반적이다.
그러나, 기판 상에 형성되는 요철 패턴의 미세화 및 복잡화가 진행되고 있다. 이 때문에, 요철 패턴의 손상을 억제하면서 제거 대상물을 DIW 또는 약액에 의해서 제거하는 것이 용이하지 않게 되고 있다.
그런데, 기판의 표면에 처리액을 공급하고, 기판 상의 처리액을 굳히는 것으로 기판 상에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 유지층을 형성한 후, 기판의 상면으로 박리액을 공급함으로써, 제거 대상물과 함께 유지층을 기판의 표면으로부터 박리해 제거하는 수법이 제안되어 있다(일본 특허공개 2019-62171호 공보를 참조).
유지층이 기판의 표면으로부터 제거 대상물을 제거하는 제거력은, 기판의 표면에서 노출되는 물질의 종류에 따라 다르다. 이 때문에, 기판의 표면에서 노출되는 물질이 서로 다른 영역이 존재하는 경우에는, 특정의 유지층을 기판의 표면에 형성해 유지층을 기판의 표면으로부터 박리하는 것만으로는, 제거 대상물을 충분히 제거할 수 없을 우려가 있다. 기판의 표면에서 노출되는 물질에 따라, 적절한 처리를 행해 제거 대상물을 제거할 필요가 있다.
그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 서로 다른 물질이 노출되는 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판에서, 기판의 표면으로부터 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 기판의 표면 상태에 따라 적절한 기판 처리 방법을 실행하기 위한 레시피를 선택할 수 있는 레시피 선택 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기판의 표면에서 노출되는 특정 물질의 변질을 억제하면서, 기판으로부터 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는, 서로 다른 물질이 노출되는 제1 영역 및 제2 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 방법이다.
상기 기판 처리 방법은, 전처리액을 상기 기판의 표면으로 공급하는 전처리액 공급 공정, 상기 기판의 표면으로 공급된 상기 전처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지하는 전처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 전처리막 형성 공정, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 전처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 전처리막 박리 공정, 상기 전처리막 박리 공정 후, 처리액을 상기 기판의 표면으로 공급하는 처리액 공급 공정, 상기 기판의 표면으로 공급된 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 처리막 박리 공정을 포함한다.
그리고, 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높고, 상기 제1 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제1 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높다.
이 방법에 따르면, 제1 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 높은 전처리막의 박리에 의해서, 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물이 제거된다. 그 후에, 제2 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 높은 처리막의 박리에 의해서, 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물이 제거된다. 즉, 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 높은 영역이 서로 다른 전처리막 및 처리막을 이용하고, 제1 제거 대상물의 제거가 2단계에서 행해진다.
따라서, 기판이 서로 다른 물질이 노출되는 영역이 존재하는 표면을 가지는 경우에도, 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력은, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막 또는 상기 전처리막에 유지하는 유지력과 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막 또는 상기 전처리막의 박리되기 쉬움을 나타내는 박리성에 의해서 구성되어 상기 제1 영역에서 상기 전처리막은 상기 처리막보다도 박리성이 높고, 상기 제2 영역에서 상기 처리막은 상기 전처리막보다도 유지력이 높다.
이 때문에, 제1 영역에서는, 전처리액 막의 박리에 의해서 대부분의 제1 제거 대상물을 제거할 수 있고, 제2 영역에서는, 처리막의 박리에 의해서 대부분의 제1 제거 대상물을 제거할 수 있다. 따라서, 기판이 서로 다른 물질이 노출되는 영역이 존재하는 표면을 가지는 경우에도, 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제1 영역은, 금속이 노출되는 노출 영역이고, 상기 제2 영역은, 상기 노출 영역 이외의 비노출 영역이다. 상기 비노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 비노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높고, 상기 노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높다.
이 방법에 따르면, 노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 비교적 높은 전처리막의 박리와 비노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 비교적 높은 처리막의 박리의 양쪽 모두를 행함으로써 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물이 제거된다. 이 때문에, 노출 영역 및 비노출 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판으로부터 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 처리막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하여, 상기 기판의 표면에 남는 상기 처리막의 잔사를 제거하는 처리막 잔사 제거 공정을 더 포함한다. 이 방법에 따르면, 박리액에 의해서 처리막이 박리된 후에 처리막의 잔사가 기판의 표면에 부착되어 있는 경우에도, 제거액에 의해서 상기 잔사를 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리막 박리 공정이, 상기 처리막에서 상기 노출 영역을 덮는 부분을 박리하지 않고, 상기 처리막에서 상기 비노출 영역을 덮는 부분을 박리하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 처리막 잔사 제거 공정이, 상기 처리막에서 상기 노출 영역을 덮는 부분을 상기 제거액에 용해시켜 제거하는 공정을 포함한다.
처리막에서 노출 영역을 덮는 부분이 기판의 표면에의 박리액의 공급에 의해서 박리되지 않고 노출 영역 상에 남는 경우에도, 상기 부분을 제거액에 용해시켜 노출 영역으로부터 제거할 수 있다.
처리막에서 노출 영역을 덮는 부분이 제거액에 용해되는 경우, 처리막에서 노출 영역을 덮는 부분에 의한 유지로부터 해방된 제1 제거 대상물이 노출 영역에 재부착할 우려가 있다. 그런데, 노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 비교적 높은 전처리막이 박리에 의해서 노출 영역으로부터 제거된 후에, 처리막이 형성되는 구성이면, 처리막이 형성되기 전에 대부분의 제1 제거 대상물이 노출 영역으로부터 제거되어 있다.
따라서, 처리막에서 노출 영역을 덮는 부분을 제거액에 용해시켜 노출 영역으로부터 제거하는 구성이어도, 노출 영역에 제1 제거 대상물이 잔존하는 것을 충분히 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리막 형성 공정이, 상기 기판의 표면의 상기 비노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 유지해, 상기 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막과 상기 노출 영역을 피복해 보호하는 보호막을 가지는 상기 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 기판 처리 방법이, 상기 처리막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 세정액을 공급하여, 상기 세정액에 의해서 상기 기판의 표면에 존재하는 제2 제거 대상물을 제거하는 세정 공정을 더 포함한다.
이 방법에 따르면, 기판의 표면으로 공급된 처리액이 고화 또는 경화됨으로써 기판의 표면의 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막과 기판의 표면의 노출 영역을 피복하는 보호막이 형성된다.
박리 대상막 및 보호막이 형성된 상태의 기판의 표면으로 박리액을 공급함으로써, 박리 대상막이 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태로 기판의 표면으로부터 박리된다. 이 때문에, 제1 제거 대상물이 기판의 표면으로부터 제거된다. 그 한편, 기판의 표면에 제2 제거 대상물이 잔류한다.
그 후, 세정액에 의해서, 제2 제거 대상물이 기판의 표면으로부터 제거되고, 그 후, 제거액에 의해서, 보호막이 기판의 표면으로부터 더 제거된다.
기판의 표면에 세정액을 공급할 때, 기판의 표면에서 금속이 노출되는 노출 영역은 보호막에 의해서 피복되어 있다. 이 때문에, 만일, 세정액이 기판의 표면에서 노출되는 금속을 변질(예를 들어, 산화)시키는 성질을 가지고 있는 경우에도, 상기 금속을 변질시키지 않고 제2 제거 대상물을 제거할 수 있다.
따라서, 기판의 표면에서 노출되는 금속의 변질을 억제하면서, 복수종의 제거 대상물(제1 제거 대상물 및 제2 제거 대상물)을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 처리막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하여, 상기 기판의 표면에 남는 상기 처리막의 잔사를 제거하는 처리막 잔사 제거 공정을 더 포함한다. 그리고, 상기 처리막 잔사 제거 공정이, 상기 보호막을 상기 잔사로서 제거하는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 박리액에 의해서 처리막이 박리된 후에 처리막의 잔사가 기판의 표면에 부착되어 있는 경우에도, 제거액에 의해서 상기 잔사를 제거할 수 있다. 박리액에 의해서 박리되지 않고 기판 상에 남는 보호막도, 제거액에 의해서 용해되어 노출 영역으로부터 제거된다.
또한, 노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력이 비교적 높은 전처리막이 박리에 의해서 노출 영역으로부터 제거된 후에, 처리막이 형성되기 때문에, 처리막이 형성되기 전에 대부분의 제1 제거 대상물이 노출 영역으로부터 제거되어 있다. 이 때문에, 보호막을 제거액에 용해시켜 노출 영역으로부터 제거하는 구성이어도, 노출 영역에 제1 제거 대상물이 잔존하는 것을 충분히 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제1 제거 대상물 및 상기 제2 제거 대상물은, 드라이 에칭에 의해서 생긴 잔사이다.
기판의 표면에 다층의 금속층을 형성하는 백 엔드 프로세스(BEOL：Back End of the Line)에서, 드라이 에칭 처리가 실행됨으로써, 기판의 표면에 금속이 노출된다. 즉, 금속이 노출되는 노출 영역과 노출 영역 이외의 비노출 영역이, 기판의 표면에 형성된다.
드라이 에칭 처리에서 이용되는 CFx(예를 들어, 4 불화 탄소(CF4)) 등의 에칭 가스와, 기판에서 비노출 영역을 구성하고 있는 부분의 반응물이, 드라이 에칭 처리 후의 잔사로서 기판의 표면에 부착되어 있다. 기판의 표면에서 비노출 영역을 구성하고 있는 부분에는, Low-k막(저유전율 층간 절연막), 산화막, 메탈 하드 마스크 등의 표면이 포함된다.
상세하게는, 기판의 표면의 비노출 영역에는, 에칭 가스와 저유전율 층간 절연막의 막상(膜狀)의 반응물(막상 잔사)와 에칭 가스와 저유전율 층간 절연막, 산화막, 또는 메탈 하드 마스크의 입상의 반응물(입상 잔사)이 부착되어 있다. 입상이란, 구형상, 타원체상, 다면체상 등이다. 입상 잔사는, 기판의 표면의 노출 영역에도 부착되어 있다.
입상 잔사는, 물리력에 의해서 당겨 떼어낼 수 있지만, 막상 잔사는, 비노출 영역의 적어도 일부를 덮고 있어 입상 잔사와 비교하여, 기판의 표면으로부터 물리력에 의해서 당겨 떼어내는 것이 곤란하다.
그런데, 제1 제거 대상물로서 입상 잔사를 박리 대상막의 박리로 제거하고, 제2 제거 대상물로서 막상 잔사를 세정액으로 용해해 제거하는 구성이면, 기판의 표면에서 노출되는 금속의 변질을 억제하면서, 기판으로부터 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
상세하게는, 드라이 에칭 처리 후의 기판의 표면에 박리 대상막 및 보호막을 형성하고, 박리 대상막 및 보호막이 형성된 상태의 기판의 표면으로 박리액을 공급함으로써, 박리 대상막이 입상 잔사를 유지하고 있는 상태로 기판의 표면으로부터 박리된다. 이 때문에, 입상 잔사가 기판의 표면으로부터 제거된다. 그 한편, 기판의 표면의 비노출 영역에 막상 잔사가 잔류한다. 그 후, 세정액에 의해서, 막상 잔사가 용해되어 기판의 표면으로부터 제거되고, 그 후, 제거액에 의해서, 보호막이 기판의 표면으로부터 더 제거된다.
기판의 표면에 세정액을 공급할 때, 기판의 표면에서 금속이 노출되는 노출 영역은 보호막에 의해서 피복되어 있다. 이 때문에, 만일, 세정액이 기판의 표면에서 노출되는 금속을 변질(예를 들어, 산화)시키는 성질을 가지고 있는 경우에도, 상기 금속을 변질시키지 않고 막상 잔사를 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액이, 제1 용질과 상기 제1 용질을 용해시키는 제1 용매를 가진다. 상기 제1 용질이, 제1 고용해성 성분과 상기 제1 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제1 저용해성 성분을 가진다. 그리고, 상기 처리막 박리 공정이, 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 처리막 중의 고체상태의 제1 고용해성 성분이 박리액으로 선택적으로 용해된다. 「고체상태의 제1 고용해성 성분이 선택적으로 용해된다」는 것은, 고체상태의 제1 고용해성 성분만이 용해된다는 의미는 아니다. 「고체상태의 제1 고용해성 성분이 선택적으로 용해된다」는 것은, 고체상태의 제1 저용해성 성분도 약간 용해되지만, 대부분의 고체상태의 제1 고용해성 성분이 용해된다는 의미이다.
고체상태의 제1 고용해성 성분을 박리액에 용해시킴으로써, 고체상태의 제1 고용해성 성분이 존재하고 있던 자취(제1 고용해성 성분의 용해에 의해서 형성되는 경로)를 통해 박리액이 처리막 내에 통과한다. 이로 인해, 처리막과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 한편, 처리막 중의 제1 저용해성 성분은, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 고체상태의 제1 저용해성 성분으로 제1 제거 대상물을 유지하면서, 고체상태의 제1 저용해성 성분과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 제거해, 처리막과 함께 제1 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리막 박리 공정이, 상기 처리막을 상기 박리액에 부분적으로 용해시켜 상기 처리막에 제1 관통공(貫通孔)을 형성하는 제1 관통공 형성 공정을 포함한다.
이 때문에, 박리액이, 제1 관통공을 통하여 처리막을 통과해, 처리막과 기판의 표면의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다. 따라서, 처리막과 기판의 계면에 박리액을 작용시켜 처리막을 기판으로부터 효율 좋게 박리할 수 있다. 그 결과, 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 전처리액이, 제2 용질과 상기 제2 용질을 용해시키는 제2 용매를 가진다. 상기 제2 용질이, 제2 고용해성 성분과 상기 제2 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제2 저용해성 성분을 가진다. 상기 전처리막 박리 공정이, 고체상태의 상기 제2 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 전처리막 중의 고체상태의 제2 고용해성 성분이 박리액으로 선택적으로 용해된다. 「고체상태의 제2 고용해성 성분이 선택적으로 용해된다」는 것은, 고체상태의 제2 고용해성 성분만이 용해된다는 의미는 아니다. 「고체상태의 제2 고용해성 성분이 선택적으로 용해된다」는 것은, 고체상태의 제2 저용해성 성분도 약간 용해되지만, 대부분의 고체상태의 제2 고용해성 성분이 용해된다는 의미이다.
고체상태의 제2 고용해성 성분을 박리액에 용해시킴으로써, 고체상태의 제2 고용해성 성분이 존재하고 있던 자취(제2 고용해성 성분의 용해에 의해서 형성되는 경로)를 통해 박리액이 전처리막 내에 통과한다. 이로 인해, 전처리막과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 한편, 전처리막 중의 제2 저용해성 성분은, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 고체상태의 제2 저용해성 성분으로 제1 제거 대상물을 유지하면서, 고체상태의 제2 저용해성 성분과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 전처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 제거해, 전처리막과 함께 제1 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 전처리막 박리 공정이, 상기 전처리막을 상기 박리액에 부분적으로 용해시켜 상기 전처리막에 제2 관통공을 형성하는 제2 관통공 형성 공정을 포함한다.
이 때문에, 박리액이, 제2 관통공을 통하여 전처리막을 통과해, 전처리막과 기판의 표면의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다. 따라서, 전처리막과 기판의 계면에 박리액을 작용시켜 전처리막을 기판으로부터 효율 좋게 박리할 수 있다. 그 결과, 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 서로 다른 물질이 노출되는 제1 영역 및 제2 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 기판 처리 장치는, 처리액을 기판의 표면으로 공급하는 처리액 공급 유닛과 처리액을 고화 또는 경화시켜 상기 기판의 표면에 처리막을 형성하는 처리막 형성 유닛, 상기 기판의 표면으로 전처리액을 공급하는 전처리액 공급 유닛, 전처리액을 고화 또는 경화시켜 상기 기판의 표면에 전처리막을 형성하는 전처리막 형성 유닛, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛, 상기 전처리액 공급 유닛, 상기 전처리막 형성 유닛, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 처리막 형성 유닛, 및 상기 박리액 공급 유닛을 제어하는 콘트롤러를 포함한다.
상기 콘트롤러가, 상기 전처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 상기 전처리액을 공급해, 상기 전처리막 형성 유닛에 의해서 상기 기판의 표면 상의 상기 전처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 전처리막을 상기 기판의 표면에 형성하고, 상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 전처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하고, 상기 전처리막을 박리한 후, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 처리액을 상기 기판의 표면으로 공급하고, 상기 처리막 형성 유닛에 의해서 상기 기판의 표면 상의 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 상기 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하고, 상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하도록 프로그램 되어 있다.
그리고, 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높다. 또한, 상기 제1 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제1 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높다.
이 구성에 따르면, 상술한 기판 처리 방법과 마찬가지의 효과를 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제거 대상물을 제거하는 제거력은, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 처리막 또는 상기 전처리막에 유지하는 유지력과 상기 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막 또는 상기 전처리막의 박리되기 쉬움을 나타내는 박리성에 의해서 구성된다. 그리고, 상기 제1 영역에서 상기 전처리막은 상기 처리막보다도 박리성이 높고, 상기 제2 영역에서 상기 처리막은 상기 전처리막보다도 유지력이 높다.
이 때문에, 제1 영역에서는, 전처리액 막의 박리에 의해서 대부분의 제거 대상물을 제거할 수 있고, 제2 영역에서는, 처리막의 박리에 의해서 대부분의 제거 대상물질을 제거할 수 있다. 따라서, 기판이 서로 다른 물질이 노출되는 영역이 존재하는 표면을 가지는 경우에도, 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 처리 대상 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 행하기 위한 레시피를 선택하는 레시피 선택 방법을 제공한다. 상기 레시피 선택 방법은, 상기 처리 대상 기판의 표면에 대한 정보를 취득하는 정보 취득 공정, 상기 정보 취득 공정에 의해서 취득된 정보에 기초하여, 상기 처리 대상 기판이, 특정 물질이 노출되는 노출 영역과 특정 물질이 노출되어 있지 않은 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재하는 표면을 가지는 기판, 및 상기 비노출 영역만이 존재하는 표면을 가지는 기판 중 어느 하나인지를 판정하는 표면 판정 공정, 상기 처리 대상 기판의 표면에 상기 비노출 영역만이 존재한다고 상기 표면 판정 공정이 판정한 경우에는, 처리액을 이용하여 상기 처리 대상 기판으로부터 제거 대상물을 제거하는 제1 기판 처리 방법을 실행하는 제1 레시피를 선택하고, 상기 처리 대상 기판의 표면에 상기 노출 영역 및 상기 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재한다고 상기 표면 판정 공정이 판정한 경우에는, 상기 노출 영역으로부터 상기 제거 대상물을 제거하는 제거력이 상기 처리액보다도 높은 전처리액을 이용하여 상기 처리 대상 기판으로부터 상기 제거 대상물을 제거한 후에, 처리액을 이용하여 상기 처리 대상 기판으로부터 상기 제거 대상물을 제거하는 제2 기판 처리 방법을 실행하는 제2 레시피를 선택하는 레시피 선택 공정을 포함한다.
특정 물질이 노출되는 노출 영역이 표면에 존재하지 않는 기판과 노출 영역 및 비노출 영역의 양쪽 모두가 표면에 존재하는 기판은, 다른 기판 처리 방법으로 기판의 처리를 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 처리 대상 기판의 표면에 비노출 영역만이 존재하는 경우에는, 처리액을 이용하여 처리 대상 기판으로부터 제거 대상물을 제거하는 제1 기판 처리 방법을 실행하면 기판의 표면으로부터 제거 대상물을 충분히 제거할 수 있다.
한편, 처리 대상 기판의 표면에 노출 영역 및 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재하는 경우에는, 처리액을 이용하여 처리 대상 기판으로부터 제거 대상물을 제거하는 것만으로는 비노출 영역으로부터는 제거 대상물을 충분히 제거할 수 있었다고 해도 노출 영역으로부터 제거 대상물을 충분히 제거할 수 없을 우려가 있다.
이 때문에, 처리 대상 기판의 표면에 노출 영역 및 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재하는 경우에는, 처리액보다도 특정 물질로부터 제거 대상물을 제거하는 제거력이 높은 전처리액을 이용하여 기판으로부터 제거 대상물을 제거한 후에, 처리액을 이용하여 상기 기판으로부터 제거 대상물을 제거하는 제2 기판 처리 방법을 실행할 필요가 있다.
그런데, 처리 대상 기판의 표면에 비노출 영역만이 존재하는 경우에는, 제1 기판 처리 방법을 실행하는 제1 레시피를 선택하고, 처리 대상 기판의 표면에 노출 영역 및 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재하는 경우에는, 제2 기판 처리 방법을 실행하는 제2 레시피를 선택함으로써 기판의 표면 상태에 따라 적절한 기판 처리 방법을 실행할 수 있다.
제2 레시피를 선택한 경우에 실행되는 제2 기판 처리 방법에서는, 상기 전처리액이, 제1 성분 및 제2 성분을 가지고 있어도 좋다. 상기 제2 성분은, 상기 제1 성분보다도 상기 특정 물질로부터 제거 대상물을 제거하는 제거력이 높다. 상기 레시피 선택 방법은, 상기 처리 대상 기판의 표면에 상기 노출 영역 및 상기 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재한다고 상기 표면 판정 공정이 판정한 경우에, 상기 정보 취득 공정에 의해서 취득된 정보에 기초하여, 상기 처리 대상 기판의 표면에서 노출되는 상기 특정 물질의 종류를 판정하는 종류 판정 공정을 더 포함한다. 그리고, 상기 레시피 선택 공정이, 상기 종류 판정 공정이 판정한 종류의 상기 특정 물질에 따라, 상기 제2 기판 처리 방법에서 사용되는 상기 전처리액 중에서의 상기 제2 성분의 농도가 설정된 상기 제2 레시피를 선택하는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 처리 대상 기판의 표면에 노출 영역 및 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재하는 경우에, 특정 물질의 종류에 따라, 노출 영역으로부터의 제거 대상물의 제거에 적절한 제2 레시피를 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 특정 물질이 노출되는 노출 영역과 상기 노출 영역 이외의 비노출 영역을 가지는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 제공한다. 상기 기판 처리 방법은, 처리액을 기판의 표면으로 공급하는 처리액 공급 공정, 상기 기판의 표면으로 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면의 상기 비노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지해, 상기 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막과 상기 노출 영역을 피복해 보호하는 보호막을 상기 기판의 표면에 형성하는 막형성 공정, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 박리 대상막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 대상막 박리 공정, 상기 박리 대상막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 세정액을 공급하여, 상기 세정액에 의해서 상기 기판의 표면에 존재하는 제2 제거 대상물을 제거하는 세정 공정, 상기 세정 공정 후, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하여, 상기 보호막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 보호막 제거 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 기판의 표면으로 공급된 처리액이 고화 또는 경화됨으로써 기판의 표면의 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막과 기판의 표면의 노출 영역을 피복하는 보호막이 형성된다. 박리 대상막은, 비노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지하고 있다.
박리 대상막 및 보호막이 형성된 상태의 기판의 표면으로 박리액을 공급함으로써, 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 박리 대상막이 기판의 표면으로부터 박리된다. 이 때문에, 제1 제거 대상물이 비노출 영역으로부터 제거된다. 박리액에 의해서 박리 대상막이 박리된 후에도, 제2 제거 대상물은 기판의 표면에 잔류한다.
그 후, 세정액에 의해서, 제2 제거 대상물이 기판의 표면으로부터 제거되고, 그 후, 제거액에 의해서, 보호막이 기판의 표면으로부터 더 제거된다. 기판의 표면에 세정액을 공급할 때, 기판의 표면에서 특정 물질이 노출되는 노출 영역은 보호막에 의해서 피복되어 있다. 이 때문에, 만일, 세정액이 기판의 표면에서 노출되는 특정 물질을 변질(예를 들어, 산화)시키는 성질을 가지고 있는 경우에도, 상기 특정 물질을 변질시키지 않고 제2 제거 대상물을 제거할 수 있다.
이상과 같이, 기판의 표면에서 노출되는 특정 물질의 변질을 억제하면서, 복수종의 제거 대상물(제1 제거 대상물 및 제2 제거 대상물)을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 처리액이, 제1 용질과 상기 제1 용질을 용해시키는 제1 용매를 가진다. 상기 제1 용질이, 제1 고용해성 성분과 상기 제1 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제1 저용해성 성분을 가진다. 상기 보호막은, 상기 특정 물질에 접촉하는 위치에 배치되어 고체상태의 상기 제1 저용해성 성분으로 이루어지는 저용해성층과 상기 저용해성층에 대해서 상기 특정 물질의 반대측에 배치되어 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분으로 이루어지는 고용해성층을 가진다.
이 때문에, 보호막 중에서, 고체상태의 제1 고용해성 성분으로 이루어지는 고용해성층이 박리액에 의해서 용해되지만, 고체상태의 제1 저용해성 성분으로 이루어지는 저용해성층은 박리액에 의해서 거의 용해되지 않는다. 이 때문에, 박리액이, 저용해성층과 기판의 표면의 사이에는 진입하기 어렵다. 따라서, 보호막은, 박리액에 의해서 박리되지 않고 노출 영역 상에 머문다. 따라서, 기판의 표면에서 노출되는 특정 물질을 적절히 보호한 상태로 기판의 표면에 세정액을 공급할 수 있다.
그 결과, 기판의 표면에서 노출되는 특정 물질의 변질을 억제하면서, 제2 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 처리액이, 제1 용질과 상기 제1 용질을 용해시키는 제1 용매를 가진다. 상기 제1 용질이, 제1 고용해성 성분과 상기 제1 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제1 저용해성 성분을 가진다. 상기 박리 대상막 형성 공정이, 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분과 고체상태의 상기 제1 저용해성 성분을 가지는 상기 처리막을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 박리 대상막 박리 공정이, 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 박리 대상막 중의 고체상태의 제1 고용해성 성분이 박리액으로 선택적으로 용해된다.
고체상태의 제1 고용해성 성분을 박리액에 용해시킴으로써, 고체상태의 제1 고용해성 성분이 존재하고 있던 자취(제1 고용해성 성분의 용해에 의해서 형성되는 경로)를 통해 박리액이 박리 대상막 내에 통과한다. 이로 인해, 박리 대상막과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 한편, 박리 대상막 중의 제1 저용해성 성분은, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 고체상태의 제1 저용해성 성분으로 제1 제거 대상물을 유지하면서, 고체상태의 제1 저용해성 성분과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 박리 대상막을 기판의 표면으로부터 신속하게 제거해, 박리 대상막과 함께 제1 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 박리 대상막 박리 공정이, 상기 박리 대상막을 상기 박리액에 부분적으로 용해시켜 상기 박리 대상막에 제1 관통공을 형성하는 제1 관통공 형성 공정을 포함한다.
이 때문에, 박리액이, 제1 관통공을 통하여 처리막을 통과해, 박리 대상막과 기판의 표면의 비노출 영역의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다. 따라서, 박리 대상막과 기판의 계면에 박리액을 작용시켜 박리 대상막을 기판으로부터 효율 좋게 박리할 수 있다. 그 결과, 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 처리액 공급 공정보다도 전에, 전처리액을 기판의 표면으로 공급하는 전처리액 공급 공정, 상기 처리액 공급 공정보다도 전에, 상기 기판의 표면으로 공급된 상기 전처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면의 상기 노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 유지하는 전처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 전처리막 형성 공정, 및 상기 처리액 공급 공정보다도 전에, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 기판의 표면의 상기 노출 영역으로부터 상기 제1 제거 대상물과 함께 상기 전처리막을 박리하는 전처리막 박리 공정을 더 포함한다.
이 방법에 따르면, 기판의 표면에 처리액을 공급하는 것보다도 전에, 기판의 표면에서의 노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 제거할 수 있다. 즉, 노출 영역으로부터 제1 제거 대상물을 제거한 후에, 노출 영역에 보호막을 형성할 수 있다. 이 때문에, 그 후의 보호막 제거 공정에서 보호막이 제거될 때까지, 기판의 표면의 노출 영역으로부터 제1 제거 대상물이 제거된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 보호막이 제거액에 용해하는 경우에도, 보호막의 제거 후에 노출 영역에 제1 제거 대상물이 잔류하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 전처리액이, 제2 용질과 상기 제2 용질을 용해시키는 제2 용매를 가진다. 상기 제2 용질이, 제2 고용해성 성분과 상기 제2 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제2 저용해성 성분을 가진다. 상기 전처리막 형성 공정이, 고체상태의 상기 제2 고용해성 성분, 및 고체상태의 상기 제2 저용해성 성분을 가지는 상기 전처리막을 형성하는 공정을 포함한다. 그리고, 상기 전처리막 박리 공정이, 상기 전처리막 중의 고체상태의 상기 제2 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함한다.
이 방법에 따르면, 전처리막 중의 고체상태의 제2 고용해성 성분이 박리액으로 선택적으로 용해된다.
고체상태의 제2 고용해성 성분을 박리액에 용해시킴으로써, 고체상태의 제2 고용해성 성분이 존재하고 있던 자취(제2 고용해성 성분의 용해에 의해서 형성되는 경로)를 통해 박리액이 전처리막 내에 통과한다. 이로 인해, 전처리막과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 한편, 전처리막 중의 제2 저용해성 성분은, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 고체상태의 제2 저용해성 성분으로 제1 제거 대상물을 유지하면서, 고체상태의 제2 저용해성 성분과 기판의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 전처리막을 기판의 표면으로부터 신속하게 제거하고, 전처리막과 함께 제1 제거 대상물을 기판의 표면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 전처리막 박리 공정이, 상기 박리액에 상기 전처리막을 부분적으로 용해시켜 상기 전처리막에 제2 관통공을 형성하는 제2 관통공 형성 공정을 포함한다.
이 때문에, 박리액이, 제2 관통공을 통하여 전처리막을 통과해, 전처리막과 기판의 표면의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다. 따라서, 전처리막과 기판의 계면에 박리액을 작용시켜 박리 대상막을 기판으로부터 효율 좋게 박리할 수 있다. 그 결과, 기판의 표면으로부터 제1 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 특정 물질이 금속이고, 상기 세정액은, 상기 기판의 표면에서 노출되는 상기 금속을 산화시키는 산화력을 가진다. 기판의 표면에 세정액을 공급할 때, 기판의 표면에서 금속이 노출되는 노출 영역이 보호막에 의해서 피복되는 구성이면, 세정액에 의한 금속의 산화를 회피하면서 제2 제거 대상물을 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 제1 제거 대상물 및 상기 제2 제거 대상물은, 드라이 에칭에 의해서 생긴 잔사이다. 이 때문에, 제1 제거 대상물로서 입상 잔사를 박리 대상막의 박리로 제거하고, 제2 제거 대상물로서 막상 잔사를 세정액으로 제거하는 구성이면, 기판의 표면에서 노출되는 금속의 산화를 억제하면서, 기판으로부터 제거 대상물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
상세하게는, 박리 대상막 및 보호막이 형성된 상태의 기판의 표면으로 박리액을 공급함으로써, 입상 잔사를 유지하고 있는 상태의 박리 대상막을 기판의 표면으로부터 박리할 수 있다. 이 때문에, 제1 제거 대상물이 비노출 영역으로부터 제거된다.
그 후, 세정액에 의해서, 막상 잔사가 기판의 표면으로부터 제거되고, 그 후, 제거액에 의해서, 보호막이 기판의 표면으로부터 더 제거된다. 기판의 표면에 세정액을 공급할 때, 기판의 표면에서 금속이 노출되는 노출 영역은 보호막에 의해서 피복되어 있다. 이 때문에, 세정액이 기판의 표면에서 노출되는 금속을 산화시키는 성질을 가지고 있는 것에 관계없이, 상기 금속을 산화시키지 않고 막상 잔사를 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 제거액은, 상기 보호막 및 상기 박리 대상막을 용해시키는 성질을 가진다. 이 때문에, 보호막을 제거액에 용해시켜 기판의 상면에서 보호막을 부드럽게 제거할 수 있다. 또한 제거액은, 박리 대상막을 용해시킬 수 있다. 이 때문에, 박리 대상막이 박리액에 의해서 박리된 후에, 박리 대상막의 잔사가 기판의 표면에 부착되어 있는 경우에도, 제거액에 의해서 상기 잔사를 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 특정 물질이 노출되는 노출 영역과 상기 노출 영역 이외의 비노출 영역을 가지는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛, 처리액을 고화 또는 경화시켜 고형의 막을 형성하는 막형성 유닛, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛, 상기 기판의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하는 제거액 공급 유닛, 및 상기 처리액 공급 유닛, 상기 막형성 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 상기 세정액 공급 유닛, 및 상기 제거액 공급 유닛을 제어하는 콘트롤러를 포함한다.
그리고, 상기 콘트롤러가, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 상기 처리액을 공급시켜, 상기 막형성 유닛에 의해서 상기 기판의 표면 상의 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지해 상기 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막, 상기 노출 영역을 피복해 보호하는 보호막을 상기 기판의 표면에 형성시켜, 상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 상기 박리액을 공급함으로써, 상기 제1 제거 대상물과 함께 상기 박리 대상막을 상기 기판의 표면으로부터 박리시켜, 상기 박리 대상막을 박리한 후, 상기 세정액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 세정액을 공급하여, 상기 기판의 표면에 존재하는 제2 제거 대상물을 제거시켜, 상기 세정액을 공급한 후, 상기 제거액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 제거액을 공급하여, 상기 보호막을 상기 기판의 표면으로부터 제거시키도록 프로그램 되어 있다. 이 구성에 따르면, 상술한 다른 실시형태와 관련되는 기판 처리 방법과 마찬가지의 효과를 나타낸다.
본 발명에서의 상술의, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기재된 실시형태의 설명에 의해 명확하게 된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치의 레이아웃을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치로 처리되는 기판의 표층의 단면도의 일례이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치에 구비되어 있는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치에 구비되어 있었던 콘트롤러의 하드웨어를 나타내는 블록도이다.
도 5는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a는, 상기 기판 처리의 전처리액 공급 공정(스텝 S2)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6b는, 상기 기판 처리의 전처리막 형성 공정(스텝 S3)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6c는, 상기 전처리막 형성 공정(스텝 S3)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6d는, 상기 기판 처리의 전처리막 박리 공정(스텝 S4)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6e는, 상기 기판 처리의 박리액 제거 공정(스텝 S5)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6f는, 상기 기판 처리의 전처리막 잔사 제거 공정(스텝 S6)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6g는, 상기 기판 처리의 처리액 공급 공정(스텝 S7)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6h는, 상기 기판 처리의 처리막 형성 공정(스텝 S8)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6i는, 상기 처리막 형성 공정(스텝 S8)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6j는, 상기 기판 처리의 처리막 박리 공정(스텝 S9)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6k는, 상기 기판 처리의 박리액 제거 공정(스텝 S10)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6l는, 상기 기판 처리의 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6m는, 상기 기판 처리의 스핀 드라이 공정(스텝 S12)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7a는, 상기 전처리막 형성 공정(스텝 S3)의 실행에 의해서 전처리막이 형성된 상태의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7b는, 상기 전처리막 박리 공정(스텝 S4)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7c는, 상기 처리막 형성 공정(스텝 S8)의 실행에 의해서 처리막이 형성된 상태의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7d는, 상기 처리막 박리 공정(스텝 S9)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7e는, 상기 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)의 실행에 의해서 처리막의 잔사가 제거된 상태의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8a ~ 도 8c는, 전처리막이 기판으로부터 박리되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9a ~ 도 9c는, 처리막이 기판으로부터 박리되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10a ~ 도 10c는, 기판의 표면에서 금속막이 노출되는 노출 영역을 피복하는 노출 영역 피복부가 기판으로부터 제거되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은, 본 발명의 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에 구비되어 있는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 12는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치로 처리되는 기판의 표층의 단면도의 일례이다.
도 13은, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14a는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리의 세정 공정(스텝 S20)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 14b는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리의 세정액 제거 공정(스텝 S21)의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15a는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 전처리막 형성 공정(스텝 S3)의 실행에 의해서 전처리막이 형성된 상태의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15b는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 전처리막 박리 공정(스텝 S4)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15c는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 처리막 형성 공정(스텝 S12)의 실행에 의해서 처리막이 형성된 상태의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15d는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 처리막 박리 공정(스텝 S13)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15e는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리의 세정 공정(스텝 S20)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 16은, 처리액 및 전처리액으로서 이용되는 폴리머 함유액 중의 고용해성 성분의 제1 성분과 제2 성분의 비율을 변경하는 것에 기인하는, 구리막으로부터의 파티클 제거력의 변화를 검증하기 위한 실험의 결과를 설명하기 위한 테이블이다.
도 17은, 본 발명의 제3 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에 구비되어 있는 처리 유닛의 제1 이동 노즐 및 제3 이동 노즐 및 이들의 주위의 부재의 모식도이다.
도 18은, 제3 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에서, 레시피를 선택하기 위해서 실행되는 레시피 선택 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19는, 제3 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에서, 레시피 선택 처리의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에 구비되어 있는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 21은, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 22a는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 처리막 형성 공정(스텝 S8)의 실행에 의해서 처리막이 형성된 상태의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 22b는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 처리막 박리 공정(스텝 S9)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 22c는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 세정 공정(스텝 S20)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 22d는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에서의 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)의 실행 중의 기판의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 23a ~ 도 23c는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에서, 박리 대상막이 기판으로부터 박리되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 24a ~ 도 24d는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에서, 보호막이 기판으로부터 제거되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
＜제1 실시형태＞
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 기판 처리 장치(1)의 레이아웃을 나타내는 모식적인 평면도이다.
기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판(W)은, 원판상의 기판이다.
기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛(2), 처리 유닛(2)로 처리되는 복수매의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 재치되는 로드 포토(LP), 로드 포토(LP)와 처리 유닛(2)의 사이에 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR), 및 기판 처리 장치(1)를 제어하는 콘트롤러(3)를 포함한다.
반송 로봇(IR)은, 캐리어(C)와 반송 로봇(CR)의 사이에 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2)의 사이에 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들어, 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 상세하게는 후술하지만, 처리 유닛(2) 내에서 기판(W)으로 공급되는 처리 유체에는, 린스액, 처리액, 전처리액, 박리액, 세정액, 제거액, 열매(熱媒), 불활성 가스(기체) 등이 포함된다.
각 처리 유닛(2)은, 챔버(4), 및 챔버(4) 내에 배치된 처리 컵(7)을 구비하고 처리 컵(7) 내에서 기판(W)에 대한 처리를 실행한다. 챔버(4)에는, 반송 로봇(CR)에 의해서, 기판(W)을 반입하거나 기판(W)을 반출하기 위한 출입구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 챔버(4)에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛(도시하지 않음)이 구비되어 있다.
도 2는, 기판 처리 장치(1)로 처리되는 기판(W)의 표층의 단면도의 일례이다. 기판(W)의 표층이란, 기판(W)의 표면 근방의 부분이다.
처리 유닛(2)로 처리되기 전의 미처리의 기판(W)의 표면에는, 미세한 요철 패턴(160)이 형성되어 있다. 요철 패턴(160)은, 기판(W)의 표면에 형성된 미세한 볼록한 형상의 구조체(161)와, 인접하는 구조체(161)의 사이에 형성된 오목부(홈)(162)를 포함한다. 구조체(161)는, 에칭 스톱퍼막(161A), 저유전율 층간 절연막(161B), 산화막(161C), 메탈 하드 마스크(161D) 등에 의해서 구성되어 있다.
요철 패턴(160)의 표면, 즉, 구조체(161)(볼록부)의 표면 및 오목부(162)의 표면은, 요철이 있는 패턴면(165)을 형성한다. 패턴면(165)은, 기판(W)의 표면에 포함된다. 기판(W)의 패턴면(165)에는, 여러가지 물질이 노출된 영역이 존재한다. 도 2에 나타내는 예에서는, 오목부(162)의 저부로부터 구리막 등의 금속막(163)이 노출되어 있다. 패턴면(165)에는, 금속막(163)의 표면이 노출되어 있는 노출 영역(170)과 금속막(163)이 노출되어 있지 않은 비노출 영역(171)이 포함된다. 비노출 영역(171)은, 기판(W)의 패턴면(165)에서, 노출 영역(170) 이외의 영역이다.
이 실시형태에서는, 구리 등의 금속이 특정 물질의 일례이다. 그리고, 노출 영역(170)이 제1 영역에 해당하고, 비노출 영역(171)이 제2 영역에 해당한다.
비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에, 제거 대상물(103)이 부착되어 있다. 제거 대상물(103)은, 예를 들어, 입상이다. 입상이란, 구형상, 타원체상, 다면체상 등이다. 제거 대상물(103)은, 제1 제거 대상물의 일례이다.
도 3은, 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛(2)은, 스핀 척(5), 대향 부재(6), 처리 컵(7), 제1 이동 노즐(9), 제2 이동 노즐(10), 제3 이동 노즐(11), 중앙 노즐(12), 및 하면 노즐(13)을 포함한다.
스핀 척(5)는, 기판(W)을 수평으로 유지하면서, 기판(W)의 중앙부를 통과하는 연직인 회전축선(A1)(연직축선) 주위에 기판(W)을 회전시킨다. 스핀 척(5)는, 복수의 척 핀(20), 스핀 베이스(21), 회전축(22), 및 스핀 모터 (23)를 포함한다.
스핀 베이스(21)는, 수평 방향에 따르는 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스(21)의 상면에는, 기판(W)의 주변을 파지하는 복수의 척 핀(20)이, 스핀 베이스(21)의 주방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 스핀 베이스(21) 및 복수의 척 핀(20)은, 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛을 구성하고 있다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다.
회전축(22)은, 회전축선(A1)에 따라서 연직 방향으로 뻗어 있다. 회전축(22)의 상단부는, 스핀 베이스(21)의 하면 중앙에 결합되어 있다. 스핀 모터 (23)은, 회전축(22)에 회전력을 부여한다. 스핀 모터 (23)에 의해서 회전축(22)이 회전됨으로써, 스핀 베이스(21)가 회전된다. 이로 인해, 기판(W)이 회전축선(A1)의 주위에 회전된다. 스핀 모터 (23)은, 회전축선(A1) 주위에 기판(W)을 회전시키는 기판 회전 유닛의 일례이다.
대향 부재(6)는, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)에 상방에 대향한다. 대향 부재(6)는, 기판(W)와 거의 같은 지름 또는 그 이상의 지름을 가지는 원판 상으로 형성되어 있다. 대향 부재(6)는, 기판(W)의 상면에 대향하는 대향면(6a)을 가진다. 대향면(6a)은, 스핀 척(5)보다도 상방에서 거의 수평면을 따라서 배치되어 있다. 또한 기판(W)의 상면이란, 기판(W)의 상측의 표면을 의미하고, 기판(W)의 하면이란, 기판(W)의 하측의 표면을 의미한다.
대향 부재(6)에서 대향면(6a)과는 반대측에는, 중공축(60)이 고정되어 있다. 대향 부재(6)에서 평면에서 볼 때에 회전축선(A1)와 겹치는 부분에는, 대향 부재(6)를 상하 관통하는 연통 구멍(6b)이 형성되어 있다. 연통 구멍(6b)은, 중공축(60)의 내부 공간(60a)과 연통한다.
대향 부재(6)는, 대향면(6a)과 기판(W)의 상면의 사이의 공간 내의 분위기를 상기 공간의 외부의 분위기로부터 차단한다. 이 때문에, 대향 부재(6)는, 차단판이라고도 한다.
처리 유닛(2)은, 대향 부재(6)의 승강을 구동하는 대향 부재 승강 유닛(61)을 더 포함한다. 대향 부재 승강 유닛(61)은, 하위치로부터 상위치까지의 임의의 위치(높이)에 대향 부재(6)를 연직 방향으로 위치시킬 수 있다. 하위치란, 대향 부재(6)의 가동 범위에서, 대향면(6a)이 기판(W)에 가장 근접하는 위치이다. 상위치란, 대향 부재(6)의 가동 범위에서 대향면(6a)이 기판(W)으로부터 가장 이간하는 위치이다. 대향 부재(6)가 상위치에 위치할 경우에, 기판(W)의 반입 및 반출을 위하여 반송 로봇(CR)이 스핀 척(5)에 액세스할 수 있다.
대향 부재 승강 유닛(61)은, 예를 들어, 중공축(60)을 지지하는 지지 부재(도시하지 않음)에 결합된 볼나사 기구(도시하지 않음)와 상기 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시하지 않음)를 포함한다. 대향 부재 승강 유닛(61)은, 대향 부재 리프터 (차단판 리프터)라고도 한다.
처리 컵(7)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 외방으로 비산하는 액체를 받아내는 복수의 가이드(71)와 복수의 가이드(71)에 의해서 하방으로 안내된 액체를 받아내는 복수의 컵(72), 및 복수의 가이드(71)와 복수의 컵(72)을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재(73)를 포함한다.
이 실시형태에서는, 2개의 가이드(71)(제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B))와 2개의 컵(72)(제1 컵(72A) 및 제2 컵(72B))이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.
제1 컵(72A) 및 제2 컵(72B)의 각각은, 상향으로 개방된 환상 홈의 형태를 가지고 있다.
제1 가이드(71A)는, 스핀 베이스(21)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 제2 가이드(71B)는, 제1 가이드(71A)보다 기판(W)의 회전 지름 방향 바깥쪽에서 스핀 베이스(21)를 둘러싸도록 배치되어 있다.
제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)는, 각각, 거의 원통 형상을 가지고 있다. 각 가이드(71)의 상단부는, 스핀 베이스(21)를 향하도록 내방으로 경사져 있다.
제1 컵(72A)은, 제1 가이드(71A)에 의해서 하방으로 안내된 액체를 받아 들인다. 제2 컵(72B)은, 제1 가이드(71A)와 일체로 형성되어 있고 제2 가이드(71B)에 의해서 하방으로 안내된 액체를 받아낸다.
처리 유닛(2)은, 제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)를 별도로 연직 방향으로 승강시키는 가이드 승강 유닛(74)을 포함한다. 가이드 승강 유닛(74)은, 하위치와 상위치의 사이에 제1 가이드(71A)를 승강시킨다. 가이드 승강 유닛(74)은, 하위치와 상위치의 사이에 제2 가이드(71B)를 승강시킨다.
제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)가 함께 상위치에 위치할 때, 기판(W)으로부터 비산하는 액체는, 제1 가이드(71A)에 의해서 받아낸다. 제1 가이드(71A)가 하위치에 위치하고, 제2 가이드(71B)가 상위치에 위치할 때, 기판(W)으로부터 비산하는 액체는, 제2 가이드(71B)에 의해서 받아낸다. 제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)가 함께 하위치에 위치할 때에, 기판(W)의 반입 및 반출을 위해서 반송 로봇(CR)이 스핀 척(5)에 액세스할 수 있다.
가이드 승강 유닛(74)은, 예를 들어, 제1 가이드(71A)에 결합된 제1 볼나사 기구(도시하지 않음), 제1 볼나사 기구에 구동력을 제공하는 제1 모터 (도시하지 않음), 제2 가이드(71B)에 결합된 제2 볼나사 기구(도시하지 않음), 제2 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 제2 모터 (도시하지 않음)를 포함한다. 가이드 승강 유닛(74)은, 가이드 리프터라고도 한다.
제1 이동 노즐(9)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면을 향해서 처리액을 공급(토출)하는 처리액 노즐(처리액 공급 유닛)의 일례이다.
제1 이동 노즐(9)은, 제1 노즐 이동 유닛(35)에 의해서, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제1 이동 노즐(9)은, 수평 방향으로, 중심 위치와 홈 위치(퇴피 위치)의 사이에서 이동할 수 있다. 제1 이동 노즐(9)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 기판(W)의 상면의 회전 중심이란, 기판(W)의 상면에서의 회전축선(A1)과의 교차 위치이다.
제1 이동 노즐(9)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때에, 처리 컵(7)의 외방에 위치한다. 제1 이동 노즐(9)은, 연직 방향에의 이동에 의해서, 기판(W)의 상면에 접근하거나 기판(W)의 상면에서 상방으로 퇴피할 수 있다.
제1 노즐 이동 유닛(35)은, 예를 들어, 제1 이동 노즐(9)에 결합되어 수평으로 연장되는 암(도시하지 않음), 암에 결합되어 연직 방향에 따라서 뻗은 회동축(도시하지 않음), 및 회동축을 승강시키거나 회동시키는 회동축 구동 유닛(도시하지 않음)을 포함한다.
회동축 구동 유닛은, 연직인 회동축선 주위에 회동축을 회동시킴으로써 암을 요동시킨다. 또한 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직 방향에 따라서 승강함으로써, 암을 상하 이동시킨다. 암의 요동 및 승강에 따라, 제1 이동 노즐(9)이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
제1 이동 노즐(9)은, 처리액을 안내하는 처리액 배관(40)에 접속되어 있다. 처리액 배관(40)에 개재된 처리액 밸브(50)가 열리면, 처리액이, 제1 이동 노즐(9)로부터 하방으로 연속 흐름으로 토출된다.
제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액은, 용질 및 용매를 포함하고 있다. 처리액은, 용매의 적어도 일부가 휘발(증발) 함으로써 고화 또는 경화한다. 처리액은, 기판(W) 상에서 고화 또는 경화함으로써, 기판(W) 상에 존재하는 제거 대상물(103)을 유지하는 고형의 처리막을 형성한다.
여기서, 「고화」란, 예를 들어, 용매의 휘발에 따라, 분자간이나 원자간에 작용하는 힘 등에 의해서 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 「경화」란, 예를 들어, 중합이나 가교 등의 화학적인 변화에 의해서, 용질이 굳어지는 것을 가리킨다. 따라서, 「고화 또는 경화」란, 여러가지 요인에 의해서 용질이 「굳어진다」는 것을 나타내고 있다.
제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 용질은, 저용해성 성분과 고용해성 성분을 포함한다.
기판(W)의 표면에 금속이 노출되어 있는 경우에는, 제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 용질에 부식 방지 성분이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상세하게는 후술하지만, 부식 방지 성분은, 예를 들어, BTA(벤조트리아졸)이다.
제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 저용해성 성분 및 고용해성 성분으로는, 박리액에 대한 용해성이 서로 다른 물질을 이용할 수 있다. 제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 저용해성 성분은, 예를 들어, 노볼락이다. 제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 고용해성 성분은, 예를 들어, 2,2-비스(4-히드록시 페닐) 프로판이다. 처리액은, 폴리머 함유액이라고도 하고, 처리막은, 폴리머막이라고도 한다.
제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 용매는, 저용해성 성분 및 고용해성 성분을 용해시키는 액체이면 좋다. 처리액에 포함되는 용매는, 박리액과 상용성을 가지는(혼화할 수 있는) 액체인 것이 바람직하다.
처리액에 포함되는 용매를 제1 용매라고 하고, 처리액에 포함되는 용질을 제1 용질이라고 한다. 처리액에 포함되는 저용해성 성분을 제1 저용해성 성분이라고 하고, 처리액에 포함되는 고용해성 성분을 제1 고용해성 성분이라고 한다.
제1 이동 노즐(9)로부터 토출되는 처리액에 포함되는 용매, 저용해성 성분, 고용해성 성분 및 부식 방지 성분의 상세에 대해서는 후술한다.
제2 이동 노즐(10)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면을 향해서 암모니아수 등의 박리액을 연속 흐름으로 공급(토출)하는 박리액 노즐(박리액 공급 유닛)의 일례이다. 박리액은, 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태의 처리막을, 기판(W)의 상면으로부터 박리하기 위한 액체이다. 상세하게는, 처리막에서, 비노출 영역(171)을 피복하는 부분만이, 박리액에 의해서 기판(W) 상에서 박리된다.
제2 이동 노즐(10)은, 제2 노즐 이동 유닛(36)에 의해서, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제2 이동 노즐(10)은, 수평 방향으로, 중심 위치와 홈 위치(퇴피 위치)의 사이에 이동할 수 있다.
제2 이동 노즐(10)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제2 이동 노즐(10)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때에, 처리 컵(7)의 외방에 위치한다. 제2 이동 노즐(10)은, 연직 방향에의 이동에 의해서, 기판(W)의 상면에 접근하거나 기판(W)의 상면에서 상방으로 퇴피할 수 있다.
제2 노즐 이동 유닛(36)은, 제1 노즐 이동 유닛(35)과 같은 구성을 가지고 있다. 즉, 제2 노즐 이동 유닛(36)은, 예를 들어, 제2 이동 노즐(10)에 결합되고 수평으로 연장하는 암(도시하지 않음), 암에 결합되어 연직 방향으로 따라서 뻗은 회동축(도시하지 않음), 회동축을 승강시키거나 회동시키는 회동축 구동 유닛(도시하지 않음)을 포함한다.
제2 이동 노즐(10)로부터 토출되는 박리액은, 처리액의 용질에 포함되는 저용해성 성분보다도 처리액의 용질에 포함되는 고용해성 성분을 용해시키기 쉬운 액체가 이용된다. 제2 이동 노즐(10)로부터 토출되는 박리액은, 암모니아수에 한정되지 않는다.
제2 이동 노즐(10)로부터 토출되는 박리액은, 예를 들어, 암모니아수 이외의 알칼리성 수용액(알칼리성 액체)이어도 좋다. 암모니아수 이외의 알칼리성 수용액의 구체예로는, TMAH(테트라메틸 암모늄 히드로옥시드) 수용액, 및 콜린 수용액, 및 이들의 몇개의 조합을 들 수 있다.
제2 이동 노즐(10)로부터 토출되는 박리액은, 순수(바람직하게는 DIW)이어도 좋고, 중성 또는 산성의 수용액(비알칼리성 수용액)이어도 좋다.
제2 이동 노즐(10)은, 제2 이동 노즐(10)에 박리액을 안내하는 상측 박리액 배관(41)에 접속되어 있다. 상측 박리액 배관(41)에 개재된 상측 박리액 밸브(51)가 열리면, 박리액이, 제2 이동 노즐(10)의 토출구로부터 하방으로 연속 흐름으로 토출된다.
제3 이동 노즐(11)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면을 향해서 전처리액을 공급(토출)하는 전처리액 노즐(전처리액 공급 유닛)의 일례이다.
제3 이동 노즐(11)은, 제3 노즐 이동 유닛(37)에 의해서, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제3 이동 노즐(11)은, 수평 방향으로, 중심 위치와 홈 위치(퇴피 위치)의 사이에서 이동할 수 있다.
제3 이동 노즐(11)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제3 이동 노즐(11)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때에, 처리 컵(7)의 외방에 위치한다. 제3 이동 노즐(11)은, 연직 방향에의 이동에 의해서, 기판(W)의 상면에 접근하거나 기판(W)의 상면에서 상방으로 퇴피할 수 있다.
제3 노즐 이동 유닛(37)은, 제1 노즐 이동 유닛(35)과 같은 구성을 가지고 있다. 즉, 제3 노즐 이동 유닛(37)은, 예를 들어, 제3 이동 노즐(11)에 결합되어 수평으로 연장하는 암(도시하지 않음), 암에 결합되어 연직 방향을 따라서 뻗은 회동축(도시하지 않음), 및 회동축을 승강시키거나 회동시키는 회동축 구동 유닛(도시하지 않음)을 포함한다.
제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액은, 용질 및 용매를 포함하고 있다. 전처리액은, 용매의 적어도 일부가 휘발(증발)함으로써 고화 또는 경화한다. 전처리액은, 기판(W) 상에서 고화 또는 경화함으로써, 기판(W) 상에 존재하는 제거 대상물(103)을 유지하는 전처리막을 형성한다.
제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액에 포함되는 용질은, 저용해성 성분과 고용해성 성분을 포함한다.
기판(W)의 표면에 금속이 노출되어 있는 경우에는, 제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액에 포함되는 용질에 부식 방지 성분이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상세하게는 후술하지만, 부식 방지 성분은, 예를 들어, BTA이다.
전처리액에 포함되는 저용해성 성분 및 고용해성 성분은, 박리액에 대한 용해성이 서로 다른 물질을 이용할 수 있다. 제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액에 포함되는 저용해성 성분은, 예를 들어, 노볼락이다. 제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액에 포함되는 고용해성 성분은, 2,2-비스(4-히드록시 페닐) 프로판(제1 성분) 및 3, 6-디메틸-4-옥틴 3, 6-디올(제2 성분)을 포함한다. 전처리액은, 폴리머 함유액이라고도 하고, 전처리막은, 폴리머막이라고도 한다.
제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액에 포함되는 용매는, 저용해성 성분 및 고용해성 성분을 용해시키는 액체이면 좋다. 전처리액에 포함되는 용매는, 박리액과 상용성을 가지는 (혼화할 수 있는) 액체인 것이 바람직하다.
전처리액에 포함되는 용매를 제2 용매라고 하고, 전처리액에 포함되는 용질을 제2 용질이라고 한다. 처리액에 포함되는 저용해성 성분을 제2 저용해성 성분이라고 하고, 처리액에 포함되는 고용해성 성분을 제2 고용해성 성분이라고 한다.
제3 이동 노즐(11)로부터 토출되는 전처리액에 포함되는 용매, 저용해성 성분, 고용해성 성분 및 부식 방지 성분의 상세에 대해서는 후술한다.
전처리막에서, 노출 영역(170)을 피복하는 부분 및 비노출 영역(171)을 피복하는 부분의 양쪽 모두가, 박리액에 의해서 기판(W) 상으로부터 박리된다.
처리막이나 전처리막 등의 폴리머막이 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력은, 노출 영역(170)으로부터 제거 대상물(103)을 제거하는 경우와 비노출 영역(171)으로부터 제거 대상물(103)을 제거하는 경우에, 현저하게 다르다.
폴리머막이 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력은, 제거 대상물 유지력 및 박리성에 의해서 구성되어 있다. 제거 대상물 유지력이란, 대상 영역(노출 영역(170) 또는 비노출 영역(171))에 존재하는 제거 대상물(103)을 폴리머막의 막 중 및 막 표면의 적어도 어느 하나에 유지하는 능력이다. 박리성이란, 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태의 폴리머막이 박리액에 의해서 박리될 때의 박리되기 쉬움을 나타내는 성질이다. 박리성이 높다는 것은, 박리액에 의해서 박리되기 쉬운 것을 의미한다. 폴리머막의 제거력이란, 대상 영역에 존재하는 제거 대상물(103)을 유지하는 상태로 폴리머막이 박리액에 의해서 박리될 때 대상 영역으로부터 제거 대상물(103)을 제거하는 능력이다.
전처리막은, 비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에서 높은 제거 대상물 유지력을 발휘하지만, 처리막은, 비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에서 전처리막보다 더 높은 제거 대상물 유지력을 발휘한다. 한편, 전처리막은, 노출 영역(170)에서, 처리막보다도 박리성이 높다. 이 때문에, 노출 영역(170)에서, 전처리막은 처리막보다 높은 제거력을 발휘하고, 비노출 영역(171)에서, 처리막은 전처리막보다 높은 제거력을 발휘한다.
상세하게는, 비노출 영역(171)에 존재하는 제거 대상물(103)을 처리막이 제거하는 제거력은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제거 대상물(103)을 전처리막이 제거하는 제거력보다도 높다. 노출 영역(170)에 존재하는 제거 대상물(103)을 전처리막이 제거하는 제거력은, 노출 영역(170)에 존재하는 제거 대상물(103)을 처리막이 제거하는 제거력보다도 높다.
제3 이동 노즐(11)은, 제3 이동 노즐(11)에 전처리액을 안내하는 전처리액 배관(42)에 접속되어 있다. 전처리액 배관(42)에 개재된 전처리액 밸브(52)가 열리면, 전처리액이, 제3 이동 노즐(11)의 토출구로부터 하방에 연속 흐름으로 토출된다.
중앙 노즐(12)은, 대향 부재(6)의 중공축(60)의 내부 공간(60a)에 수용되어 있다. 중앙 노즐(12)의 선단에 설치된 토출구(12a)는, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에서 상방에 대향한다. 기판(W)의 상면의 중앙 영역이란, 기판(W)의 상면에서 기판(W)의 회전 중심 및 그 주위를 포함하는 영역이다.
중앙 노즐(12)은, 유체를 하방에 토출한 복수의 튜브(제1 튜브(31), 제2 튜브(32) 및 제3 튜브(33)), 복수의 튜브를 둘러싸는 통 형상의 케이싱(30)을 포함한다. 복수의 튜브 및 케이싱(30)은, 회전축선(A1)에 따라서 상하 방향으로 연장되어 있다. 중앙 노즐(12)의 토출구(12a)는, 제1 튜브(31)의 토출구이기도 하고, 제2 튜브(32)의 토출구이기도 하고, 제3 튜브(33)의 토출구이기도 하다.
제1 튜브(31)(중앙 노즐(12))은, DIW 등의 린스액을 기판(W)의 상면으로 공급하는 린스액 공급 유닛의 일례이다. 제2 튜브(32)(중앙 노즐(12))은, IPA 등의 제거액을 기판(W)의 상면으로 공급하는 제거액 공급 유닛의 일례이다. 제3 튜브(33)(중앙 노즐(12))은, 질소 가스(N2) 등의 기체를 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이에 공급하는 기체 공급 유닛의 일례이다. 중앙 노즐(12)은, 린스액 노즐이기도 하고, 제거액 노즐이기도 하고, 기체 노즐이기도 하다.
제1 튜브(31)는, 린스액을 제1 튜브(31)에 안내하는 상측 린스액 배관(43)에 접속되어 있다. 상측 린스액 배관(43)에 개재된 상측 린스액 밸브(53)가 열리면, 린스액이, 제1 튜브(31)(중앙 노즐(12))로부터 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서 연속 흐름으로 토출된다.
린스액으로는, DIW, 탄산수, 전해 이온수, 희석 농도(예를 들어, 1 ppm ~ 100 ppm 정도)의 염산수, 희석 농도(예를 들어, 1 ppm ~ 100 ppm 정도)의 암모니아수, 환원수(수소수) 등을 들 수 있다.
제2 튜브(32)는, 제거액을 제2 튜브(32)로 안내하는 제거액 배관(44)에 접속되어 있다. 제거액 배관(44)에 개재된 제거액 밸브(54)가 열리면, 제거액이, 제2 튜브(32)(중앙 노즐(12))로부터 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서 연속 흐름으로 토출된다.
제2 튜브(32)로부터 토출되는 제거액은, 처리막에서 박리액에 의해서 기판(W)의 상면으로부터 박리되지 않았던 부분이나, 전처리막에서 박리액에 의해서 기판(W)의 상면으로부터 박리되지 않았던 부분을 제거하기 위한 액체이다. 제거액은, 린스액보다도 휘발성이 높은 액체인 것이 바람직하다. 제2 튜브(32)로부터 토출되는 제거액은, 린스액과 상용성을 가지는 것이 바람직하다.
제2 튜브(32)로부터 토출되는 제거액은, 예를 들어, 유기용제이다. 제2 튜브(32)로부터 토출되는 유기용제로는, IPA, HFE(히드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤, PGEE(프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르) 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 1개를 포함하는 액체 등을 들 수 있다.
또한, 제2 튜브(32)로부터 토출되는 유기용제는, 단체(單體) 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체이어도 좋다. 예를 들어, IPA와 DIW의 혼합액이어도 좋고, IPA와 HFE의 혼합액이어도 좋다.
제3 튜브(33)는, 기체를 제3 튜브(33)에 안내하는 기체 배관(45)에 접속되어 있다. 기체 배관(45)에 개재된 기체 밸브(55)가 열리면, 기체가, 제3 튜브(33)(중앙 노즐(12))로부터 하방으로 연속 흐름으로 토출된다.
제3 튜브(33)로부터 토출되는 기체는, 예를 들어, 질소 가스 등의 불활성 가스이다. 제3 튜브(33)로부터 토출되는 기체는, 공기이어도 좋다. 불활성 가스란, 질소 가스에 한정되지 않고, 기판(W)의 상면이나, 기판(W)의 상면에 형성된 요철 패턴(160)(도 2를 참조)에 대해서 불활성인 가스이다. 불활성 가스의 예로는, 질소 가스 외에, 아르곤 등의 희가스류를 들 수 있다.
하면 노즐(13)은, 스핀 베이스(21)의 상면 중앙부에서 개구하는 관통공(21a)에 삽입되어 있다. 하면 노즐(13)의 토출구(13a)는, 스핀 베이스(21)의 상면에서 노출되어 있다. 하면 노즐(13)의 토출구(13a)는, 기판(W)의 하면(하측의 표면)의 중앙 영역에서 하방에 대향한다. 기판(W)의 하면의 중앙 영역이란, 기판(W)의 하면에서 기판(W)의 회전 중심을 포함하는 영역이다.
하면 노즐(13)에는, 린스액, 박리액, 및 열매를 하면 노즐(13)에 공통으로 안내하는 공통 배관(80)의 일단이 접속되어 있다. 공통 배관(80)의 타단에는, 공통 배관(80)에 린스액을 안내하는 하측 린스액 배관(81), 공통 배관(80)에 박리액을 안내하는 하측 박리액 배관(82), 및 공통 배관(80)에 열매를 안내하는 열매 배관(83)이 접속되어 있다.
하측 린스액 배관(81)에 개재된 하측 린스액 밸브(86)가 열리면, 린스액이, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서 연속 흐름으로 토출된다. 하측 박리액 배관(82)에 개재된 하측 박리액 밸브(87)가 열리면, 박리액이, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서 연속 흐름으로 토출된다. 열매 배관(83)에 개재된 열매 밸브(88)가 열리면, 열매가, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서 연속 흐름으로 토출된다.
하면 노즐(13)은, 기판(W)의 하면에 린스액을 공급하는 하측 린스액 공급 유닛의 일례이다. 또한, 하면 노즐(13)은, 기판(W)의 하면에 박리액을 공급하는 하측 박리액 공급 유닛의 일례이다. 또한, 하면 노즐(13)은, 기판(W)을 가열하기 위한 열매를 기판(W)에 공급하는 열매 공급 유닛의 일례이다. 하면 노즐(13)은, 기판(W)을 가열하는 기판 가열 유닛이기도 하다.
하면 노즐(13)로부터 토출되는 열매는, 예를 들어, 실온보다도 높고, 처리액에 포함되는 용매의 비점보다도 낮은 온도의 고온 DIW이다. 처리액에 포함되는 용매가 IPA인 경우, 열매로는, 예를 들어, 60℃ ~ 80℃의 DIW가 이용된다. 하면 노즐(13)로부터 토출되는 열매는, 고온 DIW에는 한정되지 않고, 실온보다도 높고, 처리액에 함유되는 용매의 비점보다도 낮은 온도의 고온 불활성 가스나 고온 공기 등의 고온 기체이어도 좋다.
도 4는, 콘트롤러(3)의 하드웨어를 나타내는 블록도이다. 콘트롤러(3)는, 컴퓨터 본체(3a)와 컴퓨터 본체(3a)에 접속된 주변장치(3d)를 포함하는, 컴퓨터이다. 컴퓨터 본체(3a)는, 각종의 명령을 실행하는 CPU(3b)(central processing unit：중앙 처리장치)와 정보를 기억하는 주기억장치(3c)를 포함한다. 주변장치(3d)는, 프로그램(P) 등의 정보를 기억하는 보조기억장치(3e)와 리무버블 미디어(RM)로부터 정보를 판독하는 판독 장치(3f)와 호스트 컴퓨터 등의 다른 장치와 통신하는 통신 장치(3g)를 포함한다.
콘트롤러(3)는, 입력장치(3A), 표시장치(3B), 및 경보 장치(3C)에 접속되어 있다. 입력장치(3A)는, 유저나 메인티넌스 담당자 등의 조작자가 기판 처리 장치(1)에 정보를 입력할 경우에 조작된다. 정보는, 표시장치(3B)의 화면에 표시된다. 입력장치(3A)는, 키보드, 포인팅 디바이스, 및 터치 패널의 어느 하나이어도 좋고, 이들 이외의 장치이어도 좋다. 입력장치(3A) 및 표시장치(3B)를 겸하는 터치 패널 디스플레이가 기판 처리 장치(1)에 설치되어 있어도 좋다. 경보 장치(3C)는, 광, 소리, 문자, 및 도형 중 하나 이상을 이용하고 경보를 발표한다. 입력장치(3A)가 터치 패널 디스플레이의 경우, 입력장치(3A)가, 경보 장치(3C)를 겸하고 있어도 좋다.
CPU(3b)는, 보조기억장치(3e)에 기억된 프로그램(P)을 실행한다. 보조기억장치(3e) 내의 프로그램(P)은, 콘트롤러(3)에 미리 인스톨된 것이어도 좋고, 판독 장치(3f)를 통해서 리무버블 미디어(RM)로부터 보조기억장치(3e)에 보내진 것이어도 좋고, 호스트 컴퓨터 등의 외부 장치로부터 통신 장치(3g)를 통해서 보조기억장치(3e)에 보내진 것이어도 좋다.
보조기억장치(3e) 및 리무버블 미디어(RM)는, 전력이 공급되어 있지 않아도 기억을 유지하는 비휘발성 메모리이다. 보조기억장치(3e)는, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브 등의 자기기억장치이다. 리무버블 미디어(RM)는, 예를 들어, 콤팩트 디스크 등의 광디스크 또는 메모리 카드 등의 반도체 메모리이다. 리무버블 미디어(RM)는, 프로그램(P)이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 일례이다. 리무버블 미디어(RM)는, 일시적이 아닌 유형의 기록 매체이다.
보조기억장치(3e)는, 복수의 레시피(R)를 기억하고 있다. 레시피(R)는, 기판(W)의 처리 내용, 처리 조건, 및 처리 순서를 규정하는 정보이다. 복수의 레시피(R)는, 기판(W)의 처리 내용, 처리 조건, 및 처리 순서 중 적어도 하나에서 서로 다르다.
콘트롤러(3)는, 주기억장치(3c)에 설정된 레시피(R)에 따라서 기판(W)이 처리되도록 기판 처리 장치(1)를 제어한다. 이하의 각 공정은, 콘트롤러(3)가 기판 처리 장치(1)를 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 콘트롤러(3)는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그램 되어 있다.
도 5는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5에는, 주로, 콘트롤러(3)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 도 6a ~ 도 6m는, 상기 기판 처리의 각 공정의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판 반입 공정(스텝 S1), 전처리액 공급 공정(스텝 S2), 전처리막 형성 공정(스텝 S3), 전처리막 박리 공정(스텝 S4), 박리액 제거 공정(스텝 S5), 전처리막 잔사 제거 공정(스텝 S6), 처리액 공급 공정(스텝 S7), 처리막 형성 공정(스텝 S8), 처리막 박리 공정(스텝 S9), 박리액 제거 공정(스텝 S10), 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11), 스핀 드라이 공정(스텝 S12) 및 기판 반출 공정(스텝 S13)이 이 순서로 실행된다.
우선, 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(IR, CR)(도 1 참조)에 의해서 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)으로 반입되고, 스핀 척(5)에 건넨다(스텝 S1). 이로 인해, 기판(W)은, 스핀 척(5)에 의해서 수평으로 유지된다(기판 유지 공정). 기판(W)은, 패턴면(165)이 상면이 되도록 스핀 척(5)에 유지된다. 기판(W)의 반입시에는, 대향 부재(6)는, 상위치로 퇴피하고 있다.
스핀 척(5)에 의한 기판(W)의 유지는, 스핀 드라이 공정(스텝 S12)이 종료될 때까지 계속된다. 가이드 승강 유닛(74)은, 기판 유지 공정이 개시되고 나서 스핀 드라이 공정(스텝 S12) 이 종료될 때까지, 적어도 하나의 가이드(71)가 상위치에 위치하도록, 제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)의 높이 위치를 조정한다.
이어서, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 외에 퇴피한 후, 전처리액 공급 공정(스텝 S2)이 개시된다. 전처리액 공급 공정에서는, 우선, 스핀 모터(23)가, 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이로 인해, 수평으로 유지된 기판(W)이 회전된다(기판 회전 공정).
대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제3 노즐 이동 유닛(37)이, 제3 이동 노즐(11)을 처리 위치에 이동시킨다. 제3 이동 노즐(11)의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다. 그리고, 전처리액 밸브(52)가 열린다. 이로 인해, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제3 이동 노즐(11)로부터 전처리액이 공급(토출)된다(전처리액 공급 공정, 전처리액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W) 상에 전처리액의 액막(201)(전처리액 막)이 형성된다(전처리액 막형성 공정).
제3 이동 노즐(11)로부터의 전처리액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2초 ~ 4초의 사이 계속된다. 전처리액 공급 공정에서, 기판(W)은, 소정의 전처리액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ~ 1500 rpm로 회전된다.
이어서, 전처리막 형성 공정(스텝 S3)이 실행된다. 전처리막 형성 공정에서는, 기판(W) 상의 전처리액이 고화 또는 경화되어, 기판(W) 상에 존재하는 제거 대상물(103)을 유지하는 전처리막(200)(후술하는 도 7a를 참조)이 기판(W)의 상면에 형성된다.
전처리막 형성 공정에서는, 우선, 기판(W) 상의 전처리액의 액막(201)의 두께를 얇게 하는 전처리액 박막화 공정(전처리액스핀오프 공정)이 실행된다. 구체적으로는, 전처리액 밸브(52)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)에 대한 전처리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제3 노즐 이동 유닛(37)에 의해서 제3 이동 노즐(11)이 홈 위치에 이동된다.
도 6b에 나타낸 바와 같이, 전처리액 박막화 공정에서는, 기판(W) 상의 액막(201)의 두께가 적절한 두께가 되도록, 기판(W)의 상면에의 전처리액의 공급이 정지된 상태로 원심력에 의해서 기판(W)의 상면에서 전처리액의 일부가 배제된다.
제3 이동 노즐(11)이 홈 위치로 이동한 후에도, 대향 부재(6)는, 상위치에 유지된다.
전처리액 박막화 공정에서는, 스핀 모터(23)가, 기판(W)의 회전 속도를 소정의 전처리액 박막화 속도로 변경한다. 전처리액 박막화 속도는, 예를 들어, 300 rpm ~ 1500 rpm이다. 기판(W)의 회전 속도는, 300 rpm ~ 1500 rpm의 범위 내에서 일정하게 유지되어도 좋고, 전처리액 박막화 공정의 도중에 300 rpm ~ 1500 rpm의 범위 내에서 적절히 변경되어도 좋다. 전처리액 박막화 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 실행된다.
전처리막 형성 공정에서는, 전처리액 박막화 공정 후에, 전처리액의 액막(201)으로부터 용매의 일부를 증발(휘발)시키는 전처리액 용매 증발 공정이 실행된다. 전처리액 용매 증발 공정에서는, 기판(W) 상의 전처리액의 용매의 일부를 증발시키기 위해서, 기판(W) 상의 액막(201)을 가열한다.
구체적으로는, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를, 상위치와 하위치의 사이의 근접 위치에 이동시킨다. 근접 위치는, 하위치이어도 좋다. 근접 위치는, 기판(W)의 상면에서 대향면(6a)까지의 거리가 예를 들어 1 mm의 위치이다.
그리고, 기체 밸브(55)가 열린다. 이로 인해, 기판(W)의 상면(액막(201)의 상면)과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에 기체가 공급된다(기체 공급 공정).
기판(W) 상의 액막(201)에 기체가 분사되는 것에 의해서, 액막(201) 중의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다(전처리액 용매 증발 공정, 전처리액 용매 증발 촉진 공정). 이 때문에, 전처리막(200)(도 7a를 참조)의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 중앙 노즐(12)은, 전처리액 중의 용매를 증발시키는 증발 유닛(증발 촉진 유닛)으로서 기능한다.
또한, 열매밸브(88)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 열매가 공급(토출)된다(열매공급 공정, 열매토출 공정). 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면으로 공급된 열매는, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 하면의 전체에 널리 퍼진다. 기판(W)에 대한 열매의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 60초간 계속된다. 전처리액 용매 증발 공정에서, 기판(W)은, 소정의 증발 회전 속도, 예를 들어, 1000 rpm로 회전된다.
기판(W)의 하면에 열매가 공급되는 것에 의해서, 기판(W)을 통해, 기판(W) 상의 액막(201)이 가열된다. 이로 인해, 액막(201) 중의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다(전처리액 용매 증발 공정, 전처리액 용매 증발 촉진 공정). 이 때문에, 전처리막(200)(도 7a를 참조)의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 하면 노즐(13)은, 전처리액 중의 용매를 증발(휘발)시키는 증발 유닛(증발 촉진 유닛)으로서 기능한다.
전처리액 막 박막화 공정 및 전처리액 막 용매 증발 공정이 실행되는 것에 의해서, 전처리액이 고화 또는 경화되어, 기판(W) 상에 전처리막(200)(도 7a를 참조)가 형성된다. 이와 같이, 기판 회전 유닛(스핀 모터(23)), 중앙 노즐(12) 및 하면 노즐(13)은, 전처리액을 고화 또는 경화시켜 전처리막(200)(고형의 막)를 형성하는 전처리막 형성 유닛(막형성 유닛)을 구성하고 있다.
전처리액 용매 증발 공정에서는, 기판(W) 상의 전처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록, 기판(W)이 가열되는 것이 바람직하다. 전처리액을, 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 전처리막(200) 중에 용매를 적절히 잔류시킬 수 있다. 이 때문에, 전처리막(200) 내에 용매가 잔류하고 있지 않는 경우와 비교하여, 그 후의 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에서, 박리액을 전처리막(200)에 친숙하게 하기 쉽다.
이어서, 전처리막(200)을 박리하는 전처리막 박리 공정(스텝 S4)이 실행된다. 구체적으로는, 열매밸브(88)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 하면에 대한 열매의 공급이 정지된다. 또한, 기체 밸브(55)가 닫힌다. 이로 인해, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면의 사이의 공간에의 기체의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치로 이동시킨다. 대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 제2 이동 노즐(10)을 처리 위치에 이동시킨다. 제2 이동 노즐(10)의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
그리고, 제2 이동 노즐(10)이 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 박리액 밸브(51)가 열린다. 이로 인해, 도 6d에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제2 이동 노즐(10)로부터 박리액이 공급(토출)된다(상측 박리액 공급 공정, 상측 박리액 토출 공정). 기판(W)의 상면으로 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 전처리막(도 7a를 참조)이 박리되어 박리액과 함께 기판(W) 외에 배출된다. 전처리막 박리 공정에서, 기판(W)은, 소정의 전처리막 박리 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다.
상측 박리액 밸브(51)가 열리는 동시에, 하측 박리액 밸브(87)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 박리액이 공급(토출)된다(하측 박리액 공급 공정, 하측 박리액 토출 공정). 기판(W)의 하면으로 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 하면의 전체에 퍼진다.
여기서, 도 6a에 나타내는 전처리액 공급 공정(스텝 S2)에서 기판(W)의 상면으로 공급된 전처리액은, 기판(W)의 주변을 이동해 기판(W)의 하면으로 도는 경우가 있다. 또한, 기판(W)으로부터 비산한 전처리액이, 가이드(71)로부터 튀어올라 기판(W)의 하면에 부착하는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 전처리막 형성 공정에서 기판(W)의 하면에 열매가 공급되기 때문에, 그 열매의 흐름에 의해서, 기판(W)의 하면에서 전처리액을 배제할 수 있다.
또한 전처리액 공급 공정(스텝 S2)에 기인해 기판(W)의 하면에 부착한 전처리액이 고화 또는 경화해 고체를 형성하는 경우가 있다. 도 6d에 나타낸 바와 같이, 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에서 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되고 있는 동안, 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면에 박리액이 공급(토출)된다. 이 때문에, 기판(W)의 하면에 전처리액의 고체가 형성되었을 경우에도, 그 고체를 기판(W)의 하면에서 박리해 제거할 수 있다.
전처리막 박리 공정(스텝 S4) 후, 린스액의 공급에 의해서, 기판(W)으로부터 박리액을 제거(린스)하는 박리액 제거 공정(스텝 S5)이 실행된다. 구체적으로는, 상측 박리액 밸브(51) 및 하측 박리액 밸브(87)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에 대한 박리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 제2 이동 노즐(10)을 홈 위치에 이동시킨다. 그리고, 도 6e에 나타낸 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치에 이동시킨다.
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 린스액 밸브(53)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 린스액이 공급(토출)된다(상측 린스액 공급 공정, 상측 린스액 토출 공정).
박리액 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 박리액 제거 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다. 처리 위치는, 근접 위치보다도 기판(W)의 상면에서 상방으로 이간한 위치이다. 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면과 대향면(6a)의 사이의 거리는, 예를 들어, 30 mm이다.
기판(W)의 상면으로 공급된 린스액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 부착하고 있던 박리액이 린스액으로 씻겨내린다(린스 공정).
또한, 상측 린스액 밸브(53)가 열리는 동시에, 하측 린스액 밸브(86)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 린스액이 공급(토출)된다(하측 린스액 공급 공정, 하측 린스액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W)의 하면에 부착하고 있던 박리액이 린스액으로 씻겨내린다. 기판(W)의 상면 및 하면에의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 35초간 계속된다.
박리액 제거 공정(스텝 S5) 후, 기판(W)의 상면에 존재하는 전처리막(200)의 잔사를 제거액에 의해서 제거하는 전처리막 잔사 제거 공정(스텝 S6)이 실행된다.
구체적으로는, 상측 린스액 밸브(53) 및 하측 린스액 밸브(86)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급이 정지된다. 그리고, 대향 부재(6)를 처리 위치에 유지한 상태로, 제거액 밸브(54)가 열린다. 이로 인해, 도 6f에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 제거액이 공급(토출)된다(제거액 공급 공정, 제거액 토출 공정). 기판(W)의 상면에의 제거액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 계속된다. 전처리막 잔사 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 전처리막 잔사 제거 회전 속도, 예를 들어, 300 rpm로 회전된다.
기판(W)의 상면으로 공급된 제거액은, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 린스액이 제거액으로 치환된다. 기판(W)의 상면으로 공급된 제거액은, 기판(W)의 상면에 남는 전처리막(도 7a를 참조)의 잔사를 용해한 후, 기판(W)의 상면의 주변으로부터 배출된다.
이어서, 기판(W)의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정(스텝 S7)이 실행된다. 구체적으로는, 대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제1 노즐 이동 유닛(35)이, 제1 이동 노즐(9)을 처리 위치에 이동시킨다. 제1 이동 노즐(9)의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다. 그리고, 처리액 밸브(50)가 열린다. 이로 인해, 도 6g에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제1 이동 노즐(9)로부터 처리액이 공급(토출)된다(처리액 공급 공정, 처리액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W) 상에 처리액의 액막(101)(처리액막)이 형성된다(처리액 막형성 공정).
제1 이동 노즐(9)로부터의 처리액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2초 ~ 4초의 사이 계속된다. 처리액 공급 공정에서, 기판(W)은, 소정의 처리액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ~ 1500 rpm로 회전된다.
이어서, 처리막 형성 공정(스텝 S8)이 실행된다. 처리막 형성 공정에서는, 기판(W) 상의 처리액이 고화 또는 경화되어, 기판(W) 상에 존재하는 제거 대상물(103)을 유지하는 처리막(100)(후술하는 도 7c를 참조)이 기판(W)의 상면에 형성된다.
처리막 형성 공정에서는, 우선, 기판(W) 상의 처리액의 액막(101)의 두께를 얇게 하는 처리액 박막화 공정(처리액스핀오프 공정)이 실행된다. 구체적으로는, 처리액 밸브(50)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)에 대한 처리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제1 노즐 이동 유닛(35)에 의해서 제1 이동 노즐(9)이 홈 위치에 이동된다.
도 6h에 나타낸 바와 같이, 처리액 박막화 공정에서는, 기판(W) 상의 액막(101)의 두께가 적절한 두께가 되도록, 기판(W)의 상면에의 처리액의 공급이 정지된 상태로 원심력에 의해서 기판(W)의 상면에서 처리액의 일부가 배제된다. 제1 이동 노즐(9)이 홈 위치로 이동한 후에도, 대향 부재(6)는, 상위치에 유지된다.
처리액 박막화 공정에서는, 스핀 모터(23)가, 기판(W)의 회전 속도를 소정의 처리액 박막화 속도로 변경한다. 처리액 박막화 속도는, 예를 들어, 300 rpm ~ 1500 rpm이다. 기판(W)의 회전 속도는, 300 rpm ~ 1500 rpm의 범위 내에서 일정하게 유지되어도 좋고, 처리액 박막화 공정의 도중에 300 rpm ~ 1500 rpm의 범위 내에서 적절히 변경되어도 좋다. 처리액 박막화 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 실행된다.
처리막 형성 공정에서는, 처리액 박막화 공정 후에, 처리액의 액막(101)으로부터 용매의 일부를 증발(휘발)시키는 처리액 용매 증발 공정이 실행된다. 처리액 용매 증발 공정에서는, 기판(W) 상의 처리액의 용매의 일부를 증발시키기 위해서, 기판(W) 상의 액막(101)을 가열한다.
구체적으로는, 도 6i에 나타낸 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를, 근접 위치에 이동시킨다.
그리고, 기체 밸브(55)가 열린다. 이로 인해, 기판(W)의 상면(액막(101)의 상면)과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에 기체가 공급된다(기체 공급 공정).
기판(W) 상의 액막(101)에 기체가 분사되는 것에 의해서, 액막(101) 중의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다(처리액 용매 증발 공정, 처리액 용매 증발 촉진 공정). 이 때문에, 처리막(100)(도 7c를 참조)의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 처리막 형성 공정에서도, 중앙 노즐(12)은, 처리액 중의 용매를 증발시키는 증발 유닛(증발 촉진 유닛)으로서 기능한다.
또한, 열매밸브(88)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 열매가 공급(토출)된다(열매공급 공정, 열매토출 공정). 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면으로 공급된 열매는, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 하면의 전체에 널리 퍼진다. 기판(W)에 대한 열매의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 60초간 계속된다. 처리액 용매 증발 공정에서, 기판(W)은, 소정의 증발 회전 속도, 예를 들어, 1000 rpm로 회전된다.
기판(W)의 하면에 열매가 공급되는 것에 의해서, 기판(W)을 통해, 기판(W) 상의 액막(101)이 가열된다. 이로 인해, 액막(101) 중의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다(처리액 용매 증발 공정, 처리액 용매 증발 촉진 공정). 이 때문에, 처리막(100)(도 7c를 참조)의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 처리막 형성 공정에서도, 하면 노즐(13)은, 처리액 중의 용매를 증발(휘발)시키는 증발 유닛(증발 촉진 유닛)으로서 기능한다.
처리액 박막화 공정 및 처리액 용매 증발 공정이 실행되는 것에 의해서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이로 인해, 제거 대상물(103)을 유지하는 처리막(100)이 기판(W)의 상면 전체에 형성된다. 이와 같이, 기판 회전 유닛(스핀 모터 23), 중앙 노즐(12) 및 하면 노즐(13)은, 처리액을 고화 또는 경화시켜 처리막(100)(고형의 막)를 형성하는 처리막 형성 유닛(막형성 유닛)을 구성하고 있다.
처리액 용매 증발 공정에서는, 기판(W) 상의 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록, 기판(W)이 가열되는 것이 바람직하다. 처리액을, 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 처리막(100) 중에 용매를 적절히 잔류시킬 수 있다. 이로 인해, 처리막(100) 내에 용매가 잔류하고 있지 않는 경우와 비교하여, 그 후의 처리막 박리 공정(스텝 S9)에서, 박리액을 처리막(100)에 친숙하게 하기 쉽다.
이어서, 박리액으로 처리막(100)을 박리하는 처리막 박리 공정(스텝 S9)이 실행된다. 구체적으로는, 열매밸브(88)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 하면에 대한 열매의 공급이 정지된다. 또한, 기체 밸브(55)가 닫힌다. 이로 인해, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면의 사이의 공간에의 기체의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 이동시킨다. 대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 제2 이동 노즐(10)을 처리 위치에 이동시킨다.
그리고, 제2 이동 노즐(10)이 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 박리액 밸브(51)가 열린다. 이로 인해, 도 6j에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제2 이동 노즐(10)로부터 박리액이 공급(토출)된다(상측 박리액 공급 공정, 상측 박리액 토출 공정). 기판(W)의 상면으로 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 전처리막이 박리되어 박리액과 함께 기판(W) 외에 배출된다. 처리막 박리 공정에서, 기판(W)은, 소정의 처리막 박리 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다.
상측 박리액 밸브(51)가 열리는 동시에, 하측 박리액 밸브(87)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 박리액이 공급(토출)된다(하측 박리액 공급 공정, 하측 박리액 토출 공정). 기판(W)의 하면으로 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 하면의 전체에 퍼진다.
여기서, 도 6a에 나타내는 전처리액 공급 공정과 마찬가지의 이유로, 도 6g에 나타내는 처리액 공급 공정(스텝 S7)에서 기판(W)의 하면에 처리액이 부착하는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 도 6i에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 하면으로 공급되는 열매의 흐름에 의해서, 기판(W)의 하면에서 처리액을 배제할 수 있다.
또한 전처리액과 마찬가지로, 처리액 공급 공정(스텝 S7)에 기인해 기판(W)의 하면에 부착한 처리액이 고체를 형성하는 경우도 있다. 이러한 경우에도, 도 6j에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 하면에 박리액이 공급(토출)되기 때문에, 그 고체를 기판(W)의 하면에서 박리해 제거할 수 있다.
그리고, 처리막 박리 공정(스텝 S9) 후, 린스액의 공급에 의해서, 기판(W)으로부터 박리액을 제거(린스)하는 박리액 제거 공정(스텝 S10)이 실행된다. 구체적으로는, 상측 박리액 밸브(51) 및 하측 박리액 밸브(87)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에의 박리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 제2 이동 노즐(10)을 홈 위치에 이동시킨다. 그리고, 도 6k에 나타낸 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치에 이동시킨다.
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 린스액 밸브(53)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 린스액이 공급(토출)된다(상측 린스액 공급 공정, 상측 린스액 토출 공정).
박리액 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 박리액 제거 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다. 처리 위치는, 근접 위치보다도 기판(W)의 상면에서 상방으로 이간한 위치이다. 기판(W)의 상면으로 공급된 린스액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 부착하고 있던 박리액이 린스액으로 씻겨내린다(린스 공정).
또한, 상측 린스액 밸브(53)가 열리는 동시에, 하측 린스액 밸브(86)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 린스액이 공급(토출)된다(하측 린스액 공급 공정, 하측 린스액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W)의 하면에 부착하고 있던 박리액이 린스액으로 씻겨내린다. 기판(W)의 상면 및 하면에의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 35초간 계속된다.
이어서, 박리액 제거 공정(스텝 S10) 후, 기판(W)의 상면에 존재하는 처리막(100)의 잔사를 제거액에 의해서 제거하는 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)이 실행된다. 구체적으로는, 상측 린스액 밸브(53) 및 하측 린스액 밸브(86)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 제거액 밸브(54)가 열린다. 이로 인해, 도 6l에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 제거액이 공급(토출)된다(제거액 공급 공정, 제거액 토출 공정). 기판(W)의 상면에의 제거액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 계속된다. 처리막 잔사 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 처리막 잔사 제거 회전 속도, 예를 들어, 300 rpm로 회전된다.
기판(W)의 상면으로 공급된 제거액은, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 린스액이 제거액으로 치환된다. 기판(W)의 상면으로 공급된 제거액은, 기판(W)의 상면에 남는 처리막(100)의 잔사를 용해한 후, 기판(W)의 상면의 주변으로부터 배출된다.
이어서, 기판(W)을 고속 회전시켜 기판(W)의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정(스텝 S12)이 실행된다. 구체적으로는, 제거액 밸브(54)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에의 제거액의 공급이 정지된다. 그리고, 도 6m에 나타낸 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치보다도 하방의 건조 위치에 이동시킨다. 대향 부재(6)가 건조 위치에 위치할 때, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면의 사이의 거리는, 예를 들어, 1.5 mm이다. 그리고, 기체 밸브(55)가 열린다. 이로 인해, 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에 기체가 공급된다.
그리고, 스핀 모터(23)가 기판(W)의 회전을 가속해, 기판(W)을 고속 회전시킨다. 스핀 드라이 공정에서의 기판(W)은, 건조 속도, 예를 들어, 1500 rpm로 회전된다. 스핀 드라이 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 실행된다. 이것에 따라, 큰 원심력이 기판(W) 상의 제거액에 작용해, 기판(W) 상의 제거액이 기판(W)의 주위에 뿌려진다. 스핀 드라이 공정에서는, 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에의 기체의 공급에 의해서 제거액의 증발이 촉진된다.
그리고, 스핀 모터(23)가 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 가이드 승강 유닛(74)이 제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)를 하위치에 이동시킨다. 기체 밸브(55)가 닫힌다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 이동시킨다.
반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 스핀 척(5)의 척 핀(20)으로부터 처리된 기판(W)을 들어 올리고, 처리 유닛(2) 외부로 반출한다(스텝 S13). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)로 건네받아 반송 로봇(IR)에 의해서, 캐리어(C)에 수납된다.
이 기판 처리의 스핀 드라이 공정에서는, 기판(W) 상의 DIW 등의 린스액이 뿌려지는 것에 의해서, 기판(W)의 상면이 건조되는 것이 아니라, 기판(W) 상의 린스액이 IPA 등의 제거액에 의해서 치환된 후에, 기판(W) 상의 제거액이 뿌려지는 것에 의해서 기판(W)의 상면이 건조된다. 즉, DIW보다도 표면장력이 낮은 IPA에 의해서 치환되고 나서 스핀 드라이 공정이 실행되기 때문에, 기판(W)의 상면이 건조될 때에 기판(W)의 상면의 요철 패턴(160)(도 2를 참조)에 작용하는 표면장력을 저감할 수 있다.
이어서, 기판 처리 중의 기판(W)의 상면 부근의 형태에 대해 설명한다. 도 7a ~ 도 7e는, 기판 처리 중의 기판(W)의 상면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7a는, 전처리막 형성 공정(스텝 S3)의 실행에 의해서 전처리막(200)이 형성된 상태의 기판(W)의 상면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다. 전처리막(200)은, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 제거 대상물(103)을 유지하고 있다.
전처리막(200)이 형성된 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되면, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 박리액의 박리 작용에 의해서, 전처리막(200)이 제거 대상물(103)과 함께 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 전처리막(200)은, 기판(W)의 상면으로부터 박리될 때에 분열해 막편(205)이 된다.
그리고, 전처리막(200)의 박리 후, 기판(W)의 상면에의 박리액의 공급이 계속되는 것에 의해서, 분열한 전처리막(200)의 막편(205)은, 박리액과 함께 기판(W) 외부로 배제된다. 이로 인해, 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태의 전처리막(200)의 막편(205)이, 기판(W)의 상면으로부터 제거된다.
전술한 바와 같이, 전처리막(200)은, 노출 영역(170)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 비교적(처리막(100)와 비교하여) 높다. 이 때문에, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에 의한 노출 영역(170)으로부터 대다수의 제거 대상물(103)을 제거할 수 있다. 그 한편, 전처리막(200)은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 비교적(처리막(100)와 비교하여) 낮다. 이 때문에, 비노출 영역(171)에는, 전처리막(200)에 의해서 제거할 수 없었던 제거 대상물(103)이 잔류하는 경우가 있다.
그 후, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 제거 대상물(103)을 유지하는 처리막(100)이 형성된다. 처리막(100)은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제거 대상물(103)을 유지하는 제거 대상물 유지력이 전처리막(200)보다도 더 높기 때문에, 제거 대상물(103)을 유지할 수 있다. 처리막(100)이 형성된 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되면, 도 7d에 나타낸 바와 같이, 박리액의 박리 작용에 의해서, 처리막(100)이 제거 대상물(103)과 함께 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 처리막(100)은, 기판(W)의 상면으로부터 박리될 때에 분열해 막편(105)이 된다.
처리막(100)은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 높다. 이 때문에, 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에서, 전처리막(200)에 의해서 제거할 수 없었던 제거 대상물(103)이 비노출 영역(171) 상에 존재하는 경우에도(도 7b를 참조), 처리막 박리 공정(스텝 S9)의 실행에 의해서 상기 제거 대상물(103)을 기판(W)으로부터 제거할 수 있다.
처리막 박리 공정(스텝 S9)에서 박리액에 의해서 처리막(100)을 박리한 후에도, 도 7d에 나타낸 바와 같이, 처리막(100)에서 노출 영역(170)을 피복하는 부분(노출 영역 피복부 130)이 잔사로서 노출 영역(170) 상에 잔류한다. 노출 영역 피복부(130)는, 그 후의 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)에서 기판(W)의 상면으로 공급되는 제거액에 의해서 용해되어, 도 7e에 나타낸 바와 같이 기판(W)의 상면으로부터 제거된다.
다음에 도 8a ~ 도 8c를 이용하고, 전처리막(200)의 박리의 형태에 대해 설명한다.
전처리막(200)은, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 제거 대상물(103)을 유지하고 있다. 상세하게는, 전처리막(200)은, 고용해성 고체(210)(고체상태의 제2 고용해성 성분), 및 저용해성 고체(211)(고체상태의 제2 저용해성 성분)를 가진다. 고용해성 고체(210) 및 저용해성 고체(211)는, 전처리액에 함유되는 용매의 적어도 일부의 증발에 의해서 형성된다.
전처리막(200) 중에는, 고용해성 고체(210)와 저용해성 고체(211)가 단일의 층 내에 혼재하고 있다. 엄밀하게는, 전처리막(200)은, 고용해성 고체(210)와 저용해성 고체(211)가 전처리막(200)의 전체에 균일하게 분포하고 있는 것이 아니라, 고용해성 고체(210)가 편재하고 있는 부분과 저용해성 고체(211)가 편재하고 있는 부분이 존재하고 있다.
전처리막(200)은, 기판(W)의 상면에서 전처리막(200)이 형성되는 영역(개소)에 관계없이, 단일의 층 내에 혼재한 구조이다. 바꾸어 말하면, 전처리막(200)은, 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171) 중 어느 영역에서도, 단일의 층 내에 혼재한 구조이다.
도 8b를 참조하여, 박리액의 공급에 기인하여, 고용해성 고체(210)가 용해된다. 즉, 전처리막(200)이 부분적으로 용해된다. 고용해성 고체(210)가 용해되는 것에 의해서, 전처리막(200)에서 고용해성 고체(210)가 편재하고 있는 부분에 관통공(202)이 형성된다.
관통공(202)은, 특히, 패턴면(165)의 법선 방향(T)(전처리막(200)의 두께 방향이기도 하다)에 고용해성 고체(210)가 연장되어 있는 부분에 형성되기 쉽다. 관통공(202)은, 평면에서 볼 때로, 예를 들어, 직경 수 nm의 크기이다.
박리액에 대한 저용해성 성분의 용해성은 낮고, 저용해성 고체(211)는 박리액에 의해서 거의 용해되지 않는다. 이 때문에, 저용해성 고체(211)는, 박리액에 의해서 그 표면 부근이 약간 용해되는 것 뿐이다. 이 때문에, 관통공(202)을 통하여 기판(W)의 상면(패턴면 165) 부근까지 도달한 박리액은, 저용해성 고체(211)에서 기판(W)의 상면 부근의 부분을 약간 용해시킨다. 이로 인해, 도 8b의 확대도에 나타낸 바와 같이, 박리액이, 기판(W)의 상면 부근의 저용해성 고체(211)를 서서히 용해시키면서, 전처리막(200)과 기판(W)의 상면의 사이의 틈새(G2)에 진입해 나간다(박리액진입 공정).
그리고, 예를 들어, 관통공(202)의 주변을 기점으로서 전처리막(200)이 분열해 막편(205)이 되어, 도 8c에 나타낸 바와 같이, 전처리막(200)의 막편(205)이 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태로 기판(W)으로부터 박리된다(전처리막 분열 공정, 박리 공정). 그리고, 박리액의 공급을 계속함으로써, 막편(205)이 된 전처리막(200)이, 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태로, 씻겨내려(기판(W) 외부로 밀려 나와) 기판(W)의 상면으로부터 제거된다(제거 대상물 제거 공정).
도 9a ~ 도 9c를 이용하여, 처리막(100)의 박리의 형태를 상세하게 설명한다. 도 9a ~ 도 9c는, 처리막(100)에서 비노출 영역(171)을 피복하는 부분(비노출 영역 피복부(131))이, 비노출 영역(171)으로부터 박리되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
처리막(100)은, 도 9a에 나타낸 바와 같이, 제거 대상물(103)을 유지하고 있다. 상세하게는, 처리막(100)에서 비노출 영역(171)을 피복하는 부분은, 고용해성 고체(110)(고체상태의 제1 고용해성 성분), 및 저용해성 고체(111)(고체상태의 제1 저용해성 성분)를 가진다. 고용해성 고체(110) 및 저용해성 고체(111)는, 처리액에 함유되는 용매의 적어도 일부가 증발함으로써 형성된다.
비노출 영역 피복부(131) 중에는, 고용해성 고체(110)와 저용해성 고체(111)가 단일의 층 내에 혼재하고 있다. 엄밀하게는, 비노출 영역 피복부(131)는, 고용해성 고체(110)와 저용해성 고체(111)가 처리막(100)의 전체에 균일하게 분포하고 있는 것이 아니라, 고용해성 고체(110)가 편재하고 있는 부분과 저용해성 고체(111)가 편재하고 있는 부분이 존재하고 있다.
도 9b를 참조하여, 박리액의 공급에 기인하고, 고용해성 고체(110)가 용해된다. 즉, 비노출 영역 피복부(131)가 부분적으로 용해된다. 고용해성 고체(110)가 용해되는 것에 의해서, 비노출 영역 피복부(131)에서, 고용해성 고체(110)가 편재하고 있는 부분에 관통공(102)이 형성된다(관통공 형성 공정).
관통공(102)은, 특히, 패턴면(165)의 법선 방향(T)(처리막(100)의 두께 방향이기도 하다)에 고용해성 고체(110)가 연장되어 있는 부분에 형성되기 쉽다. 관통공(102)은, 평면에서 볼 때로, 예를 들어, 직경 수 nm의 크기이다.
박리액에 대한 저용해성 성분의 용해성은 낮고, 저용해성 고체(111)는 박리액에 의해서 거의 용해되지 않는다. 이 때문에, 저용해성 고체(111)는, 박리액에 의해서 그 표면 부근이 약간 용해되는 것 뿐이다. 이 때문에, 관통공(102)을 통하여 기판(W)의 상면 부근까지 도달한 박리액은, 저용해성 고체(111)에서 기판(W)의 상면 부근의 부분을 약간 용해시킨다. 이로 인해, 도 9b의 확대도에 나타낸 바와 같이, 박리액이, 기판(W)의 상면 부근의 저용해성 고체(111)를 서서히 용해시키면서, 비노출 영역 피복부(131)와 기판(W)의 상면의 사이의 틈새(G1)에 진입해 나간다(박리액진입 공정).
그리고, 예를 들어, 관통공(102)의 주변을 기점으로서 비노출 영역 피복부(131)가 분열해 막편(105)이 되어, 도 9c에 나타낸 바와 같이, 비노출 영역 피복부(131)의 막편(105)이 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태로 기판(W)으로부터 박리된다(처리막분열 공정, 박리 공정). 그리고, 박리액의 공급을 계속함으로써, 막편(105)이 된 비노출 영역 피복부(131)가, 제거 대상물(103)을 유지하고 있는 상태로, 씻겨내려(기판(W) 외부로 밀려 나와) 기판(W)의 상면으로부터 제거된다(제거 대상물 제거 공정).
도 9a ~ 도 9c를 참조하여, 처리막(100)의 비노출 영역 피복부(131)를 부분적으로 용해해 관통공(102)을 형성하는 공정이, 제1 관통공 형성 공정의 일례이고, 이로 인해서 형성되는 관통공(102)이, 제1 관통공의 일례이다. 또한, 도 8a ~ 도 8c를 참조하여, 전처리막(200)을 부분적으로 용해해 관통공(202)을 형성하는 공정이, 제2 관통공 형성 공정의 일례이고, 이로 인해서 형성되는 관통공(202)이, 제2 관통공의 일례이다.
이어서, 도 10a ~ 도 10c를 이용하고, 노출 영역(170)을 피복하는 노출 영역 피복부(130)의 제거의 형태를 상세하게 설명한다. 도 10a ~ 도 10c는, 노출 영역 피복부(130)가 기판(W)의 상면으로부터 제거되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
전술한 바와 같이, 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에 의한 노출 영역(170)으로부터 대다수의 제거 대상물(103)이 제거되어 있지만, 처리막(100)이 형성될 때에도 제거 대상물(103)이 노출 영역(170)에 약간 존재하는 경우가 있다.
노출 영역 피복부(130)는, 고용해성 고체(110)(고체상태의 제1 고용해성 성분), 및 저용해성 고체(111)(고체상태의 제1 저용해성 성분)를 가진다. 고용해성 고체(110) 및 저용해성 고체(111)는, 처리액에 함유되는 용매의 적어도 일부가 증발함으로써 형성된다.
노출 영역 피복부(130)는, 금속막(163)에 접촉하는 위치에 배치되어 저용해성 고체(111)로 이루어지는 저용해성층(180)과 저용해성층(180)에 대해서 금속막(163)의 반대측에 배치되어 고용해성 고체(110)로 이루어지는 고용해성층(181)을 가진다. 즉, 금속막(163)과 고용해성층(181)의 사이에 저용해성층(180)이 위치한다.
고용해성 고체(110)는, 박리액에 용해되지만, 저용해성 고체(111)는, 박리액에 거의 용해되지 않는다. 이 때문에, 처리막 박리 공정(스텝 S9)에서 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되면, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 고용해성층(181)은, 박리액에 의해서 용해된다. 한편, 저용해성층(180)은, 그 표면이 약간 용해되지만, 금속막(163)을 노출시키지 않고, 노출 영역(170)을 피복한 상태로 유지된다. 이 때문에, 박리액이, 저용해성층(180)과 기판(W)의 상면의 사이에는 진입하기 어렵다. 따라서, 보호막(100B)의 저용해성층(180)은, 박리액에 의해서 박리되지 않고 노출 영역(170) 상에 머문다. 이 때문에, 처리막(100)은, 노출 영역(170)에서, 전처리막(200)보다도 박리성이 낮다.
노출 영역(170)에 부착하고 있던 제거 대상물(103)은, 처리막(100)이 형성될 때에 노출 영역(170)으로부터 떼어 놓아진다. 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S8)에서는, 노출 영역 피복부(130)가 제거액에 용해된다. 제거액에 의해서 노출 영역 피복부(130)가 용해되면, 도 10c에 나타낸 바와 같이, 제거 대상물(103)은, 노출 영역(170)으로부터 떼어 놓아진 상태로 제거액 중을 부유한다. 따라서, 제거액의 공급을 계속함으로써, 제거액 중을 부유하는 제거 대상물(103)은, 제거액과 함께 기판(W)의 상면에서 배제된다.
제1 실시형태에 따르면, 노출 영역(170)(제1 영역)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 높은 전처리막(200)의 박리에 의해서, 기판(W)의 상면으로부터 제거 대상물(103)이 제거된다. 그 후에, 비노출 영역(171)(제2 영역)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 높은 처리막(100)의 박리에 의해서, 기판(W)의 상면으로부터 제거 대상물(103)이 제거된다. 즉, 노출 영역(170)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 비교적 높은 전처리막(200)의 박리와 비노출 영역(171)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 비교적 높은 처리막(100)의 박리의 양쪽 모두가 행해진다. 보다 단적으로 말하면, 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 높은 영역이 서로 다른 전처리막(200) 및 처리막(100)을 이용하고, 제거 대상물(103)의 제거가 2단계로 행해진다.
따라서, 금속막(163)이 노출되는 노출 영역(170) 및 그 이외의 비노출 영역(171)이 존재하는 표면을 가지는 기판(W)으로부터, 제거 대상물(103)을 효율 좋게 제거할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 따르면, 처리막 박리 공정(스텝 S9) 후, 기판(W)의 상면으로 제거액을 공급하고, 기판(W)의 상면에 남는 처리막(100)의 잔사가 제거되는 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)이 실행된다. 이 때문에, 박리액에 의해서 처리막(100)이 박리된 후에, 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171)에 처리막(100)의 잔사가 부착하고 있는 경우에도, 제거액에 의해서 상기 잔사를 제거할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 따르면, 처리막 박리 공정에서는, 노출 영역 피복부(130)가 박리되지 않고, 비노출 영역 피복부(131)가 박리된다. 그리고, 처리막 잔사 제거 공정에서는, 노출 영역 피복부(130)가 처리막(100)의 잔사로서 제거된다.
이 때문에, 노출 영역 피복부(130)가 기판(W)의 상면에의 박리액의 공급에 의해서 박리되지 않고 노출 영역(170) 상에 남는 경우에도, 노출 영역 피복부(130)를 제거액에 용해시켜 노출 영역(170)으로부터 제거할 수 있다.
처리막(100)의 노출 영역 피복부(130)가 제거액에 용해되는 경우, 노출 영역 피복부(130)에 의한 유지로부터 해방된 제거 대상물(103)이 노출 영역(170)에 재부착할 우려가 있다. 제1 실시형태에 따르면, 노출 영역(170)에 존재하는 제거 대상물(103)을 제거하는 제거력이 비교적 높은 전처리막(200)이 박리에 의해서 노출 영역(170)으로부터 제거된 후에, 처리막(100)이 형성된다. 이 때문에, 처리막(100)이 형성되기 전에 대부분의 제거 대상물(103)이 노출 영역(170)으로부터 제거되어 있다.
따라서, 노출 영역 피복부(130)를 제거액에 용해시켜 노출 영역 피복부(130)를 노출 영역(170)으로부터 제거하는 구성이어도, 노출 영역(170)에 제거 대상물(103)이 잔존하는 것을 충분히 억제할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 따르면, 처리막(100)의 비노출 영역 피복부(131) 중에는, 고용해성 고체(110)와 저용해성 고체(111)가 단일의 층 내에 혼재하고 있다. 그리고, 처리막 박리 공정(스텝 S9)에서, 고용해성 고체(110)가 박리액에 선택적으로 용해된다.
고용해성 고체(110)를 박리액에 용해시킴으로써, 고용해성 고체(110)가 존재하고 있던 자취(관통공(102))를 통해 박리액이 처리막(100)의 비노출 영역 피복부(131) 내에 통과한다. 이로 인해, 처리막(100)와 기판(W)의 표면의 비노출 영역(171)의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다.
한편, 비노출 영역 피복부(131) 중의 저용해성 고체(111)는, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 저용해성 고체(111)로 제거 대상물(103)을 유지하면서, 저용해성 고체(111)와 기판(W)의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 비노출 영역 피복부(131)를 기판(W)의 상면으로부터 신속하게 제거해, 처리막(100)의 비노출 영역 피복부(131)와 함께 제거 대상물(103)을 기판(W)의 상면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 따르면, 전처리막(200) 중에는, 고용해성 고체(210)와 저용해성 고체(211)가 혼재하고 있다. 전처리막(200) 중의 고용해성 고체(210)가 박리액으로 선택적으로 용해된다. 고용해성 고체(210)를 박리액에 용해시킴으로써, 고용해성 고체(210)가 존재하고 있던 자취(관통공(202))를 통해 박리액이 전처리막(200) 내에 통과한다. 이로 인해, 전처리막(200)과 기판(W)의 상면의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다.
한편, 전처리막(200) 중의 저용해성 고체(211)는, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 저용해성 고체(211)로 제거 대상물(103)을 유지하면서, 저용해성 고체(211)와 기판(W)의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 전처리막(200)을 기판(W)의 상면으로부터 신속하게 제거해, 전처리막(200)과 함께 제거 대상물(103)을 기판(W)의 상면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
「고용해성 고체(110, 210)가 선택적으로 용해된다」는 것은, 고용해성 고체(110, 210)만이 용해된다는 의미는 아니다. 「고용해성 고체(110, 210)가 선택적으로 용해된다」는 것은, 저용해성 고체(111, 211)도 약간 용해되지만, 대부분의 고용해성 고체(110, 210)가 용해된다는 의미이다.
또한, 노출 영역(170)에서, 표면이 노출되는 금속막(163)은, 구리막에는 한정되지 않는다. 금속막(163)은, 예를 들어, 알루미늄막, 코발트막, 루테늄막, 몰리브덴막, 텅스텐막 등이어도 좋다. 또한, 노출 영역(170)에서, 표면이 노출되는 막은 금속막(163)이 아니어도 좋고, 예를 들어, 질화 실리콘막이나 질화 티탄막 등의 질화물막이어도 좋다. 노출 영역(170)에서, 노출되는 특정 물질이 구리 이외의 금속이나 질화물인 기판에 대해서 상술의 실시형태와 관련되는 기판 처리를 행한 경우에도, 상술의 실시형태와 마찬가지의 효과를 나타낸다.
＜제2 실시형태＞
도 11은, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1P)에 구비되어 있는 처리 유닛(2)의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다. 도 11에서, 전술의 도 1 ~ 도 10c에 나타난 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 12 ~ 도 15e에서도 마찬가지로 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 11을 참조하여, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1P)가 제1 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1)(도 3을 참조)와 주로 다른 점은, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1P)에서는, 드라이 에칭 처리가 실시된 기판(W)에 기판 처리가 실시되는 점이다.
도 12는, 기판 처리 장치(1P)로 처리되는 기판(W)의 표층의 단면도의 일례이다. 기판(W)은, 비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에, 제1 제거 대상물(203)이 부착하고 있다. 제1 제거 대상물(203)은, 전 공정의 드라이 에칭 처리에 의해서 생긴 잔사이다. 제1 제거 대상물(203)은, 입상의 잔사(입상 잔사)이다. 드라이 에칭 처리에서 이용되는 CFx(예를 들어, 4 불화 탄소(CF4)) 등의 에칭 가스와 구조체(161)의 반응물이다.
비노출 영역(171)에는, 제2 제거 대상물(204)이 부착하고 있다. 제2 제거 대상물(204)도, 드라이 에칭 처리의 잔사이다. 제2 제거 대상물(204)은, 비노출 영역(171)의 적어도 일부를 덮는 막상의 잔사(막상 잔사)이다. 도 12의 예에서는, 제2 제거 대상물(204)은, 저유전율 층간 절연막(161B)의 표면을 덮 있다. 제2 제거 대상물(204)은, 에칭 가스와 저유전율 층간 절연막(161B)의 반응물이다.
도 11을 참조하여, 제2 실시형태와 관련되는 처리 유닛(2)은, 제4 이동 노즐(14)을 포함한다. 제4 이동 노즐(14)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면을 향해서 (SC1)(암모니아·과산화 수소수 혼합액) 등의 세정액을 연속 흐름으로 공급(토출)하는 세정액 노즐(세정액 공급 유닛)의 일례이다. 세정액은, 박리액에서는 기판(W)의 상면으로부터 박리할 수 없는 제2 제거 대상물(204)을 용해해 기판(W)의 상면으로부터 제거하기 위한 액체이다.
제4 이동 노즐(14)은, 제4 노즐 이동 유닛(38)에 의해서, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제4 이동 노즐(14)은, 수평 방향에서, 중심 위치와 홈 위치(퇴피 위치)의 사이에 이동할 수 있다.
제4 이동 노즐(14)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 회전 중심에 대향한다. 제4 이동 노즐(14)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때에서, 처리 컵(7)의 외방에 위치한다. 제4 이동 노즐(14)은, 연직 방향에의 이동에 의해서, 기판(W)의 상면에 접근하거나 기판(W)의 상면에서 상방으로 퇴피할 수 있다.
제4 노즐 이동 유닛(38)은, 제1 노즐 이동 유닛(35)과 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 즉, 제4 노즐 이동 유닛(38)은, 예를 들어, 제4 이동 노즐(14)에 결합되어 수평으로 연장하는 암(도시하지 않음), 암에 결합되어 연직 방향을 따라서 뻗은 회동축(도시하지 않음), 및 회동축을 승강시키거나 회동시키는 회동축 구동 유닛(도시하지 않음)을 포함한다.
제4 이동 노즐(14)은, 제4 이동 노즐(14)에 세정액을 안내하는 세정액 배관(46)에 접속되어 있다. 세정액 배관(46)에 개재된 세정액 밸브(56)가 열리면, 세정액이, 제4 이동 노즐(14)의 토출구로부터 하방으로 연속 흐름으로 토출된다.
제4 이동 노즐(14)로부터 토출되는 세정액은, 박리액보다도 산화력이 높은 액체인 것이 바람직하다. 제4 이동 노즐(14)로부터 토출되는 세정액은, SC1에 한정되지 않고, 불산이나 희석 암모니아수(dNH4OH)이어도 좋다.
도 13은, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 14a 및 도 14b는, 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리의 각 공정의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리에서는, 드라이 에칭 처리 후의 기판(W)이 이용된다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리에서는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리(도 5를 참조)와는 달리, 박리액 제거 공정(스텝 S10)과 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)의 사이에, 세정 공정(스텝 S20) 및 세정액 제거 공정(스텝 S21)이 실행된다.
세정 공정(스텝 S20)은, 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 제2 제거 대상물(204)을 제거해 기판(W)의 상면을 세정하는 공정이다. 세정액 제거 공정(스텝 S21)은, 린스액의 공급에 의해서, 기판(W)의 상면에서 세정액을 제거(린스)하는 공정이다.
이하에서는, 세정 공정(스텝 S20) 및 세정액 제거 공정(스텝 S21)에 대해 자세하게 설명한다.
박리액 제거 공정(스텝 S10)에서의 린스액의 공급을 정지하기 위해서, 상측 린스액 밸브(53) 및 하측 린스액 밸브(86)가 닫힌 후, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 이동시킨다. 대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제4 노즐 이동 유닛(38)이, 제4 이동 노즐(14)을 처리 위치에 이동시킨다. 제4 이동 노즐(14)의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
그리고, 제4 이동 노즐(14)이 처리 위치에 위치하는 상태로, 세정액 밸브(56)가 열린다. 이로 인해, 도 14a에 나타낸 바와 같이, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제4 이동 노즐(14)로부터 세정액이 공급(토출)된다(세정액 공급 공정, 세정액 토출 공정). 기판(W)의 상면으로 공급된 세정액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 세정 공정에서, 기판(W)은, 소정의 세정 회전 속도로 회전된다. 세정 회전 속도는, 예를 들어, 10 rpm ~ 1000 rpm의 범위 내의 속도이다. 세정 회전 속도는, 바람직하게는, 800 rpm이다.
기판(W)의 상면으로 공급된 세정액은, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 린스액이 세정액으로 치환된다.
세정 공정(스텝 S20) 후, 세정액 제거 공정(스텝 S21)이 실행된다. 구체적으로는, 세정액 밸브(56)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 대한 세정액의 공급이 정지된다. 그리고, 제4 노즐 이동 유닛(38)이, 제4 이동 노즐(14)을 홈 위치에 이동시킨다. 그리고, 도 14b에 나타낸 바와 같이, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치에 이동시킨다.
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 린스액 밸브(53)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 린스액이 공급(토출)된다(상측 린스액 공급 공정, 상측 린스액 토출 공정). 세정액 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 세정액 제거 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다.
기판(W)의 상면으로 공급된 린스액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 부착하고 있던 세정액이 린스액으로 씻겨내린다.
또한, 상측 린스액 밸브(53)가 열리는 동시에, 하측 린스액 밸브(86)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 린스액이 공급(토출)된다(하측 린스액 공급 공정, 하측 린스액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W)의 상면에서 기판(W)의 하면으로 돌아 기판(W)의 하면에 세정액이 부착하고 있는 경우에도, 기판(W)의 하면에 부착하고 있던 세정액이 린스액으로 씻겨내린다. 기판(W)의 상면 및 하면에의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 35초간 계속된다.
도 15a ~ 도 15e는, 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리 중의 기판(W)의 상면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15a는, 전처리막 형성 공정(스텝 S3)의 실행에 의해서 전처리막(200)이 형성되어 있는 상태의 기판(W)의 상면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다. 전처리막(200)은, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있다.
전처리막(200)이 형성된 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되면, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 박리액의 박리 작용에 의해서, 전처리막(200)이 제1 제거 대상물(203)과 함께 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 전처리막(200)은, 기판(W)의 상면으로부터 박리될 때에 분열해 막편(205)이 된다.
그리고, 전처리막(200)의 박리 후, 기판(W)의 상면에의 박리액의 공급이 계속되는 것에 의해서, 분열한 전처리막(200)의 막편(205)은, 박리액과 함께 기판(W) 외부로 배제된다. 이로 인해, 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있는 상태의 전처리막(200)의 막편(205)이, 기판(W)의 상면으로부터 제거된다.
대상 영역(노출 영역(170) 또는 비노출 영역(171))에 존재하는 제1 제거 대상물(203)에 대한 폴리머막의 제거력, 제거 대상물 유지력, 박리성은, 각각, 제1 실시형태에서 설명한 제거 대상물(103)에 대한 폴리머막의 제거력, 제거 대상물 유지력, 박리성과 마찬가지이다.
따라서, 전처리막(200)은, 비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에서 높은 제거 대상물 유지력을 발휘하지만, 처리막(100)은, 비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에서 전처리막(200)보다도 더 높은 제거 대상물 유지력을 발휘한다. 한편, 전처리막(200)은, 노출 영역(170)에서, 처리막(100)보다도 박리성이 높다.
따라서, 비노출 영역(171)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 처리막(100)이 제거하는 제거력은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 전처리막(200)이 제거하는 제거력보다도 높다. 노출 영역(170)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 전처리막(200)이 제거하는 제거력은, 노출 영역(170)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 처리막(100)이 제거하는 제거력보다도 높다.
이 때문에, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에 의한 노출 영역(170)으로부터 대다수의 제1 제거 대상물(203)을 제거할 수 있다. 그 한편, 전처리막(200)은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 제거하는 제거력이 비교적(처리막(100)과 비교하여) 낮다. 이 때문에, 비노출 영역(171)에는, 전처리막(200)에 의해서 충분한 제거 대상물 유지력으로 유지할 수 없었던 제1 제거 대상물(203)이 잔류하는 경우가 있다. 제2 제거 대상물(204)은, 전처리막(200)과 함께 박리되지 않는 데다가, 박리액에 의해서 용해되지 않기 때문에, 기판(W)의 상면의 비노출 영역(171)에 잔류한다.
그 후, 도 15c에 나타낸 바와 같이, 제1 제거 대상물(203)을 유지하는 처리막(100)이 형성된다. 처리막(100)은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 유지하는 제거 대상물 유지력이 전처리막(200)보다 더 높기 때문에, 제1 제거 대상물(203)을 유지할 수 있다. 처리막(100)이 형성된 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되면, 도 15d에 나타낸 바와 같이, 박리액의 박리 작용에 의해서, 처리막(100)이 제1 제거 대상물(203)과 함께 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 처리막(100)은, 기판(W)의 상면으로부터 박리될 때에 분열해 막편(105)이 된다.
처리막(100)에서, 비노출 영역(171)을 피복하는 비노출 영역 피복부(131)는, 박리액에 의해서 박리된다. 그 한편, 도 15d에 나타낸 바와 같이, 노출 영역 피복부(130)는, 잔사로서 노출 영역(170) 상에 잔류한다. 즉, 비노출 영역 피복부(131)는, 박리액에 의한 박리의 대상이 되는 박리 대상막으로서 기능한다.
처리막(100)은, 비노출 영역(171)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 제거하는 제거력이 높다. 이 때문에, 전처리막 박리 공정(스텝 S4)에서, 전처리막(200)에 의해서 제거할 수 없었던 제1 제거 대상물(203)이 비노출 영역(171) 상에 존재하는 경우에도(도 15b를 참조), 처리막 박리 공정(스텝 S9)의 실행에 의해서 상기 제1 제거 대상물(203)을 기판(W)으로부터 제거할 수 있다. 제2 제거 대상물(204)은, 전처리막(200)과 함께 박리되지 않는 데다가, 박리액에 의해서 용해되지 않기 때문에, 기판(W)의 상면의 비노출 영역(171)에 잔류한다.
그 후의 세정 공정(스텝 S20)에서 기판(W)의 상면에 세정액을 공급함으로써, 도 15e에 나타낸 바와 같이, 제2 제거 대상물(204)이 용해된다. 금속막(163)이 노출 영역 피복부(130)에 의해서 피복되어 있기 때문에, 기판(W)의 상면에 세정액이 공급되고 있는 동안, 도 15e에 나타낸 바와 같이, 금속막(163)은, 세정액에 노출되지 않고 보호된다. 즉, 노출 영역 피복부(130)는, 금속막(163)을 보호하는 보호막으로서 기능한다. 이와 같이, 기판(W)의 상면에서 노출되는 금속막(163)을 적절히 보호한 상태로 기판(W)의 상면에 세정액을 공급해 제2 제거 대상물(204)을 기판(W)으로부터 제거할 수 있다.
그 후의 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)에 의해서, 처리막(100)의 노출 영역 피복부(130)를 제거액에 용해시켜 기판(W)의 상면에서 노출 영역 피복부(130)를 부드럽게 제거할 수 있다.
제2 실시형태에 따르면, 제1 실시형태와 마찬가지의 효과를 나타낸다.
또한 제2 실시형태에 따르면, 이하의 효과도 나타낸다.
처리막(100)이 형성된 상태의 기판(W)의 상면으로 박리액을 공급함으로써, 비노출 영역 피복부(131)(박리 대상막)가 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있는 상태로 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 이 때문에, 제1 제거 대상물(203)이 기판(W)의 상면으로부터 제거된다. 그 한편, 기판(W)의 상면에 제2 제거 대상물(204)이 잔류한다.
그 후, 세정액에 의해서, 제2 제거 대상물(204)이 기판(W)의 상면으로부터 제거되고, 그 후, 제거액에 의해서, 노출 영역 피복부(130)(보호막)가 기판(W)의 상면으로부터 더 제거된다.
기판(W)의 상면에 세정액을 공급할 때, 기판(W)의 상면에서 금속막(163)이 노출되는 노출 영역(170)은 노출 영역 피복부(130)에 의해서 피복되어 있다. 이 때문에, 제2 제거 대상물(204)을 제거하기 위해서 이용되는 세정액이 금속막(163)을 산화시키는 성질을 가지고 있는 것에 관계없이, 금속막(163)을 산화시키지 않고 제2 제거 대상물(204)을 제거할 수 있다.
따라서, 금속막(163)의 산화를 억제하면서, 복수종의 제거 대상물(제1 제거 대상물(203) 및 제2 제거 대상물(204))을 기판(W)의 상면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
처리막(100)의 노출 영역 피복부(130)가 제거액에 용해되는 경우, 노출 영역 피복부(130)에 의한 유지로부터 해방된 제1 제거 대상물(203)이 노출 영역(170)에 재부착할 우려가 있다. 제2 실시형태에 따르면, 노출 영역(170)에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 제거하는 제거력이 비교적 높은 전처리막(200)이 박리에 의해서 노출 영역(170)으로부터 제거된 후에, 처리막(100)이 형성된다. 이 때문에, 처리막(100)이 형성되기 전에 대부분의 제1 제거 대상물(203)이 노출 영역(170)으로부터 제거되어 있다.
따라서, 노출 영역 피복부(130)를 제거액에 용해시켜 노출 영역(170)으로부터 제거하는 구성이어도, 노출 영역(170)에 제1 제거 대상물(203)이 잔존하는 것을 충분히 억제할 수 있다.
제1 실시형태와 마찬가지로, 노출 영역(170)에서, 노출되는 특정 물질이 구리 이외의 금속이나 질화물인 기판에 대해서 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리를 행한 경우에도, 제2 실시형태와 마찬가지의 효과를 나타낸다.
＜처리액의 상세＞
이하에서는, 상술의 실시형태에 이용되는 처리액 중의 각 성분에 대해 설명한다.
이하에서는, 「Cx ~ y」, 「Cx ~ Cy」 및 「Cx」등의 기재는, 분자 또는 치환기중의 탄소의 수를 의미한다. 예를 들면, C1 ~ 6 알킬은, 1 이상 6 이하의 탄소를 가지는 알킬쇄(메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 등)을 의미한다.
폴리머가 복수 종류의 반복 단위를 가지는 경우, 이들의 반복 단위는 공중합한다. 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이러한 공중합은, 교호 공중합, 랜덤 공중합, 블록 공중합, 그래프트 공중합, 또는 이들의 혼재의 어느 하나이어도 좋다. 폴리머나 수지를 구조식으로 나타낼 때, 괄호에 병기되는 n이나 m 등은 반복 단위 수를 나타낸다.
＜저용해성 성분＞
(A) 저용해성 성분은, 노볼락, 폴리히드록시 스티렌, 폴리스티렌, 폴리아크릴산 유도체, 폴리말레인산 유도체, 폴리카보네이트, 폴리비닐 알코올 유도체, 폴리메타크릴산 유도체, 및 이들의 조합의 공중합체의 적어도 1개를 포함한다. 바람직하게는, (A) 저용해성 성분은, 노볼락, 폴리히드록시 스티렌, 폴리아크릴산 유도체, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산 유도체, 및 이들의 조합의 공중합체의 적어도 1개를 포함하고 있어도 좋다. 더 바람직하게는, (A) 저용해성 성분은, 노볼락, 폴리히드록시 스티렌, 폴리카보네이트, 및 이들의 조합의 공중합체의 적어도 1개를 포함하고 있어도 좋다. 노볼락은 페놀 노볼락이어도 좋다.
처리액은 (A) 저용해성 성분으로서 상기의 적합예를 1 또는 2 이상 조합하여 포함하고 있어도 좋다. 예를 들어, (A) 저용해성 성분은 노볼락과 폴리히드록시 스티렌의 쌍방을 포함하고 있어도 좋다.
(A) 저용해성 성분은 건조됨으로써 막화해, 상기 막은 박리액으로 대부분이 용해되지 않고 제거 대상물을 유지한 채로 떼어내지는 것이, 적합한 한 형태이다. 또한 박리액에 의해서 (A) 저용해성 성분의 매우 일부가 용해되는 형태는 허용된다.
바람직하게는, (A) 저용해성 성분은 불소 및/또는 규소를 함유하지 않고, 보다 바람직하게는 쌍방을 함유하지 않는다.
상기 공중합은 랜덤 공중합, 블록 공중합이 바람직하다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (A) 저용해성 성분의 구체예로서 하기 화학식 1 ~ 화학식 7로 나타내는 각 화합물을 들 수 있다.
[화 1]
Figure pat00001
[화 2]
Figure pat00002
[화 3]
Figure pat00003
(별표 *는, 인접한 구성 단위에의 결합을 나타낸다.)
[화 4]
Figure pat00004
(R는 C1 ~ 4 알킬 등의 치환기를 의미한다. 별표 *는, 인접한 구성 단위에의 결합을 나타낸다.)
[화 5]
Figure pat00005
[화 6]
Figure pat00006
[화 7]
Figure pat00007
(Me는, 메틸기를 의미한다. 별표 *는, 인접한 구성 단위에의 결합을 나타낸다.)
(A) 저용해성 성분의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 150 ~ 500,000이고, 보다 바람직하게는 300 ~ 300,000이고, 더 바람직하게는 500 ~ 100,000이고, 보다 더 바람직하게는 1,000 ~ 50,000이다.
(A) 저용해성 성분은 합성하는 것으로 입수할 수 있다. 또한, 구입할 수도 있다. 구입하는 경우, 예로서 공급처는 이하를 들 수 있다. 공급처가 (A) 폴리머를 합성할 수도 있다.
노볼락：Showa Kasei Kogyo Co.,Ltd., Asahi Organic Chemicals Industry Co.,Ltd., Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
폴리히드록시 스티렌：NIPPON SODA CO., LTD., Maruzen Petrochemical Co., Ltd., TOHO Chemical Industry Co.,Ltd.
폴리아크릴산 유도체：Nippon Shokubai Co., Ltd.
폴리카보네이트：Sigma-Aldrich
폴리메타크릴산 유도체：Sigma-Aldrich
처리액의 전체 질량과 비교하여, (A) 저용해성 성분이 0.1 ~ 50 질량%이고, 바람직하게는 0.5 ~ 30 질량%이고, 보다 바람직하게는 1 ~ 20 질량%이고, 더 바람직하게는 1 ~ 10 질량%이다. 즉, 처리액의 전체 질량을 100 질량%로 하고, 이것을 기준으로서 (A) 저용해성 성분이 0.1 ~ 50 질량%이다. 즉, 「과 비교하여」는 「을 기준으로서」로 바꿀 수 있다. 특별히 언급하지 않는 한, 이하에서도 마찬가지이다.
용해성은 공지의 방법으로 평가할 수 있다. 예를 들면, 20℃ ~ 35℃ (더 바람직하게는 25±2℃)의 조건에서, 플라스크에 상기 (A) 또는 후술의 (B)을 5.0 질량% 암모니아수에 100 ppm 첨가해, 뚜껑을 덮고, 진탕기로 3시간 진탕 함으로써, (A) 또는 (B)가 용해했는지로 구할 수 있다. 진탕은 교반이어도 좋다. 용해는 육안으로 판단할 수도 있다. 용해하지 않으면 용해성 100 ppm 미만, 용해하면 용해성 100 ppm 이상으로 한다. 용해성이 100 ppm 미만은 불용 또는 난용, 용해성이 100 ppm 이상은 가용으로 한다. 광의에는, 가용은 미용(微溶)을 포함한다. 불용, 난용, 가용 중 불용은 용해성이 가장 낮은 것을 의미하고, 난용은 그 다음에 용해성이 낮은 것을 의미한다. 협의에는, 미용은 가용보다 용해성이 낮고, 난용보다도 용해성이 높다.
＜고용해성 성분＞
(B) 고용해성 성분은(B＇) 크랙 촉진 성분이다. (B＇) 크랙 촉진 성분은, 탄화수소를 포함하고 있고, 또한 히드록시기 (-OH) 및/또는 카르보닐기 (-C(=O)-)를 포함하고 있다. (B＇) 크랙 촉진 성분이 폴리머인 경우, 구성 단위의 1종이 1단위 마다 탄화수소를 포함하고 있고, 또한 히드록시기 및/또는 카르보닐기를 가진다. 카르보닐기란, 카르복실산(-COOH), 알데히드, 케톤, 에스테르, 아미드, 에논을 들 수 있고, 카르복실산이 바람직하다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없고, 이론에 구속되지 않지만, 처리액이 건조되어 기판 상에 처리막을 형성하여, 박리액이 처리막을 박리할 때에 (B) 고용해성 성분이, 처리막이 떨어지는 계기가 되는 부분을 낳는다고 고려된다. 이 때문에, (B) 고용해성 성분은 박리액에 대한 용해성이, (A) 저용해성 성분보다도 높은 것이 바람직하다. (B＇) 크랙 촉진 성분이 카르보닐기로서 케톤을 포함하는 형태로서 환형의 탄화수소를 들 수 있다. 구체예로서 1,2-시클로헥산디온이나 1, 3-시클로헥산디온을 들 수 있다.
보다 구체적인 형태로서 (B) 고용해성 성분은 하기 화학식 8을 구성 단위로서 1 ~ 6개 포함하여 이루어지고(적합하게는 1 ~ 4개), 각 구성 단위가 연결기 (링커)(L1)로 결합되는 화합물이다. 여기서, 링커(L1)는, 단결합이어도 좋고, C1 ~ 6 알킬렌이어도 좋다. 상기 C1 ~ 6 알킬렌은 링커로서 구성 단위를 연결하고, 2가의 기에 한정되지 않는다. 바람직하게는 2 ~ 4가이다. 상기 C1 ~ 6 알킬렌은 직쇄, 분기의 어느 하나이어도 좋다.
[화 8]
Figure pat00008
Cy1는 C5 ~ 30의 탄화수소환이고, 바람직하게는 페닐, 시클로헥산 또는 나프틸이고, 보다 바람직하게는 페닐이다. 적합한 형태로서 링커(L1)는 복수의 (Cy1)을 연결한다.
R1는 각각 독립적으로 C1 ~ 5 알킬이고, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 또는 부틸이다. 상기 C1 ~ 5 알킬은 직쇄, 분기의 어느 하나이어도 좋다.
nb1는 1, 2 또는 3이고, 바람직하게는 1 또는 2이고, 보다 바람직하게는 1이다. nb1＇는 0, 1, 2, 3 또는 4이고, 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.
하기의 화학식 9은, 화학식 8으로 기재된 구성 단위를, 링커(L9)를 이용하여 나타낸 화학식이다. 링커(L9)는 단결합, 메틸렌, 에틸렌, 또는 프로필렌인 것이 바람직하다.
[화 9]
Figure pat00009
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (B) 고용해성 성분의 적합예로서 2,2-비스(4-히드록시 페닐) 프로판, (2, 2)＇-메틸렌비스(4-메틸 페놀), 2, 6-비스［(2-히드록시-5-메틸 페닐) 메틸］-4-메틸페놀, 1, 3-시클로헥산디올, 4, 4＇-디히드록시비페닐, 2, 6-나프탈렌 디올, 2, 5-디-tert-부틸 히드로퀴논, 1, 1, 2, 2-테트라키스(4-히드록시 페닐) 에탄을 들 수 있다. 이들은, 중합이나 축합에 의해서 얻어도 좋다.
일례로서 하기 화학식 10으로 나타내는 2, 6-비스［(2-히드록시-5-메틸 페닐) 메틸］-4-메틸 페놀을 채택해 설명한다. 동일 화합물은 (B)에서, 화학식(8)의 구성 단위를 3개 가지고, 구성 단위는 링커(L1)(메틸렌)로 결합된다. nb1=nb1＇=1이고, R1는 메틸이다.
[화 10]
Figure pat00010
(B) 고용해성 성분은, 분자량 80 ~ 10,000이어도 좋다. 고용해성 성분은, 바람직하게는 분자량 90 ~ 5000이고, 보다 바람직하게는 100 ~ 3000이다. (B) 고용해성 성분이 수지, 중합체 또는 폴리머의 경우, 분자량은 중량 평균 분자량(Mw)으로 나타낸다.
(B) 고용해성 성분은 합성해도 구입해도 입수할 수 있다. 공급처로는, Sigma-Aldrich, Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd.를 들 수 있다.
처리액 중에, (B) 고용해성 성분은, (A) 저용해성 성분의 질량과 비교하여, 바람직하게는 1 ~ 100 질량%이고, 보다 바람직하게는 1 ~ 50 질량%이다. 처리액 중에, (B) 고용해성 성분은, (A) 저용해성 성분의 질량과 비교하여, 더 바람직하게는 1 ~ 30 질량%이다.
＜용매＞
(C) 용매는 유기용매를 포함하는 것이 바람직하다. (C) 용매는 휘발성을 가지고 있어도 좋다. 휘발성을 가진다는 것은 물과 비교하여 휘발성이 높은 것을 의미한다. 예를 들면, (C) 1 기압에서의 용매의 비점은, 50 ~ 250℃인 것이 바람직하다. 1 기압에서의 용매의 비점은, 50 ~ 200℃인 것이 보다 바람직하고, 60 ~ 170℃인 것이 더 바람직하다. 1 기압에서의 용매의 비점은, 70 ~ 150℃인 것이 보다 더 바람직하다. (C) 용매는, 소량의 순수(純水)를 포함하는 것도 허용된다. (C) 용매에 포함되는 순수는, (C) 용매 전체와 비교하여, 바람직하게는 30 질량% 이하이다. 용매에 포함되는 순수는, 보다 바람직하게는 20 질량% 이하, 더 바람직하게는 10 질량% 이하이다. 용매에 포함되는 순수는, 보다 더 바람직하게는 5 질량% 이하이다. 용매가 순수를 포함하지 않는 (0 질량%) 것도, 적합한 한 형태이다. 순수란, 적합하게는 DIW이다.
유기용매로는, 이소프로판올(IPA) 등의 알코올류, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르 등의 에틸렌글리콜 모노알킬 에테르류, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 등의 에틸렌글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트류, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르(PGEE) 등의 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르류, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트류, 젖산 메틸, 젖산 에틸(EL) 등의 젖산 에스테르류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸 에틸 케톤, 2-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류, N,N-디메틸아세토아미드, N－메틸 피롤리돈 등의 아미드류,γ－부티로락톤 등의 락톤류 등을 들 수 있다. 이들의 유기용매는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해 사용할 수 있다.
바람직한 한 형태로서 (C) 용매가 포함하는 유기용매는, IPA, PGME, PGEE, EL, PGMEA, 이들의 어떠한 조합으로부터 선택된다. 유기용매가 2종의 조합인 경우, 그 체적비는, 바람직하게는 20：80 ~ 80：20이고, 보다 바람직하게는 30：70 ~ 70：30이다.
처리액의 전체 질량과 비교하여, (C) 용매는, 0.1 ~ 99.9 질량%이다. 처리액의 전체 질량과 비교하여, (C) 용매는, 바람직하게는 50 ~ 99.9 질량%이고, 보다 바람직하게는 75 ~ 99.5 질량%이다. 처리액의 전체 질량과 비교하여, (C) 용매는, 더 바람직하게는 80 ~ 99 질량%이고, 보다 더 바람직하게는 85 ~ 99 질량%이다.
＜그 외의 첨가물＞
본 발명의 처리액은, (D) 그 외의 첨가물을 더 포함하고 있어도 좋다. 본 발명의 일 형태로서 (D) 그 외의 첨가물은, 계면활성제, 산, 염기, 항균제, 살균제, 방부제, 또는 항진균제를 포함하여 이루어지고(바람직하게는, 계면활성제), 이들의 어느 조합을 포함하고 있어도 좋다.
본 발명의 일 형태로서 처리액 중의 (A) 저용해성 성분의 질량과 비교하여, (D) 그 외의 첨가물(복수의 경우, 그 합)은, 0 ~ 100 질량%(바람직하게는 0 ~ 10 질량%, 보다 바람직하게는 0 ~ 5 질량%, 더 바람직하게는 0 ~ 3 질량%, 보다 더 바람직하게는 0 ~ 1 질량%)이다. 처리액이 (D) 그 외의 첨가제를 포함하지 않는 (0 질량%) 것도, 본 발명의 형태의 하나이다.
＜부식 방지 성분＞
(E) 부식 방지 성분으로는, BTA 이외에도, 요산, 카페인, 푸테린, 아데닌, 글리옥실산, 글루코오스, 프럭토오스, 만노스 등을 들 수 있다.
＜전처리액의 상세＞
이하에서는, 상술의 실시형태에 이용되는 전처리액 중의 각 성분에 대해 설명한다. 전처리액에 포함되는 (A) 저용해성 성분, (C) 용매, (D) 그 외의 첨가물, (E) 부식 방지 성분은, 처리막에 이용할 수 있는 것 중에서 선택할 수 있다.
전처리액에 포함되는 (B) 고용해성 성분은, 처리액에 포함되는 것과 다르다. 전처리액에 포함되는 (B) 고용해성 성분은, 처리액에 포함되는 고용해성 성분으로서 예시된 것 중에서 선택된 제1 성분, 및 이하의 (B-1) 및 (B-2) 중에서 선택된 제2 성분으로 구성되어 있다. 보충해 두면, 전술한 처리액에는, (B) 고용해성 성분으로서 제1 성분만이 포함되어 있다.
(B-1)은 하기 화학식 11으로 나타낸다.
[화 11]
Figure pat00011
R21, R22, R23, 및 R24은, 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ 5의 알킬이고, 바람직하게는 수소, 메틸, 에틸, t-부틸, 또는 이소프로필이고, 보다 바람직하게는 수소, 메틸, 또는 에틸이고, 더 바람직하게는 메틸 또는 에틸이다.
링커(L21) 및 링커(L22)는, 각각 독립적으로, C1 ~ 20의 알킬렌, C1 ~ 20의 시클로알킬렌, C2 ~ 4의 알케닐렌, C2 ~ 4의 알키닐렌, 또는 C6 ~ 20의 아릴렌이다. 이들의 기는 C1 ~ 5의 알킬 또는 히드록시로 치환되어 있어도 좋다. 여기서, 알케닐렌이란, 1개 이상의 이중 결합을 가지는 2가의 탄화수소기를 의미하고, 알키닐렌이란, 1개 이상의 삼중 결합을 가지는 2가의 탄화수소기를 의미하는 것으로 한다. 링커(L21) 및 링커(L22)는, 바람직하게는 C2 ~ 4의 알킬렌, 아세틸렌(C2의 알키닐렌) 또는 페닐렌이고, 보다 바람직하게는 C2 ~ 4의 알킬렌 또는 아세틸렌이고, 더 바람직하게는 아세틸렌이다.
nb2는 0, 1 또는 2이고, 바람직하게는 0 또는 1, 보다 바람직하게는 0이다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (B-1)의 적합예로서 3, 6-디메틸-4-옥틴-3, 6-디올, 2, 5-디메틸-3-헥신-2, 5-디올을 들 수 있다. 다른 한 형태로서 3-헥신-2, 5-디올, 1, 4-부틴디올, 2, 4-헥사디인-1, 6-디올, 1, 4-부탄디올, 시스 1, 4-디히드록시-2-부텐, 1, 4-벤젠디메탄올이나 (B-1)의 적합예로서 들 수 있다.
(B-2)는 하기 화학식 12로 나타내는 구성 단위를 포함하여 이루어지고, 중량 평균 분자량 (Mw)이 500 ~ 10,000의 폴리머이다. Mw는, 바람직하게는 600 ~ 5,000이고, 보다 바람직하게는 700 ~ 3,000이다.
[화 12]
Figure pat00012
여기서, R25는 -H, -CH3, 또는 -COOH이고, 바람직하게는 -H, 또는 -COOH이다. 1개의 (B-2) 폴리머가, 각각 화학식 12로 나타내는 2 종 이상의 구성 단위를 포함하여 이루어지는 것도 허용된다.
권리 범위를 한정하려는 의도는 없지만, (B-2) 폴리머의 적합예로서 아크릴산, 말레인산, 또는 이들의 조합의 중합체를 들 수 있다. 폴리아크릴산, 말레인산아크릴산 코폴리머가 더욱 적합한 예이다.
공중합의 경우, 적합하게는 랜덤 공중합 또는 블록 공중합이고, 보다 적합하게는 랜덤 공중합이다.
일례로서 하기 화학식 13으로 나타내는, 말레인산아크릴산 코폴리머를 들어 설명한다. 동일 코폴리머는 (B-2)에 포함되고 화학식 12로 나타내는 2 종의 구성 단위를 가지고, 1의 구성 단위에서 R25는 -H이고, 다른 구성 단위에서 R25는 -COOH이다.
[화 13]
Figure pat00013
＜박리 실험＞
처리액 및 전처리액으로서 이용되는 폴리머 함유액 중의 고용해성 성분의 제1 성분과 제2 성분의 비율을 변경하는 것에 의한, 구리막으로부터의 폴리머막의 박리 상태 및 파티클 제거력의 변화를 검증하기 위해서, 구리막으로부터 폴리머막을 박리하는 박리 실험을 행하였다. 폴리머막이란, 폴리머 함유액 중의 용매의 적어도 일부가 증발함으로써 형성되는 고형의 막이다.
우선, 표면에 SiO2 등의 파티클을 부착시킨 소편상의 기판(소편 기판)을 준비한다. 소편 기판은, 주면의 법선 방향에서 봐서 한 변이 3 cm의 사각 형상이고, 표면의 전체에 구리막이 형성되어 있는 것을 이용하였다.
소편 기판을 회전 가능한 재치대에 배치하고, 소편 기판의 표면에 폴리머 함유액을 공급하여, 폴리머막을 형성하였다. 그 후, 재치대를 회전시키면서, 소편 기판의 표면(주면)에 희석 암모니아수(dNH4OH　1：68)을 공급해 폴리머막을 박리하였다. 그 후, 탄산수로 소편 기판의 표면을 린스하고, 그 후, 소편 기판의 표면에 IPA를 공급하고, 폴리머막의 잔사를 더제거하였다. 폴리머막의 잔사를 제거한 후, 소편 기판을 고속 회전시켜 스핀 드라이를 행하였다. 그 후, 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 파티클의 제거 정도(제거력)를 확인하였다.
도 16은, 박리 실험의 결과를 설명하기 위한 테이블이다. 도 16에서는, 폴리머 함유액 중의 고용해성 성분의 제1 성분과 제2 성분의 비율을 첨가량으로서 나타내고 있다. 도 16에는, 제1 성분 및 제2 성분의 비율 및 첨가량을 변경한 경우의 파티클의 제거 정도를 나타내고 있다.
파티클을 제거할 수 없는 제1 성분의 첨가량 및 제2 성분의 첨가량의 조합에는, 제거력의 평가로서 「D」를 부여하고 있다. 또한 도 16에는, 제거력의 평가가 「D」인 조합은 존재하지 않았다. 마찬가지로 파티클이 일부 제거된 제1 성분의 첨가량 및 제2 성분의 첨가량의 조합에는, 제거력의 평가로서 「C」를 부여하고 있다. 파티클을 대체로 제거할 수 있던 제1 성분의 첨가량 및 제2 성분의 첨가량의 조합에는, 제거력의 평가로서 「B」를 부여하고 있다. 파티클이 제거되어 있는 경우에는, 제거력의 평가로서 「A」를 부여하고 있다. 그리고, 파티클이 충분히 제거되어 있는 경우에는, 제거력의 평가로서 「AA」를 부여하고 있다.
예를 들어, 제1 성분의 첨가량이 0.1이고, 제2 성분의 첨가량이 0.5인 경우에는, 폴리머 함유액 중에서의 제2 성분과 제1 성분의 비율이 5：1인 것을 의미한다. 또한, 제1 성분 및 제2 성분의 첨가량이 함께 0.5인 경우의 폴리머 함유액 중의 제2 성분과 제1 성분의 비율은, 1：1이다. 제1 성분 및 제2 성분의 첨가량이 함께 3.0인 경우의 폴리머 함유액 중의 제2 성분과 제1 성분의 비율도 1：1이다. 제1 성분 및 제2 성분의 첨가량이 함께 3.0일 때의 폴리머 함유액 중에서의 고용해성 성분(제1 성분 및 제2 성분의 총량)의 비율은, 제1 성분 및 제2 성분의 첨가량이 함께 0.5일 때의 폴리머 함유액 중에서의 고용해성 성분(제1 성분 및 제2 성분의 총량)의 비율의 6배인 것을 의미한다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 제2 성분의 첨가량이 0일 때, 제거력의 평가는 「C」이고, 제1 성분의 첨가량이 0일 때, 제거력의 평가는 「B」이었다.
제2 성분의 첨가량이 제1 성분의 첨가량보다도 적은 경우나 제2 성분의 첨가량이 제1 성분의 첨가량과 같은 경우에는, 제거력의 평가는 「B」인 경우가 많았다.
예를 들어, 제2 성분의 첨가량이 0.5이고, 또한, 제1 성분의 첨가량이 1.0인 경우에는, 제거력의 평가는 「B」이었다. 제2 성분 및 제1 성분의 첨가량이 함께 0.5인 경우에도, 제거력의 평가는 「B」이었다. 제2 성분 및 제1 성분의 첨가량이 함께 1.0인 경우에도, 제거력의 평가는 「B」이었다. 또한, 제1 성분의 첨가량 및 제2 성분의 첨가량이 함께 3.0인 경우에는, 제거력의 평가는 「A」이었다.
제2 성분의 첨가량이 제1 성분의 첨가량보다도 많은 경우에는, 어느 실험 결과에서도, 제거력의 평가는 「A」또는 「AA」이었다.
이상의 결과로부터, 고용해성 성분으로서 제1 성분 및 제2 성분을 포함하는 폴리머막은, 고용해성 성분으로서 제1 성분만을 포함하는 폴리머막보다도, 구리막(금속막)으로부터 파티클을 제거하는 제거력이 높은 것이 추측된다. 구리막으로부터 파티클을 제거하기 위해서 폴리머막을 이용하는 경우에는, 제1 성분보다도 제2 성분의 함유량이 많아지도록 폴리머 함유액을 조제하는 것이 바람직한 것이 시사되었다.
＜제3 실시형태＞
도 17은, 본 발명의 제3 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1Q)에 구비되어 있는 처리 유닛(2)의 제1 이동 노즐(9) 및 제3 이동 노즐(11) 및 이들의 주위의 부재의 모식도이다. 도 17에서, 전술의 도 1 ~ 도 16에 나타난 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 18에서도 마찬가지로 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 17을 참조하여, 제3 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1Q)가 제1 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1)(도 3을 참조) 및 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1P)(도 11을 참조)와 주로 다른 점은, 제3 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1Q)에서는, 처리액이나 전처리액에 함유되는 고용해성 성분의 농도를 조정할 수 있는 점이다.
제1 이동 노즐(9)에는, 고용해성 성분의 제1 성분과 용매의 혼합액인 제1 성분액, 및 저용해성 성분과 용매의 혼합액인 저용해성 성분액이, 혼합되어 조제되는 처리액이 공급된다.
상세하게는, 제1 이동 노즐(9)에 일단이 접속되어 있는 처리액 배관(40)의 타단에는, 저용해성 성분액 배관(140) 및 제1 성분액 배관(141)이 공통으로 접속되어 있다. 저용해성 성분액 배관(140)은, 저용해성 성분액 공급원에 접속되어 있고, 제1 성분액 배관(141)은, 제1 성분액 공급원에 접속되어 있다.
저용해성 성분액 배관(140)에는, 저용해성 성분액 배관(140)으로부터 처리액 배관(40)으로 공급되는 저용해성 성분액의 유량을 조정하는 저용해성 성분액 밸브(150)가 개재되어 있다. 제1 성분액 배관(141)에는, 제1 성분액 배관(141)으로부터 처리액 배관(40)으로 공급되는 제1 성분액의 유량을 조정하는 제1 성분액 밸브(151)가 개재되어 있다.
저용해성 성분액 밸브(150) 및 제1 성분액 밸브(151)의 개도(開度)를 변경함으로써, 처리액 배관(40)을 흐르는 처리액 중의 제1 성분의 농도를 변경할 수 있다.
제3 이동 노즐(11)에는, 고용해성 성분의 제1 성분과 용매의 혼합액인 제1 성분액과 고용해성 성분의 제2 성분과 용매의 혼합액인 제2 성분액, 및 저용해성 성분과 용매의 혼합액인 저용해성 성분액이, 혼합되어 조제되는 전처리액이 공급된다.
상세하게는, 제3 이동 노즐(11)에 일단이 접속되어 있는 전처리액 배관(42)의 타단에는, 저용해성 성분액 배관(142), 제1 성분액 배관(143) 및 제2 성분액 배관(144)이 공통으로 접속되어 있다. 저용해성 성분액 배관(142)은, 저용해성 성분액 공급원에 접속되어 있다. 제1 성분액 배관(143)은, 제1 성분액 공급원에 접속되어 있다. 제2 성분액 배관(144)은, 제2 성분액 공급원에 접속되어 있다.
저용해성 성분액 배관(142)에는, 저용해성 성분액 배관(142)으로부터 전처리액 배관(42)으로 공급되는 저용해성 성분액의 유량을 조정하는 저용해성 성분액 밸브(152)가 개재되어 있다. 제1 성분액 배관(143)에는, 제1 성분액 배관(143)으로부터 전처리액 배관(42)으로 공급되는 제1 성분액의 유량을 조정하는 제1 성분액 밸브(153)가 개재되어 있다. 제2 성분액 배관(144)에는, 제2 성분액 배관(144)으로부터 전처리액 배관(42)으로 공급되는 제2 성분액의 유량을 조정하는 제2 성분액 밸브(154)가 개재되어 있다.
저용해성 성분액 밸브(152), 제1 성분액 밸브(153) 및 제2 성분액 밸브(154)의 개도를 변경함으로써, 전처리액 배관(42)을 흐르는 전처리액 중의 제1 성분의 농도 및 제2 성분의 농도를 변경할 수 있다.
기판 처리 장치(1Q)에서는, 기판(W)에 대해서 기판 처리를 행하기 전에, 기판(W)의 상면에 대한 정보에 기초해 레시피(R)를 선택하는 레시피 선택 처리가 실행된다.
도 4에 나타내는 보조기억장치(3e)에 기억되어 있는 복수의 레시피(R)에는, 처리 내용이 서로 다른 제1 레시피(R1) 및 제2 레시피(R2)가 포함되어 있다.
제1 레시피(R1)는, 처리액을 이용하여 기판(W)으로부터 제거 대상물을 제거하는 제1 기판 처리 방법을 실행하기 위한 레시피(R)이다. 제1 기판 처리 방법은, 제1 실시형태 또는 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리에서, 전처리액 공급 공정(스텝 S2) ~ 전처리막 잔사 제거 공정(스텝 S6)을 생략한 기판 처리 방법(예를 들어, 후술하는 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 방법)이다. 즉, 제1 기판 처리 방법에서는, 전처리액을 이용한 제거 대상물(103)(제1 제거 대상물(203))의 제거가 행해지지 않고, 처리액을 이용한 제거 대상물(103)(제1 제거 대상물(203))의 제거만이 행해진다.
제2 레시피(R2)는, 전처리액을 이용하여 기판(W)으로부터 제거 대상물(103)(제1 제거 대상물(203))를 제거한 후에, 처리액을 이용하여 기판(W)으로부터 제거 대상물(103)(제1 제거 대상물(203))를 제거하는 제2 기판 처리 방법을 실행하기 위한 레시피이다. 제2 기판 처리 방법은, 제1 실시형태와 관련되는 기판 처리, 또는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리이다.
제2 레시피(R2)는, 기판(W)으로부터 노출되는 특정 물질의 종류마다 준비되어 있다. 특정 물질의 종류에 따라, 전처리액 중에 포함되는 제2 성분의 농도가 변경되어 있다. 즉, 제2 기판 처리 방법에서 사용되는 전처리액 중에서의 제2 성분의 농도는, 특정 물질의 종류에 따라 설정되어 있다. 상세하게는, 각 제2 레시피(R2)에서, 특정 물질의 종류에 따라, 기판(W)의 상면에 전처리액이 공급될 때의 저용해성 성분액 밸브(152), 제1 성분액 밸브(153) 및 제2 성분액 밸브(154)의 개도가 설정되어 있다.
도 18은, 레시피 선택 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 우선, 콘트롤러(3)가, 처리 대상이 되는 기판(W)(처리 대상 기판)의 표면에 대한 정보를 취득한다(정보 취득 공정：스텝 S30). 기판(W)의 표면에 대한 정보는, 유저가 입력장치(3A)를 이용하여 입력한 정보에 기초해 취득되어도 좋고, 기판(W)에 설정된 바코드 등의 표지로부터 정보를 판독하도록 구성되어도 좋다.
스텝 S30 후, 콘트롤러(3)는, 정보 취득 공정에서 취득된 기판(W)의 표면에 대한 정보에 기초하여, 기판(W)이, 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171)의 양쪽 모두를 가지는 기판, 및 비노출 영역(171)만이 존재하는 표면을 가지는 기판 중 어느 하나인지를 판정한다(표면 판정 공정：스텝 S31).
스텝 S31에서, 콘트롤러(3)는, 기판(W)이 비노출 영역(171)만이 존재하는 표면을 가지는 기판이라고 판정한 경우에는 (스텝 S31：NO), 제1 레시피(R1)를 선택한다(레시피 선택 공정：스텝 S32). 콘트롤러(3)는, 선택한 제1 레시피(R1)를 주기억장치(3c)에 설정해, 그 후, 제1 기판 처리 방법을 실행한다.
한편, 스텝 S31에서, 콘트롤러(3)는, 기판(W)이 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171)의 양쪽 모두가 존재하는 표면을 가지는 기판이라고 판정한 경우에는 (스텝 S31：YES), 정보 취득 공정에서 취득된 기판(W)의 표면에 대한 정보에 기초해 기판(W)의 표면에서 노출되는 특정 물질의 종류를 판정한다(종류 판정 공정：스텝 S33). 스텝 S33 후, 콘트롤러(3)는, 기판(W)의 표면에서 노출되는 특정 물질의 종류에 기초해 제2 레시피(R2)를 선택한다(레시피 선택 공정：스텝 S34). 콘트롤러(3)는, 선택한 제2 레시피(R2)를 주기억장치(3c)에 설정하고, 그 후, 제2 기판 처리 방법을 실행한다.
제3 실시형태에 따르면, 기판(W)의 상면에 비노출 영역(171)만이 존재하는 경우에는, 제1 기판 처리 방법을 실행하는 제1 레시피(R1)가 선택되고, 기판(W)의 상면에 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171)의 양쪽 모두가 존재하는 경우에는, 제2 기판 처리 방법을 실행하는 제2 레시피(R2)가 선택된다. 따라서, 기판(W)의 상면 상태에 따라 적절한 기판 처리 방법을 실행할 수 있다.
기판(W)의 상면에 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171)의 양쪽 모두가 존재하는 경우에, 특정 물질의 종류에 따라, 노출 영역(170)으로부터의 제거 대상물(103)(제1 제거 대상물(203))의 제거에 적절한 제2 레시피(R2)를 선택할 수 있다.
제3 실시형태에서, 제2 레시피(R2)는, 기판(W)으로부터 노출되는 특정 물질의 종류마다 준비되어 있다. 그러나, 특정 물질의 종류마다 제2 레시피(R2)가 설치되지 않고, 특정 물질에 관계없이, 공통의 제2 레시피(R2)가 이용되어도 좋다. 이 경우, 도 19에 나타낸 바와 같이, 레시피 선택 처리에서, 기판(W)이 노출 영역(170) 및 비노출 영역(171)의 양쪽 모두가 존재하는 표면을 가지는 기판이라고 판정한 경우에는 (스텝 S31：YES), 특정 물질의 종류를 판정하지 않고, 제2 레시피(R2)를 선택한다(레시피 선택 공정：스텝 S35).
＜제4 실시형태＞
도 20은, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1R)에 구비되어 있는 처리 유닛(2)의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다. 도 20에서, 전술의 도 1 ~ 도 19에 나타난 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 21 ~ 도 24d에서도 마찬가지로 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
제4 실시형태에서는, 처리막(100)의 비노출 영역 피복부(131)를 박리 대상막(100A)이라고 하고, 처리막(100)의 노출 영역 피복부(130)를 보호막(100B)이라고 하는 경우가 있다. 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1R)로 처리되는 기판(W)은, 도 12에 나타내는 기판(W)이다.
이 때문에, 자세한 설명은 생략하지만, 비노출 영역(171) 및 노출 영역(170)의 양쪽 모두에, 제1 제거 대상물(203)이 부착하고 있고, 비노출 영역(171)에는, 제2 제거 대상물(204)이 부착하고 있다.
도 20을 참조하여, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1R)가 제1 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1)(도 3을 참조)와 주로 다른 점은, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1Q)에서는, 전처리액을 토출하는 노즐(제3 이동 노즐 (11))이 설치되지 않고, 세정액을 토출하는 노즐(제4 이동 노즐 14)이 설치되어 있는 점이다.
도 21은, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1R)에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 22a ~ 도 22d는, 기판 처리 장치(1R)에 의한 기판 처리 중의 기판(W)의 표면 부근의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(1R)는, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리 장치(1P)에 의한 기판 처리(도 13을 참조)로부터, 전처리액 공급 공정(스텝 S2) ~ 전처리막 잔사 제거 공정(스텝 S6)을 생략한 기판 처리를 실행한다.
이하에서는, 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리에 대해서, 도 6g ~ 도 6m, 도 14a, 도 14b, 및 도 22a ~ 도 22d를 참조해 상세하게 설명한다.
우선, 드라이 에칭 처리 후의 기판(W)이, 반송 로봇(IR, CR)(도 1 참조)에 의해서 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)로 반입되고, 스핀 척(5)에 건넨다(스텝 S1). 이로 인해, 기판(W)은, 스핀 척(5)에 의해서 수평으로 유지된다(기판 유지 공정). 기판(W)은, 패턴면(165)이 상면이 되도록 유지된다. 기판(W)의 반입시에는, 대향 부재(6)는, 상위치에 퇴피하고 있다.
스핀 척(5)에 의한 기판(W)의 유지는, 스핀 드라이 공정(스텝 S12)이 종료될 때까지 계속된다. 가이드 승강 유닛(74)은, 기판 유지 공정이 개시되고 나서 스핀 드라이 공정(스텝 S12)이 종료될 때까지, 적어도 하나의 가이드(71)가 상위치에 위치하도록, 제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)의 높이 위치를 조정한다.
이어서, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 외에 퇴피한 후, 처리액 공급 공정(스텝 S2)이 개시된다. 처리액 공급 공정에서는, 우선, 스핀 모터(23)가, 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이로 인해, 수평으로 유지된 기판(W)이 회전된다(기판 회전 공정).
대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제1 노즐 이동 유닛(35)이, 제1 이동 노즐(9)을 처리 위치에 이동시킨다. 제1 이동 노즐(9)의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다. 그리고, 처리액 밸브(50)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제1 이동 노즐(9)로부터 처리액이 공급(토출)된다(처리액 공급 공정, 처리액 토출 공정)(도 6g를 참조). 이로 인해, 기판(W) 상에 처리액의 액막(101)(처리액막)이 형성된다(처리액 막형성 공정).
제1 이동 노즐(9)로부터의 처리액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2초 ~ 4초의 사이 계속된다. 처리액 공급 공정에서, 기판(W)은, 소정의 처리액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ~ 1500 rpm로 회전된다.
이어서, 처리막 형성 공정(스텝 S8)이 실행된다. 처리막 형성 공정에서는, 기판(W) 상의 처리액이 고화 또는 경화되고, 기판(W) 상에 존재하는 제1 제거 대상물(203)을 유지하는 처리막(100)(도 22a를 참조)이 기판(W)의 상면에 형성된다.
처리막 형성 공정에서는, 우선, 기판(W) 상의 처리액의 액막(101)의 두께를 얇게 하는 처리액 박막화 공정(처리액 스핀오프 공정)이 실행된다. 구체적으로는, 처리액 밸브(50)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)에 대한 처리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제1 노즐 이동 유닛(35)에 의해서 제1 이동 노즐(9)이 홈 위치에 이동된다.
처리액 박막화 공정에서는, 기판(W) 상의 액막(101)의 두께가 적절한 두께가 되도록, 기판(W)의 상면에의 처리액의 공급이 정지된 상태로 원심력에 의해서 기판(W)의 상면에서 처리액의 일부가 배제된다(도 6h를 참조).
제1 이동 노즐(9)이 홈 위치로 이동한 후에도, 대향 부재(6)는, 상위치에 유지된다.
처리액 박막화 공정에서는, 스핀 모터(23)가, 기판(W)의 회전 속도를 소정의 처리액 박막화 속도로 변경한다. 처리액 박막화 속도는, 예를 들어, 300 rpm ~ 1500 rpm이다. 기판(W)의 회전 속도는, 300 rpm ~ 1500 rpm의 범위 내에서 일정하게 유지되어도 좋고, 처리액 박막화 공정의 도중에 300 rpm ~ 1500 rpm의 범위 내에서 적절히 변경되어도 좋다. 처리액 박막화 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 실행된다.
처리막 형성 공정에서는, 처리액 박막화 공정 후에, 처리액의 액막(101)으로부터 용매의 일부를 증발(휘발)시키는 처리액 용매 증발 공정이 실행된다. 처리액 용매 증발 공정에서는, 기판(W) 상의 처리액의 용매의 일부를 증발시키기 위해서, 기판(W) 상의 액막(101)을 가열한다.
구체적으로는, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를, 상위치와 하위치의 사이의 근접 위치에 이동시킨다(도 6i를 참조).
그리고, 기체 밸브(55)가 열린다. 이로 인해, 기판(W)의 상면(액막(101)의 상면)와 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에 기체가 공급된다(기체 공급 공정).
기판(W) 상의 액막(101)에 기체가 분사되는 것에 의해서, 액막(101) 중의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다(처리액 용매 증발 공정, 처리액 용매 증발 촉진 공정). 이 때문에, 처리막(100)(도 22a를 참조)의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 중앙 노즐(12)은, 처리액 중의 용매를 증발시키는 증발 유닛(증발 촉진 유닛)으로서 기능한다.
또한, 열매밸브(88)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 열매가 공급(토출)된다(열매공급 공정, 열매토출 공정). 하면 노즐(13)로부터 기판(W)의 하면으로 공급된 열매는, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 하면의 전체에 널리 퍼진다. 기판(W)에 대한 열매의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 60초간 계속된다. 처리액 용매 증발 공정에서, 기판(W)은, 소정의 증발 회전 속도, 예를 들어, 1000 rpm로 회전된다.
기판(W)의 하면에 열매가 공급되는 것에 의해서, 기판(W)을 통해, 기판(W) 상의 액막(101)이 가열된다. 이로 인해, 액막(101) 중의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다(처리액 용매 증발 공정, 처리액 용매 증발 촉진 공정). 이 때문에, 처리막(100)(도 22a를 참조)의 형성에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 하면 노즐(13)은, 처리액 중의 용매를 증발(휘발)시키는 증발 유닛(증발 촉진 유닛)으로서 기능한다.
처리액 박막화 공정 및 처리액 용매 증발 공정이 실행되는 것에 의해서, 처리액이 고화 또는 경화된다. 이로 인해, 도 22a에 나타낸 바와 같이, 제1 제거 대상물(203)을 유지하는 처리막(100)이 기판(W)의 상면 전체에 형성된다. 이와 같이, 기판 회전 유닛(스핀 모터(23)), 중앙 노즐(12) 및 하면 노즐(13)은, 처리액을 고화 또는 경화시켜 고형의 막(처리막(100))을 형성하는 처리막 형성 유닛(막형성 유닛)을 구성하고 있다.
처리액 용매 증발 공정에서는, 기판(W) 상의 처리액의 온도가 용매의 비점 미만이 되도록, 기판(W)이 가열되는 것이 바람직하다. 처리액을, 용매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 처리막(100) 중에 용매를 적절히 잔류시킬 수 있다. 이로 인해, 처리막(100) 내에 용매가 잔류하고 있지 않는 경우와 비교하여, 그 후의 처리막 박리 공정(스텝 S9)에서, 박리액을 처리막(100)에 친숙하게 하기 쉽다.
이어서, 처리막 박리 공정(스텝 S9)이 실행된다. 처리막 박리 공정은, 보호막(100B)(노출 영역 피복부(130))를 박리하지 않고, 박리 대상막(100A)(비노출 영역 피복부(131))를 박리하는 박리 대상막 박리 공정이다. 구체적으로는, 열매밸브(88)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 하면에 대한 열매의 공급이 정지된다. 또한, 기체 밸브(55)가 닫힌다. 이로 인해, 대향 부재(6)의 대향면(6a)과 기판(W)의 상면의 사이의 공간에의 기체의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 이동시킨다. 대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 제2 이동 노즐(10)을 처리 위치에 이동시킨다.
그리고, 제2 이동 노즐(10)이 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 박리액 밸브(51)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제2 이동 노즐(10)로부터 박리액이 공급(토출)된다(상측 박리액 공급 공정, 상측 박리액 토출 공정)(도 6j를 참조). 기판(W)의 상면으로 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 박리 대상막 박리 공정에서, 기판(W)은, 소정의 박리 대상막 박리 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다.
상측 박리액 밸브(51)가 열리는 동시에, 하측 박리액 밸브(87)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 박리액이 공급(토출)된다(하측 박리액 공급 공정, 하측 박리액 토출 공정). 기판(W)의 하면으로 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 하면의 전체에 퍼진다.
기판(W)의 상면에 박리액이 공급되는 것에 의해서, 도 22b에 나타낸 바와 같이, 박리액의 박리 작용에 의해서, 박리 대상막(100A)이 제1 제거 대상물(203)과 함께 기판(W)의 상면의 비노출 영역(171)으로부터 박리된다. 박리 대상막(100A)은, 기판(W)의 상면으로부터 박리될 때에 분열해 막편(105)이 된다.
박리 대상막(100A)의 박리 후, 기판(W)의 상면에의 박리액의 공급이 계속되는 것에 의해서, 박리 대상막(100A)의 막편(105)은, 박리액과 함께 기판(W) 외부로 배제된다. 이로 인해, 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있는 상태의 박리 대상막(100A)의 막편(105)이, 기판(W)의 상면으로부터 제거된다.
박리 대상막(100A)이 비노출 영역(171)으로부터 박리되는 한편으로, 처리막(100)에서 노출 영역(170)을 피복(보호)하는 보호막(100B)은, 박리되지 않고 노출 영역(170)을 피복하고 있는 상태로 유지된다.
그리고, 처리막 박리 공정(스텝 S9) 후, 린스액의 공급에 의해서, 기판(W)으로부터 박리액을 제거하는 박리액 제거 공정(스텝 S10)이 실행된다. 구체적으로는, 상측 박리액 밸브(51) 및 하측 박리액 밸브(87)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에의 박리액의 공급이 정지된다. 그리고, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 제2 이동 노즐(10)을 홈 위치에 이동시킨다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치에 이동시킨다(도 6k를 참조).
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 린스액 밸브(53)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 린스액이 공급(토출)된다(상측 린스액 공급 공정, 상측 린스액 토출 공정).
박리액 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 박리액 제거 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다.
기판(W)의 상면으로 공급된 린스액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 부착하고 있던 박리액이 린스액으로 씻겨내린다(린스 공정).
또한, 상측 린스액 밸브(53)가 열리는 동시에, 하측 린스액 밸브(86)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 린스액이 공급(토출)된다(하측 린스액 공급 공정, 하측 린스액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W)의 하면에 부착하고 있던 박리액이 린스액으로 씻겨내린다. 기판(W)의 상면 및 하면에의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 35초간 계속된다.
이어서, 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 제2 제거 대상물(204)을 제거해 기판(W)의 상면을 세정하는 세정 공정(스텝 S20)이 실행된다. 구체적으로는, 상측 린스액 밸브(53) 및 하측 린스액 밸브(86)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 이동시킨다. 대향 부재(6)가 상위치에 위치하는 상태로, 제4 노즐 이동 유닛(38)이, 제4 이동 노즐(14)을 처리 위치(예를 들어, 중앙 위치)에 이동시킨다.
그리고, 제4 이동 노즐(14)이 처리 위치에 위치하는 상태로, 세정액 밸브(56)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 제4 이동 노즐(14)로부터 세정액이 공급(토출)된다(세정액 공급 공정, 세정액 토출 공정)(도 14a를 참조). 기판(W)의 상면으로 공급된 세정액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 세정 공정에서, 기판(W)은, 소정의 세정 회전 속도로 회전된다. 세정 회전 속도는, 예를 들어, 10 rpm ~ 1000 rpm의 범위 내의 속도이다. 세정 회전 속도는, 바람직하게는, 800 rpm이다.
기판(W)의 상면으로 공급된 세정액은, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 린스액이 세정액으로 치환된다. 도 22c에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 상면으로 공급된 세정액은, 기판(W)의 상면에 존재하는 제2 제거 대상물(204)(도 22b를 참조)를 용해한다. 제2 제거 대상물(204)을 용해시킨 세정액은, 기판(W)의 상면의 주변으로부터 배출된다.
세정 공정(스텝 S20) 후, 린스액의 공급에 의해서, 기판(W)으로부터 세정액을 제거하는 세정액 제거 공정(스텝 S21)이 실행된다. 구체적으로는, 세정액 밸브(56)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 대한 세정액의 공급이 정지된다. 그리고, 제4 노즐 이동 유닛(38)이, 제4 이동 노즐(14)을 홈 위치에 이동시킨다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치에 이동시킨다(도 14b를 참조).
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 상측 린스액 밸브(53)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 린스액이 공급(토출)된다(상측 린스액 공급 공정, 상측 린스액 토출 공정). 세정액 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 세정액 제거 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm로 회전된다.
기판(W)의 상면으로 공급된 린스액은, 원심력에 의해, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에 부착하고 있던 세정액이 린스액으로 씻겨내린다.
또한, 상측 린스액 밸브(53)가 열리는 동시에, 하측 린스액 밸브(86)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 하면의 중앙 영역을 향해서, 하면 노즐(13)로부터 린스액이 공급(토출)된다(하측 린스액 공급 공정, 하측 린스액 토출 공정). 이로 인해, 기판(W)의 상면에서 기판(W)의 하면으로 돌아 기판(W)의 하면에 세정액이 부착하고 있는 경우에도, 기판(W)의 하면에 부착하고 있던 세정액이 린스액으로 씻겨내린다. 기판(W)의 상면 및 하면에의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 35초간 계속된다.
이어서, 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)이 실행된다. 처리막 잔사 제거 공정은, 보호막(100B)을 제거하는 보호막 제거 공정이기도 하다. 구체적으로는, 상측 린스액 밸브(53) 및 하측 린스액 밸브(86)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면 및 하면에 대한 린스액의 공급이 정지된다.
그리고, 대향 부재(6)가 처리 위치에 위치하는 상태로, 제거액 밸브(54)가 열린다. 이로 인해, 회전 상태의 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해서, 중앙 노즐(12)로부터 제거액이 공급(토출)된다(제거액 공급 공정, 제거액 토출 공정)(도 6l를 참조). 기판(W)의 상면에의 제거액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 계속된다. 보호막 제거 공정에서, 기판(W)은, 소정의 제거 회전 속도, 예를 들어, 300 rpm로 회전된다.
기판(W)의 상면으로 공급된 제거액은, 원심력을 받고 방사상으로 퍼져, 기판(W)의 상면의 전체에 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 린스액이 제거액으로 치환된다. 도 22d에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 상면으로 공급된 제거액은, 기판(W)의 상면에 남는 보호막(100B)(도 22c를 참조)를 용해한 후, 기판(W)의 상면의 주변으로부터 배출된다.
이어서, 기판(W)을 고속 회전시켜 기판(W)의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정(스텝 S12)이 실행된다. 구체적으로는, 제거액 밸브(54)가 닫힌다. 이로 인해, 기판(W)의 상면에의 제거액의 공급이 정지된다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이, 대향 부재(6)를 처리 위치보다도 하방의 건조 위치에 이동시킨다(도 6m를 참조). 그리고, 기체 밸브(55)가 열린다. 이로 인해, 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에 기체가 공급된다.
그리고, 스핀 모터(23)가 기판(W)의 회전을 가속해, 기판(W)을 고속 회전시킨다. 스핀 드라이 공정에서의 기판(W)은, 건조 속도, 예를 들어, 1500 rpm로 회전된다. 스핀 드라이 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30초간 실행된다. 이것에 따라, 큰 원심력이 기판(W) 상의 제거액에 작용해, 기판(W) 상의 제거액이 기판(W)의 주위에 뿌려진다. 스핀 드라이 공정에서는, 기판(W)의 상면과 대향 부재(6)의 대향면(6a)의 사이의 공간에의 기체의 공급에 의해서 제거액의 증발이 촉진된다.
그리고, 스핀 모터(23)가 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 가이드 승강 유닛(74)이 제1 가이드(71A) 및 제2 가이드(71B)를 하위치에 이동시킨다. 기체 밸브(55)가 닫힌다. 그리고, 대향 부재 승강 유닛(61)이 대향 부재(6)를 상위치에 이동시킨다.
반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 스핀 척(5)의 척 핀(20)으로부터 처리된 기판(W)을 들어 올리고, 처리 유닛(2) 외부로 반출한다(스텝 S10). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)로 건네고 반송 로봇(IR)에 의해서, 캐리어(C)에 수납된다.
제4 실시형태와 관련되는 기판 처리의 스핀 드라이 공정에서도, 기판(W) 상의 린스액이 IPA등의 제거액에 의해서 치환된 후에, 기판(W) 상의 제거액이 뿌려지는 것에 의해서 기판(W)의 상면이 건조된다. 즉, DIW보다도 표면장력이 낮은 IPA에 의해서 치환되고 나서 스핀 드라이 공정이 실행되기 때문에, 기판(W)의 상면이 건조될 때에 기판(W)의 상면의 요철 패턴(160)(도 12를 참조)에 작용하는 표면장력을 저감할 수 있다.
도 23a ~ 도 23c를 이용하여, 박리 대상막(100A)의 박리의 형태를 상세하게 설명한다.
도 23a ~ 도 23c는, 비노출 영역(171)을 피복하는 박리 대상막(100A)이 기판(W)의 상면으로부터 박리되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
박리 대상막(100A)은, 도 23a에 나타낸 바와 같이, 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있다. 상세하게는, 박리 대상막(100A)은, 고용해성 고체(110)(고체상태의 고용해성 성분), 및 저용해성 고체(111)(고체상태의 저용해성 성분)를 가진다. 고용해성 고체(110) 및 저용해성 고체(111)는, 처리액에 함유되는 용매의 적어도 일부가 증발함으로써 형성된다.
박리 대상막(100A) 중에는, 고용해성 고체(110)와 저용해성 고체(111)가 혼재하고 있다. 엄밀하게는, 박리 대상막(100A)은, 고용해성 고체(110)와 저용해성 고체(111)가 처리막(100)의 전체에 균일하게 분포하고 있는 것은 아니고, 고용해성 고체(110)가 편재하고 있는 부분과 저용해성 고체(111)가 편재하고 있는 부분이 존재하고 있다.
도 23b를 참조하여, 박리액의 공급에 기인하여, 고용해성 고체(110)가 용해된다. 즉, 박리 대상막(100A)이 부분적으로 용해된다. 고용해성 고체(110)가 용해되는 것에 의해서, 박리 대상막(100A)에서 고용해성 고체(110)가 편재하고 있는 부분에 관통공(102)(제1 관통공)가 형성된다(제1 관통공 형성 공정).
관통공(102)은, 특히, 패턴면(165)의 법선 방향(T)(처리막(100)의 두께 방향이기도 하다)에 고용해성 고체(110)가 연장되어 있는 부분에 형성되기 쉽다. 관통공(102)은, 평면에서 볼 때로, 예를 들어, 직경 수 nm의 크기이다.
박리액에 대한 저용해성 성분의 용해성은 낮고, 저용해성 고체(111)는 박리액에 의해서 거의 용해되지 않는다. 이 때문에, 저용해성 고체(111)는, 박리액에 의해서 그 표면 부근이 약간 용해되는 것 뿐이다. 이 때문에, 관통공(102)을 개재하여 기판(W)의 상면 부근까지 도달한 박리액은, 저용해성 고체(111)에서 기판(W)의 상면 부근의 부분을 약간 용해시킨다. 이로 인해, 도 23b의 확대도에 나타낸 바와 같이, 박리액이, 기판(W)의 상면 부근의 저용해성 고체(111)를 서서히 용해시키면서, 박리 대상막(100A)과 기판(W)의 상면의 사이의 틈새(G1)에 진입해 나간다(박리액 진입 공정).
그리고, 예를 들어, 관통공(102)의 주변을 기점으로서 박리 대상막(100A)이 분열해 막편(105)이 되어, 도 23c에 나타낸 바와 같이, 박리 대상막(100A)의 막편(105)이 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있는 상태로 기판(W)으로부터 박리된다(박리 대상막 분열 공정, 박리 대상막 박리 공정). 그리고, 박리액의 공급을 계속함으로써, 막편(105)이 된 박리 대상막(100A)이, 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있는 상태로, 씻겨내려(기판(W) 외부로 밀려 나와) 기판(W)의 상면으로부터 제거된다(제1 제거 대상물 제거 공정).
이어서, 도 24a ~ 도 24d를 이용하고, 보호막(100B)의 제거의 형태를 상세하게 설명한다.
도 24a ~ 도 24d는, 노출 영역(170)을 피복하는 보호막(100B)이 기판(W)의 상면으로부터 제거되는 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
보호막(100B)은, 도 24a에 나타낸 바와 같이, 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있다. 상세하게는, 보호막(100B)은, 고용해성 고체(110)(고체상태의 고용해성 성분), 및 저용해성 고체(111)(고체상태의 저용해성 성분)를 가진다. 고용해성 고체(110) 및 저용해성 고체(111)는, 처리액에 함유되는 용매의 적어도 일부가 증발함으로써 형성된다.
보호막(100B)은, 금속막(163)에 접촉하는 위치에 배치되어 저용해성 고체(111)로 이루어지는 저용해성층(180)과 저용해성층(180)에 대해서 금속막(163)의 반대측에 배치되어 고용해성 고체(110)로 이루어지는 고용해성층(181)을 가진다. 즉, 금속막(163)과 고용해성층(181)의 사이에 저용해성층(180)이 위치한다.
고용해성 고체(110)는, 박리액에 용해되지만, 저용해성 고체(111)는, 박리액에 거의 용해되지 않는다. 이 때문에, 박리 대상막 박리 공정(스텝 S4)에서 기판(W)의 상면에 박리액이 공급되면, 도 24b에 나타낸 바와 같이, 고용해성층(181)은, 박리액에 의해서 용해된다. 한편, 저용해성층(180)은, 그 표면이 약간 용해되지만, 금속막(163)을 노출시키지 않고, 노출 영역(170)을 피복하는 상태로 유지된다. 이 때문에, 박리액이, 저용해성층(180)과 기판(W)의 상면의 사이에는 진입하기 어렵다. 따라서, 보호막(100B)의 저용해성층(180)은, 박리액에 의해서 박리되지 않고 노출 영역(170) 상에 머문다.
금속막(163)이 보호막(100B)에 의해서 피복되어 있기 때문에, 그 후의 세정 공정(스텝 S6)에서 기판(W)의 상면에 세정액이 공급되고 있는 동안, 도 24c에 나타낸 바와 같이, 금속막(163)은, 세정액에 노출되지 않고 보호된다.
따라서, 도 22c에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 상면에서 노출되는 금속막(163)을 적절히 보호하고 있는 상태로 기판(W)의 표면에 세정액을 공급해 제2 제거 대상물(204)을 기판(W)으로부터 제거할 수 있다. 그 후의 보호막 제거 공정(스텝 S8)에 의해서, 도 24d에 나타낸 바와 같이, 보호막(100B)을 제거액에 용해시켜 기판(W)의 상면에서 보호막(100B)을 부드럽게 제거할 수 있다.
노출 영역(170)에 부착하고 있던 제1 제거 대상물(203)은, 보호막(100B)이 형성될 때에 노출 영역(170)으로부터 떼어 놓아진다. 세정 공정(스텝 S20) 후의 보호막 제거 공정(처리막 잔사 제거 공정：스텝 S11)에서는, 보호막(100B)이 제거액에 용해된다. 제거액에 의해서 보호막(100B)이 용해되면, 제1 제거 대상물(203)은, 노출 영역(170)으로부터 떼어 놓아진 상태로 제거액 중을 부유한다. 따라서, 제거액의 공급을 계속함으로써, 제거액중을 부유하는 제1 제거 대상물(203)은, 제거액과 함께 기판(W)의 상면에서 배제된다.
또한 제거액은, 박리 대상막(100A)을 용해시킬 수도 있다. 이 때문에, 박리액에 의해서 박리된 후에, 박리 대상막(100A)의 잔사가 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 경우에도, 제거액에 의해서 상기 잔사를 제거할 수 있다.
기판(W)의 상면에 부착하는 제거 대상물의 종류는, 전 공정의 내용에 따라서 다르다. 전 공정의 내용에 따라서는, 복수 종류의 제거 대상물이 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 경우가 있다. 예를 들어, 드라이 에칭 처리 후에는, 입상 잔사인 제1 제거 대상물(203) 및 막상 잔사인 제2 제거 대상물(204)이 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 경우가 있다. 기판의 표면에서 노출되는 금속(특정 물질)을 변질시킬 정도의 강한 제거력을 가지는 액체를 이용하지 않으면 제거할 수 없는 제거 대상물도 존재한다.
제4 실시형태에 따르면, 기판(W)의 상면으로 공급된 처리액이 고화 또는 경화됨으로써 기판(W)의 상면의 비노출 영역(171)을 피복하는 박리 대상막(100A)과 기판(W)의 상면의 노출 영역(170)을 피복하는 보호막(100B)이 형성된다.
박리 대상막(100A) 및 보호막(100B)이 형성된 상태의 기판(W)의 상면으로 박리액을 공급함으로써, 박리 대상막(100A)이 제1 제거 대상물(203)을 유지하고 있는 상태로 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 이 때문에, 제1 제거 대상물(203)이 기판(W)의 상면으로부터 제거된다. 그 한편, 기판(W)의 상면에 제2 제거 대상물(204)이 잔류한다. 그 후, 세정액에 의해서, 제2 제거 대상물(204)이 기판(W)의 상면으로부터 제거되고, 그 후, 제거액에 의해서, 보호막(100B)이 기판(W)의 상면으로부터 더 제거된다.
기판(W)의 상면에 세정액을 공급할 때, 기판(W)의 상면의 노출 영역(170)은 보호막(100B)에 의해서 피복되어 있다. 이 때문에, 제2 제거 대상물(204)을 제거하기 위해서 이용되는 세정액이 금속막(163)을 산화시키는 산화력을 가지고 있는 것에 관계없이, 금속막(163)을 산화시키지 않고 제2 제거 대상물(204)을 제거할 수 있다.
따라서, 금속막(163)의 산화를 억제하면서, 복수종의 제거 대상물(제1 제거 대상물(203) 및 제2 제거 대상물(204))을 기판(W)의 상면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
또한 제1 실시형태에 따르면, 박리 대상막(100A) 중에는, 고용해성 고체(110)와 저용해성 고체(111)가 혼재하고 있다. 그리고, 박리 대상막 박리 공정(처리막 박리 공정：스텝 S9)에서, 고용해성 고체(110)가 박리액에 선택적으로 용해된다.
고용해성 고체(110)를 박리액에 용해시킴으로써, 고용해성 고체(110)가 존재하고 있던 자취(관통공(102))를 통해 박리액이 박리 대상막(100A) 내에 통과한다. 이로 인해, 박리 대상막(100A)과 기판(W)의 표면의 비노출 영역(171)의 계면 부근에 신속하게 도달할 수 있다.
한편, 박리 대상막(100A) 중의 저용해성 고체(111)는, 용해되지 않고 고체상태로 유지된다. 따라서, 저용해성 고체(111)로 제1 제거 대상물(203)을 유지하면서, 저용해성 고체(111)와 기판(W)의 접촉계면에 박리액을 작용시킬 수 있다. 그 결과, 박리 대상막(100A)을 기판(W)의 상면으로부터 신속하게 제거해, 박리 대상막(100A)과 함께 제1 제거 대상물(203)을 기판(W)의 상면으로부터 효율 좋게 제거할 수 있다.
제1 실시형태와 마찬가지로 노출 영역(170)에서, 노출되는 특정 물질이 구리 이외의 금속이나 질화물인 기판에 대해서 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리를 행한 경우에도, 제1 실시형태와 마찬가지의 효과를 나타낸다.
＜그 외의 실시형태＞
본 발명은, 이상에서 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 또 다른 형태에서 실시할 수 있다.
예를 들어, 처리막 형성 공정(스텝 S8)에서, 처리액의 액막(101)이 박막화 될 때에 용매가 증발함으로써 액막(101)이 고화 또는 경화하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 처리액의 액막(101)을 박막화한 후에 처리액의 액막(101)을 고화 또는 경화시키기 위해서, 기판(W)을 가열하거나 기판(W)의 상면에 기체를 분사할 필요가 없다.
전처리막 형성 공정(스텝 S3)에서, 전처리액의 액막(201)이 박막화 될 때에 용매가 증발함으로써 전처리막(200)이 형성되는 경우에도 마찬가지이다. 즉, 이러한 경우에도, 기판(W)의 가열이나 기판(W)의 상면에의 기체의 분사를 생략할 수 있다.
또한, 제2 실시형태와 관련되는 기판 처리에서는, 세정 공정(스텝 S20) 후에 세정액 제거 공정(스텝 S21)이 실행된다. 그러나, 세정액 제거 공정을 생략할 수도 있다. 상세하게는, 세정 공정에서 기판(W)으로 공급되는 세정액과 세정액 제거 공정 후에 실행되는 처리막 잔사 제거 공정(스텝 S11)에서 기판(W)으로 공급되는 처리막 잔사 제거액이 상용성을 가지는 경우에는, 세정액 제거 공정을 실행할 필요가 없다.
또한, 상술의 실시형태에서는, 처리막 박리 공정(스텝 S9)에서, 노출 영역 피복부(130)는 박리액에 박리되지 않고 노출 영역(170)에 잔류한다. 그러나, 처리막 박리 공정에서, 박리액에 의해서, 노출 영역 피복부(130)가 박리되어도 좋다.
상술의 제1 실시형태 ~ 제4 실시형태에서는, 고용해성 성분으로서 제1 성분만이 포함되어 있는 폴리머 함유액을 처리액으로서 사용해, 고용해성 성분으로서 제1 성분 및 제2 성분의 양쪽 모두가 포함되어 있는 폴리머 함유액을 전처리액으로서 사용하였다. 그러나, 고용해성 성분으로서 제1 성분 및 제2 성분의 양쪽 모두가 포함되어 있는 폴리머 함유액을 처리액으로서 사용해, 고용해성 성분으로서 제1 성분만이 포함되어 있는 폴리머 함유액을 전처리액으로서 사용해도 좋다. 이 경우, 구리 등의 특정 물질이 노출되어 있지 않은 비노출 영역(171)이 본 발명의 제1 영역에 해당하고, 구리 등의 특정 물질이 노출되어 있는 노출 영역(170)이 본 발명의 제2 영역에 해당한다.
또한, 제1 실시형태에서, 노출 영역 피복부(130)는, 박리액에 의해서 박리되지 않고 제거액에 의해서 용해된다. 그러나, 제1 실시형태에서, 노출 영역 피복부(130)가, 비노출 영역 피복부(131)와 함께 박리액에 의해서 박리되어도 좋다.
제2 실시형태 및 제4 실시형태 실시형태와 관련되는 기판 처리는, 드라이 에칭 처리 후의 기판에 한정되지 않고, 여러 가지의 기판에 적용할 수 있다. 특히, 복수종의 제거 대상물이 기판에 부착하고 있어, 그 중의 1종류의 제거 대상물이 처리막 또는 전처리막의 박리에서는 제거할 수 없는 경우에는, 제2 실시형태 및 제4 실시형태와 관련되는 기판 처리는 유용하다.
이 명세서에서, 「 ~ 」또는 「-」을 이용하여 수치 범위를 나타낸 경우, 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이들은 양쪽 모두의 끝점을 포함하고, 단위는 공통된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들의 구체예에 한정해 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2019년 11월 29일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2019-217610호, 및 2019년 11월 29일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2019-217611호에 대응하고 있고, 이 출원의 전개시는 여기에 인용에 의해 포함되는 것으로 한다.

Claims (29)

  1. 서로 다른 물질이 노출되는 제1 영역 및 제2 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    전처리액을 상기 기판의 표면으로 공급하는 전처리액 공급 공정,
    상기 기판의 표면으로 공급된 상기 전처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지하는 전처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 전처리막 형성 공정,
    상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 전처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 전처리막 박리 공정,
    상기 전처리막 박리 공정 후, 처리액을 상기 기판의 표면으로 공급하는 처리액 공급 공정,
    상기 기판의 표면으로 공급된 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 처리막 형성 공정, 및
    상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 처리막 박리 공정을 포함하고,
    상기 제2 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높고,
    상기 제1 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제1 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높은, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,　
    상기 제1 제거 대상물을 제거하는 제거력은, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막 또는 상기 전처리막에 유지하는 유지력, 및 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막 또는 상기 전처리막의 박리되기 쉬움을 나타내는 박리성에 의해서 구성되고,
    상기 제1 영역에서 상기 전처리막은 상기 처리막보다도 박리성이 높고,
    상기 제2 영역에서 상기 처리막은 상기 전처리막보다도 유지력이 높은, 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역은, 금속이 노출되는 노출 영역이고,
    상기 제2 영역은, 상기 노출 영역 이외의 비노출 영역이고,
    상기 비노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 비노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높고,
    상기 노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높은, 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,　
    상기 처리막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하여, 상기 기판의 표면에 남는 상기 처리막의 잔사를 제거하는 처리막 잔사 제거 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 처리막 박리 공정이, 상기 처리막에서 상기 노출 영역을 덮는 부분을 박리하지 않고, 상기 처리막에서 상기 비노출 영역을 덮는 부분을 박리하는 공정을 포함하고,
    상기 처리막 잔사 제거 공정이, 상기 처리막에서 상기 노출 영역을 덮는 부분을 상기 제거액에 용해시켜 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제3항에 있어서,　
    상기 처리막 형성 공정이, 상기 기판의 표면의 상기 비노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 유지해, 상기 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막, 및 상기 노출 영역을 피복해 보호하는 보호막을 가지는 상기 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 처리막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 세정액을 공급하여, 상기 세정액에 의해서 상기 기판의 표면에 존재하는 제2 제거 대상물을 용해해 제거하는 세정 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 처리막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하여, 상기 기판의 표면에 남는 상기 처리막의 잔사를 제거하는 처리막 잔사 제거 공정을 더 포함하고,
    상기 처리막 잔사 제거 공정이, 상기 보호막을 상기 잔사로서 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 제거 대상물 및 상기 제2 제거 대상물은, 드라이 에칭 처리에 의해서 생긴 잔사인, 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 제거 대상물은, 입상 잔사이고,
    상기 제2 제거 대상물이, 상기 기판의 표면의 상기 비노출 영역의 적어도 일부를 덮는 막상 잔사인, 기판 처리 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리액이, 제1 용질과 상기 제1 용질을 용해시키는 제1 용매를 가지고,
    상기 제1 용질이, 제1 고용해성 성분과 상기 제1 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제1 저용해성 성분을 가지고,
    상기 처리막 박리 공정이, 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리막 박리 공정이, 상기 처리막을 상기 박리액에 부분적으로 용해시켜 상기 처리막에 제1 관통공을 형성하는 제1 관통공 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전처리액이, 제2 용질과 상기 제2 용질을 용해시키는 제2 용매를 가지고,
    상기 제2 용질이, 제2 고용해성 성분과 상기 제2 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제2 저용해성 성분을 가지고,
    상기 전처리막 박리 공정이, 고체상태의 상기 제2 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전처리막 박리 공정이, 상기 전처리막을 상기 박리액에 부분적으로 용해시켜 상기 전처리막에 제2 관통공을 형성하는 제2 관통공 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  14. 서로 다른 물질이 노출되는 제1 영역 및 제2 영역이 존재하는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    처리액을 기판의 표면으로 공급하는 처리액 공급 유닛,
    처리액을 고화 또는 경화시켜 상기 기판의 표면에 처리막을 형성하는 처리막 형성 유닛,
    상기 기판의 표면으로 전처리액을 공급하는 전처리액 공급 유닛,
    전처리액을 고화 또는 경화시켜 상기 기판의 표면에 전처리막을 형성하는 전처리막 형성 유닛,
    상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛, 및
    상기 전처리액 공급 유닛, 상기 전처리막 형성 유닛, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 처리막 형성 유닛, 및 상기 박리액 공급 유닛을 제어하는 콘트롤러를 포함하고,
    상기 콘트롤러가,
    상기 전처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 전처리액을 공급하고,
    상기 전처리막 형성 유닛에 의해서 상기 기판의 표면 상의 상기 전처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 전처리막을 상기 기판의 표면에 형성하고,
    상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 전처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하고,
    상기 전처리막을 박리한 후, 상기 처리액 공급 유닛으로부터 처리액을 상기 기판의 표면으로 공급하고,
    상기 처리막 형성 유닛에 의해서 상기 기판의 표면 상의 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제거 대상물을 유지하는 처리막을 상기 기판의 표면에 형성하고,
    상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하도록 프로그램 되어 있고,
    상기 제2 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력이 높고,
    상기 제1 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 처리막이 제거하는 제거력보다도, 상기 제1 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 전처리막이 제거하는 제거력이 높은, 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제거 대상물을 제거하는 제거력은, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 존재하는 상기 제거 대상물을 상기 처리막 또는 상기 전처리막에 유지하는 유지력과 상기 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 처리막 또는 상기 전처리막의 박리되기 쉬움을 나타내는 박리성에 의해서 구성되고,
    상기 제1 영역에서 상기 전처리막은 상기 처리막보다도 박리성이 높고,
    상기 제2 영역에서 상기 처리막은 상기 전처리막보다도 유지력이 높은, 기판 처리 장치.
  16. 처리 대상 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 행하기 위한 레시피를 선택하는 레시피 선택 방법으로서,
    상기 처리 대상 기판의 표면에 대한 정보를 취득하는 정보 취득 공정,
    상기 정보 취득 공정에 의해서 취득된 정보에 기초하여, 상기 처리 대상 기판이, 특정 물질이 노출되는 노출 영역과 특정 물질이 노출되어 있지 않은 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재하는 표면을 가지는 기판, 및 상기 비노출 영역만이 존재하는 표면을 가지는 기판 중 어느 하나인지를 판정하는 표면 판정 공정,
    상기 처리 대상 기판의 표면에 상기 비노출 영역만이 존재한다고 상기 표면 판정 공정이 판정한 경우에는, 처리액을 이용하여 상기 처리 대상 기판으로부터 제거 대상물을 제거하는 제1 기판 처리 방법을 실행하는 제1 레시피를 선택하고, 상기 처리 대상 기판의 표면에 상기 노출 영역 및 상기 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재한다고 상기 표면 판정 공정이 판정한 경우에는, 상기 노출 영역으로부터 상기 제거 대상물을 제거하는 제거력이 상기 처리액보다도 높은 전처리액을 이용하여 상기 처리 대상 기판으로부터 상기 제거 대상물을 제거한 후에, 처리액을 이용하여 상기 처리 대상 기판으로부터 상기 제거 대상물을 제거하는 제2 기판 처리 방법을 실행하는 제2 레시피를 선택하는 레시피 선택 공정을 포함하는 레시피 선택 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전처리액이, 제1 성분 및 제2 성분을 가지고,
    상기 제2 성분은, 상기 제1 성분보다도 상기 노출 영역으로부터 상기 제거 대상물을 제거하는 제거력이 높고,
    상기 처리 대상 기판의 표면에 상기 노출 영역 및 상기 비노출 영역의 양쪽 모두가 존재한다고 상기 표면 판정 공정이 판정한 경우에, 상기 정보 취득 공정에 의해서 취득된 정보에 기초하여, 상기 처리 대상 기판의 표면에서 노출된 상기 특정 물질의 종류를 판정하는 종류 판정 공정을 더 포함하고,
    상기 레시피 선택 공정이, 상기 종류 판정 공정이 판정한 종류의 상기 특정 물질에 따라, 상기 제2 기판 처리 방법에서 사용되는 상기 전처리액 중에서의 상기 제2 성분의 농도가 설정된 상기 제2 레시피를 선택하는 공정을 포함하는, 레시피 선택 방법.
  18. 특정 물질이 노출되는 노출 영역과 상기 노출 영역 이외의 비노출 영역을 가지는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    처리액을 기판의 표면으로 공급하는 처리액 공급 공정,
    상기 기판의 표면으로 공급된 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면의 상기 비노출 영역에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지해, 상기 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막과 상기 노출 영역을 피복해 보호하는 보호막을 상기 기판의 표면에 형성하는 막형성 공정,
    상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 제1 제거 대상물을 유지하고 있는 상태의 상기 박리 대상막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리 대상막 박리 공정,
    상기 박리 대상막 박리 공정 후, 상기 기판의 표면으로 세정액을 공급하여, 상기 세정액에 의해서 상기 기판의 표면에 존재하는 제2 제거 대상물을 제거하는 세정 공정, 및
    상기 세정 공정 후, 상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하여, 상기 보호막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 보호막 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 처리액이, 제1 용질과 상기 제1 용질을 용해시키는 제1 용매를 가지고,
    상기 제1 용질이, 제1 고용해성 성분과 상기 제1 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제1 저용해성 성분을 가지고,
    상기 보호막은, 상기 특정 물질에 접촉하는 위치에 배치되어 고체상태의 상기 제1 저용해성 성분으로 이루어지는 저용해성층과 상기 저용해성층에 대해서 상기 특정 물질의 반대측에 배치되어 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분으로 이루어지는 고용해성층을 가지는, 기판 처리 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 처리액이, 제1 용질과 상기 제1 용질을 용해시키는 제1 용매를 가지고,
    상기 제1 용질이, 제1 고용해성 성분과 상기 제1 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제1 저용해성 성분을 가지고,
    상기 막형성 공정이, 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분과 고체상태의 상기 제1 저용해성 성분을 가지는 상기 박리 대상막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 박리 대상막 박리 공정이, 고체상태의 상기 제1 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  21. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 박리 대상막 박리 공정이, 상기 박리 대상막을 상기 박리액에 부분적으로 용해시켜 상기 박리 대상막에 관통공을 형성하는 제1 관통공 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  22. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 처리액 공급 공정보다도 전에, 전처리액을 기판의 표면으로 공급하는 전처리액 공급 공정,
    상기 처리액 공급 공정보다도 전에, 상기 기판의 표면으로 공급된 상기 전처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면의 상기 노출 영역에 존재하는 상기 제1 제거 대상물을 유지하는 전처리막을 상기 기판의 표면에 형성하는 전처리막 형성 공정, 및
    상기 처리액 공급 공정보다도 전에, 상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하여, 상기 기판의 표면의 상기 노출 영역으로부터 상기 제1 제거 대상물과 함께 상기 전처리막을 박리하는 전처리막 박리 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전처리액이, 제2 용질과 상기 제2 용질을 용해시키는 제2 용매를 가지고,
    상기 제2 용질이, 제2 고용해성 성분과 상기 제2 고용해성 성분보다도 상기 박리액에 용해하기 어려운 제2 저용해성 성분을 가지고,
    상기 전처리막 형성 공정이, 고체상태의 상기 제2 고용해성 성분, 및 고체상태의 상기 제2 저용해성 성분을 가지는 상기 전처리막을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 전처리막 박리 공정이, 상기 전처리막 중의 고체상태의 상기 제2 고용해성 성분을 상기 박리액에 선택적으로 용해시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 전처리막 박리 공정이, 상기 박리액에 상기 전처리막을 부분적으로 용해시켜 상기 전처리막에 제2 관통공을 형성하는 제2 관통공 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  25. 제18항 또는 제19항에 있어서,　
    상기 특정 물질이 금속이고,
    상기 세정액은, 상기 기판의 표면에서 노출되는 상기 금속을 산화시키는 산화력을 가지는, 기판 처리 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 제거 대상물 및 상기 제2 제거 대상물은, 드라이 에칭 처리에 의해서 생긴 잔사인, 기판 처리 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 제거 대상물은, 입상 잔사이고,
    상기 제2 제거 대상물이, 상기 기판의 표면의 상기 비노출 영역의 적어도 일부를 덮는 막상 잔사인, 기판 처리 방법.
  28. 제18항 또는 제19항에 있어서,　
    상기 제거액은, 상기 보호막 및 상기 박리 대상막을 용해시키는 성질을 가지는, 기판 처리 방법.
  29. 특정 물질이 노출되는 노출 영역과 상기 노출 영역 이외의 비노출 영역을 가지는 표면을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛,
    처리액을 고화 또는 경화시켜 고형의 막을 형성하는 막형성 유닛,
    상기 기판의 표면으로 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛,
    상기 기판의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛,
    상기 기판의 표면으로 제거액을 공급하는 제거액 공급 유닛,
    상기 처리액 공급 유닛, 상기 막형성 유닛, 상기 박리액 공급 유닛, 상기 세정액 공급 유닛, 및 상기 제거액 공급 유닛을 제어하는 콘트롤러를 포함하고,
    상기 콘트롤러가,
    상기 처리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 상기 처리액을 공급시키고,
    상기 막형성 유닛에 의해서 상기 기판의 표면 상의 상기 처리액을 고화 또는 경화시켜, 상기 기판의 표면에 존재하는 제1 제거 대상물을 유지해 상기 비노출 영역을 피복하는 박리 대상막과 상기 노출 영역을 피복해 보호하는 보호막을 상기 기판의 표면에 형성시키고,
    상기 박리액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 상기 박리액을 공급함으로써, 상기 제1 제거 대상물과 함께 상기 박리 대상막을 상기 기판의 표면으로부터 박리시켜, 상기 박리 대상막을 박리한 후, 상기 세정액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 세정액을 공급하여, 상기 기판의 표면에 존재하는 제2 제거 대상물을 제거시키고,
    상기 세정액을 공급한 후, 상기 제거액 공급 유닛으로부터 상기 기판의 표면을 향해서 제거액을 공급하여, 상기 보호막을 상기 기판의 표면으로부터 제거시키도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112885719A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 株式会社斯库林集团 基板处理方法、基板处理装置以及配方选择方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160016667A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 시스템, 기판 세정 방법 및 기억 매체
KR20170075770A (ko) * 2014-11-28 2017-07-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
KR20190034081A (ko) * 2017-09-22 2019-04-01 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE400875B (sv) 1976-03-19 1978-04-10 Persson Per Hogtalaranordning for fordon
JP2007201100A (ja) 2006-01-25 2007-08-09 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 銅配線基板向け洗浄液およびこれを使用したウェハ基板の洗浄方法
JP2008071799A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 半導体基板の洗浄方法および洗浄装置
JP5658582B2 (ja) 2011-01-31 2015-01-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP6140576B2 (ja) 2013-08-27 2017-05-31 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理システムおよび記憶媒体
JP6233779B2 (ja) 2013-11-18 2017-11-22 富士フイルム株式会社 変性レジストの剥離方法、これに用いる変性レジストの剥離液および半導体基板製品の製造方法
JP6426936B2 (ja) 2014-07-31 2018-11-21 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法および記憶媒体
JP6945320B2 (ja) 2016-05-25 2021-10-06 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法、基板洗浄システムおよび記憶媒体
US10734255B2 (en) 2016-05-25 2020-08-04 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning method, substrate cleaning system and memory medium
JP6865632B2 (ja) 2017-05-09 2021-04-28 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置および基板洗浄方法
JP6982478B2 (ja) 2017-09-22 2021-12-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板洗浄方法および基板洗浄装置
JP7008489B2 (ja) 2017-12-05 2022-01-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP7013221B2 (ja) 2017-12-11 2022-01-31 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
CN112885719A (zh) * 2019-11-29 2021-06-01 株式会社斯库林集团 基板处理方法、基板处理装置以及配方选择方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160016667A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 시스템, 기판 세정 방법 및 기억 매체
KR20170075770A (ko) * 2014-11-28 2017-07-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
KR20190034081A (ko) * 2017-09-22 2019-04-01 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치

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