KR20220014880A - 승화성 물질 함유액의 제조 방법, 기판 건조 방법, 및 기판 처리 장치 - Google Patents

승화성 물질 함유액의 제조 방법, 기판 건조 방법, 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20220014880A
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Abstract

패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지에 의거하여 승화성 물질을 선택한다. 패턴의 표면이 친수성인 경우, 선택된 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매를 선택하고, 패턴의 표면이 소수성인 경우, 선택된 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매를 선택한다. 선택된 용매에 선택된 승화성 물질을 용해시킨다.

Description

승화성 물질 함유액의 제조 방법, 기판 건조 방법, 및 기판 처리 장치
이 출원은, 2019년 5월 29일 제출된 일본국 특허출원 2019-100140호에 의거한 우선권을 주장하고 있고, 이 출원의 전체 내용은 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
본 발명은, 패턴이 형성된 기판의 표면을 건조시킬 때에 기판으로부터 제거되는 승화성 물질 함유액을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 또한, 기판을 건조시키는 기판 건조 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 기판에는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치나 유기 EL(electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 FPD 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 FPD용 유리 기판 등의 기판에 대해 필요에 따른 처리가 행해진다. 이러한 처리에는, 약액이나 린스액 등의 처리액을 기판에 공급하는 것이 포함된다. 처리액이 공급된 후에는, 처리액을 기판으로부터 제거하여, 기판을 건조시킨다.
기판의 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 기판을 건조시킬 때에, 기판에 부착되어 있는 처리액의 표면 장력에 기인하는 힘이 패턴에 가해져, 패턴이 도괴하는 경우가 있다. 그 대책으로서, IPA(이소프로필알코올) 등의 표면 장력이 낮은 액체를 기판에 공급하거나, 패턴에 대한 액체의 접촉각을 90도에 근접시키는 소수화제를 기판에 공급하거나 하는 방법이 채용된다. 그러나, IPA나 소수화제를 이용했다고 해도, 패턴을 도괴시키는 도괴력이 0이 되지 않으므로, 패턴의 강도에 따라서는, 이들의 대책을 행했다고 해도, 충분히 패턴의 도괴를 방지할 수 없는 경우가 있다.
근년, 패턴의 도괴를 방지하는 기술로서 승화 건조가 주목받고 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 승화 건조를 행하는 기판 건조 방법 및 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 승화성 물질(용질)로서의 규불화암모늄을, 순수(DIW), 또는, DIW와 IPA(이소프로필알코올)의 혼합액에 용해시키는 것과, 승화성 물질(용질)로서의 장뇌 또는 나프탈렌을, IPA 등의 알코올류에 용해시키는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1에는, 또, SiN막에 패턴을 형성한 후, 승화성 물질의 용액을 기판에 공급하는 것과, 포토레지스트막에 패턴을 형성한 후, 승화성 물질의 용액을 기판에 공급하는 것이 개시되어 있다. 승화성 물질의 용액이 기판에 공급된 후에는, 고체의 승화성 물질로 이루어지는 막이 형성된다. 그 후, 기판은, 액처리 유닛으로부터 핫 플레이트 유닛으로 반송된다. 기판은, 핫 플레이트 유닛으로 승화성 물질의 승화 온도보다 높은 온도에서 가열된다. 이에 의해, 승화성 물질이 승화하여, 기판으로부터 제거된다.
일본국 특허공개 2018-139331호 공보
본 발명자들의 연구에 의하면, 승화 건조에 있어서 패턴의 도괴율을 저하시키기 위해서, 용매와 패턴의 친화성을 고려하는 것도 중요하다는 것을 알 수 있었다.
구체적으로는, 패턴의 표면에 대한 용매의 친화성이 높으면, 용매가 패턴의 표면에 유지되기 쉽다. 그 때문에, 승화성 물질을 포함하는 고화막을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴 사이에 남는 경우가 있다. 예를 들면, 패턴의 표면이 친수성이고, 용매의 친수성이 높으면, 고화막을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴 사이에 남는 것으로 생각할 수 있다. 이 경우, 패턴 사이가 용매를 포함하는 액체로 채워진 채, 고화막이 패턴의 상방에 형성되는 것으로 생각할 수 있다(도 8b 참조).
고화막을 형성한 후에 용매를 포함하는 액체가 패턴 사이에 남으면, 용매의 표면 장력에 기인하는 힘이 패턴에 가해진다. 패턴의 강도가 낮으면, 이러한 힘으로도 패턴이 도괴해버린다. 따라서, 용매는, 패턴의 표면에 대한 친화성이 낮은 것도 요구된다. 특허문헌 1에서는, 이러한 점이 전혀 고려되어 있지 않다. 즉, 본 발명자들은, 패턴에 대한 친화성이 적절하지 않은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함되어 있으면, 패턴의 도괴율을 충분히 저하시킬 수 없다는 신규의 과제를 발견했다.
이에, 본 발명의 목적은, 패턴에 대한 친화성이 적절한 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조할 수 있는 승화성 물질 함유액의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 이러한 승화성 물질 함유액을 이용하여 기판을 건조시킬 수 있는 기판 건조 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시 형태는, 패턴이 형성된 기판의 표면을 건조시킬 때에 상기 기판으로부터 제거되는 승화성 물질 함유액을 제조하는 방법으로서, 상기 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지에 의거하여 승화성 물질을 선택하는 승화성 물질 선택 공정과, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매를 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매를 선택하는 용매 선택 공정과, 상기 용매 선택 공정에서 선택된 상기 용매에, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질을 용해시키는 용해 공정을 포함하는, 승화성 물질 함유액의 제조 방법을 제공한다.
이 방법에서는, 승화성 물질 및 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조한다. 승화성 물질 함유액은, 패턴이 형성된 기판의 표면에 공급되고, 그 후, 기판으로부터 제거된다. 이에 의해, 기판이 건조한다. 승화성 물질 함유액을 기판으로부터 제거할 때는, 예를 들면, 기판의 표면 상의 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킨다. 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 고화막이 기판의 표면에 형성된다. 그 후, 고화막을 승화시켜, 기판의 표면으로부터 제거한다. 이에 의해, 승화성 물질 함유액이 기판으로부터 제거된다.
패턴의 표면이 친수성인 경우, 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함된다. 패턴의 표면이 친수성이고, 용매의 친수성이 높으면, 용매가 패턴의 표면에 유지되기 쉬우므로, 고화막을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴 사이에 남는다. 이 경우, 패턴을 도괴시키는 도괴력이, 용매로부터 패턴에 가해진다. 친수성이 낮은 용매를 이용하면, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 남는 용매를 0 또는 이에 근접한 값까지 줄일 수 있다.
패턴의 표면이 소수성인 경우는, 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함된다. 패턴의 표면이 소수성이고, 용매의 소수성이 높으면, 용매가 패턴의 표면에 유지되기 쉬우므로, 고화막을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴 사이에 남는다. 이 경우, 패턴을 도괴시키는 도괴력이, 용매로부터 패턴에 가해진다. 소수성이 낮은 용매를 이용하면, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 남는 용매를 0 또는 이에 근접한 값까지 줄일 수 있다.
이와 같이, 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도, 승화성 물질 함유액에 포함되는 용매는, 승화성 물질 함유액에 포함되는 승화성 물질보다 패턴의 표면에 대한 친화성이 낮다. 따라서, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 남는 용매를 줄일 수 있고, 고화막을 형성하고 있을 때나 형성한 후에 패턴에 가해지는 도괴력을 약하게 할 수 있다. 그 때문에, 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도 낮은 패턴의 도괴율로 기판을 건조시키는 승화성 물질 함유액을 제조할 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서, 이하의 특징 중 적어도 하나가, 상기 승화성 물질 함유액의 제조 방법에 추가되어도 된다.
상기 승화성 물질 함유액의 제조 방법은, 친수부 및 소수부가 상기 패턴의 상기 표면에 포함되어 있고, 상기 패턴의 측면의 상단부가 친수성일 때는, 상기 승화성 물질 및 용매를 선택하기 전에, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 것으로 간주하고, 상기 친수부 및 소수부가 상기 패턴의 상기 표면에 포함되어 있고, 상기 패턴의 상기 측면의 상기 상단부가 소수성일 때는, 상기 승화성 물질 및 용매를 선택하기 전에, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 것으로 간주하는 성질 판단 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에서는, 친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되는 경우, 패턴의 측면의 상단부가 친수성이면, 패턴의 표면이 친수성인 것으로 간주한다. 친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되는 경우, 패턴의 측면의 상단부가 소수성이면, 패턴의 표면이 소수성인 것으로 간주한다. 즉, 패턴의 측면의 상단부의 성질에 의거하여, 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지를 판단한다.
인접한 2개의 볼록형 패턴 사이에 액면(기체와 액체의 계면)이 형성되면, 표면 장력에 기인하는 도괴력이 패턴에 가해진다. 이 도괴력은, 패턴의 근본으로부터 액면까지의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 인접한 2개의 볼록형 패턴 사이에 액면이 형성되어도, 패턴의 근본(하단)으로부터 액면까지의 거리가 짧으면, 패턴에 가해지는 도괴력은 약하다.
친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되어 있고, 패턴의 측면의 상단부가 친수성일 때에, 패턴의 표면이 소수성인 것으로 간주하면, 고화막을 형성한 후에 용매의 액면이 패턴의 측면의 상단부에 형성되어, 큰 도괴력이 패턴에 가해질지도 모른다. 패턴의 표면이 친수성인 것으로 간주하면, 용매의 액면이 패턴 사이에 형성되어도, 용매의 액면은, 패턴의 근본 측에 배치된다. 이에 의해, 패턴의 근본으로부터 액면까지의 거리를 단축할 수 있다.
마찬가지의 이유에 의해, 친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되어 있고, 패턴의 측면의 상단부가 소수성일 때에, 패턴의 표면이 소수성인 것으로 간주하면, 용매의 액면이 패턴 사이에 형성되어도, 패턴의 근본으로부터 액면까지의 거리를 단축할 수 있다. 이에 의해, 패턴에 가해지는 도괴력을 약하게 하고, 패턴의 도괴율을 저하시키는 승화성 물질 함유액을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 상기 승화성 물질 함유액의 제조 방법에 의해 제조된 승화성 물질 함유액을 기판의 표면에 공급하는 승화성 물질 함유액 공급 공정과, 상기 기판의 상기 표면 상의 상기 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킴으로써, 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판의 상기 표면에 형성하는 고화막 형성 공정과, 상기 고화막을 승화시킴으로써, 상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 고화막을 제거하는 승화 공정을 포함하는, 기판 건조 방법을 제공한다.
이 방법에서는, 용질에 상당하는 승화성 물질과 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을, 패턴이 형성된 기판의 표면에 공급한다. 그 후, 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킨다. 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 고화막이 기판의 표면 상에 형성된다. 그 후, 기판 상의 고화막을 액체를 거치지 않고 기체로 변화시킨다. 이에 의해, 고화막이 기판의 표면으로부터 제거된다. 따라서, 스핀 드라이 등의 종래의 건조 방법에 비해, 패턴의 도괴율을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태는, 패턴이 형성된 기판의 표면을 건조시키는 기판 건조 방법으로서, 상기 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지에 의거하여 승화성 물질을 선택하는 승화성 물질 선택 공정과, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매를 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매를 선택하는 용매 선택 공정과, 상기 용매 선택 공정에서 선택된 상기 용매에, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질을 용해시킴으로써, 상기 승화성 물질 및 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조하는 용해 공정과, 상기 용해 공정에서 제조된 상기 승화성 물질 함유액을 상기 기판의 상기 표면에 공급하는 승화성 물질 함유액 공급 공정과, 상기 기판의 상기 표면 상의 승화성 물질 함유액으로부터 상기 용매를 증발시킴으로써, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판의 상기 표면에 형성하는 고화막 형성 공정과, 상기 고화막을 승화시킴으로써, 상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 고화막을 제거하는 승화 공정을 포함하는, 기판 건조 방법을 제공한다.
이 방법에서는, 용질에 상당하는 승화성 물질과 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조하고, 제조된 승화성 물질 함유액을 패턴이 형성된 기판의 표면에 공급한다. 그 후, 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킨다. 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 고화막이 기판의 표면 상에 형성된다. 그 후, 기판 상의 고화막을 액체를 거치지 않고 기체로 변화시킨다. 이에 의해, 고화막이 기판의 표면으로부터 제거된다. 따라서, 스핀 드라이 등의 종래의 건조 방법에 비해, 패턴의 도괴율을 저하시킬 수 있다.
패턴의 표면이 친수성인 경우, 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함된다. 패턴의 표면이 친수성이고, 용매의 친수성이 높으면, 용매가 패턴의 표면에 유지되기 쉬우므로, 고화막을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴 사이에 남는다. 이 경우, 패턴을 도괴시키는 도괴력이, 용매로부터 패턴에 가해진다. 친수성이 낮은 용매를 이용하면, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 남는 용매를 0 또는 이에 근접한 값까지 줄일 수 있다.
패턴의 표면이 소수성인 경우는, 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함된다. 패턴의 표면이 소수성이고, 용매의 소수성이 높으면, 용매가 패턴의 표면에 유지되기 쉬우므로, 고화막을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴 사이에 남는다. 이 경우, 패턴을 도괴시키는 도괴력이, 용매로부터 패턴에 가해진다. 소수성이 낮은 용매를 이용하면, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 남는 용매를 0 또는 이에 근접한 값까지 줄일 수 있다.
이와 같이, 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도, 승화성 물질 함유액에 포함되는 용매는, 승화성 물질 함유액에 포함되는 승화성 물질보다 패턴의 표면에 대한 친화성이 낮다. 따라서, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 남는 용매를 줄일 수 있어, 고화막을 형성하고 있을 때나 형성한 후에 패턴에 가해지는 도괴력을 약하게 할 수 있다. 그 때문에, 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도 낮은 패턴의 도괴율로 기판을 건조시킬 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서, 이하의 특징 중 적어도 하나가, 상기 기판 건조 방법에 추가되어도 된다.
상기 기판 건조 방법은, 친수부 및 소수부가 상기 패턴의 상기 표면에 포함되어 있고, 상기 패턴의 측면의 상단부가 친수성일 때는, 상기 승화성 물질 및 용매를 선택하기 전에, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 것으로 간주하고, 상기 친수부 및 소수부가 상기 패턴의 상기 표면에 포함되어 있고, 상기 패턴의 상기 측면의 상기 상단부가 소수성일 때는, 상기 승화성 물질 및 용매를 선택하기 전에, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 것으로 간주하는 성질 판단 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에서는, 친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되는 경우, 패턴의 측면의 상단부가 친수성이면, 패턴의 표면이 친수성인 것으로 간주한다. 친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되는 경우, 패턴의 측면의 상단부가 소수성이면, 패턴의 표면이 소수성인 것으로 간주한다. 즉, 패턴의 측면의 상단부의 성질에 의거하여, 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지를 판단한다.
인접하는 2개의 볼록형 패턴 사이에 액면(기체와 액체의 계면)이 형성되면, 표면 장력에 기인하는 도괴력이 패턴에 가해진다. 이 도괴력은, 패턴의 근본으로부터 액면까지의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 인접하는 2개의 볼록형 패턴 사이에 액면이 형성되어도, 패턴의 근본(하단)으로부터 액면까지의 거리가 짧으면, 패턴에 가해지는 도괴력은 약하다.
친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되어 있고, 패턴의 측면의 상단부가 친수성일 때에, 패턴의 표면이 소수성인 것으로 간주하면, 고화막을 형성한 후에 용매의 액면이 패턴의 측면의 상단부에 형성되어, 큰 도괴력이 패턴에 가해질지도 모른다. 패턴의 표면이 친수성인 것으로 간주하면, 용매의 액면이 패턴 사이에 형성되어도, 용매의 액면은, 패턴의 근본 측에 배치된다. 이에 의해, 패턴의 근본으로부터 액면까지의 거리를 단축할 수 있다.
마찬가지의 이유에 의해, 친수부 및 소수부가 패턴의 표면에 포함되어 있고, 패턴의 측면의 상단부가 소수성일 때에, 패턴의 표면이 소수성인 것으로 간주하면, 용매의 액면이 패턴 사이에 형성되어도, 패턴의 근본으로부터 액면까지의 거리를 단축할 수 있다. 이에 의해, 패턴에 가해지는 도괴력을 약하게 할 수 있어, 패턴의 도괴율을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태는, 패턴이 형성된 기판의 표면을 건조시키는 기판 처리 장치로서, 상기 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지에 의거하여 승화성 물질을 선택하는 승화성 물질 선택 유닛과, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 유닛에 의해 선택된 상기 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매를 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 유닛에 의해 선택된 상기 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매를 선택하는 용매 선택 유닛과, 상기 용매 선택 유닛에 의해 선택된 상기 용매에, 상기 승화성 물질 선택 수단에 의해 선택된 상기 승화성 물질을 용해시킴으로써, 상기 승화성 물질 및 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조하는 용해 유닛과, 상기 용해 유닛에 의해 제조된 상기 승화성 물질 함유액을 상기 기판의 상기 표면에 공급하는 승화성 물질 함유액 공급 유닛과, 상기 기판의 상기 표면 상의 상기 승화성 물질 함유액으로부터 상기 용매를 증발시킴으로써, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판의 상기 표면에 형성하는 고화막 형성 유닛과, 상기 고화막을 승화시킴으로써, 상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 고화막을 제거하는 승화 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다. 이 구성에 의하면, 상술한 기판 건조 방법과 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지는, 승화성 물질 함유액이 기판의 표면에 최초로 접촉할 때의 패턴의 표면의 성질(친수성 또는 소수성)에 의거하여 판단하면 된다. 예를 들면, 승화성 물질 함유액이 공급되기 전에 약액이 기판의 표면에 공급되면, 패턴의 표면이, 친수성 및 소수성의 한쪽으로부터, 친수성 및 소수성의 다른 쪽으로 변화하는 경우가 있다. 이러한 경우, 약액이 공급된 후의 패턴의 표면의 성질에 의거하여 승화성 물질 및 용매를 선택하면 된다.
선택된 상기 승화성 물질이 선택된 상기 용매에 녹지 않거나 또는 녹기 어려운 경우, 상기 용해 공정은, 선택된 상기 승화성 물질과, 선택된 상기 용매와, 친수기 및 소수기 양쪽 모두를 포함하는 양친매성 분자를 혼합함으로써, 선택된 상기 용매에 선택된 상기 승화성 물질을 용해시키는 양친매성 분자 추가 공정을 포함하고 있어도 된다. 상기 용해 유닛은, 선택된 상기 승화성 물질과, 선택된 상기 용매와, 친수기 및 소수기 양쪽 모두를 포함하는 양친매성 분자를 혼합함으로써, 선택된 상기 용매에 선택된 상기 승화성 물질을 용해시키는 양친매성 분자 추가 유닛을 포함하고 있어도 된다. 이들의 경우, 용매는, 양친매성 분자에 녹고, 승화성 물질은, 용매 및 양친매성 분자의 혼합액에 녹는다. 따라서, 승화성 물질이 용매에 녹지 않거나 또는 녹기 어려워도, 승화성 물질 및 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조할 수 있다.
상기 승화성 물질 선택 공정은, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 친수기를 포함하는 상기 승화성 물질을 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 소수기를 포함하는 상기 승화성 물질을 선택하는 공정이어도 된다. 상기 승화성 물질 선택 유닛은, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 친수기를 포함하는 상기 승화성 물질을 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 소수기를 포함하는 상기 승화성 물질을 선택하는 유닛이어도 된다. 이들의 경우, 패턴의 표면에 대해 친화성이 높은 승화성 물질을 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조할 수 있다. 따라서, 고화막을 형성한 후에 패턴 사이에 잔류하는 용매를 더욱 줄일 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도 면을 참조하여 다음에 설명하는 실시 형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1a는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 위에서 본 모식도이다.
도 1b는, 기판 처리 장치를 측방에서 본 모식도이다.
도 2는, 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
도 3은, 기판 처리 장치에 구비된 승화성 물질 함유액 공급 유닛을 나타내는 모식도이다.
도 4는, 기판 처리 장치로 처리되는 기판의 단면의 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 제어 장치의 하드웨어를 나타내는 블록도이다.
도 6은, 기판 처리 장치에 의해 행해지는 기판의 처리의 일례에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 7a는, 도 6에 나타내는 기판의 처리에 있어서, 승화성 물질 함유액을 기판의 상면에 공급하고 나서, 고화막을 기판의 상면으로부터 제거할 때까지의 동안에 발생하는 것으로 상정되는 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7b는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7c는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7d는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7e는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7f는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 8a는, 도 6에 나타내는 기판의 처리에 있어서, 승화성 물질 함유액을 기판의 상면에 공급하고 나서, 고화막을 기판의 상면으로부터 제거할 때까지의 동안에 발생하는 것으로 상정되는 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 8b는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 8c는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 8d는, 동 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비된 승화성 물질 함유액 공급 유닛을 나타내는 모식도이다.
도 10은, 도 6에 나타내는 승화성 물질 함유액 공급 공정의 다른 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치(1) 내의 기압은, 특별히 언급이 없는 한, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 클린 룸 내의 기압(예를 들면 1기압 또는 그 근방의 값)으로 유지되어 있는 것으로 한다.
도 1a는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)를 위에서 본 모식도이다. 도 1b는, 기판 처리 장치(1)를 측방에서 본 모식도이다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼 등의 원판형상의 기판(W)을 1장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 수용하는 캐리어(CA)를 유지하는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP) 상의 캐리어(CA)로부터 반송된 기판(W)을 처리액이나 처리 가스 등의 처리 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 로드 포트(LP) 상의 캐리어(CA)와 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 제어 장치(3)를 구비하고 있다.
반송 로봇은, 로드 포트(LP) 상의 캐리어(CA)에 대해 기판(W)의 반입 및 반출을 행하는 인덱서 로봇(IR)과, 복수의 처리 유닛(2)에 대해 기판(W)의 반입 및 반출을 행하는 센터 로봇(CR)을 포함한다. 인덱서 로봇(IR)은, 로드 포트(LP)와 센터 로봇(CR) 사이에서 기판(W)을 반송하고, 센터 로봇(CR)은, 인덱서 로봇(IR)과 처리 유닛(2) 사이에서 기판(W)을 반송한다. 센터 로봇(CR)은, 기판(W)을 지지하는 핸드(H1)를 포함하고, 인덱서 로봇(IR)은, 기판(W)을 지지하는 핸드(H2)를 포함한다.
복수의 처리 유닛(2)은, 평면에서 봤을 때 센터 로봇(CR) 둘레로 배치된 복수의 타워(TW)를 형성하고 있다. 도 1a는, 4개의 타워(TW)가 형성되어 있는 예를 나타내고 있다. 센터 로봇(CR)은, 어느 타워(TW)에도 액세스 가능하다. 도 1b에 나타내는 바와 같이, 각 타워(TW)는, 상하에 적층된 복수(예를 들면 3개)의 처리 유닛(2)을 포함한다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 밸브 등의 유체 기기를 수용하는 복수(예를 들면 4개)의 유체 박스(FB)를 구비하고 있다. 4개의 유체 박스(FB)는, 각각, 4개의 타워(TW)에 대응하고 있다. 캐비닛(CC) 내의 액체는, 어느 하나의 유체 박스(FB)를 통해, 당해 유체 박스(FB)에 대응하는 타워(TW)에 포함되는 모든 처리 유닛(2)에 공급된다. 기판 처리 장치(1)의 캐비닛(CC)은, 기판 처리 장치(1)의 외벽(1a) 둘레로 배치되어 있어도 되고, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 클린 룸의 지하에 배치되어 있어도 된다.
도 2는, 기판 처리 장치(1)에 구비된 처리 유닛(2)의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
처리 유닛(2)은, 기판(W)에 처리액을 공급하는 웨트 처리 유닛(2w)이다. 처리 유닛(2)은, 내부 공간을 가지는 상자형의 챔버(4)와, 챔버(4) 내에서 1장의 기판(W)을 수평으로 유지하면서 기판(W)의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 스핀 척(10)과, 회전축선(A1) 둘레로 스핀 척(10)을 둘러싸는 통형상의 처리 컵(21)을 포함한다.
챔버(4)는, 기판(W)이 통과하는 반입 반출구(5b)가 형성된 상자형의 격벽(5)과, 반입 반출구(5b)를 개폐하는 셔터(7)를 포함한다. FFU(6)(팬 필터 유닛)는, 격벽(5)의 상부에 형성된 송풍구(5a) 위에 배치되어 있다. FFU(6)는, 클린 에어(필터에 의해 여과된 공기)를 송풍구(5a)로부터 챔버(4) 내로 상시 공급한다. 챔버(4) 내의 기체는, 처리 컵(21)의 바닥부에 접속된 배기 덕트(8)를 통해서 챔버(4)로부터 배출된다. 이에 의해, 클린 에어의 다운 플로가 챔버(4) 내에 상시 형성된다. 배기 덕트(8)에 배출되는 배기의 유량은, 배기 덕트(8) 내에 배치된 배기 밸브(9)의 개도에 따라 변경된다.
스핀 척(10)은, 수평인 자세로 유지된 원판형상의 스핀 베이스(12)와, 스핀 베이스(12)의 상방에서 기판(W)을 수평인 자세로 유지하는 복수의 척 핀(11)과, 스핀 베이스(12)의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 스핀 축(13)과, 스핀 축(13)을 회전시킴으로써 스핀 베이스(12) 및 복수의 척 핀(11)을 회전시키는 스핀 모터(14)를 포함한다. 스핀 척(10)은, 복수의 척 핀(11)을 기판(W)의 외주면에 접촉시키는 협지식의 척에 한정되지 않고, 비(非)디바이스 형성면인 기판(W)의 이면(하면)을 스핀 베이스(12)의 상면(12u)에 흡착시킴으로써 기판(W)을 수평으로 유지하는 진공식의 척이어도 된다.
처리 컵(21)은, 기판(W)으로부터 외방으로 배출된 처리액을 받아내는 복수의 가드(24)와, 복수의 가드(24)에 의해 하방으로 안내된 처리액을 받아내는 복수의 컵(23)과, 복수의 가드(24) 및 복수의 컵(23)을 둘러싸는 원통형상의 외벽 부재(22)를 포함한다. 도 2는, 4개의 가드(24)와 3개의 컵(23)이 설치되어 있고, 가장 외측의 컵(23)이 위에서부터 세 번째의 가드(24)와 일체인 예를 나타내고 있다.
가드(24)는, 스핀 척(10)을 둘러싸는 원통부(25)와, 원통부(25)의 상단부로부터 회전축선(A1)을 향해 비스듬한 위로 연장되는 원환상의 천정부(26)를 포함한다. 복수의 천정부(26)는, 상하로 겹쳐져 있고, 복수의 원통부(25)는, 동심원상으로 배치되어 있다. 천정부(26)의 원환상의 상단은, 평면에서 봤을 때 기판(W) 및 스핀 베이스(12)를 둘러싸는 가드(24)의 상단(24u)에 상당한다. 복수의 컵(23)은, 각각, 복수의 원통부(25)의 하방에 배치되어 있다. 컵(23)은, 가드(24)에 의해 하방으로 안내된 처리액을 받아내는 환상의 수액 홈을 형성하고 있다.
처리 유닛(2)은, 복수의 가드(24)를 개별적으로 승강시키는 가드 승강 유닛(27)을 포함한다. 가드 승강 유닛(27)은, 상측 위치로부터 하측 위치까지의 범위 내의 임의의 위치에 가드(24)를 위치시킨다. 도 2는, 2개의 가드(24)가 상측 위치에 배치되어 있고, 나머지 2개의 가드(24)가 하측 위치에 배치되어 있는 상태를 나타내고 있다. 상측 위치는, 가드(24)의 상단(24u)이 스핀 척(10)에 유지되어 있는 기판(W)이 배치되는 유지 위치보다 상방에 배치되는 위치이다. 하측 위치는, 가드(24)의 상단(24u)이 유지 위치보다 하방에 배치되는 위치이다.
회전하고 있는 기판(W)에 처리액을 공급할 때는, 적어도 하나의 가드(24)가 상측 위치에 배치된다. 이 상태에서, 처리액이 기판(W)에 공급되면, 처리액은, 기판(W)으로부터 외방으로 떨쳐내어진다. 떨쳐내어진 처리액은, 기판(W)에 수평으로 대향하는 가드(24)의 내면에 충돌하고, 이 가드(24)에 대응하는 컵(23)으로 안내된다. 이에 의해, 기판(W)으로부터 배출된 처리액이 컵(23)에 모인다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(10)에 유지되어 있는 기판(W)을 향해 처리액을 토출하는 복수의 노즐을 포함한다. 복수의 노즐은, 기판(W)의 상면을 향해 약액을 토출하는 약액 노즐(31)과, 기판(W)의 상면을 향해 린스액을 토출하는 린스액 노즐(35)과, 기판(W)의 상면을 향해 승화성 물질 함유액을 토출하는 승화성 물질 함유액 노즐(39)과, 기판(W)의 상면을 향해 치환액을 토출하는 치환액 노즐(43)을 포함한다.
약액 노즐(31)은, 챔버(4) 내에서 수평으로 이동 가능한 스캔 노즐이어도 되고, 챔버(4)의 격벽(5)에 대해 고정된 고정 노즐이어도 된다. 린스액 노즐(35), 승화성 물질 함유액 노즐(39), 및 치환액 노즐(43)에 대해서도 동일하다. 도 2는, 약액 노즐(31), 린스액 노즐(35), 승화성 물질 함유액 노즐(39), 및 치환액 노즐(43)이, 스캔 노즐이고, 이들 4개의 노즐에 각각 대응하는 4개의 노즐 이동 유닛이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.
약액 노즐(31)은, 약액 노즐(31)로 약액을 안내하는 약액 배관(32)에 접속되어 있다. 약액 배관(32)에 개재된 약액 밸브(33)가 열리면, 약액이, 약액 노즐(31)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 약액 노즐(31)로부터 토출되는 약액은, 황산, 질산, 염산, 불산, 인산, 아세트산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들면 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들면, TMAH : 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면활성제, 및 부식 방지제 중 적어도 1개를 포함하는 액이어도 되고, 그 이외의 액체여도 된다.
도시는 하지 않지만, 약액 밸브(33)는, 약액이 통과하는 환상의 밸브 시트가 설치된 밸브 보디와, 밸브 시트에 대해 이동 가능한 밸브체와, 밸브체가 밸브 시트에 접촉하는 닫힘 위치와 밸브체가 밸브 시트로부터 떨어진 열림 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 밸브에 대해서도 동일하다. 액추에이터는, 공압(空壓) 액추에이터 또는 전동 액추에이터여도 되고, 이들 이외의 액추에이터여도 된다. 제어 장치(3)는, 액추에이터를 제어함으로써, 약액 밸브(33)를 개폐시킨다.
약액 노즐(31)은, 연직 방향 및 수평 방향 중 적어도 한쪽에 약액 노즐(31)을 이동시키는 노즐 이동 유닛(34)에 접속되어 있다. 노즐 이동 유닛(34)은, 약액 노즐(31)로부터 토출된 약액이 기판(W)의 상면에 공급되는 처리 위치와, 약액 노즐(31)이 평면에서 봤을 때 처리 컵(21) 둘레로 위치하는 대기 위치 사이에서 약액 노즐(31)을 수평으로 이동시킨다.
린스액 노즐(35)은, 린스액 노즐(35)로 린스액을 안내하는 린스액 배관(36)에 접속되어 있다. 린스액 배관(36)에 개재된 린스액 밸브(37)가 열리면, 린스액이, 린스액 노즐(35)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 린스액 노즐(35)로부터 토출되는 린스액은, 예를 들면, 순수(탈이온수 : DIW(Deionized Water))이다. 린스액은, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들면, 10~100ppm 정도)의 염산수 중 어느 하나여도 된다.
린스액 노즐(35)은, 연직 방향 및 수평 방향 중 적어도 한쪽에 린스액 노즐(35)을 이동시키는 노즐 이동 유닛(38)에 접속되어 있다. 노즐 이동 유닛(38)은, 린스액 노즐(35)로부터 토출된 린스액이 기판(W)의 상면에 공급되는 처리 위치와, 린스액 노즐(35)이 평면에서 봤을 때 처리 컵(21) 둘레로 위치하는 대기 위치 사이에서 린스액 노즐(35)을 수평으로 이동시킨다.
승화성 물질 함유액 노즐(39)은, 승화성 물질 함유액 노즐(39)로 처리액을 안내하는 승화성 물질 함유액 배관(40)에 접속되어 있다. 승화성 물질 함유액 배관(40)에 개재된 승화성 물질 함유액 밸브(41)가 열리면, 승화성 물질 함유액이, 승화성 물질 함유액 노즐(39)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 마찬가지로, 치환액 노즐(43)은, 치환액 노즐(43)로 치환액을 안내하는 치환액 배관(44)에 접속되어 있다. 치환액 배관(44)에 개재된 치환액 밸브(45)가 열리면, 치환액이, 치환액 노즐(43)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다.
승화성 물질 함유액은, 용질에 상당하는 승화성 물질과, 승화성 물질과 용합되는 용매를 포함하는 용액이다. 승화성 물질 함유액은, 승화성 물질 및 용매 이외의 물질을 추가로 포함하고 있어도 된다. 승화성 물질은, 상온(실온과 동의) 또는 상압(기판 처리 장치(1) 내의 압력. 예를 들면 1기압 또는 그 근방의 값)에서 액체를 거치지 않고 고체로부터 기체로 변화하는 물질이어도 된다.
승화성 물질 함유액의 응고점(1기압에서의 응고점. 이하 동일)은, 실온(예를 들면, 23℃ 또는 그 근방의 값)보다 낮다. 기판 처리 장치(1)는, 실온으로 유지된 클린 룸 내에 배치되어 있다. 따라서, 승화성 물질 함유액을 가열하지 않아도, 승화성 물질 함유액을 액체로 유지할 수 있다. 승화성 물질의 응고점은, 승화성 물질 함유액의 응고점보다 높다. 승화성 물질의 응고점은, 실온보다 높다. 실온에서는, 승화성 물질은 고체이다. 승화성 물질의 응고점은, 용매의 비점보다 높아도 된다. 용매의 증기압은, 승화성 물질의 증기압보다 높다.
승화성 물질은, 예를 들면, 2-메틸-2-프로판올(별명 : tert-부틸알코올, t-부틸알코올, 터셔리부틸알코올)이나 시클로헥산올 등의 알코올류, 불화탄화수소 화합물, 1,3,5-트리옥산(별명 : 메타포름알데히드), 장뇌(별명 : 캄퍼), 나프탈렌, 및 요오드 중 어느 하나여도 되고, 이들 이외의 물질이어도 된다.
용매는, 예를 들면, 순수, IPA, 메탄올, HFE(하이드로플루오로에테르), 아세톤, PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), PGEE(프로필렌글리콜모노에틸에테르, 1-에톡시-2-프로판올), 및 에틸렌글리콜로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이어도 된다. IPA는, 물보다 증기압이 높고, 물보다 표면 장력이 낮다.
후술하는 바와 같이, 치환액은, 린스액의 액막으로 덮인 기판(W)의 상면에 공급되고, 승화성 물질 함유액은, 치환액의 액막으로 덮인 기판(W)의 상면에 공급된다. 린스액 및 승화성 물질 함유액 양쪽 모두와 용합된다면, 치환액은, 어떠한 액체여도 된다. 치환액은, 예를 들면, IPA(액체)이다. 치환액은, IPA 및 HFE의 혼합액이어도 되고, 이들 이외여도 된다.
린스액의 액막으로 덮인 기판(W)의 상면에 치환액이 공급되면, 기판(W) 상의 대부분의 린스액은, 치환액에 의해 휩쓸려 가, 기판(W)으로부터 배출된다. 나머지 미량의 린스액은, 치환액에 녹아들고, 치환액 중으로 확산된다. 확산된 린스액은, 치환액과 함께 기판(W)으로부터 배출된다. 따라서, 기판(W) 상의 린스액을 효율적으로 치환액으로 치환할 수 있다. 마찬가지의 이유에 의해, 기판(W) 상의 치환액을 효율적으로 승화성 물질 함유액으로 치환할 수 있다. 이에 의해, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액에 포함되는 린스액을 줄일 수 있다.
승화성 물질 함유액 노즐(39)은, 연직 방향 및 수평 방향 중 적어도 한쪽에 승화성 물질 함유액 노즐(39)을 이동시키는 노즐 이동 유닛(42)에 접속되어 있다. 노즐 이동 유닛(42)은, 승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 토출된 승화성 물질 함유액이 기판(W)의 상면에 공급되는 처리 위치와, 승화성 물질 함유액 노즐(39)이 평면에서 봤을 때 처리 컵(21) 둘레로 위치하는 대기 위치 사이에서 승화성 물질 함유액 노즐(39)을 수평으로 이동시킨다.
마찬가지로, 치환액 노즐(43)은, 연직 방향 및 수평 방향 중 적어도 한쪽에 치환액 노즐(43)을 이동시키는 노즐 이동 유닛(46)에 접속되어 있다. 노즐 이동 유닛(46)은, 치환액 노즐(43)로부터 토출된 치환액이 기판(W)의 상면에 공급되는 처리 위치와, 치환액 노즐(43)이 평면에서 봤을 때 처리 컵(21) 둘레로 위치하는 대기 위치 사이에서 치환액 노즐(43)을 수평으로 이동시킨다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(10)의 상방에 배치된 차단 부재(51)를 포함한다. 도 2는, 차단 부재(51)가 원판형상의 차단판인 예를 나타내고 있다. 차단 부재(51)는, 스핀 척(10)의 상방에 수평으로 배치된 원판부(52)를 포함한다. 차단 부재(51)는, 원판부(52)의 중앙부로부터 상방으로 연장되는 통형상의 지지축(53)에 의해 수평으로 지지되어 있다. 원판부(52)의 중심선은, 기판(W)의 회전축선(A1) 상에 배치되어 있다. 원판부(52)의 하면은, 차단 부재(51)의 하면(51L)에 상당한다. 차단 부재(51)의 하면(51L)은, 기판(W)의 상면에 대향하는 대향면이다. 차단 부재(51)의 하면(51L)은, 기판(W)의 상면과 평행이며, 기판(W)의 직경 이상의 외경을 가지고 있다.
차단 부재(51)는, 차단 부재(51)를 연직으로 승강시키는 차단 부재 승강 유닛(54)에 접속되어 있다. 차단 부재 승강 유닛(54)은, 상측 위치(도 2에 나타내는 위치)로부터 하측 위치까지의 범위 내의 임의의 위치에 차단 부재(51)를 위치시킨다. 하측 위치는, 약액 노즐(31) 등의 스캔 노즐이 기판(W)과 차단 부재(51) 사이에 진입할 수 없는 높이까지 차단 부재(51)의 하면(51L)이 기판(W)의 상면에 근접하는 근접 위치이다. 상측 위치는, 스캔 노즐이 차단 부재(51)와 기판(W) 사이에 진입 가능한 높이까지 차단 부재(51)가 퇴피한 이격 위치이다.
복수의 노즐은, 차단 부재(51)의 하면(51L)의 중앙부에서 개구하는 상측 중앙 개구(61)를 통해 처리액이나 처리 가스 등의 처리 유체를 하방으로 토출하는 중심 노즐(55)을 포함한다. 중심 노즐(55)은, 회전축선(A1)을 따라 상하로 연장되어 있다. 중심 노즐(55)은, 차단 부재(51)의 중앙부를 상하로 관통하는 관통 구멍 내에 배치되어 있다. 차단 부재(51)의 내주면은, 경방향(회전축선(A1)에 직교하는 방향)으로 간격을 두고 중심 노즐(55)의 외주면을 둘러싸고 있다. 중심 노즐(55)은, 차단 부재(51)와 함께 승강한다. 처리 유체를 토출하는 중심 노즐(55)의 토출구는, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)의 상방에 배치되어 있다.
중심 노즐(55)은, 중심 노즐(55)에 불활성 가스를 안내하는 상측 기체 배관(56)에 접속되어 있다. 기판 처리 장치(1)는, 중심 노즐(55)로부터 토출되는 불활성 가스를 가열 또는 냉각하는 상측 온도 조절기(59)를 구비하고 있어도 된다. 상측 기체 배관(56)에 개재된 상측 기체 밸브(57)가 열리면, 불활성 가스의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(58)의 개도에 대응하는 유량으로, 불활성 가스가, 중심 노즐(55)의 토출구로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 중심 노즐(55)로부터 토출되는 불활성 가스는, 질소 가스이다. 불활성 가스는, 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 가스여도 된다.
차단 부재(51)의 내주면과 중심 노즐(55)의 외주면은, 상하로 연장되는 통형상의 상측 기체 유로(62)를 형성하고 있다. 상측 기체 유로(62)는, 불활성 가스를 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)로 이끄는 상측 기체 배관(63)에 접속되어 있다. 기판 처리 장치(1)는, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)로부터 토출되는 불활성 가스를 가열 또는 냉각하는 상측 온도 조절기(66)를 구비하고 있어도 된다. 상측 기체 배관(63)에 개재된 상측 기체 밸브(64)가 열리면, 불활성 가스의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(65)의 개도에 대응하는 유량으로, 불활성 가스가, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)로부터 하방으로 연속적으로 토출된다. 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)로부터 토출되는 불활성 가스는, 질소 가스이다. 불활성 가스는, 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 가스여도 된다.
복수의 노즐은, 기판(W)의 하면 중앙부를 향해 처리액을 토출하는 하면 노즐(71)을 포함한다. 하면 노즐(71)은, 스핀 베이스(12)의 상면(12u)과 기판(W)의 하면 사이에 배치된 노즐 원판부와, 노즐 원판부로부터 하방으로 연장되는 노즐 통형상부를 포함한다. 하면 노즐(71)의 토출구는, 노즐 원판부의 상면 중앙부에서 개구되어 있다. 기판(W)이 스핀 척(10)에 유지되어 있을 때는, 하면 노즐(71)의 토출구가, 기판(W)의 하면 중앙부에 상하로 대향한다.
하면 노즐(71)은, 가열 유체의 일례인 온수(실온보다 고온의 순수)를 하면 노즐(71)로 안내하는 가열 유체 배관(72)에 접속되어 있다. 하면 노즐(71)에 공급되는 순수는, 가열 유체 배관(72)에 개재된 히터(75)에 의해 가열된다. 가열 유체 배관(72)에 개재된 가열 유체 밸브(73)가 열리면, 온수의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(74)의 개도에 대응하는 유량으로, 온수가, 하면 노즐(71)의 토출구로부터 상방으로 연속적으로 토출된다. 이에 의해, 온수가 기판(W)의 하면에 공급된다.
하면 노즐(71)은, 또한, 냉각 유체의 일례인 냉수(실온보다 저온의 순수)를 하면 노즐(71)로 안내하는 냉각 유체 배관(76)에 접속되어 있다. 하면 노즐(71)에 공급되는 순수는, 냉각 유체 배관(76)에 개재된 쿨러(79)에 의해 냉각된다. 냉각 유체 배관(76)에 개재된 냉각 유체 밸브(77)가 열리면, 냉수의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(78)의 개도에 대응하는 유량으로, 냉수가, 하면 노즐(71)의 토출구로부터 상방으로 연속적으로 토출된다. 이에 의해, 냉수가 기판(W)의 하면에 공급된다.
하면 노즐(71)의 외주면과 스핀 베이스(12)의 내주면은, 상하로 연장되는 통형상의 하측 기체 유로(82)를 형성하고 있다. 하측 기체 유로(82)는, 스핀 베이스(12)의 상면(12u)의 중앙부에서 개구되는 하측 중앙 개구(81)를 포함한다. 하측 기체 유로(82)는, 불활성 가스를 스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)로 이끄는 하측 기체 배관(83)에 접속되어 있다. 기판 처리 장치(1)는, 스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)로부터 토출되는 불활성 가스를 가열 또는 냉각하는 하측 온도 조절기(86)를 구비하고 있어도 된다. 하측 기체 배관(83)에 개재된 하측 기체 밸브(84)가 열리면, 불활성 가스의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(85)의 개도에 대응하는 유량으로, 불활성 가스가, 스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)로부터 상방으로 연속적으로 토출된다.
스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)로부터 토출되는 불활성 가스는, 질소 가스이다. 불활성 가스는, 헬륨 가스나 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 가스여도 된다. 기판(W)이 스핀 척(10)에 유지되어 있을 때에, 스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)가 질소 가스를 토출하면, 질소 가스는, 기판(W)의 하면과 스핀 베이스(12)의 상면(12u) 사이를 모든 방향으로 방사형으로 흐른다. 이에 의해, 기판(W)과 스핀 베이스(12) 사이의 공간이 질소 가스로 채워진다.
다음에, 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)에 대해 설명한다.
도 3은, 기판 처리 장치(1)에 구비된 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)을 나타내는 모식도이다. 도 4는, 기판 처리 장치(1)로 처리되는 기판(W)의 단면의 예를 나타내는 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 스핀 척(10)에 유지되어 있는 기판(W)에 승화성 물질 함유액을 공급하는 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)을 구비하고 있다. 상술한 승화성 물질 함유액 노즐(39), 승화성 물질 함유액 배관(40), 및 승화성 물질 함유액 밸브(41)는, 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)에 포함된다.
승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)은, 원액에 상당하는 승화성 물질 함유액을 저류하는 원액 탱크(87)와, 원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액을 순환시키는 순환 배관(88)과, 원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액을 순환 배관(88)으로 보내는 펌프(89)와, 순환 배관(88) 내의 승화성 물질 함유액을 승화성 물질 함유액 배관(40)으로 안내하는 개별 배관(90)을 포함한다. 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)은, 또한, 개별 배관(90)의 내부를 개폐하는 개폐 밸브(91)와, 개별 배관(90)으로부터 승화성 물질 함유액 배관(40)으로 공급되는 승화성 물질 함유액의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(92)를 포함한다.
승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)은, 승화성 물질 함유액을 희석하는 희석액을 저류하는 희석액 탱크(93)를 포함한다. 희석액은, 예를 들면, 원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액에 포함되는 용매와 동일 명칭의 용매이다. 희석액 공급 유닛은, 희석액 탱크(93) 내의 희석액을 순환시키는 순환 배관(94)과, 희석액 탱크(93) 내의 희석액을 순환 배관(94)으로 보내는 펌프(95)와, 순환 배관(94) 내의 희석액을 승화성 물질 함유액 배관(40)으로 안내하는 개별 배관(96)을 포함한다. 희석액 공급 유닛은, 또한, 개별 배관(96)의 내부를 개폐하는 개폐 밸브(97)와, 개별 배관(96)으로부터 승화성 물질 함유액 배관(40)으로 공급되는 희석액의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브(98)를 포함한다.
개폐 밸브(91)가 열리면, 승화성 물질 함유액이, 유량 조정 밸브(92)의 개도에 대응하는 유량으로 승화성 물질 함유액 배관(40)에 공급된다. 개폐 밸브(97)가 열리면, 희석액이, 유량 조정 밸브(98)의 개도에 대응하는 유량으로 승화성 물질 함유액 배관(40)에 공급된다. 개폐 밸브(91) 및 개폐 밸브(97) 양쪽 모두가 열리면, 원액 탱크(87)로부터 공급된 승화성 물질 함유액이, 희석액 탱크(93)로부터 공급된 희석액과 승화성 물질 함유액 배관(40) 내에서 서로 섞여, 희석된다. 따라서, 희석된 승화성 물질 함유액이, 승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 토출된다.
제어 장치(3)는, 후술하는 레시피에서 지정된 승화성 물질 함유액의 농도(승화성 물질의 농도)에 의거하여, 개폐 밸브(91), 유량 조정 밸브(92), 개폐 밸브(97), 및 유량 조정 밸브(98)의 개도를 설정한다. 예를 들면, 레시피에서 지정된 승화성 물질 함유액의 농도가, 원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액의 농도와 일치하고 있는 경우는, 개폐 밸브(91)가 열리고, 개폐 밸브(97)가 닫힌다. 레시피에서 지정된 승화성 물질 함유액의 농도가, 원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액의 농도보다 낮은 경우는, 개폐 밸브(91) 및 개폐 밸브(97) 양쪽 모두가 열리고, 유량 조정 밸브(92) 및 유량 조정 밸브(98)의 개도가 조정된다. 이에 의해, 승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 토출되는 승화성 물질 함유액의 농도가, 레시피에서 지정된 승화성 물질 함유액의 농도에 근접해진다.
승화성 물질 함유액은, 기판 처리 장치(1)로 처리되는 기판(W)에 따라 선택되어 있으며, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판(W)의 처리가 개시되기 전에 원액 탱크(87)에 저류되어 있다. 기판(W)의 표면에 형성된 패턴(P1)(도 4 참조)의 표면이 친수성인 경우, 친수기를 포함하는 승화성 물질과, 이 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매가 선택된다. 기판(W)의 표면에 형성된 패턴(P1)의 표면이 소수성인 경우, 소수기를 포함하는 승화성 물질과, 이 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매가 선택된다. 그 후, 선택된 승화성 물질을 선택된 용매에 용해시킨다. 이에 의해, 선택된 승화성 물질 및 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액이 제조된다. 용매로의 승화성 물질의 용해는, 원액 탱크(87) 내에서 행해져도 되고, 원액 탱크(87)와는 상이한 탱크 내에서 행해져도 된다.
원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액은, 2종류 이상의 승화성 물질을 포함하고 있어도 되고, 2종류 이상의 용매를 포함하고 있어도 된다. 원액 탱크(87) 내의 승화성 물질 함유액은, 승화성 물질 및 용매 이외의 물질을 추가로 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 친수기 및 소수기 양쪽 모두를 포함하는 양친매성 분자가 승화성 물질 함유액에 포함되어 있어도 된다. 이 경우, 용매는, 알코올 등의 친수기 및 소수기 양쪽 모두를 분자 중에 포함하는 물질이 아니어도 된다.
패턴(P1)의 표면이 친수성이고, 2종류 이상의 승화성 물질이 승화성 물질 함유액에 포함되는 경우, 적어도 1종류의 승화성 물질이, 친수기를 포함하고 있으면 된다. 이 경우, 물에 대한 용매의 용해도는, 친수기를 포함하는 승화성 물질의 물에 대한 용해도보다 작으면 된다. 패턴(P1)의 표면이 친수성이고, 2종류 이상의 용매가 승화성 물질 함유액에 포함되는 경우, 전체 종류의 용매의 물에 대한 용해도가, 친수기를 포함하는 승화성 물질의 물에 대한 용해도보다 작은 것이 바람직하다.
패턴(P1)의 표면이 소수성이고, 2종류 이상의 승화성 물질이 승화성 물질 함유액에 포함되는 경우, 적어도 1종류의 승화성 물질이, 소수기를 포함하고 있으면 된다. 이 경우, 기름에 대한 용매의 용해도는, 소수기를 포함하는 승화성 물질의 기름에 대한 용해도보다 작으면 된다. 패턴(P1)의 표면이 소수성이고, 2종류 이상의 용매가 승화성 물질 함유액에 포함되는 경우, 전체 종류의 용매의 기름에 대한 용해도가, 소수기를 포함하는 승화성 물질의 기름에 대한 용해도보다 작은 것이 바람직하다.
패턴(P1)의 표면이 친수성인 경우, 승화성 물질 함유액은, 장뇌, 터셔리부틸알코올, 및 IPA로 이루어지는 용액, 또는, 장뇌, IPA, 제1 용질, 제2 용질, 및 제1 용매로 이루어지는 용액이어도 되고, 이들 이외의 용액이어도 된다. 제1 용질, 제2 용질, 및 제1 용매의 구체예는, 이하와 같다. 패턴(P1)의 표면이 소수성인 경우, 승화성 물질 함유액은, 장뇌 및 IPA로 이루어지는 용액, 또는, 장뇌 및 메탄올로 이루어지는 용액이어도 되고, 이들 이외의 용액이어도 된다. 장뇌는, 소수기의 일례인 메틸기를 분자 중에 포함하는 승화성 물질이다. 터셔리부틸알코올은, 소수기의 일례인 메틸기와, 친수기의 일례인 하이드록실기를 분자 중에 포함하는 승화성 물질이다.
제1 용질 및 제2 용질 각각은, 단독의 물질이다. 제1 용질 및 제2 용질은, 서로 상이한 물질이다. 제1 용질 및 제2 용질 각각은, 아미노기, 하이드록시기 및 카르보닐기 중 적어도 하나를 가진다.
제1 용질 및 제2 용질 각각은, 무수 프탈산, 카페인, 멜라민, 1,4-벤조퀴논, 장뇌, 헥사메틸렌테트라민, 헥사히드로-1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리아진, 1-아다만탄올, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 보르네올, (-)-보르네올, (±)-이소보르네올, 1,2-시클로헥산디온, 1,3-시클로헥산디온, 1,4-시클로헥산디온, 3-메틸-1,2-시클로펜탄디온, (±)-캄퍼퀴논, (-)-캄퍼퀴논, (＋)-캄퍼퀴논, 1-아다만탄아민 중 어느 하나이다.
제1 용매는, 순수를 포함하지 않아도 되고, 순수와 순수 이외의 1종류 이상의 물질을 포함하고 있어도 된다. 제1 용매는, 유기 용제를 포함하고 있어도 된다. 유기 용제는, 단독의 물질이어도 되고, 2종류 이상의 물질의 혼합물이어도 된다.
유기 용제의 예로서는, 메탄올(MeOH), 에탄올(EtOH), 이소프로판올(IPA) 등의 알코올류, 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 알칸류, 에틸부틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란(THF) 등의 에테르류, 락트산메틸, 락트산에틸(EL) 등의 락트산에스테르류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 2-헵탄온, 시클로펜탄온, 시클로헥산온 등의 케톤류, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류, γ-부티로락톤 등의 락톤류 등을 들 수 있다.
상기 에테르류로서, 그 외에, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 프로필렌글리콜모노에틸에테르(PGEE) 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류를 들 수 있다.
도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 패턴(P1)의 표면의 전역, 즉, 패턴(P1)의 상면(Pu)의 전역과 패턴(P1)의 측면(Ps)의 전역이, 같은 성질인 경우, 패턴(P1)의 표면 중 어느 하나의 부분이 친수성이면, 패턴(P1)의 표면은 친수성인 것으로 판단된다. 패턴(P1)의 표면의 전역이 같은 성질인 경우, 패턴(P1)의 표면 중 어느 하나의 부분이 소수성이면, 패턴(P1)의 표면은 소수성인 것으로 판단된다. 이 경우, 패턴(P1)의 표면에 대한 물의 접촉각이, 예를 들면 60도 이하이면, 패턴(P1)의 표면은 친수성인 것으로 판단된다. 패턴(P1)의 표면의 전역이 같은 성질인 경우, 패턴(P1)은, 단층막 및 적층막 중 어느 것이어도 된다.
한편, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되어 있고, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)가 친수성일 때는, 패턴(P1)의 표면이 친수성인 것으로 간주한다. 친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되어 있고, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)가 소수성일 때는, 패턴(P1)의 표면이 소수성인 것으로 간주한다. 즉, 친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되는 경우는, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)의 성질에 의거하여, 패턴(P1)의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지를 판단한다.
도 5는, 제어 장치(3)의 하드웨어를 나타내는 블록도이다.
제어 장치(3)는, 컴퓨터 본체(3a)와, 컴퓨터 본체(3a)에 접속된 주변 장치(3d)를 포함하는, 컴퓨터이다. 컴퓨터 본체(3a)는, 각종 명령을 실행하는 CPU(3b)(central processing unit : 중앙 처리 장치)와, 정보를 기억하는 주기억 장치(3c)를 포함한다. 주변 장치(3d)는, 프로그램(P) 등의 정보를 기억하는 보조 기억 장치(3e)와, 리무벌 미디어(RM)로부터 정보를 판독하는 판독 장치(3f)와, 호스트 컴퓨터 등의 다른 장치와 통신하는 통신 장치(3g)를 포함한다.
제어 장치(3)는, 입력 장치 및 표시 장치에 접속되어 있다. 입력 장치는, 사용자나 유지보수 담당자 등의 조작자가 기판 처리 장치(1)에 정보를 입력할 때에 조작된다. 정보는, 표시 장치의 화면에 표시된다. 입력 장치는, 키보드, 포인팅 디바이스, 및 터치 패널 중 어느 하나여도 되고, 이들 이외의 장치여도 된다. 입력 장치 및 표시 장치를 겸하는 터치 패널 디스플레이가 기판 처리 장치(1)에 설치되어도 된다.
CPU(3b)는, 보조 기억 장치(3e)에 기억된 프로그램(P)을 실행한다. 보조 기억 장치(3e) 내의 프로그램(P)은, 제어 장치(3)에 미리 인스톨된 것이어도 되고, 판독 장치(3f)를 통해서 리무벌 미디어(RM)로부터 보조 기억 장치(3e)로 보내진 것이어도 되고, 호스트 컴퓨터 등의 외부 장치로부터 통신 장치(3g)를 통해서 보조 기억 장치(3e)로 보내진 것이어도 된다.
보조 기억 장치(3e) 및 리무벌 미디어(RM)는, 전력이 공급되어 있지 않아도 기억을 유지하는 불휘발성 메모리이다. 보조 기억 장치(3e)는, 예를 들면, 하드 디스크 드라이브 등의 자기 기억 장치이다. 리무벌 미디어(RM)는, 예를 들면, 콤팩트 디스크 등의 광디스크 또는 메모리 카드 등의 반도체 메모리이다. 리무벌 미디어(RM)는, 프로그램(P)이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 일례이다. 리무벌 미디어(RM)는, 일시적이 아닌 유형의 기록 매체(non-transitory tangible recording medium)이다.
보조 기억 장치(3e)는, 복수의 레시피를 기억하고 있다. 레시피는, 기판(W)의 처리 내용, 처리 조건, 및 처리 순서를 규정하는 정보이다. 복수의 레시피는, 기판(W)의 처리 내용, 처리 조건, 및 처리 순서 중 적어도 하나에 있어서 서로 상이하다. 제어 장치(3)는, 호스트 컴퓨터에 의해 지정된 레시피에 따라 기판(W)이 처리되도록 기판 처리 장치(1)를 제어한다. 제어 장치(3)는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그래밍되어 있다.
도 6은, 기판 처리 장치(1)에 의해 행해지는 기판(W)의 처리의 일례에 대해 설명하기 위한 공정도이다. 이하에서는, 도 2 및 도 6을 참조한다.
처리되는 기판(W)은, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼이다. 기판(W)의 표면은, 트랜지스터나 커패시터 등의 디바이스가 형성되는 디바이스 형성면에 상당한다. 기판(W)은, 패턴 형성면인 기판(W)의 표면에 패턴(P1)(도 7a 참조)이 형성된 기판(W)이어도 되고, 기판(W)의 표면에 패턴(P1)이 형성되어 있지 않은 기판(W)이어도 된다. 후자의 경우, 후술하는 약액 공급 공정에서 패턴(P1)이 형성되어도 된다.
기판 처리 장치(1)에 의해 기판(W)이 처리될 때는, 챔버(4) 내에 기판(W)을 반입하는 반입 공정(도 6의 단계 S1)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 상측 위치에 위치하고 있고, 모든 가드(24)가 하측 위치에 위치하고 있으며, 모든 스캔 노즐이 대기 위치에 위치하고 있는 상태에서, 센터 로봇(CR)(도 1a 참조)이, 기판(W)을 핸드(H1)로 지지하면서, 핸드(H1)를 챔버(4) 내에 진입시킨다. 그리고, 센터 로봇(CR)은, 기판(W)의 표면이 위로 향해진 상태에서 핸드(H1) 상의 기판(W)을 복수의 척 핀(11) 위에 둔다. 그 후, 복수의 척 핀(11)이 기판(W)의 외주면에 눌려, 당해 기판(W)이 파지된다. 센터 로봇(CR)은, 기판(W)을 스핀 척(10) 위에 둔 후, 핸드(H1)를 챔버(4)의 내부로부터 퇴피시킨다.
다음에, 상측 기체 밸브(64) 및 하측 기체 밸브(84)가 열려, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61) 및 스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)가 질소 가스의 토출을 개시한다. 이에 의해, 기판(W)과 차단 부재(51) 사이의 공간이 질소 가스로 채워진다. 마찬가지로, 기판(W)과 스핀 베이스(12) 사이의 공간이 질소 가스로 채워진다. 한편, 가드 승강 유닛(27)이 적어도 하나의 가드(24)를 하측 위치로부터 상측 위치로 상승시킨다. 그 후, 스핀 모터(14)가 구동되어, 기판(W)의 회전이 개시된다(도 6의 단계 S2). 이에 의해, 기판(W)이 액체 공급 속도로 회전한다.
다음에, 약액을 기판(W)의 상면에 공급하고, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 약액의 액막을 형성하는 약액 공급 공정(도 6의 단계 S3)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 상측 위치에 위치하고 있고, 적어도 하나의 가드(24)가 상측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 노즐 이동 유닛(34)이 약액 노즐(31)을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 약액 밸브(33)가 열리고, 약액 노즐(31)이 약액의 토출을 개시한다. 약액 밸브(33)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 약액 밸브(33)이 닫히고, 약액의 토출이 정지된다. 그 후, 노즐 이동 유닛(34)이, 약액 노즐(31)을 대기 위치로 이동시킨다.
약액 노즐(31)로부터 토출된 약액은, 액체 공급 속도로 회전하고 있는 기판(W)의 상면에 충돌한 후, 원심력에 의해 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, 약액이 기판(W)의 상면 전역에 공급되고, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 약액의 액막이 형성된다. 약액 노즐(31)이 약액을 토출하고 있을 때, 노즐 이동 유닛(34)은, 기판(W)의 상면에 대한 약액의 착액 위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액 위치를 이동시켜도 되고, 중앙부에서 착액 위치를 멈추게 해도 된다.
다음에, 린스액의 일례인 순수를 기판(W)의 상면에 공급하고, 기판(W) 상의 약액을 씻어내는 린스액 공급 공정(도 6의 단계 S4)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 상측 위치에 위치하고 있고, 적어도 하나의 가드(24)가 상측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 노즐 이동 유닛(38)이 린스액 노즐(35)을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 린스액 밸브(37)가 열리고, 린스액 노즐(35)이 린스액의 토출을 개시한다. 순수의 토출이 개시되기 전에, 가드 승강 유닛(27)은, 기판(W)으로부터 배출된 액체를 받아내는 가드(24)를 전환하기 위해서, 적어도 하나의 가드(24)를 연직으로 이동시켜도 된다. 린스액 밸브(37)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 린스액 밸브(37)가 닫히고, 린스액의 토출이 정지된다. 그 후, 노즐 이동 유닛(38)이, 린스액 노즐(35)을 대기 위치로 이동시킨다.
린스액 노즐(35)로부터 토출된 순수는, 액체 공급 속도로 회전하고 있는 기판(W)의 상면에 충돌한 후, 원심력에 의해 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판(W) 상의 약액은, 린스액 노즐(35)로부터 토출된 순수로 치환된다. 이에 의해, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 순수의 액막이 형성된다. 린스액 노즐(35)이 순수를 토출하고 있을 때, 노즐 이동 유닛(38)은, 기판(W)의 상면에 대한 순수의 착액 위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액 위치를 이동시켜도 되고, 중앙부에서 착액 위치를 멈추게 해도 된다.
다음에, 린스액 및 승화성 물질 함유액 양쪽 모두와 용합되는 치환액을 기판(W)의 상면에 공급하고, 기판(W) 상의 순수를 치환액으로 치환하는 치환액 공급 공정(도 6의 단계 S5)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 상측 위치에 위치하고 있고, 적어도 하나의 가드(24)가 상측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 노즐 이동 유닛(46)이 치환액 노즐(43)을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 치환액 밸브(45)가 열리고, 치환액 노즐(43)이 치환액의 토출을 개시한다. 치환액의 토출이 개시되기 전에, 가드 승강 유닛(27)은, 기판(W)으로부터 배출된 액체를 받아내는 가드(24)를 전환하기 위해서, 적어도 하나의 가드(24)를 연직으로 이동시켜도 된다. 치환액 밸브(45)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 치환액 밸브(45)가 닫히고, 치환액의 토출이 정지된다. 그 후, 노즐 이동 유닛(46)이, 치환액 노즐(43)을 대기 위치로 이동시킨다.
치환액 노즐(43)로부터 토출된 치환액은, 액체 공급 속도로 회전하고 있는 기판(W)의 상면에 충돌한 후, 원심력에 의해 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판(W) 상의 순수는, 치환액 노즐(43)로부터 토출된 치환액으로 치환된다. 이에 의해, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 치환액의 액막이 형성된다. 치환액 노즐(43)이 치환액을 토출하고 있을 때, 노즐 이동 유닛(46)은, 기판(W)의 상면에 대한 치환액의 착액 위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액 위치를 이동시켜도 되고, 중앙부에서 착액 위치를 멈추게 해도 된다. 또, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 치환액의 액막이 형성된 후, 치환액 노즐(43)로 하여금 치환액의 토출을 정지하게 하면서, 기판(W)을 패들 속도(예를 들면, 0을 초과하고 20rpm 이하의 속도)로 회전시켜도 된다.
다음에, 승화성 물질 함유액을 기판(W)의 상면에 공급하고, 승화성 물질 함유액의 액막을 기판(W) 상에 형성하는 승화성 물질 함유액 공급 공정(도 6의 단계 S6)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 상측 위치에 위치하고 있고, 적어도 하나의 가드(24)가 상측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 노즐 이동 유닛(42)이 승화성 물질 함유액 노즐(39)을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 승화성 물질 함유액 밸브(41)가 열리고, 승화성 물질 함유액 노즐(39)이 승화성 물질 함유액의 토출을 개시한다. 승화성 물질 함유액의 토출이 개시되기 전에, 가드 승강 유닛(27)은, 기판(W)으로부터 배출된 액체를 받아내는 가드(24)를 전환하기 위해서, 적어도 하나의 가드(24)를 연직으로 이동시켜도 된다. 승화성 물질 함유액 밸브(41)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 승화성 물질 함유액 밸브(41)가 닫히고, 승화성 물질 함유액의 토출이 정지된다. 그 후, 노즐 이동 유닛(42)이, 승화성 물질 함유액 노즐(39)을 대기 위치로 이동시킨다.
승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 토출된 승화성 물질 함유액은, 액체 공급 속도로 회전하고 있는 기판(W)의 상면에 충돌한 후, 원심력에 의해 기판(W)의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판(W) 상의 치환액은, 승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 토출된 승화성 물질 함유액으로 치환된다. 이에 의해, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 승화성 물질 함유액의 액막이 형성된다. 승화성 물질 함유액 노즐(39)이 승화성 물질 함유액을 토출하고 있을 때, 노즐 이동 유닛(42)은, 기판(W)의 상면에 대한 승화성 물질 함유액의 착액 위치가 중앙부와 외주부를 지나도록 착액 위치를 이동시켜도 되고, 중앙부에서 착액 위치를 멈추게 해도 된다.
다음에, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액의 일부를 제거하고, 기판(W)의 상면 전역이 승화성 물질 함유액의 액막으로 덮인 상태를 유지하면서, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액의 막두께(액막의 두께)를 감소시키는 막두께 감소 공정(도 6의 단계 S7)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 하측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 스핀 모터(14)가 기판(W)의 회전 속도를 막두께 감소 속도로 유지한다. 막두께 감소 속도는, 액체 공급 속도와 같아도 되고, 상이해도 된다. 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액은, 승화성 물질 함유액의 토출이 정지된 후에도, 원심력에 의해 기판(W)으로부터 외방으로 배출된다. 그 때문에, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액의 액막의 두께가 감소한다. 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액이 어느 정도 배출되면, 단위 시간당 기판(W)으로부터의 승화성 물질 함유액의 배출량이 0 또는 대체로 영으로 감소한다. 이에 의해, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액의 액막의 두께가 기판(W)의 회전 속도에 따른 값에서 안정된다.
다음에, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시키고, 승화성 물질을 포함하는 고화막(SF)(도 7b 참조)을 기판(W) 상에 형성하는 고화막 형성 공정(도 6의 단계 S8)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 하측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 스핀 모터(14)가 기판(W)의 회전 속도를 고화막 형성 속도로 유지한다. 고화막 형성 속도는, 액체 공급 속도와 같아도 되고, 상이해도 된다. 또한, 상측 기체 밸브(57)를 열고, 중심 노즐(55)로 하여금 질소 가스의 토출을 개시하게 한다. 상측 기체 밸브(57)를 여는 것에 더하여 또는 대신에, 유량 조정 밸브(65)의 개도를 변경하여, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)로부터 토출되는 질소 가스의 유량을 증가시켜도 된다.
고화막 형성 속도에 의한 기판(W)의 회전 등이 개시되면, 승화성 물질 함유액의 증발이 촉진되고, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액의 일부가 증발한다. 용매의 증기압이 용질에 상당하는 승화성 물질의 증기압보다 높으므로, 용매는, 승화성 물질의 증발 속도보다 큰 증발 속도로 증발한다. 따라서, 승화성 물질의 농도가 서서히 증가하면서, 승화성 물질 함유액의 막두께가 서서히 감소해간다. 승화성 물질 함유액의 응고점은, 승화성 물질의 농도의 상승에 수반하여 상승한다. 승화성 물질 함유액의 응고점이 승화성 물질 함유액의 온도와 일치하면, 승화성 물질 함유액의 응고가 시작되고, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 응고체에 상당하는 고화막(SF)이 형성된다.
다음에, 기판(W) 상의 고화막(SF)을 승화시켜, 기판(W)의 상면으로부터 제거하는 승화 공정(도 6의 단계 S9)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재(51)가 하측 위치에 위치하고 있는 상태에서, 스핀 모터(14)가 기판(W)의 회전 속도를 승화 속도로 유지한다. 승화 속도는, 액체 공급 속도와 같아도 되고, 상이해도 된다. 또한, 상측 기체 밸브(57)가 닫혀 있는 경우는, 상측 기체 밸브(57)를 열어, 중심 노즐(55)로 하여금 질소 가스의 토출을 개시하게 한다. 상측 기체 밸브(57)를 여는 것에 더하여 또는 대신에, 유량 조정 밸브(65)의 개도를 변경하여, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)로부터 토출되는 질소 가스의 유량을 증가시켜도 된다. 승화 속도에 의한 기판(W)의 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터(14)가 멈추고, 기판(W)의 회전이 정지된다(도 6의 단계 S10).
승화 속도에 의한 기판(W)의 회전 등이 개시되면, 기판(W) 상의 고화막(SF)의 승화가 시작되고, 승화성 물질을 포함하는 기체가, 기판(W) 상의 고화막(SF)으로부터 발생한다. 고화막(SF)으로부터 발생한 기체(승화성 물질을 포함하는 기체)는, 기판(W)과 차단 부재(51) 사이의 공간을 방사형으로 흐르고, 기판(W)의 상방으로부터 배출된다. 그리고, 승화가 시작되고 나서 어느 정도의 시간이 지나면, 모든 고화막(SF)이 기판(W)으로부터 제거된다.
다음에, 기판(W)을 챔버(4)로부터 반출하는 반출 공정(도 6의 단계 S11)이 행해진다.
구체적으로는, 차단 부재 승강 유닛(54)이 차단 부재(51)를 상측 위치까지 상승시키고, 가드 승강 유닛(27)이 모든 가드(24)를 하측 위치까지 하강시킨다. 또한, 상측 기체 밸브(64) 및 하측 기체 밸브(84)가 닫히고, 차단 부재(51)의 상측 중앙 개구(61)와 스핀 베이스(12)의 하측 중앙 개구(81)가 질소 가스의 토출을 정지한다. 그 후, 센터 로봇(CR)이, 핸드(H1)를 챔버(4) 내로 진입시킨다. 센터 로봇(CR)은, 복수의 척 핀(11)이 기판(W)의 파지를 해제한 후, 스핀 척(10) 상의 기판(W)을 핸드(H1)로 지지한다. 그 후, 센터 로봇(CR)은, 기판(W)을 핸드(H1)로 지지하면서, 핸드(H1)를 챔버(4)의 내부로부터 퇴피시킨다. 이에 의해, 처리 완료된 기판(W)이 챔버(4)로부터 반출된다.
도 7a~도 7f는, 도 6에 나타내는 기판(W)의 처리에 있어서, 승화성 물질 함유액을 기판(W)의 상면에 공급하고 나서, 고화막(SF)을 기판(W)의 상면으로부터 제거할 때까지의 동안에 발생하는 것으로 상정되는 현상에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
이하에서는, 패턴(P1)의 표면의 전역이 친수성이며, 친수기를 포함하는 승화성 물질과, 용매로서의 IPA가, 승화성 물질 함유액에 포함되는 경우에 대해 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 친수기를 포함하는 승화성 물질의 물에 대한 용해도는, 물에 대한 IPA의 용해도보다 큰 것으로 한다.
도 7a에 나타내는 바와 같이, 승화성 물질 함유액은, 기판(W)이 회전하고 있고, 기판(W)의 상면이 치환액의 액막으로 덮여 있는 상태에서 기판(W)의 상면에 공급된다. 이에 의해, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 치환액이 패턴(P1) 사이로부터 배출되고, 패턴(P1) 사이가 승화성 물질 함유액으로 채워진다. 도 7c는, 기판(W)의 상면에 공급된 승화성 물질 함유액 중에 있어서의 승화성 물질의 분포를 나타내고 있다. 도 7c에서는, 승화성 물질을 ○로 나타내고 있다.
IPA의 1개의 분자는, 친수기의 일례인 하이드록실기와, 소수기의 일례인 2개의 메틸기를 포함한다. 따라서, 패턴(P1)의 표면에 끌어당기는 인력이 IPA에 가해지는 한편, 패턴(P1)의 표면으로부터 멀어지게 하는 척력도 IPA에 가해진다. 또한, 친수기를 포함하는 승화성 물질은, IPA보다 패턴(P1)의 표면에 대한 친화성이 높다. 따라서, 승화성 물질에 비하면, IPA는, 패턴(P1)의 표면에 유지되기 어려운 것으로 생각할 수 있다.
도 7d에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면이 승화성 물질 함유액의 액막으로 덮인 후에는, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킨다. 용매가 증발하면, 승화성 물질의 농도가 높아진다. 승화성 물질 함유액의 응고점은, 승화성 물질의 농도의 상승에 수반하여 상승한다. 승화성 물질 함유액의 응고점이 승화성 물질 함유액의 온도와 일치하면, 도 7e에 나타내는 바와 같이, 승화성 물질 함유액의 응고가 시작되고, 기판(W)의 상면 전역을 덮는 응고체에 상당하는 고화막(SF)이 형성된다. 그 후, 도 7f에 나타내는 바와 같이, 고화막(SF)을 승화시켜, 기판(W)의 상면으로부터 제거한다.
고화막(SF)을 형성하고 있을 때, 승화성 물질 함유액의 액막의 벌크부(도 7c참조), 즉, 승화성 물질 함유액의 액막의 상면(액면)으로부터 패턴(P1)의 상면(Pu)까지의 범위에 위치하는 액체층으로부터 용매가 증발하고, 액막의 벌크부에 있어서의 승화성 물질의 농도가 상승한다. 패턴(P1) 사이에 있는 승화성 물질 함유액에 포함되는 IPA는, 액막의 벌크부로 이동하고, 승화성 물질 함유액의 상면으로부터 공기 중으로 방출된다. 이에 의해, 패턴(P1)의 상방뿐만 아니라, 패턴(P1) 사이에서도, 승화성 물질의 농도가 상승한다. 그 때문에, 도 7e에 나타내는 바와 같이, 고화막(SF)이 형성된 후에는, IPA의 액체가 패턴(P1) 사이로부터 배출되고, 인접하는 2개의 볼록형 패턴(P1) 사이가 고화막(SF)으로 채워지는 것으로 생각할 수 있다.
도 8a~도 8d는, 도 6에 나타내는 기판(W)의 처리에 있어서, 승화성 물질 함유액을 기판(W)의 상면에 공급하고 나서, 고화막(SF)을 기판(W)의 상면으로부터 제거할 때까지의 동안에 발생하는 것으로 상정되는 현상에 대해 설명하기 위한 기판(W)의 단면도이다.
이하에서는, 패턴(P1)의 표면의 전역이 친수성이며, 친수기를 포함하는 승화성 물질과, 용매로서의 메탄올이, 승화성 물질 함유액에 포함되는 경우에 대해 설명한다. 용매가 IPA가 아닌 메탄올인 것을 제외하고, 기판(W)의 처리 조건은, 도 7a~도 7f를 참조하여 설명한 기판(W)의 처리 조건과 같다. 이하의 설명에 있어서, 친수기를 포함하는 승화성 물질의 물에 대한 용해도는, 물에 대한 메탄올의 용해도보다 작은 것으로 한다.
도 7a~도 7f를 참조하여 설명한 기판(W)의 처리와 마찬가지로, 용매로서의 메탄올을 포함하는 승화성 물질 함유액은, 기판(W)이 회전하고 있고, 기판(W)의 상면이 치환액의 액막으로 덮여 있는 상태에서 기판(W)의 상면에 공급된다. 이에 의해, 치환액이 패턴(P1) 사이로부터 배출되고, 패턴(P1) 사이가 승화성 물질 함유액으로 채워진다. 도 8a는, 패턴(P1) 사이가, 승화성 물질 및 용매(메탄올)를 포함하는 승화성 물질 함유액으로 채워져 있는 상태를 나타내고 있다.
메탄올의 1개의 분자는, 친수기의 일례인 하이드록실기와, 소수기의 일례인 메틸기를 포함한다. 따라서, 패턴(P1)의 표면에 끌어당기는 인력이 메탄올에 가해지는 한편, 패턴(P1)의 표면으로부터 멀어지게 하는 척력도 메탄올에 가해진다. 그러나, IPA와 비교하면, 1개의 분자에 포함되는 메틸기의 수가 적다. 그 때문에, IPA와 비교하면, 메탄올은, 패턴(P1)의 표면에 유지되기 쉬운 것으로 생각할 수 있다. 또한, 친수기를 포함하는 승화성 물질은, 메탄올보다 패턴(P1)의 표면에 대한 친화성이 낮다. 따라서, 승화성 물질에 비하면, 메탄올은, 패턴(P1)의 표면에 유지되기 쉬운 것으로 생각할 수 있다.
고화막(SF)을 형성하고 있을 때, 패턴(P1) 사이에 있는 승화성 물질 함유액에 포함되는 메탄올은, 승화성 물질 함유액의 액막의 벌크부(도 8a 참조)로 이동하고, 승화성 물질 함유액의 상면으로부터 공기 중으로 방출된다. 그러나, 메탄올을 패턴(P1)의 표면에 유지하는 힘이 비교적 강하므로, 메탄올이 패턴(P1) 사이로부터 배출되기 어렵다. 그 때문에, 패턴(P1) 사이에 있는 승화성 물질 함유액에 있어서의 승화성 물질의 농도가 상승하기 어렵다. 이것이 원인으로, 액막의 벌크부가 고화막(SF)으로 변화한 후에, 메탄올이 패턴(P1) 사이에 남는 경우가 있는 것으로 생각할 수 있다. 도 8b는, 패턴(P1)의 상방에 고화막(SF)이 형성된 후에, 패턴(P1) 사이가 메탄올로 채워져 있는 예를 나타내고 있다.
도 8b에 나타내는 예의 경우, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 고화막(SF)을 승화시킨 후에도, 메탄올이 패턴(P1) 사이에 남는다. 패턴(P1) 사이에 남은 메탄올은, 증발에 의해 기판(W)으로부터 없어진다. 그러나, 메탄올이 기판(W)으로부터 없어질 때까지의 동안에, 메탄올의 액면(기체와 액체의 계면)이, 인접하는 2개의 볼록형 패턴(P1) 사이에 형성되고, 패턴(P1)을 도괴시키는 도괴력이 메탄올로부터 패턴(P1)으로 가해진다. 패턴(P1)의 강도가 낮으면 도 8d에 나타내는 바와 같이, 이러한 도괴력으로 패턴(P1) 도괴해버린다.
이와 같이, 패턴(P1)의 표면이 친수성이고, 용매의 친수성이 강하면, 고화막(SF)을 형성하고 있을 때에, 용매가 패턴(P1) 사이로부터 배출되지 않고 패턴(P1) 사이에 남아, 패턴(P1)을 도괴시키는 도괴력이 용매로부터 패턴(P1)으로 가해진다. 마찬가지로, 패턴(P1)의 표면이 소수성이고, 용매의 소수성이 강하면, 고화막(SF)을 형성하고 있을 때에, 용매가 패턴(P1) 사이로부터 배출되지 않고 패턴(P1) 사이에 남아, 패턴(P1)을 도괴시키는 도괴력이 용매로부터 패턴(P1)으로 가해진다. 따라서, 용매와 패턴(P1)의 친화성도 고려하여 용매를 선택하지 않으면, 패턴(P1)의 강도에 따라, 패턴(P1)의 도괴가 발생해버린다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 용질에 상당하는 승화성 물질과 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 패턴(P1)이 형성된 기판(W)의 표면에 공급한다. 그 후, 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킨다. 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 고화막(SF)이 기판(W)의 표면 상에 형성된다. 그 후, 기판(W) 상의 고화막(SF)을 액체를 거치지 않고 기체로 변화시킨다. 이에 의해, 고화막(SF)이 기판(W)의 표면으로부터 제거된다. 따라서, 스핀 드라이 등의 종래의 건조 방법에 비해, 패턴(P1)의 도괴율을 저하시킬 수 있다.
패턴(P1)의 표면이 친수성인 경우, 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함된다. 패턴(P1)의 표면이 친수성이고, 용매의 친수성이 높으면, 용매가 패턴(P1)의 표면에 유지되기 쉬우므로, 고화막(SF)을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴(P1) 사이에 남는다. 이 경우, 패턴(P1)을 도괴시키는 도괴력이, 용매로부터 패턴(P1)으로 가해진다. 친수성이 낮은 용매를 이용하면, 고화막(SF)을 형성한 후에 패턴(P1) 사이에 남는 용매를 0 또는 이에 근접한 값까지 줄일 수 있다.
패턴(P1)의 표면이 소수성인 경우는, 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 용매가 승화성 물질 함유액에 포함된다. 패턴(P1)의 표면이 소수성이고, 용매의 소수성이 높으면, 용매가 패턴(P1)의 표면에 유지되기 쉬우므로, 고화막(SF)을 형성한 후에도 많은 용매가 패턴(P1) 사이에 남는다. 이 경우, 패턴(P1)을 도괴시키는 도괴력이, 용매로부터 패턴(P1)으로 가해진다. 소수성이 낮은 용매를 이용하면, 고화막(SF)을 형성한 후에 패턴(P1) 사이에 남는 용매를 0 또는 이에 근접한 값까지 줄일 수 있다.
이와 같이, 패턴(P1)의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도, 승화성 물질 함유액에 포함되는 용매는, 승화성 물질 함유액에 포함되는 승화성 물질보다 패턴(P1)의 표면에 대한 친화성이 낮다. 따라서, 고화막(SF)을 형성한 후에 패턴(P1) 사이에 남는 용매를 줄일 수 있고, 고화막(SF)을 형성하고 있을 때나 형성한 후에 패턴(P1)에 가해지는 도괴력을 약하게 할 수 있다. 그 때문에, 패턴(P1)의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도 낮은 패턴(P1)의 도괴율로 기판(W)을 건조시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되는 경우, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)가 친수성이면, 패턴(P1)의 표면이 친수성인 것으로 간주한다. 친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되는 경우, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)가 소수성이면, 패턴(P1)의 표면이 소수성인 것으로 간주한다. 즉, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)의 성질에 의거하여, 패턴(P1)의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지를 판단한다.
인접하는 2개의 볼록형 패턴(P1) 사이에 액면(기체와 액체의 계면)이 형성되면, 표면 장력에 기인하는 도괴력이 패턴(P1)에 가해진다. 이 도괴력은, 패턴(P1)의 근본으로부터 액면까지의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 인접하는 2개의 볼록형 패턴(P1) 사이에 액면이 형성되어도, 패턴(P1)의 근본(하단)으로부터 액면까지의 거리가 짧으면, 패턴(P1)에 가해지는 도괴력은 약하다.
친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되어 있고, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)가 친수성일 때에, 패턴(P1)의 표면이 소수성인 것으로 간주하면, 고화막(SF)을 형성한 후에 용매의 액면이 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)에 형성되어, 큰 도괴력이 패턴(P1)에 가해질지도 모른다. 패턴(P1)의 표면이 친수성인 것으로 간주하면, 용매의 액면이 패턴(P1) 사이에 형성되어도, 용매의 액면은, 패턴(P1)의 근본 측에 배치된다. 이에 의해, 패턴(P1)의 근본으로부터 액면까지의 거리를 단축할 수 있다.
마찬가지의 이유에 의해, 친수부 및 소수부가 패턴(P1)의 표면에 포함되어 있고, 패턴(P1)의 측면(Ps)의 상단부(Px)가 소수성일 때에, 패턴(P1)의 표면이 소수성인 것으로 간주하면, 용매의 액면이 패턴(P1) 사이에 형성되어도, 패턴(P1)의 근본으로부터 액면까지의 거리를 단축할 수 있다. 이에 의해, 패턴(P1)에 가해지는 도괴력을 약하게 할 수 있어, 패턴(P1)의 도괴율을 저하시킬 수 있다.
다음에, 제2 실시 형태에 대해 설명한다.
제1 실시 형태에 대한 제2 실시 형태의 주된 차이점은, 승화성 물질 함유액이 기판(W)에 공급되기 직전에 승화성 물질 함유액이 제조되는 것이다.
이하의 도 9~도 10에 있어서, 도 1~도 8d에 나타내어진 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 달고 그 설명을 생략한다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 구비된 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)을 나타내는 모식도이다.
승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)은, 승화성 물질을 포함하는 액체를 저류하는 제1 원액 탱크(87A)와, 승화성 물질을 포함하는 액체를 저류하는 제2 원액 탱크(87B)를 포함한다. 제1 원액 탱크(87A) 내의 액체는, 친수기를 포함하는 승화성 물질을 포함한다. 제2 원액 탱크(87B) 내의 액체는, 소수기를 포함하는 승화성 물질을 포함한다. 제1 원액 탱크(87A) 내의 액체와 제2 원액 탱크(87B) 내의 액체는, 적어도 하나의 성분이 서로 상이하다. 제1 원액 탱크(87A) 내의 액체는, 승화성 물질의 융액이어도 된다. 승화성 물질의 농도가 높으면, 제1 원액 탱크(87A) 내의 액체는, 승화성 물질 및 용매를 포함하는 용액이어도 되고, 용매 이외의 물질과 승화성 물질을 포함하고 있어도 된다. 제2 원액 탱크(87B) 내의 액체에 대해서도 동일하다.
승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)은, 용매를 저류하는 제1 희석액 탱크(93A)와, 용매를 저류하는 제2 희석액 탱크(93B)를 포함한다. 제1 희석액 탱크(93A) 내의 용매와 제2 희석액 탱크(93B) 내의 용매는, 적어도 하나의 성분이 서로 상이하다. 제1 희석액 탱크(93A) 내의 용매는, 용매의 융액이어도 되고, 용매의 수용액이어도 되고, 물 이외의 물질과 용매를 포함하고 있어도 된다. 제2 희석액 탱크(93B) 내의 용매에 대해서도 동일하다. 제1 희석액 탱크(93A) 내의 용매와 제2 희석액 탱크(93B) 내의 용매는, 알코올이어도 된다.
제1 원액 탱크(87A) 내의 액체는, 펌프(89A)에 의해 순환 배관(88A)으로 보내지고, 순환 배관(88A)으로부터 제1 원액 탱크(87A)로 되돌아온다. 제2 원액 탱크(87B) 내의 액체는, 펌프(89B)에 의해 순환 배관(88B)으로 보내지고, 순환 배관(88B)으로부터 제2 원액 탱크(87B)로 되돌아온다. 순환 배관(88A)은, 개폐 밸브(91A)와 유량 조정 밸브(92A)가 개재된 개별 배관(90A)에 접속되어 있다. 순환 배관(88B)은, 개폐 밸브(91B)와 유량 조정 밸브(92B)가 개재된 개별 배관(90B)에 접속되어 있다. 개별 배관(90A) 및 개별 배관(90B)의 하류단은, 믹싱 밸브(100)를 통해 승화성 물질 함유액 배관(40)에 접속되어 있다.
제1 희석액 탱크(93A) 내의 용매는, 펌프(95A)에 의해 순환 배관(94A)으로 보내지고, 순환 배관(94A)으로부터 제1 희석액 탱크(93A)로 되돌아온다. 제2 희석액 탱크(93B) 내의 용매는, 펌프(95B)에 의해 순환 배관(94B)으로 보내지고, 순환 배관(94B)으로부터 제2 희석액 탱크(93B)로 되돌아온다. 순환 배관(94A)은, 개폐 밸브(97A)와 유량 조정 밸브(98A)가 개재된 개별 배관(96A)에 접속되어 있다. 순환 배관(94B)은, 개폐 밸브(97B)와 유량 조정 밸브(98B)가 개재된 개별 배관(96B)에 접속되어 있다. 개별 배관(96A) 및 개별 배관(96B)의 하류단은, 믹싱 밸브(100)를 통해 승화성 물질 함유액 배관(40)에 접속되어 있다.
믹싱 밸브(100)는, 개별 배관(90A), 개별 배관(90B), 개별 배관(96A), 및 개별 배관(96B)에 각각 접속된 개별 유로(101), 개별 유로(102), 개별 유로(103), 및 개별 유로(104)를 포함한다. 믹싱 밸브(100)는, 또한, 개별 유로(101)에서의 액체의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브(V1)와, 개별 유로(102)에서의 액체의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브(V2)와, 개별 유로(103)에서의 액체의 역류를 방지하는 제3 체크 밸브(V3)와, 개별 유로(104)에서의 액체의 역류를 방지하는 제4 체크 밸브(V4)와, 개별 유로(101), 개별 유로(102), 개별 유로(103), 및 개별 유로(104)의 하류단에 접속된 집합 유로(105)를 포함한다.
개폐 밸브(91A), 개폐 밸브(91B), 개폐 밸브(97A), 및 개폐 밸브(97B)의 개폐와, 유량 조정 밸브(92A), 유량 조정 밸브(92B), 유량 조정 밸브(98A), 및 유량 조정 밸브(98B)의 개도는, 제어 장치(3)에 의해 제어된다. 개폐 밸브(91A)가 열리면, 제1 원액 탱크(87A) 내의 승화성 물질을 포함하는 액체가, 유량 조정 밸브(92A)의 개도에 대응하는 유량으로 믹싱 밸브(100)에 공급된다. 개폐 밸브(91B), 개폐 밸브(97A), 및 개폐 밸브(97B) 각각이 열렸을 때도 동일하다.
개폐 밸브(91A) 및 개폐 밸브(91B) 중 적어도 한쪽과, 개폐 밸브(97A) 및 개폐 밸브(97B) 중 적어도 한쪽이 열리면, 승화성 물질을 포함하는 액체와 용매가 믹싱 밸브(100)에 공급되고, 믹싱 밸브(100)의 집합 유로(105) 내에서 혼합된다. 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 액체가 용매로 희석되고, 승화성 물질 함유액이 제조된다. 믹싱 밸브(100)로 제조된 승화성 물질 함유액은, 승화성 물질 함유액 배관(40)으로부터 승화성 물질 함유액 노즐(39)로 공급되고, 승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 기판(W)의 상면을 향해 토출된다.
패턴(P1)의 표면이 친수성인 경우, 친수기를 포함하는 승화성 물질과, 이 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 용매가, 믹싱 밸브(100) 내에서 혼합된다. 즉, 개폐 밸브(91A)와, 개폐 밸브(97A) 또는 개폐 밸브(97B)가, 제어 장치(3)에 의해 열린다. 패턴(P1)의 표면이 소수성인 경우는, 소수기를 포함하는 승화성 물질과, 이 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 용매가, 믹싱 밸브(100) 내에서 혼합된다. 즉, 개폐 밸브(91B)와, 개폐 밸브(97A) 또는 개폐 밸브(97B)가, 제어 장치(3)에 의해 열린다.
승화성 물질 함유액이 기판(W)에 공급될 때는, 개폐 밸브(91A) 및 개폐 밸브(91B) 중 적어도 한쪽과, 개폐 밸브(97A) 및 개폐 밸브(97B) 중 적어도 한쪽이 열린다. 열어야 할 복수의 밸브는, 레시피에서 지정되어 있어도 된다. 패턴(P1)의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지를 판단하기 위한 정보가 제어 장치(3)에 입력되는 경우는, 제어 장치(3)가, 열어야 할 복수의 밸브를 선택해도 된다. 이러한 정보에는, 예를 들면, 패턴(P1)의 표면의 재질을 나타내는 정보나, 승화성 물질 함유액이 공급되기 전에 기판(W)에 공급되는 액체의 종류를 나타내는 정보 등이 포함된다.
또한, 승화성 물질을 포함하는 액체가 승화성 물질 이외의 물질(예를 들면 용매)을 포함하는 경우, 개폐 밸브(91A) 및 개폐 밸브(91B) 중 적어도 한쪽과, 개폐 밸브(97A) 및 개폐 밸브(97B) 중 적어도 한쪽이 열리면, 승화성 물질을 포함하는 액체가 용매에 의해 희석된다. 이 경우, 승화성 물질 이외의 물질은, 희석용의 용매와 동일 명칭의 용매여도 되고, 희석용의 용매와는 상이한 물질이어도 된다. 후자의 경우, 승화성 물질을 포함하는 액체가 용매에 의해 희석되면, 승화성 물질 이외의 물질의 농도는, 이 물질이 기판(W)의 처리에 주는 영향을 무시할 수 있는 값까지 저하한다.
도 10은, 도 6에 나타내는 승화성 물질 함유액 공급 공정의 다른 예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 6에 나타내는 각 공정이 실행된다.
승화성 물질 함유액 공급 공정(도 6의 단계 S6)이 행해질 때는, 제어 장치(3)는, 승화성 물질 함유액 노즐(39)에 승화성 물질 함유액을 토출시켜야 하는지 여부를 판단한다(도 10의 단계 S21). 토출의 필요가 없는 경우(도 10의 단계 S21에서 No), 제어 장치(3)는, 소정 시간 경과 후에, 승화성 물질 함유액을 토출시켜야 하는지 여부를 다시 판단한다(도 10의 단계 S21로 되돌아온다).
승화성 물질 함유액을 토출시킬 필요가 있는 경우(도 10의 단계 S21에서 Yes), 제어 장치(3)는, 개폐 밸브(91A) 및 개폐 밸브(91B) 중 적어도 한쪽과, 개폐 밸브(97A) 및 개폐 밸브(97B) 중 적어도 한쪽을 연다(도 10의 단계 S22). 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 액체와 용매가 혼합되고, 승화성 물질 함유액이 믹싱 밸브(100) 내에서 제조된다. 그리고, 승화성 물질 함유액이 승화성 물질 함유액 노즐(39)로부터 토출된다.
승화성 물질 함유액의 토출이 개시된 후, 제어 장치(3)는, 소정 시간이 경과했는지 여부를 판단한다(도 10의 단계 S23). 소정 시간이 경과해 있지 않은 경우(도 10의 단계 S23에서 No), 제어 장치(3)는, 소정 시간이 경과했는지 여부를 다시 판단한다(도 10의 단계 S23으로 되돌아온다). 소정 시간이 경과해 있는 경우(도 10의 단계 S23에서 Yes), 제어 장치(3)는, 단계 S22에서 열린 복수의 밸브를 닫는다(도 10의 단계 S24). 이에 의해, 승화성 물질을 포함하는 액체와 용매의 혼합과, 승화성 물질 함유액의 토출이 정지된다.
다른 실시 형태
본 발명은, 상술한 실시 형태의 내용으로 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 제1 실시 형태에 있어서, 패턴(P1)의 표면이 친수성일 때에 기판(W)에 공급해야 할 친수용의 승화성 물질 함유액을 저류하는 친수용의 탱크와, 패턴(P1)의 표면이 소수성일 때에 기판(W)에 공급해야 할 소수용의 승화성 물질 함유액을 저류하는 소수용의 탱크를 설치해도 된다.
이 경우, 패턴(P1)의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것이어도, 적절한 승화성 물질 함유액을 기판(W)에 공급할 수 있고, 패턴(P1)의 도괴율을 저하시킬 수 있다. 친수용의 승화성 물질 함유액 및 소수용의 승화성 물질 함유액 중 어느 것을 기판(W)에 공급할지는, 레시피에서 지정되어 있어도 되고, 제어 장치(3)에 입력된 정보에 의거하여 제어 장치(3)가 선택해도 된다.
제1 실시 형태에 있어서, 원액 탱크(87)로부터 공급된 승화성 물질 함유액은, 승화성 물질 함유액 배관(40) 이외의 위치에서, 희석액 탱크(93)로부터 공급된 희석액과 서로 섞여도 된다. 예를 들면, 승화성 물질 함유액은, 승화성 물질 함유액 배관(40) 이외의 배관, 믹싱 밸브(100) 등의 밸브, 및 승화성 물질 함유액 노즐(39) 중 적어도 하나의 내부에서 희석액과 서로 섞여도 된다. 승화성 물질 함유액은, 기판(W)의 상면에서 희석액과 서로 섞여도 된다.
마찬가지로, 제2 실시 형태에 있어서, 제1 원액 탱크(87A) 및 제2 원액 탱크(87B) 중 적어도 한쪽으로부터 공급된, 승화성 물질을 포함하는 액체는, 믹싱 밸브(100) 이외의 위치에서, 제1 희석액 탱크(93A) 및 제2 희석액 탱크(93B) 중 적어도 한쪽으로부터 공급된 용매와 서로 섞여도 된다. 예를 들면, 승화성 물질을 포함하는 액체는, 믹싱 밸브(100) 이외의 밸브, 배관, 및 승화성 물질 함유액 노즐(39) 중 적어도 하나의 내부에서 용매와 서로 섞여도 된다. 승화성 물질을 포함하는 액체는, 기판(W)의 상면에서 용매와 서로 섞여도 된다. 승화성 물질의 고체를 캐비닛(CC) 내에서 용매에 용해시켜도 된다.
고화막(SF)은, 웨트 처리 유닛(2w)과는 상이한 처리 유닛(2)으로 제거되어도 된다. 고화막(SF)을 제거하는 처리 유닛(2)은, 기판 처리 장치(1)의 일부여도 되고, 기판 처리 장치(1)와는 상이한 기판 처리 장치의 일부여도 된다. 즉, 웨트 처리 유닛(2w)이 구비된 기판 처리 장치(1)와, 고화막(SF)을 제거하는 처리 유닛(2)이 구비된 기판 처리 장치가, 같은 기판 처리 시스템에 설치되어 있고, 고화막(SF)을 제거하기 전에, 기판 처리 장치(1)로부터 별도의 기판 처리 장치로 기판(W)을 반송해도 된다.
순수 등의 기판(W) 상의 린스액을 승화성 물질 함유액으로 치환할 수 있는 경우는, 기판(W) 상의 린스액을 치환액으로 치환하는 치환액 공급 공정을 행하지 않고, 승화성 물질 함유액 공급 공정을 행해도 된다.
차단 부재(51)는, 스핀 척(10)과 함께 회전축선(A1) 둘레로 회전해도 된다. 예를 들면, 차단 부재(51)가 기판(W)에 접촉하지 않도록 스핀 베이스(12) 상에 놓여져도 된다. 이 경우, 차단 부재(51)가 스핀 베이스(12)에 연결되므로, 차단 부재(51)는, 스핀 베이스(12)와 같은 방향으로 같은 속도로 회전한다.
차단 부재(51)가 생략되어도 된다. 단, 기판(W)의 하면에 순수 등의 액체를 공급하는 경우는, 차단 부재(51)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 기판(W)의 외주면을 타고 기판(W)의 하면으로부터 기판(W)의 상면으로 들어가는 액적이나, 처리 컵(21)으로부터 내측으로 튀어져나온 액적을 차단 부재(51)로 차단할 수 있어, 기판(W) 상의 승화성 물질 함유액에 혼입하는 액체를 줄일 수 있기 때문이다.
기판 처리 장치(1)는, 원판형상의 기판(W)을 처리하는 장치로 한정되지 않고, 다각형의 기판(W)을 처리하는 장치여도 된다.
상술한 모든 구성 중 2개 이상이 조합되어도 된다. 상술한 모든 공정 중 2개 이상이 조합되어도 된다.
제어 장치(3)는, 승화성 물질 선택 유닛 및 용매 선택 유닛의 일례이다. 승화성 물질 함유액 공급 유닛(99)은, 승화성 물질 함유액 공급 유닛의 일례이다. 스핀 척(10) 및 중심 노즐(55)은, 고화막 형성 유닛의 일례이다. 스핀 척(10) 및 중심 노즐(55)은, 승화 유닛의 일례이기도 하다. 승화성 물질 함유액 배관(40) 및 믹싱 밸브(100)는, 용해 유닛의 일례이다.
본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명해 왔는데, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 명백하게 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않으며, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.
1: 기판 처리 장치
3: 제어 장치(승화성 물질 선택 유닛, 용매 선택 유닛)
10: 스핀 척(고화막 형성 유닛, 승화 유닛)
40: 승화성 물질 함유액 배관(용해 유닛)
55: 중심 노즐(고화막 형성 유닛, 승화 유닛)
99: 승화성 물질 함유액 공급 유닛(승화성 물질 함유액 공급 유닛)
100: 믹싱 밸브(용해 유닛)
P1: 패턴
Ps: 패턴의 측면
Px: 패턴의 측면의 상단부
SF: 고화막
W: 기판

Claims (4)

  1. 패턴이 형성된 기판의 표면을 건조시킬 때에 상기 기판으로부터 제거되는 승화성 물질 함유액을 제조하는 방법으로서,
    상기 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지에 의거하여 승화성 물질을 선택하는 승화성 물질 선택 공정과,
    상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매를 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매를 선택하는 용매 선택 공정과,
    상기 용매 선택 공정에서 선택된 상기 용매에, 상기 승화성 물질 선택 공정에서 선택된 상기 승화성 물질을 용해시키는 용해 공정을 포함하는, 승화성 물질 함유액의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    친수부 및 소수부가 상기 패턴의 상기 표면에 포함되어 있고, 상기 패턴의 측면의 상단부가 친수성일 때는, 상기 승화성 물질 및 용매를 선택하기 전에, 상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 것으로 간주하고, 상기 친수부 및 소수부가 상기 패턴의 상기 표면에 포함되어 있고, 상기 패턴의 상기 측면의 상기 상단부가 소수성일 때는, 상기 승화성 물질 및 용매를 선택하기 전에, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 것으로 간주하는 성질 판단 공정을 추가로 포함하는, 승화성 물질 함유액의 제조 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 승화성 물질 함유액의 제조 방법에 의해 제조된 승화성 물질 함유액을 기판의 표면에 공급하는 승화성 물질 함유액 공급 공정과,
    상기 기판의 상기 표면 상의 상기 승화성 물질 함유액으로부터 용매를 증발시킴으로써, 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판의 상기 표면에 형성하는 고화막 형성 공정과,
    상기 고화막을 승화시킴으로써, 상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 고화막을 제거하는 승화 공정을 포함하는, 기판 건조 방법.
  4. 패턴이 형성된 기판의 표면을 건조시키는 기판 처리 장치로서,
    상기 패턴의 표면이 친수성 및 소수성 중 어느 것인지에 의거하여 승화성 물질을 선택하는 승화성 물질 선택 유닛과,
    상기 패턴의 상기 표면이 친수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 유닛에 의해 선택된 상기 승화성 물질보다 물에 대한 용해도가 작은 친수용의 용매를 선택하고, 상기 패턴의 상기 표면이 소수성인 경우, 상기 승화성 물질 선택 유닛에 의해 선택된 상기 승화성 물질보다 기름에 대한 용해도가 작은 소수용의 용매를 선택하는 용매 선택 유닛과,
    상기 용매 선택 유닛에 의해 선택된 상기 용매에, 상기 승화성 물질 선택 유닛에 의해 선택된 상기 승화성 물질을 용해시킴으로써, 상기 승화성 물질 및 용매를 포함하는 승화성 물질 함유액을 제조하는 용해 유닛과,
    상기 용해 유닛에 의해 제조된 상기 승화성 물질 함유액을 상기 기판의 상기 표면에 공급하는 승화성 물질 함유액 공급 유닛과,
    상기 기판의 상기 표면 상의 상기 승화성 물질 함유액으로부터 상기 용매를 증발시킴으로써, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판의 상기 표면에 형성하는 고화막 형성 유닛과,
    상기 고화막을 승화시킴으로써, 상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 고화막을 제거하는 승화 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11508569B2 (en) * 2019-08-21 2022-11-22 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Surface treatment compositions and methods
JP2023020501A (ja) * 2021-07-30 2023-02-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法及び基板処理装置
EP4421850A1 (en) * 2021-10-22 2024-08-28 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing method and substrate processing device
JP2023123996A (ja) * 2022-02-25 2023-09-06 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理液、基板処理方法および基板処理装置
JP2023136723A (ja) * 2022-03-17 2023-09-29 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法と処理液評価方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015106645A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP2015142069A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 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
JP2017175049A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法
JP2018139331A (ja) 2018-06-13 2018-09-06 東京エレクトロン株式会社 基板乾燥方法及び基板処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI584370B (zh) * 2013-08-27 2017-05-21 Tokyo Electron Ltd A substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a memory medium
JP7001423B2 (ja) * 2016-12-26 2022-01-19 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置及び基板処理方法
JP7030440B2 (ja) * 2017-07-27 2022-03-07 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法、基板処理液及び基板処理装置
JP7286359B2 (ja) 2018-06-22 2023-06-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法、基板処理装置、および乾燥前処理液

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015106645A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP2015142069A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 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
JP2017175049A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法
JP2018139331A (ja) 2018-06-13 2018-09-06 東京エレクトロン株式会社 基板乾燥方法及び基板処理装置

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