KR20230022233A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 방법은, 에칭 기능을 갖는 제 1 폴리머 및 고체 형성 기능을 갖는 제 2 폴리머를 함유하는 반고체상의 도포막을 기판의 표면에 형성하고, 상기 기판 상의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 에칭 공정과, 고체 형성 처리에 의해 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 경화시켜 상기 도포막을 고화막으로 변화시킴으로써, 상기 기판의 표층부의 에칭을 정지시키는 에칭 정지 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판, 그리고, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 및 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용의 기판 등의 기판이 포함된다.
기판의 표면을 에칭하는 에칭액으로서 불산이 사용된다 (하기 특허문헌 1 을 참조). 에칭액으로 기판을 처리한 후에는, DIW 등의 린스액에 의해 기판의 표면을 린스한다.
미국 특허출원 공개 제2012/260949호 명세서
이와 같은 에칭 처리에서는, 에칭액이나, 에칭액과 혼합된 린스액의 배액량이 많아, 환경 부하가 크다. 그래서, 이 발명의 하나의 목적은, 에칭 성분의 사용량을 저감 가능한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시형태는, 에칭 기능을 갖는 제 1 폴리머 및 고체 형성 기능을 갖는 제 2 폴리머를 함유하는 반고체상의 도포막을 기판의 표면에 형성하고, 상기 기판 상의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 에칭 공정과, 고체 형성 처리에 의해 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 경화시켜 상기 도포막을 고화막으로 변화시킴으로써, 상기 기판의 표층부의 에칭을 정지시키는 에칭 정지 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에는, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 함유하는 반고체상의 도포막이 형성된다. 기판 상의 도포막 중의 제 1 폴리머에 의해 기판의 표층부가 에칭된다. 고체 형성 처리에 의해 도포막 중의 제 2 폴리머가 고화된다. 이로써, 도포막이 고화막으로 변화한다. 제 1 폴리머는, 도포막 중보다 고화막 중에 있어서 확산되기 어렵다. 그 때문에, 도포막이 고화막으로 변화함으로써, 제 1 폴리머에 의한 기판의 표층부의 에칭이 정지된다.
이 방법과는 달리, 기판의 표면을 향하여 불산 등의 에칭액의 연속류를 계속 공급하면서 기판의 표층부를 에칭하는 수법에서는, 에칭액이 차례차례로 기판 외방으로 배출된다.
한편, 반고체상의 도포막의 유동성은, 연속류의 에칭액의 유동성보다 낮다. 그 때문에, 기판의 외방으로 배출되는 제 1 폴리머의 양, 즉, 에칭 성분의 소비량을 저감시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 에칭 공정이, 상기 제 1 폴리머 및 상기 제 2 폴리머를 함유하는 혼합액의 액막을 형성하고, 상기 혼합액의 액막 중의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 액막 에칭 공정과, 상기 혼합액의 액막으로부터 상기 도포막을 형성하고, 상기 도포막 중의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 도포막 에칭 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 도포막 중의 제 1 폴리머에 의한 기판의 표층부의 에칭 뿐만 아니라, 도포막의 베이스가 되는 혼합액의 액막 중의 제 1 폴리머에 의해서도 기판의 표층부가 에칭된다. 혼합액의 액막 중에 있어서 기판의 표면에 접촉하는 부분의 제 1 폴리머는, 기판의 표층부를 에칭함으로써 소실된다. 혼합액의 유동성은, 반고체상의 도포막의 유동성보다 높다. 그 때문에, 도포막에 의한 에칭과 비교하여, 기판의 표면 부근의 제 1 폴리머가 에칭에 의해 소실되었을 때, 액막 중의 제 1 폴리머는, 액막 중에 있어서 기판의 표면에 접촉하는 부분의 제 1 폴리머의 농도가 저감되지 않게 확산되기 쉽다. 그 때문에, 기판의 표면 부근의 제 1 폴리머의 농도의 저감을 억제할 수 있으므로, 기판의 표층부를 신속하게 에칭할 수 있다.
또, 혼합액의 액막이 기판의 표면에 형성된 상태에서 에칭이 실시되기 때문에, 기판의 표면을 향하여 불산 등의 에칭액의 연속류를 계속 공급하면서 기판의 표층부를 에칭하는 수법과 비교하여, 기판 외방으로 배출되는 제 1 폴리머의 양, 즉, 에칭 성분의 소비량을 저감시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 액막 에칭 공정이, 상기 기판의 표면에 대향하는 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 상기 혼합액을 토출하여 상기 혼합액의 액막을 형성하는 혼합액막 형성 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 미리 함유하는 혼합액이 기판의 표면에 공급된다. 기판의 표면 상에서 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 혼합할 필요가 없기 때문에, 도포막을 신속하게 형성할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 액막 에칭 공정이, 상기 제 1 폴리머를 함유하는 제 1 폴리머액 및 상기 제 2 폴리머를 함유하는 제 2 폴리머액을 상기 기판의 표면에 공급하여 상기 제 1 폴리머액 및 상기 제 2 폴리머액의 혼합액의 액막을 상기 기판의 표면에 형성하는 혼합액막 형성 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제 1 폴리머액과 제 2 폴리머액이 기판의 표면 상에서 혼합된다. 그 때문에, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 서로 반응하는 것인 경우에, 기판의 표면에 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머가 공급되기 전에 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 반응하는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 혼합액 형성 공정이, 상기 기판의 표면으로의 상기 제 1 폴리머액의 공급과 상기 기판의 표면으로의 상기 제 2 폴리머액의 공급을 동시에 실행하는 공정을 포함한다. 제 1 폴리머액의 공급과 제 2 폴리머액의 공급을 동시에 실행하는 경우, 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액을 기판의 표면에 순차적으로 공급하는 방법과 비교하여, 도포막의 형성에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 혼합액 형성 공정이, 상기 기판의 표면을 향하여 상기 제 1 폴리머액을 공급하는 제 1 폴리머액 공급 공정과, 상기 제 1 폴리머액 공급 공정 후, 상기 기판의 표면을 향하여 상기 제 2 폴리머액을 공급하여 상기 기판의 표면에 상기 혼합액을 형성하는 제 2 폴리머액 공급 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 제 2 폴리머액에 앞서 제 1 폴리머액이 기판의 표면에 공급된다. 그 때문에, 기판의 표면 상에는 제 2 폴리머액이 혼합되어 있지 않은 액막이 형성된다. 제 1 폴리머액 중의 제 1 폴리머의 농도는, 혼합액 중의 제 1 폴리머의 농도보다 높다. 그 때문에, 혼합액이 형성되기 전에, 고농도의 제 1 폴리머에 의해, 기판의 표층부를 신속하게 에칭할 수 있다.
또한, 에칭의 진행에 의해 제 1 폴리머가 어느 정도 소비된 후에, 제 1 폴리머액과 제 2 폴리머액이 기판의 표면 상에서 혼합된다. 그 때문에, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 서로 반응하는 것인 경우에, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머의 반응을 한층 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 고체 형성 처리가, 상기 도포막에 대한 가열 처리를 포함하고, 상기 제 2 폴리머가 열경화성 수지이다. 그 때문에, 도포막 중의 제 2 폴리머로서의 열경화성 수지가 가열에 의해 경화된다. 열경화성 수지의 경화에 의해 도포막이 고화막으로 변화한다. 열경화성 수지의 경화에 의해 고화막이 형성되기 때문에, 제 1 폴리머의 확산을 한층 억제할 수 있다. 따라서, 제 1 폴리머에 의한 기판의 표층부의 에칭을 한층 확실하게 정지시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 고체 형성 처리가, 상기 도포막에 대한 광 조사 처리를 포함하고, 상기 제 2 폴리머가 광경화성 수지이다. 그 때문에, 도포막 중의 제 2 폴리머로서의 광경화성 수지가 광의 조사에 의해 경화된다. 광경화성 수지의 경화에 의해 도포막이 고화막으로 변화한다. 광경화성 수지의 경화에 의해 고화막이 형성되기 때문에, 에칭 성분의 확산을 한층 억제할 수 있다. 따라서, 에칭 성분에 의한 기판의 표층부의 에칭을 한층 확실하게 정지시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 고화막에 표면에 박리액을 공급함으로써, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하여, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 고화막 제거 공정을 추가로 포함한다.
도포막 중의 제 1 폴리머를 사용하여 기판의 표층부를 에칭하는 경우, 기판의 표면에 에칭 잔류물이 부착되기 쉽다. 그래서, 고화막 제거 공정에 있어서, 고화막이, 박리액에 용해되어 기판의 표면으로부터 제거되는 것이 아니라, 기판의 표면으로부터 박리되어 제거되는 방법이면, 고화막이 에칭 잔류물을 유지한 채로 기판의 표면으로부터 박리된다. 그 결과, 고화막과 함께 에칭 잔류물을 기판의 표면으로부터 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 에칭 정지 공정에 있어서, 상기 제 2 폴리머보다 상기 박리액에 대한 용해성이 높은 용해 성분을 함유하는 상기 고화막이 형성된다. 그리고, 상기 고화막 제거 공정에 있어서 공급되는 상기 박리액에 의해, 상기 고화막 중의 상기 용해 성분이 용해된다.
이 방법에 의하면, 고화막 중에는 용해 성분이 함유된다. 고화막 중의 용해 성분은, 그 후에 기판의 표면에 공급되는 박리액에 의해 용해된다. 박리액으로 고화막 중의 용해 성분을 용해시킴으로써 고화막에 간극 (관통공) 이 형성된다. 그 때문에, 고화막 중에 형성된 관통공을 통하여 박리액을 고화막과 기판의 계면에 신속하게 도달시킬 수 있다. 박리액은, 기판과 고화막의 계면에 진입하여 기판의 표면으로부터 고화막을 박리한다. 이로써, 제 1 폴리머에 의한 에칭이 종료된 후에, 기판의 표면으로부터 고화막을 신속하게 박리할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 에칭 공정에 있어서, 상기 기판의 표층부가 에칭됨으로써 에칭 잔류물이 형성된다. 상기 에칭 정지 공정에 있어서 형성되는 상기 고화막에 의해 상기 에칭 잔류물이 유지된다. 그리고, 상기 고화막 제거 공정이, 상기 에칭 잔류물이 상기 고화막에 유지된 상태에서, 상기 고화막과 함께 상기 에칭 잔류물을 제거하는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표층부의 에칭에 의해 발생한 에칭 잔류물이, 고화막 제거 공정에 있어서, 고화막과 함께 기판의 표면으로부터 제거된다. 그 때문에, 고화막을 제거한 후에, 에칭 잔류물을 별도로 제거하기 위한 처리를 실시할 필요가 없다.
이 발명의 다른 실시형태는, 에칭 기능을 갖는 제 1 폴리머 및 고체 형성 기능을 갖는 제 2 폴리머를 함유하는 도포막을 기판의 표면에 형성하는 도포막 형성 유닛과, 상기 기판의 표면 상의 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 고화 또는 경화시켜 고화막을 형성하는 고체 형성 처리를 실시하는 고체 형성 유닛과, 상기 기판의 표면을 향하여 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과, 상기 도포막 형성 유닛, 상기 고체 형성 유닛 및 상기 박리액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 기판 처리 장치에 있어서, 상기 컨트롤러가, 상기 도포막 형성 유닛에 의해 기판의 표면에 도포막을 형성하고, 상기 도포막 중의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 에칭 공정과, 상기 고체 형성 유닛에 의한 상기 고체 형성 처리에 의해 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 경화시켜 상기 도포막을 고화막으로 변화시킴으로써, 상기 기판의 표층부의 에칭을 정지시키는 에칭 정지 공정과, 상기 고화막에 표면에 박리액을 공급함으로써, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하여, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 고화막 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
이 장치에 의하면, 상기 서술한 기판 처리 방법의 발명과 동일한 효과를 발휘한다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 이 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 레이아웃을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 는, 상기 기판 처리의 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5b 는, 상기 기판 처리의 도포막 형성 공정 (스텝 S3) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5c 는, 상기 기판 처리의 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5d 는, 상기 기판 처리의 고화막 제거 공정 (스텝 S5) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5e 는, 상기 기판 처리의 고화막 제거 공정 (스텝 S5) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5f 는, 상기 기판 처리의 린스 공정 (스텝 S6) 의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6a 는, 상기 기판 처리 중의 기판의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6b 는, 상기 기판 처리 중의 기판의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6c 는, 상기 기판 처리 중의 기판의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6d 는, 상기 기판 처리 중의 기판의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6e 는, 상기 기판 처리 중의 기판의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 8 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에 있어서의 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 제 1 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9a 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에 있어서의 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 제 2 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9b 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에 있어서의 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 제 2 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 11 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에 있어서의 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 12 는, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리의 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 중의 기판의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 13 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 14 는, 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛에 구비되는 광 조사 유닛의 제 1 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 15 는, 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛에 구비되는 광 조사 유닛의 제 2 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 16 은, 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
<제 1 실시형태>
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 레이아웃을 나타내는 모식적인 평면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은 원판상의 기판이다. 기판 (W) 으로는, 표면에 에칭 가능한 성분이 노출되어 있는 기판을 사용할 수 있다. 기판 (W) 으로는, 표면에 SiO2 (산화실리콘), TiN (질화티탄), Cu (구리), Ru (루테늄), Co (코발트), Mo (몰리브덴) 및 W (텅스텐) 중 적어도 어느 것이 노출되어 있는 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 기판 (W) 의 표면에는, 상기 서술한 물질 중, 1 종류의 물질만이 노출되어 있어도 되고, 상기 서술한 물질 중 복수의 물질이 노출되어 있어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 을 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 으로 처리되는 복수장의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 컨트롤러 (3) 를 포함한다.
반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 반송 로봇 (CR) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다. 상세하게는 후술하지만, 처리 유닛 (2) 내에서 기판 (W) 을 향하여 공급되는 유체에는, 혼합액, 제 1 폴리머액, 제 2 폴리머액, 박리액, 린스액 등이 포함된다.
각 처리 유닛 (2) 은, 챔버 (4) 와, 챔버 (4) 내에 배치된 처리 컵 (7) 을 구비하고 있고, 처리 컵 (7) 내에서 기판 (W) 에 대한 처리를 실행한다. 챔버 (4) 에는, 반송 로봇 (CR) 에 의해, 기판 (W) 을 반입하거나 기판 (W) 을 반출하거나 하기 위한 출입구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 챔버 (4) 에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (도시 생략) 이 구비되어 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 과, 히터 유닛 (6) 과, 제 1 이동 노즐 (9) 과, 제 2 이동 노즐 (10) 과, 제 3 이동 노즐 (11) 을 추가로 포함한다.
스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서, 회전축선 (A1) (연직축선) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 기판 유지 회전 유닛의 일례이다. 회전축선 (A1) 은, 기판 (W) 의 중앙부를 지나는 연직인 직선이다. 스핀 척 (5) 은, 복수의 척 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 와, 회전축 (22) 과, 스핀 모터 (23) 를 포함한다.
스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따른 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스 (21) 의 상면에는, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 파지하는 복수의 척 핀 (20) 이, 스핀 베이스 (21) 의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.
복수의 척 핀 (20) 은, 핀 개폐 유닛 (24) 에 의해 개폐된다. 복수의 척 핀 (20) 은, 핀 개폐 유닛 (24) 에 의해 폐쇄 상태로 됨으로써 기판 (W) 을 수평으로 유지 (협지) 한다. 복수의 척 핀 (20) 은, 핀 개폐 유닛 (24) 에 의해 개방 상태로 됨으로써 기판 (W) 을 해방한다. 복수의 척 핀 (20) 은, 개방 상태에 있어서, 기판 (W) 을 하방으로부터 지지한다.
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) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (22) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합되어 있다. 스핀 모터 (23) 는, 회전축 (22) 에 회전력을 부여한다. 스핀 모터 (23) 에 의해 회전축 (22) 이 회전됨으로써, 스핀 베이스 (21) 가 회전된다. 이로써, 기판 (W) 이 회전축선 (A1) 의 둘레로 회전된다. 스핀 모터 (23) 는, 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 기판 회전 유닛의 일례이다.
히터 유닛 (6) 은, 기판 (W) 의 전체를 가열하는 기판 가열 유닛의 일례이다. 히터 유닛 (6) 은, 원판상의 핫 플레이트의 형태를 가지고 있다. 히터 유닛 (6) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상면과 기판 (W) 의 하면 사이에 배치되어 있다. 히터 유닛 (6) 은, 기판 (W) 의 하면에 하방으로부터 대향하는 대향면 (6a) 을 갖는다.
히터 유닛 (6) 은, 플레이트 본체 (61) 및 히터 (62) 를 포함한다. 플레이트 본체 (61) 는, 평면에서 보았을 때, 기판 (W) 보다 약간 작다. 플레이트 본체 (61) 의 상면이 대향면 (6a) 을 구성하고 있다. 히터 (62) 는, 플레이트 본체 (61) 에 내장되어 있는 저항체여도 된다. 히터 (62) 에 통전함으로써, 대향면 (6a) 이 가열된다. 대향면 (6a) 은, 예를 들어, 195 ℃ 로 가열된다.
처리 유닛 (2) 은, 급전선 (63) 을 통하여 히터 (62) 에 전력을 공급하는 히터 통전 유닛 (64) 과, 히터 유닛 (6) 을 스핀 베이스 (21) 에 대해 상대적으로 승강시키는 히터 승강 유닛 (65) 을 포함한다. 히터 통전 유닛 (64) 은, 예를 들어, 전원이다. 히터 승강 유닛 (65) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 거기에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시 생략) 를 포함한다. 히터 승강 유닛 (65) 은, 히터 리프터라고도 한다.
히터 유닛 (6) 의 하면에는, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축 (66) 이 결합되어 있다. 승강축 (66) 은, 스핀 베이스 (21) 의 중앙부에 형성된 관통공 (21a) 과, 중공의 회전축 (22) 을 삽입 통과하고 있다. 승강축 (66) 내에는, 급전선 (63) 이 통과되어 있다.
히터 승강 유닛 (65) 은, 승강축 (66) 을 통하여 히터 유닛 (6) 을 승강시킨다. 히터 유닛 (6) 은, 히터 승강 유닛 (65) 에 의해 승강되고, 하위치 및 상위치에 위치할 수 있다. 히터 승강 유닛 (65) 은, 하위치 및 상위치 뿐만 아니라, 하위치 및 상위치 사이의 임의의 위치에 히터 유닛 (6) 을 배치하는 것이 가능하다.
히터 유닛 (6) 은, 상승할 때, 개방 상태의 복수의 척 핀 (20) 으로부터 기판 (W) 을 수취하는 것이 가능하다. 히터 유닛 (6) 은, 히터 승강 유닛 (65) 에 의해, 기판 (W) 의 하면에 접촉하는 위치, 또는 기판 (W) 의 하면에 근접하는 위치에 배치됨으로써, 기판 (W) 을 가열할 수 있다.
처리 컵 (7) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산하는 액체를 받아들이는 복수의 가드 (71) 와, 복수의 가드 (71) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아들이는 복수의 컵 (72) 과, 복수의 가드 (71) 및 복수의 컵 (72) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (73) 를 포함한다.
이 실시형태에서는, 2 개의 가드 (71) (제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B)) 와, 2 개의 컵 (72) (제 1 컵 (72A) 및 제 2 컵 (72B)) 이 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
제 1 컵 (72A) 및 제 2 컵 (72B) 의 각각은, 상향으로 개방된 환상 홈의 형태를 가지고 있다.
제 1 가드 (71A) 는, 스핀 베이스 (21) 를 둘러싸도록 배치되어 있다. 제 2 가드 (71B) 는, 제 1 가드 (71A) 보다 외측에서 스핀 베이스 (21) 를 둘러싸도록 배치되어 있다.
제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 는, 각각, 거의 원통 형상을 가지고 있다. 각 가드 (71) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 를 향하도록 내방으로 경사져 있다.
제 1 컵 (72A) 은, 제 1 가드 (71A) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아들인다. 제 2 컵 (72B) 은, 제 1 가드 (71A) 와 일체로 형성되어 있고, 제 2 가드 (71B) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아들인다.
처리 유닛 (2) 은, 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 를 따로따로 연직 방향으로 승강시키는 가드 승강 유닛 (74) 을 포함한다. 가드 승강 유닛 (74) 은, 하위치와 상위치 사이에서 제 1 가드 (71A) 를 승강시킨다. 가드 승강 유닛 (74) 은, 하위치와 상위치 사이에서 제 2 가드 (71B) 를 승강시킨다.
제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 가 모두 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 제 1 가드 (71A) 에 의해 받아진다. 제 1 가드 (71A) 가 하위치에 위치하고, 제 2 가드 (71B) 가 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 제 2 가드 (71B) 에 의해 받아진다. 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 가 모두 하위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 반입 및 반출을 위해서 반송 로봇 (CR) 이 스핀 척 (5) 에 액세스하는 것이 가능하다.
가드 승강 유닛 (74) 은, 예를 들어, 제 1 가드 (71A) 에 결합된 제 1 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 제 1 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 제 1 모터 (도시 생략) 와, 제 2 가드 (71B) 에 결합된 제 2 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 제 2 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 제 2 모터 (도시 생략) 를 포함한다. 가드 승강 유닛 (74) 은, 가드 리프터라고도 한다.
제 1 이동 노즐 (9) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 함유하는 혼합액을 공급 (토출) 하는 혼합액 노즐 (혼합액 공급 유닛) 의 일례이다.
제 1 이동 노즐 (9) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 1 이동 노즐 (9) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 제 1 이동 노즐 (9) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향한다.
제 1 이동 노즐 (9) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보았을 때, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 1 이동 노즐 (9) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 1 노즐 이동 유닛 (35) 은, 제 1 이동 노즐 (9) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시 생략) 과, 아암에 결합되어 연직 방향을 따라 연장되는 회동축 (回動軸) (도시 생략) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시 생략) 을 포함하고 있어도 된다.
회동축 구동 유닛은, 연직인 회동축선 둘레로 회동축을 회동시킴으로써 아암을 요동시킨다. 또한, 회동축 구동 유닛은, 회동축을 연직 방향을 따라 승강함으로써, 아암을 승강시킨다. 아암의 요동 및 승강에 따라, 제 1 이동 노즐 (9) 이 수평 방향 및 연직 방향으로 이동한다.
제 1 이동 노즐 (9) 은, 제 1 이동 노즐 (9) 에 혼합액을 안내하는 혼합액 배관 (40) 에 접속되어 있다. 혼합액 배관 (40) 에 개재 장착된 혼합액 밸브 (50) 가 개방되면, 혼합액이, 제 1 이동 노즐 (9) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 제 1 이동 노즐 (9) 이 중앙 위치에 위치할 때 혼합액 밸브 (50) 가 개방되면, 혼합액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
혼합액에는, 용질 및 용매가 함유되어 있다. 혼합액에 함유되는 용매는, 예를 들어, 유기 용제이다.
유기 용제로는, 이소프로판올 (IPA) 등의 알코올류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME), 프로필렌글리콜모노에틸에테르 (PGEE) 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL) 등의 락트산에스테르류, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 2-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류, γ-부티로락톤 등의 락톤류 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
혼합액에는, 용질로서, 제 1 폴리머, 제 2 폴리머 및 용해 성분이 함유되어 있다. 제 1 폴리머는, 기판 (W) 의 표층을 에칭할 수 있는 성분, 즉 에칭 기능을 갖는 성분이다. 제 1 폴리머는, 예를 들어, 카르복실산, 술폰산 등의 유기산 폴리머이다. 카르복실산으로는, 예를 들어, 하기 화학식 1 에 나타내는 폴리아크릴산을 들 수 있다. 술폰산으로는, 예를 들어, 하기 화학식 2 에 나타내는, 폴리스티렌술폰산을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
[화학식 2]
Figure pct00002
제 2 폴리머는, 가열이나 광 조사 등의 고체 형성 처리에 의해 고화 또는 경화되는 성분, 즉, 고체 형성 기능을 갖는 성분이다. 제 1 실시형태에서는, 제 2 폴리머는, 가열에 의해 경화되는 열경화성 수지이다. 열경화성 수지는, 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 중 적어도 1 개를 포함하고 있어도 된다.
용해 성분은, 후술하는 박리액에 대한 용해성이 제 2 폴리머보다 높은 물질이다. 용해 성분은, 예를 들어, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판이다. 용해 성분은, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판에 한정되지 않는다. 용해 성분의 상세한 것에 대해서 후술한다.
제 2 이동 노즐 (10) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여 암모니아수 등의 박리액을 연속류로 공급 (토출) 하는 박리액 노즐 (박리액 공급 유닛) 의 일례이다. 박리액은, 기판 (W) 상에 형성되어 있는 고화막을, 기판 (W) 의 상면으로부터 박리하기 위한 액체이다.
제 2 이동 노즐 (10) 은, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 2 이동 노즐 (10) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다.
제 2 이동 노즐 (10) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향한다. 제 2 이동 노즐 (10) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보았을 때, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 2 이동 노즐 (10) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 2 노즐 이동 유닛 (36) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 과 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 은, 제 2 이동 노즐 (10) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시 생략) 과, 아암에 결합되어 연직 방향을 따라 연장되는 회동축 (도시 생략) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시 생략) 을 포함하고 있어도 된다.
제 2 이동 노즐 (10) 은, 제 2 이동 노즐 (10) 에 박리액을 안내하는 박리액 배관 (41) 에 접속되어 있다. 박리액 배관 (41) 에 개재 장착된 박리액 밸브 (51) 가 개방되면, 박리액이, 제 2 이동 노즐 (10) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 제 2 이동 노즐 (10) 이 중앙 위치에 위치할 때 박리액 밸브 (51) 가 개방되면, 박리액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
제 2 이동 노즐 (10) 로부터 토출되는 박리액은, 고체 형성 성분보다 용해 성분을 용해시키기 쉬운 액체가 사용된다. 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 토출되는 박리액은, 예를 들어, 암모니아수 등의 알칼리성 수용액 (알칼리성 액체) 이다. 알칼리성 수용액의 구체예로서, 암모니아수, SC1 액 (ammonia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아과산화수소수 혼합액), TMAH (테트라메틸암모늄하이드로옥사이드) 수용액, 및 콜린 수용액, 그리고 이들 중 어느 조합을 들 수 있다. 박리액은, 알칼리성 액체에 한정되지 않고, 순수 (바람직하게는 DIW), 혹은, 중성 및 산성 중 어느 수용액 (비알칼리성 수용액) 이어도 된다.
제 3 이동 노즐 (11) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여 순수 등의 린스액을 연속류로 공급 (토출) 하는 린스액 노즐 (린스액 공급 유닛) 의 일례이다. 린스액은, 기판 (W) 의 표면에 부착된 액체를 씻어내는 액체이다.
제 3 이동 노즐 (11) 은, 제 3 노즐 이동 유닛 (37) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 3 이동 노즐 (11) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다.
제 3 이동 노즐 (11) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향한다. 제 3 이동 노즐 (11) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보았을 때, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 3 이동 노즐 (11) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 3 노즐 이동 유닛 (37) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 과 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 제 3 노즐 이동 유닛 (37) 은, 제 3 이동 노즐 (11) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시 생략) 과, 아암에 결합되어 연직 방향을 따라 연장되는 회동축 (도시 생략) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시 생략) 을 포함하고 있어도 된다.
제 3 이동 노즐 (11) 은, 제 3 이동 노즐 (11) 에 린스액을 안내하는 린스액 배관 (42) 에 접속되어 있다. 린스액 배관 (42) 에 개재 장착된 린스액 밸브 (52) 가 개방되면, 린스액이, 제 3 이동 노즐 (11) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 제 3 이동 노즐 (11) 이 중앙 위치에 위치할 때 린스액 밸브 (52) 가 개방되면, 린스액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
린스액으로는, DIW 등의 순수, 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.
박리액과 상용성을 갖는 것이면, 린스액으로서, IPA 등의 유기 용제를 사용하는 것도 가능하다. 상용성이란, 2 종류의 액체가 서로 녹아 서로 섞이는 성질을 말한다. 후술하는 기판 처리에서는, 기판 (W) 상의 린스액이 떨쳐짐으로써, 기판 (W) 의 상면이 건조되지만, 린스액이 저표면 장력 액체이면, 기판 (W) 의 상면이 건조될 때에 기판 (W) 의 상면에 작용하는 표면 장력을 저감시킬 수 있다.
저표면 장력 액체로서 기능하는 유기 용제로는, IPA, HFE (하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤, PGEE (프로필렌글리콜모노에틸에테르) 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 1 개를 포함하는 액 등을 들 수 있다.
저표면 장력 액체로서 기능하는 유기 용제는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, IPA 와 DIW 의 혼합액이어도 되고, IPA 와 HFE 의 혼합액이어도 된다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 컨트롤러 (3) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고, 소정의 제어 프로그램에 따라 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다.
구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (CPU) (3A) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함한다. 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (3A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러 (3) 는, 반송 로봇 (IR, CR), 스핀 모터 (23), 핀 개폐 유닛 (24), 제 1 노즐 이동 유닛 (35), 제 2 노즐 이동 유닛 (36), 제 3 노즐 이동 유닛 (37), 히터 통전 유닛 (64), 히터 승강 유닛 (65), 가드 승강 유닛 (74), 혼합액 밸브 (50), 박리액 밸브 (51), 및 린스액 밸브 (52) 를 제어하도록 프로그램되어 있다. 컨트롤러 (3) 에 의해 밸브가 제어됨으로써, 대응하는 노즐로부터의 처리 유체의 토출의 유무나, 대응하는 노즐로부터의 처리 유체의 토출 유량이 제어된다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4 는, 주로, 컨트롤러 (3) 가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 도 5a ∼ 도 5e 는, 기판 처리의 각 공정의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 공정 (스텝 S1), 혼합액 공급 공정 (스텝 S2), 도포막 형성 공정 (스텝 S3), 고화막 형성 공정 (스텝 S4), 고화막 제거 공정 (스텝 S5), 린스 공정 (스텝 S6), 스핀 드라이 공정 (스텝 S7) 및 기판 반출 공정 (스텝 S8) 이 이 차례로 실행된다.
이하에서는, 주로 도 2 및 도 4 를 참조한다. 도 5a ∼ 도 5e 에 대해서는 적절히 참조한다.
먼저, 미처리된 기판 (W) 은, 반송 로봇 (IR, CR) (도 1 참조) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 스핀 척 (5) 에 건네진다 (스텝 S1). 이로써, 기판 (W) 은, 스핀 척 (5) 에 의해 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정).
기판 (W) 의 반입시에는, 히터 유닛 (6) 은, 히터 (62) 가 통전된 상태에서, 기판 (W) 에 대한 가열이 실시되지 않는 비가열 위치에 배치되어 있다. 비가열 위치는, 예를 들어, 하위치이다. 히터 유닛 (6) 은, 이 기판 처리와는 달리, 히터 통전 유닛 (64) 의 통전의 유무에 의해, 기판 (W) 의 가열과, 가열의 정지를 전환해도 된다.
스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 유지는, 스핀 드라이 공정 (스텝 S7) 이 종료될 때까지 계속된다. 기판 유지 공정이 개시되고 나서 스핀 드라이 공정 (스텝 S7) 이 종료될 때까지의 동안, 가드 승강 유닛 (74) 은, 적어도 하나의 가드 (71) 가 상위치에 위치하도록, 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 의 높이 위치를 조정한다. 기판 (W) 이 스핀 척 (5) 에 유지된 상태에서, 스핀 모터 (23) 가, 스핀 베이스 (21) 를 회전시킨다. 이로써, 수평으로 유지된 기판 (W) 의 회전이 개시된다 (기판 회전 공정).
다음으로, 반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 밖으로 퇴피한 후, 기판 (W) 의 상면에 혼합액을 공급하는 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 이, 제 1 이동 노즐 (9) 을 처리 위치로 이동시킨다. 제 1 이동 노즐 (9) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
제 1 이동 노즐 (9) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 혼합액 밸브 (50) 가 개방된다. 이로써, 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 혼합액이 공급 (토출) 된다 (혼합액 공급 공정, 혼합액 토출 공정). 기판 (W) 의 상면에 공급된 혼합액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면의 전체에 퍼져 기판 (W) 의 상면의 전체에 혼합액의 액막 (101) 이 형성된다 (혼합액막 형성 공정). 혼합액의 액막 (101) 중의 제 1 폴리머 (유기산 폴리머) 에 의해 기판 (W) 의 표층부가 에칭된다 (에칭 공정, 액막 에칭 공정).
제 1 이동 노즐 (9) 로부터의 혼합액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2 초 ∼ 4 초 동안 계속된다. 혼합액 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 혼합액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ∼ 1500 rpm 으로 회전된다. 기판 (W) 의 상면에 도포되는 혼합액의 양은 2 cc 정도이다.
혼합액 회전 속도는, 혼합액이 기판 (W) 의 외방으로 비산하지 않을 정도의 속도인 것이 바람직하고, 혼합액의 액막 (101) 이 기판 (W) 상에서 패들 상태가 되는 것이 바람직하다. 패들 상태란, 기판 (W) 의 상면이 액막 (101) 으로 덮여 있고, 또한, 기판 (W) 이 회전 방향으로 정지되어 있는 상태 또는 저회전 속도 (50 rpm 이하) 로 회전하고 있는 상태를 의미한다.
다음으로, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 상의 혼합액으로부터 용매를 증발시켜 도포막 (102) 을 형성하는 도포막 형성 공정 (스텝 S3) 이 실행된다.
구체적으로는, 혼합액 밸브 (50) 가 폐쇄된다. 그리고, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 에 의해 제 1 이동 노즐 (9) 이 홈 위치로 이동된다.
기판 (W) 의 회전에서 기인하는 원심력은, 기판 (W) 상의 혼합액 뿐만 아니라, 액막 (101) 에 접하는 기체에도 작용한다. 그 때문에, 원심력의 작용에 의해, 당해 기체가 기판 (W) 의 중심측으로부터 둘레 가장자리측을 향하는 기류가 형성된다. 이 기류에 의해, 액막 (101) 에 접하는 기체 상태의 용매가 기판 (W) 에 접하는 분위기로부터 배제된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 혼합액으로부터의 용매의 증발 (휘발) 이 촉진되어, 반고체상의 도포막 (102) 이 형성된다 (도포막 형성 공정). 반고체상이란, 고체 성분과 액체 성분이 혼합된 상태이다. 제 1 이동 노즐 (9) 및 스핀 모터 (23) 는, 도포막 형성 유닛의 일례이다.
도포막 (102) 중의 제 1 폴리머 (유기산 폴리머) 에 의해 기판 (W) 의 표층부가 에칭된다 (에칭 공정). 도포막 (102) 은, 액막 (101) 과 비교하여 점도가 높다. 도포막 형성 공정에 있어서, 스핀 모터 (23) 는, 혼합액 중의 용매를 증발시키는 증발 유닛 (증발 촉진 유닛) 으로서 기능한다.
도포막 형성 공정 (스텝 S3) 은, 예를 들어, 30 초간 계속된다. 도포막 형성 공정 (스텝 S3) 에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 도포막 형성 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
다음으로, 기판 (W) 상의 도포막 (102) 을 경화시킴으로써 고화막 (100) 을 형성하는 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 이 실행된다.
구체적으로는, 히터 승강 유닛 (65) 이, 히터 유닛 (6) 을 가열 위치에 배치한다. 가열 위치는, 예를 들어, 기판 (W) 의 하면으로부터 이간된 위치에서 기판 (W) 을 가열하는 이격 가열 위치이다. 이로써, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, 히터 유닛 (6) 에 의해, 기판 (W) 을 통하여 도포막 (102) 이 가열된다 (도포막 가열 공정).
도포막 (102) 에 대한 가열에 의해, 도포막 (102) 중의 제 2 폴리머 (열경화성 수지) 가 경화된다. 제 2 폴리머의 경화에 의해 고화막 (100) 이 형성된다(고화막 형성 공정). 가열에 의해 도포막 (102) 중의 제 2 폴리머를 경화시켜 도포막 (102) 을 고화막 (100) 으로 변화시킴으로써, 기판 (W) 의 표층부의 에칭이 정지된다 (에칭 정지 공정). 가열에 의해 고화막 (100) 이 형성되기 때문에, 가열은, 고체 형성 처리의 일례이다. 히터 유닛 (6) 은, 고체 형성 유닛의 일례이다.
도포막 (102) 의 가열은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 계속된다. 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 고화막 형성 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
다음으로, 도 5d 및 도 5e 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면에 박리액을 공급하여, 기판 (W) 의 상면으로부터 고화막 (100) 을 박리하여 제거하는 고화막 제거 공정 (스텝 S5) 이 실행된다.
구체적으로는, 히터 승강 유닛 (65) 이, 히터 유닛 (6) 을 비가열 위치로 이동시킨다. 그리고, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 이 제 2 이동 노즐 (10) 을 처리 위치로 이동시킨다. 제 2 이동 노즐 (10) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
제 2 이동 노즐 (10) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 박리액 밸브 (51) 가 개방된다. 이로써, 도 5d 에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 박리액이 공급 (토출) 된다 (박리액 공급 공정, 박리액 토출 공정). 기판 (W) 의 상면에 공급된 박리액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 전체에 퍼진다. 기판 (W) 의 상면에 공급된 박리액은, 고화막 (100) 중의 용해 성분을 용해시키면서 기판 (W) 의 상면과 고화막 (100) 의 계면에 도달하고, 고화막 (100) 과 기판 (W) 의 상면 사이에 진입한다. 도 5e 에 나타내는 바와 같이, 박리액의 공급을 계속함으로써, 기판 (W) 의 상면으로부터 고화막 (100) 이 박리되어, 제거된다 (고화막 제거 공정).
박리액의 공급은, 예를 들어, 30 초간 계속된다. 고화막 제거 공정 (스텝 S5) 에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제거 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
다음으로, 도 5f 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면으로부터 박리액을 씻어내는 린스 공정 (스텝 S6) 이 실행된다. 구체적으로는, 박리액 밸브 (51) 가 폐쇄되고, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 이 제 2 이동 노즐 (10) 을 퇴피 위치로 이동시킨다. 그리고, 제 3 노즐 이동 유닛 (37) 이, 제 3 이동 노즐 (11) 을 처리 위치로 이동시킨다. 제 3 이동 노즐 (11) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
그리고, 제 3 이동 노즐 (11) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 린스액 밸브 (52) 가 개방된다. 이로써, 도 5f 에 나타내는 바와 같이, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 제 3 이동 노즐 (11) 로부터 린스액이 공급 (토출) 된다 (린스액 공급 공정, 린스액 토출 공정). 기판 (W) 의 상면에 공급된 린스액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면의 전체에 퍼진다. 이로써, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있던 박리액이, 린스액과 함께 기판 (W) 밖으로 배출되어, 린스액으로 치환된다 (린스 공정, 박리액 배출 공정).
기판 (W) 의 상면 및 하면으로의 린스액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초간 계속된다. 린스 공정 (스텝 S6) 에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 린스 회전 속도, 예를 들어, 800 rpm 으로 회전된다.
다음으로, 기판 (W) 을 고속 회전시켜 기판 (W) 의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (스텝 S7) 이 실행된다. 구체적으로는, 린스액 밸브 (52) 가 폐쇄된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면으로의 린스액의 공급이 정지된다.
그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 가속하여, 기판 (W) 을 고속 회전시킨다. 스핀 드라이 공정에 있어서의 기판 (W) 은, 건조 속도, 예를 들어, 1500 rpm 으로 회전된다. 스핀 드라이 공정은, 소정 시간, 예를 들어, 30 초 동안 실행된다. 그에 따라, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 린스액에 작용하여, 기판 (W) 상의 린스액이 기판 (W) 의 주위에 떨쳐진다.
그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 가드 승강 유닛 (74) 이 제 1 가드 (71A) 및 제 2 가드 (71B) 를 하위치로 이동시킨다.
반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하여, 스핀 척 (5) 의 척 핀 (20) 으로부터 처리 완료된 기판 (W) 을 건져 내어, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (스텝 S8). 그 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 건네지고, 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
다음으로, 도 6a ∼ 도 6e 를 사용하여, 기판 처리 중의 기판 (W) 의 표면 부근의 모습을 상세하게 설명한다. 도 6a ∼ 도 6e 는, 기판 처리 중의 기판 (W) 의 표면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도포막 형성 공정 (스텝 S3) 에 있어서 형성된 도포막 (102) 은, 제 1 폴리머 (유기산 폴리머), 제 2 폴리머 (열경화성 수지) 및 용해 성분을 함유하고 있다. 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머에 의해, 기판 (W) 의 표층부 (150) 가 에칭된다 (에칭 공정). 기판 (W) 의 표층부 (150) 란, 기판 (W) 의 표면 근방의 부분을 말한다.
도포막 (102) 에 있어서 기판 (W) 의 상면 (151) 에 접촉하는 부분의 제 1 폴리머는, 기판 (W) 의 표층부 (150) 를 에칭함으로써 소실된다. 그 때문에, 도포막 (102) 에 있어서 기판 (W) 의 상면 (151) 에 접촉하는 부분의 제 1 폴리머의 농도가 저감되지 않게, 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머가 기판 (W) 의 상면 (151) 측으로 이동한다. 그 때문에, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표층부 (150) 의 에칭이 서서히 진행되어, 기판 (W) 의 상면 (151) 이 기판 (W) 의 하면측으로 후퇴한다. 기판 (W) 의 표층부 (150) 가 에칭됨으로써 에칭 잔류물 (104) 이 형성된다.
그리고, 기판 (W) 을 통하여, 도포막 (102) 이 가열됨으로써, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 도포막 (102) 이 고화막 (100) 으로 변화한다. 고화막 (100) 에는, 고체 상태의 제 1 폴리머, 제 2 폴리머 및 용해 성분이 포함되어 있다. 고체 상태의 제 1 폴리머를 제 1 폴리머 고체 (110) 라고 한다. 고체 상태의 제 2 폴리머를 제 2 폴리머 고체 (111) 라고 한다. 고체 상태의 용해 성분을 용해 성분 고체 (112) 라고 한다. 고화막 (100) (특히, 제 2 폴리머 고체 (111)) 은, 에칭 공정에 의해 형성된 에칭 잔류물 (104) 을 유지한다.
다음으로, 도 6d 를 참조하여, 박리액에 의해, 용해 성분 고체 (112) 가 선택적으로 용해된다. 즉, 고화막 (100) 이 부분적으로 용해된다 (용해 공정, 부분 용해 공정).
「고체 상태의 용해 성분 고체 (112) 가 선택적으로 용해된다」 란, 고체 상태의 용해 성분 고체 (112) 만이 용해된다는 의미는 아니다. 「고체 상태의 용해 성분 고체 (112) 가 선택적으로 용해된다」 란, 고체 상태의 제 2 폴리머 고체 (111) 도 약간 용해되지만, 대부분의 고체 상태의 용해 성분 고체 (112) 가 용해된다는 의미이다.
용해 성분 고체 (112) 의 선택적인 용해를 계기로 하여, 고화막 (100) 에 있어서 용해 성분 고체 (112) 가 편재되어 있는 부분에 관통공 (106) 이 형성된다 (관통공 형성 공정).
용해 성분 고체 (112) 가 편재되어 있는 부분에는, 용해 성분 고체 (112) 만이 존재하는 것이 아니라, 제 2 폴리머 고체 (111) 도 존재한다. 박리액이 용해 성분 고체 (112) 뿐만 아니라 용해 성분 고체 (112) 의 주위의 제 2 폴리머 고체 (111) 도 용해시키기 때문에, 관통공 (106) 의 형성이 촉진된다.
관통공 (106) 은, 평면에서 보았을 때, 예를 들어, 직경 수 ㎚ 의 크기이다. 관통공 (106) 은, 관측 가능할 정도로 명확하게 형성되어 있을 필요는 없다. 즉, 관통공 (106) 은, 고화막 (100) 의 상면으로부터 기판의 상면 (151) 까지 박리액을 이동시키는 경로가 고화막 (100) 에 형성되어 있으면 되고, 그 경로가 전체적으로 고화막 (100) 을 관통하고 있으면 된다.
여기서, 고화막 (100) 중에 용매가 적당히 잔류하고 있는 경우에는, 박리액은, 고화막 (100) 에 잔류하고 있는 용매에 녹아들면서 고화막 (100) 을 부분적으로 용해시킨다. 상세하게는, 박리액이 고화막 (100) 중에 잔류하고 있는 용매에 녹아들면서 고화막 (100) 중의 용해 성분 고체 (112) 를 용해시켜 관통공 (106) 을 형성한다. 그 때문에, 고화막 (100) 내에 박리액이 진입하기 쉽다 (용해 진입 공정).
기판 (W) 의 상면 (151) 에 도달한 박리액은, 고화막 (100) 과 기판 (W) 의 계면에 작용하여 고화막 (100) 을 박리하고, 박리된 고화막 (100) 을 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 배제한다 (박리 배제 공정).
상세하게는, 박리액에 대한 제 2 폴리머 고체 (111) 의 용해성은, 박리액에 대한 용해 성분 고체 (112) 보다 낮고, 대부분의 제 2 폴리머 고체 (111) 는 고체 상태로 유지된다. 그 때문에, 제 2 폴리머 고체 (111) 는, 박리액에 의해 그 표면 부근이 약간 용해될 뿐이다. 그 때문에, 관통공 (106) 을 통하여 기판 (W) 의 상면 (151) 부근까지 도달한 박리액은, 제 2 폴리머 고체 (111) 에 있어서 기판 (W) 의 상면 (151) 부근의 부분을 약간 용해시킨다. 이로써, 도 6d 의 확대도에 나타내는 바와 같이, 박리액이, 기판 (W) 의 상면 (151) 부근의 고체 상태의 제 2 폴리머 고체 (111) 를 서서히 용해시키면서, 고화막 (100) 과 기판 (W) 의 상면 (151) 사이의 간극 (G) 에 진입해 간다 (박리액 진입 공정).
그리고, 예를 들어, 관통공 (106) 의 둘레 가장자리를 기점으로 하여 고화막 (100) 에 균열 (크랙) 이 형성된다. 그 때문에, 용해 성분 고체 (112) 는, 크랙 발생 성분이라고도 일컬어진다. 고화막 (100) 은, 균열의 형성에 의해 분열되어, 막편 (108) 이 된다. 도 6e 에 나타내는 바와 같이, 고화막 (100) 의 막편 (108) 은, 에칭 잔류물 (104) 을 유지하고 있는 상태에서 기판 (W) 으로부터 박리된다 (고화막 분열 공정, 고화막 박리 공정).
그리고, 박리액의 공급을 계속함으로써, 막편 (108) 이 된 고화막 (100) 이, 에칭 잔류물 (104) 을 유지하고 있는 상태에서, 박리액에 의해 씻겨 나간다. 바꾸어 말하면, 에칭 잔류물 (104) 을 유지하는 막편 (108) 이 기판 (W) 밖으로 압출되어 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 배제된다 (고화막 배제 공정, 에칭 잔류물 배제 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면 (151) 을 양호하게 세정할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 이하의 효과를 발휘한다.
제 1 실시형태에 의하면, 기판 (W) 의 상면 (151) 에는, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 함유하는 반고체상의 도포막 (102) 이 형성된다. 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머에 의해 기판 (W) 의 표층부 (150) 가 에칭된다. 가열 처리 (고체 형성 처리) 에 의해 도포막 (102) 중의 제 2 폴리머가 고화된다. 이로써, 도포막 (102) 이 고화막 (100) 으로 변화한다. 제 1 폴리머는, 도포막 (102) 중보다 고화막 (100) 중에 있어서 확산되기 어렵다. 그 때문에, 도포막 (102) 이 고화막 (100) 으로 변화함으로써, 제 1 폴리머에 의한 기판 (W) 의 표층부 (150) 의 에칭이 정지된다.
이 방법과는 달리, 기판 (W) 의 상면 (151) 을 향하여 불산 등의 에칭액의 연속류를 계속 공급하면서 기판 (W) 의 표층부 (150) 를 에칭하는 수법에서는, 에칭액이 차례차례로 기판 (W) 의 외방으로 배출된다.
한편, 반고체상의 도포막 (102) 의 유동성은, 연속류의 에칭액의 유동성보다 낮다. 그 때문에, 기판 (W) 외방으로 배출되는 혼합액의 양을 저감시킬 수 있다. 따라서, 제 1 폴리머의 소비량, 즉, 에칭 성분의 소비량을 저감시킬 수 있다.
도포막 (102) 중의 제 1 폴리머를 사용하여 기판 (W) 의 표층부 (150) 를 에칭하는 경우, 기판 (W) 의 상면 (151) 에 에칭 잔류물 (104) 이 부착되기 쉽다. 제 1 실시형태에 관련된 방법에서는, 고화막 제거 공정에 있어서, 고화막 (100) 은, 박리액에 용해되어 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 제거되는 것이 아니라, 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 박리되어 제거된다. 그 때문에, 고화막 (100) 이 에칭 잔류물 (104) 을 유지한 채로 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 박리된다. 그 결과, 고화막 (100) 과 함께 에칭 잔류물 (104) 을 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 제거할 수 있다.
또 제 1 실시형태에 의하면, 에칭 공정이, 액막 에칭 공정 및 도포막 에칭 공정을 포함한다. 그 때문에, 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머에 의한 기판 (W) 의 표층부 (150) 의 에칭 뿐만 아니라, 도포막 (102) 의 베이스가 되는 혼합액의 액막 (101) 중의 제 1 폴리머에 의해서도 기판 (W) 의 표층부 (150) 가 에칭된다. 혼합액의 액막 (101) 중에 있어서 기판 (W) 의 상면 (151) 에 접촉하는 부분의 제 1 폴리머는, 기판 (W) 의 표층부 (150) 를 에칭함으로써 소실된다. 혼합액의 유동성은, 반고체상의 도포막 (102) 의 유동성보다 높다.
그 때문에, 도포막 (102) 에 의한 에칭과 비교하여, 기판 (W) 의 상면 (151) 부근의 제 1 폴리머가 에칭에 의해 소실되었을 때, 혼합액의 액막 (101) 중의 제 1 폴리머는, 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머보다 신속하게 확산되기 쉽다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 (151) 부근의 제 1 폴리머의 농도의 저감을 억제할 수 있으므로, 기판 (W) 의 표층부 (150) 가 신속하게 에칭된다.
또, 혼합액의 액막 (101) 이 기판 (W) 의 상면에 형성된 상태에서 에칭이 실시되기 때문에, 기판 (W) 의 상면 (151) 을 향하여 불산 등의 에칭액의 연속류를 계속 공급하면서 기판 (W) 의 표층부 (150) 를 에칭하는 수법과 비교하여, 기판 (W) 의 외방으로 배출되는 제 1 폴리머의 양, 즉, 에칭 성분의 소비량을 저감시킬 수 있다.
액막 에칭 공정이, 기판 (W) 의 상면 (151) 에 대향하는 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 기판 (W) 의 상면 (151) 을 향하여 혼합액의 액막을 형성하는 혼합액막 형성 공정을 포함한다. 그 때문에, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머가 미리 혼합된 상태에서 기판 (W) 의 상면 (151) 에 공급된다. 기판 (W) 의 상면 (151) 상에서 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 혼합할 필요가 없기 때문에, 도포막 (102) 을 신속하게 형성할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또 제 1 실시형태에 의하면, 도포막 (102) 중의 제 2 폴리머로서의 열경화성 수지가 가열에 의해 경화된다. 열경화성 수지의 경화에 의해 도포막 (102) 이 고화막 (100) 으로 변화한다. 열경화성 수지의 경화에 의해 고화막 (100) 이 형성되기 때문에, 제 1 폴리머의 확산을 한층 억제할 수 있다. 따라서, 제 1 폴리머에 의한 기판 (W) 의 표층부 (150) 의 에칭을 한층 확실하게 정지시킬 수 있다.
또 제 1 실시형태에 의하면, 고화막 (100) 이, 제 2 폴리머보다 박리액에 대한 용해성이 높은 용해 성분을 함유한다. 그리고, 박리액에 의해, 고화막 (100) 중의 용해 성분 고체 (112) 가 용해된다. 박리액으로 고화막 (100) 중의 용해 성분 고체 (112) 를 용해시킴으로써 고화막 (100) 에 관통공 (106) 이 형성된다. 그 때문에, 고화막 (100) 중에 형성된 관통공 (106) 을 통하여 박리액을 고화막 (100) 과 기판 (W) 의 계면에 신속하게 도달시킬 수 있다. 박리액은, 기판 (W) 과 고화막 (100) 의 계면에 진입하여 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 고화막 (100) 을 박리한다. 이로써, 제 1 폴리머에 의한 에칭이 종료된 후에, 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 고화막 (100) 을 신속하게 박리할 수 있다.
제 2 폴리머가 고체 상태로 유지되기 때문에, 용해 성분 고체 (112) 가 용해된 후에 있어서도, 제 2 폴리머 고체 (111) 에 의해 에칭 잔류물 (104) 을 유지할 수 있다. 박리액의 공급에 의해 고화막 (100) 을 기판 (W) 의 상면으로부터 배제할 때에 있어서도, 고화막 (100) 에 의해 에칭 잔류물 (104) 이 유지된 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 에칭 잔류물 (104) 이 고화막 (100) 에 의해 유지되어 있지 않은 경우와 비교하여, 박리액의 흐름으로부터 받는 에너지 (물리력) 를 증대시킬 수 있다. 그 결과, 박리액에 의해, 기판 (W) 의 상면으로부터 에칭 잔류물 (104) 을 효과적으로 제거할 수 있다.
또 제 1 실시형태에 의하면, 기판 (W) 의 표층부 (150) 의 에칭에 의해 발생한 에칭 잔류물 (104) 이, 고화막 제거 공정에 있어서, 고화막 (100) 과 함께 기판 (W) 의 상면 (151) 으로부터 제거된다. 그 때문에, 고화막 (100) 을 제거한 후에, 에칭 잔류물 (104) 을 별도로 제거하기 위한 처리를 실시할 필요가 없다.
또 제 1 실시형태에서는, 폴리머가 아닌 아세트산 등의 유기산보다 점성이 높은 유기산 폴리머가 제 1 폴리머로서 사용된다. 그 때문에, 유기산 폴리머를 사용함으로써, 에칭 성분으로서 기판 (W) 의 상면을 덮을 때, 기판 (W) 으로부터 배출되는 액체의 양을 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 에칭 성분의 사용량을 저감시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
도 7 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 에 구비되는 처리 유닛 (2) 의 개략 구성을 나타내는 모식적인 부분 단면도이다. 도 7 에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 6e 에 나타낸 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다 (후술하는 도 8 ∼ 도 9b 에 있어서도 동일).
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 가 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 주로 상이한 점은, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 다른 노즐로부터 토출되도록, 기판 처리 장치 (1P) 의 처리 유닛 (2) 이 구성되어 있는 점이다.
상세하게는, 처리 유닛 (2) 이, 제 1 폴리머를 함유하는 제 1 폴리머액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 공급하는 제 1 이동 노즐 (9P) 과, 제 2 폴리머를 함유하는 제 2 폴리머액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 공급하는 제 4 이동 노즐 (12) 을 포함한다.
제 1 이동 노즐 (9P) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여, 제 1 폴리머액을 공급 (토출) 하는 제 1 폴리머액 노즐 (제 1 폴리머액 공급 유닛) 의 일례이다.
제 1 이동 노즐 (9P) 은, 제 1 실시형태에 관련된 제 1 이동 노즐 (9) 과 동일하게, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 1 이동 노즐 (9P) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다.
제 1 이동 노즐 (9P) 은, 제 1 이동 노즐 (9P) 에 제 1 폴리머액을 안내하는 제 1 폴리머액 배관 (40P) 에 접속되어 있다. 제 1 폴리머액 배관 (40P) 에 개재 장착된 제 1 폴리머액 밸브 (50P) 가 개방되면, 제 1 폴리머액이, 제 1 이동 노즐 (9P) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 제 1 이동 노즐 (9P) 이 중앙 위치에 위치할 때 제 1 폴리머액 밸브 (50P) 가 개방되면, 제 1 폴리머액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
제 1 폴리머액에는, 용질 및 용매가 함유되어 있다. 제 1 폴리머액에 함유되는 용매는, 예를 들어, 유기 용제이다. 유기 용제로는, 제 1 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되는 용매로서 열거되어 있는 유기 용제를 사용할 수 있다.
제 1 폴리머액에는, 용질로서, 제 1 폴리머가 함유되어 있다. 제 1 폴리머로는, 제 1 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되는 제 1 폴리머로서 열거되어 있는 폴리머를 사용할 수 있다.
제 4 이동 노즐 (12) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여, 제 2 폴리머액을 공급 (토출) 하는 제 2 폴리머액 노즐 (제 2 폴리머액 공급 유닛) 의 일례이다.
제 4 이동 노즐 (12) 은, 제 4 노즐 이동 유닛 (38) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 4 이동 노즐 (12) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다.
제 4 이동 노즐 (12) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향한다. 제 4 이동 노즐 (12) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보았을 때, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다. 제 4 이동 노즐 (12) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
제 4 노즐 이동 유닛 (38) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 과 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 제 4 노즐 이동 유닛 (38) 은, 제 4 이동 노즐 (12) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (도시 생략) 과, 아암에 결합되어 연직 방향을 따라 연장되는 회동축 (도시 생략) 과, 회동축을 승강시키거나 회동시키거나 하는 회동축 구동 유닛 (도시 생략) 을 포함하고 있어도 된다.
제 4 이동 노즐 (12) 은, 제 4 이동 노즐 (12) 에 제 2 폴리머액을 안내하는 제 2 폴리머액 배관 (43) 에 접속되어 있다. 제 2 폴리머액 배관 (43) 에 개재 장착된 제 2 폴리머액 밸브 (53) 가 개방되면, 제 2 폴리머액이, 제 4 이동 노즐 (12) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 제 4 이동 노즐 (12) 이 중앙 위치에 위치할 때 제 2 폴리머액 밸브 (53) 가 개방되면, 제 2 폴리머액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
제 2 폴리머액에는 용질 및 용매가 함유되어 있다. 제 2 폴리머액에 함유되는 용매는, 예를 들어, 유기 용제이다. 유기 용제로서, 제 1 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되는 용매로서 열거되어 있는 유기 용제를 사용할 수 있다.
제 2 폴리머액에는, 용질로서, 제 2 폴리머 및 용해 성분이 함유되어 있다. 제 2 폴리머는, 제 1 실시형태와 동일하게 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 열경화성 수지는, 제 1 실시형태와 동일하게, 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 중 적어도 1 개를 포함하고 있어도 된다. 용해 성분의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 를 사용하여, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 기판 처리 (도 4 를 참조) 를 실행할 수 있다.
단, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 에 의한 기판 처리에서는, 기판 (W) 의 상면 상에서 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액이 혼합됨으로써, 기판 (W) 의 상면에 혼합액이 형성된다. 도 8 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 에 의한 기판 처리에 있어서의 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 제 1 예를 설명하기 위한 모식도이다.
구체적으로는, 제 1 이동 노즐 (9P) 및 제 4 이동 노즐 (12) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 제 1 폴리머액 밸브 (50P) 및 제 2 폴리머액 밸브 (53) 가 개방된다. 이로써, 제 1 이동 노즐 (9P) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 1 폴리머액이 토출되고, 또한 제 4 이동 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 2 폴리머액이 토출된다. 기판 (W) 의 상면으로의 제 1 폴리머액의 공급과 기판 (W) 의 상면으로의 제 2 폴리머액의 공급이 동시에 실행된다.
기판 (W) 의 상면에 공급된 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액이 기판 (W) 의 상면에서 혼합됨으로써, 기판 (W) 의 상면에서 혼합액이 형성된다 (혼합액 형성 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면에 혼합액이 공급된다 (혼합액 공급 공정). 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면에 퍼지면서 혼합된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면의 전체에 혼합액의 액막 (101) 이 형성된다 (혼합액막 형성 공정). 제 1 폴리머액의 토출 및 제 2 폴리머액의 토출은, 동시에 개시되어도 된다. 혼합액의 액막 (101) 은 패들 상태인 것이 바람직하다.
혼합액의 액막 (101) 중의 제 1 폴리머 (유기산 폴리머) 에 의해, 기판 (W) 의 표층부가 에칭된다 (에칭 공정, 액막 에칭 공정).
제 1 이동 노즐 (9P) 로부터의 제 1 폴리머액의 공급 및 제 4 이동 노즐 (12) 로부터의 제 2 폴리머액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2 초 ∼ 4 초 동안 계속된다. 혼합액 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 혼합액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ∼ 1500 rpm 으로 회전된다. 기판 (W) 의 상면에 도포되는 혼합액의 양은 2 cc 정도이다.
혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 에 있어서의 기판 (W) 의 회전 속도는, 혼합액이 기판 (W) 의 외방으로 비산하지 않을 정도의 속도인 것이 바람직하고, 혼합액의 액막 (101) 이 기판 (W) 상에서 패들 상태가 되는 것이 바람직하다.
그 후, 제 1 폴리머액 밸브 (50P) 및 제 2 폴리머액 밸브 (53) 가 폐쇄되고, 제 1 이동 노즐 (9P) 및 제 4 이동 노즐 (12) 이 홈 위치를 향하여 이동된다. 그리고, 제 1 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 원심력의 작용에 의해 발생한 기류에 의해, 기판 (W) 상에서 형성된 혼합액으로부터의 용매의 증발 (휘발) 이 촉진된다. 이로써, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 반고체상의 도포막 (102) 이 형성된다 (도포막 형성 공정). 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머 (유기산 폴리머) 에 의해 기판 (W) 의 표층부가 에칭된다 (에칭 공정, 도포막 에칭 공정). 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 이동 노즐 (9P), 제 4 이동 노즐 (12) 및 스핀 모터 (23) 에 의해 도포막 형성 유닛이 구성되어 있다.
기판 (W) 의 표층부의 에칭은, 기판 (W) 의 상면으로의 제 1 폴리머액의 착액의 개시와 동시에 개시되고, 고화막 (100) 의 형성에 의해 종료된다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리의 제 1 예에서는, 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액이 기판 (W) 상에서 혼합하여 혼합액이 형성된다. 그 때문에, 만일, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 서로 반응하는 것인 경우에, 기판 (W) 의 상면에 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머가 공급되기 전에 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 반응하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액을 기판 (W) 의 상면에 순차적으로 공급하는 방법과 비교하여, 도포막 (102) 의 형성에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 나아가서는, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 에서는, 도 8 에 나타내는 제 1 예의 기판 처리와는 상이한 기판 처리를 실행할 수도 있다. 예를 들어, 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 에 있어서, 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 1 폴리머액을 공급하고, 제 1 폴리머액의 공급의 종료 후에, 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 2 폴리머액을 공급하는 제 2 예의 기판 처리를 실행하는 것이 가능하다. 도 9a 및 도 9b 는, 기판 처리 장치 (1P) 에 의한 기판 처리에 있어서의 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 제 2 예를 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치 (1P) 에 의한 제 2 예의 기판 처리에 대해 상세하게 설명한다. 먼저, 제 1 이동 노즐 (9P) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 제 1 폴리머액 밸브 (50P) 가 개방된다. 이로써, 제 1 이동 노즐 (9P) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 1 폴리머액이 공급 (토출) 된다 (제 1 폴리머액 공급 공정, 제 1 폴리머액 토출 공정). 기판 (W) 의 상면에 착액된 제 1 폴리머액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면의 전체에 퍼져 기판 (W) 의 상면의 전체에 제 1 폴리머액의 액막 (120) 이 형성된다 (제 1 폴리머액막 형성 공정). 액막 (120) 은, 패들 상태인 것이 바람직하다.
제 1 이동 노즐 (9P) 로부터의 제 1 폴리머액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2 초 ∼ 4 초 동안 계속된다. 제 1 폴리머액 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제 1 폴리머액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ∼ 1500 rpm 으로 회전된다. 기판 (W) 의 상면에 도포되는 제 1 폴리머액의 양은 2 cc 정도이다.
기판 (W) 의 상면에 제 1 폴리머액의 액막 (120) 이 형성되면, 제 1 폴리머액 밸브 (50P) 가 폐쇄되고, 제 1 이동 노즐 (9P) 이 홈 위치를 향하여 이동된다. 한편, 제 4 이동 노즐 (12) 은, 처리 위치를 향하여 이동된다. 제 4 이동 노즐 (12) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 제 2 폴리머액 밸브 (53) 가 개방된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 4 이동 노즐 (12) 로부터 제 2 폴리머액이 공급 (토출) 된다 (제 2 폴리머액 공급 공정, 제 2 폴리머액 토출 공정).
제 1 폴리머액의 액막 (120) 에 제 2 폴리머액이 공급됨으로써, 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액이 혼합되어 혼합액이 형성된다 (혼합액 형성 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면에 혼합액이 공급된다 (혼합액 공급 공정). 제 1 폴리머액의 액막 (120) 에 제 2 폴리머액이 혼합됨으로써, 기판 (W) 의 상면의 전체에 혼합액의 액막 (101) 이 형성된다 (혼합액막 형성 공정). 혼합액의 액막 (101) 은 패들 상태인 것이 바람직하다.
제 1 이동 노즐 (9P) 로부터의 제 1 폴리머액의 토출이 종료되기 전에, 제 4 이동 노즐 (12) 로부터의 제 2 폴리머액의 토출이 개시되어도 된다.
혼합액의 액막 (101) 중의 제 1 폴리머 (유기산 폴리머) 에 의해 기판 (W) 의 표층부가 에칭된다 (에칭 공정, 액막 에칭 공정).
제 4 이동 노즐 (12) 로부터의 제 2 폴리머액의 공급은, 소정 시간, 예를 들어, 2 초 ∼ 4 초 동안 계속된다. 제 2 폴리머액 공급 공정에 있어서, 기판 (W) 은, 소정의 제 2 폴리머액 회전 속도, 예를 들어, 10 rpm ∼ 1500 rpm 으로 회전된다. 기판 (W) 의 상면에 도포되는 제 2 폴리머액의 양은 2 cc 정도이다.
제 2 폴리머액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 회전 속도는, 제 2 폴리머액이 기판 (W) 의 외방으로 비산하지 않을 정도의 속도인 것이 바람직하고, 제 2 폴리머액의 액막 (101) 이 기판 (W) 상에서 패들 상태가 되는 것이 바람직하다.
그 후, 제 2 폴리머액 밸브 (53) 가 폐쇄되고, 제 4 이동 노즐 (12) 이 홈 위치를 향하여 이동된다. 그리고, 제 1 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 원심력의 작용에 의해 발생한 기류에 의해, 기판 (W) 상에서 형성된 혼합액으로부터의 용매의 증발 (휘발) 이 촉진된다. 이로써, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 반고체상의 도포막 (102) 이 형성된다 (도포막 형성 공정). 도포막 (102) 중의 제 1 폴리머 (유기산 폴리머) 에 의해 기판 (W) 의 표층부가 에칭된다 (에칭 공정, 도포막 에칭 공정).
기판 (W) 의 표층부의 에칭은, 기판 (W) 의 상면으로의 제 1 폴리머액의 착액의 개시와 동시에 개시되고, 고화막 (100) 의 형성에 의해 종료된다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리의 제 2 예에서는, 제 1 폴리머액 및 제 2 폴리머액이 기판 (W) 상에서 혼합하여 혼합액이 형성된다. 그 때문에, 만일, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 서로 반응하는 것인 경우에, 기판 (W) 의 상면에 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머가 공급되기 전에 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 반응하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 2 폴리머액에 앞서 제 1 폴리머액이 기판 (W) 의 상면에 공급된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (120) 에는 제 2 폴리머액이 혼합되어 있지 않다. 그 때문에, 제 1 폴리머액의 액막 (120) 중의 제 1 폴리머의 농도는, 혼합액의 액막 (101) 중의 제 1 폴리머의 농도보다 높다. 그 때문에, 제 1 폴리머액의 액막 (120) 중의 제 1 폴리머에 의해, 기판 (W) 의 표층부를 단시간에 에칭할 수 있다.
또한, 에칭의 진행에 의해 제 1 폴리머가 어느 정도 소비된 후에, 제 1 폴리머액과 제 2 폴리머액이 기판 (W) 의 상면에서 혼합된다. 그 때문에, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머가 서로 반응하는 것인 경우에, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머의 반응을 한층 억제할 수 있다.
<제 3 실시형태>
도 10 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 에 구비되는 처리 유닛 (2) 의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 10 에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 9b 에 나타낸 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다 (후술하는 도 11 에 있어서도 동일).
제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 가 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 주로 상이한 점은, 히터 유닛 (6) 대신에, 광 조사 유닛 (8) 이 형성되어 있는 점이다.
광 조사 유닛 (8) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면 (상측의 표면) 에 상방으로부터 대향하는 대향면 (13a) 을 갖는 대향 부재 (13) 와, 대향면 (13a) 에 장착된 복수의 램프 (80) 를 포함한다.
대향 부재 (13) 는, 기판 (W) 과 거의 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상으로 형성되어 있다. 대향면 (13a) 은, 스핀 척 (5) 보다 상방에서 거의 수평면을 따라 배치되어 있다.
대향 부재 (13) 에 있어서 대향면 (13a) 과는 반대측에는, 회전축 (130) 이 고정되어 있다.
대향 부재 (13) 는, 대향면 (13a) 과 기판 (W) 의 상면 사이의 공간 내의 분위기를 당해 공간의 외부의 분위기로부터 차단한다. 그 때문에, 대향 부재 (13) 는, 차단판이라고도 한다.
복수의 램프 (80) 는, 대향면 (13a) 의 전역에 등간격으로 배치되어 있다. 처리 유닛 (2) 은, 복수의 램프 (80) 를 통전시키거나 복수의 램프 (80) 에 대한 통전을 정지시키거나 하도록 구성되어 있는 램프 통전 유닛 (85) 을 추가로 포함한다. 램프 (80) 는 통전됨으로써 광을 발한다. 각 램프 (80) 로부터 발해지는 광은, 예를 들어, 적외선, 자외선, 가시광 등을 들 수 있다.
처리 유닛 (2) 은, 대향 부재 (13) 를 승강시키는 대향 부재 승강 유닛 (131) 과, 대향 부재 (13) 를 회전축선 (A1) 둘레로 회전시키는 대향 부재 회전 유닛 (132) 을 추가로 포함한다.
대향 부재 승강 유닛 (131) 은, 하위치로부터 상위치까지의 임의의 위치 (높이) 에 대향 부재 (13) 를 연직 방향으로 위치시킬 수 있다. 하위치란, 대향 부재 (13) 의 가동 범위에 있어서, 대향면 (13a) 이 기판 (W) 에 가장 근접하는 위치이다. 상위치란, 대향 부재 (13) 의 가동 범위에 있어서 대향면 (13a) 이 기판 (W) 으로부터 가장 이간되는 위치이다. 대향 부재 (13) 가 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 반입 및 반출을 위해서 반송 로봇 (CR) 이 스핀 척 (5) 에 액세스할 수 있다.
대향 부재 승강 유닛 (131) 은, 예를 들어, 회전축 (130) 을 지지하는 지지 부재 (도시 생략) 에 결합된 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 당해 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시 생략) 를 포함한다. 대향 부재 승강 유닛 (131) 은, 대향 부재 리프터 (차단판 리프터) 라고도 한다. 대향 부재 회전 유닛 (132) 은, 예를 들어, 회전축 (130) 을 회전시키는 모터 (도시 생략) 를 포함한다.
대향 부재 승강 유닛 (131) 은, 대향 부재 (13) 와 함께 복수의 램프 (80) 를 승강시킨다. 대향 부재 승강 유닛 (131) 은, 램프 승강 유닛 (램프 리프터) 의 일례이다. 대향 부재 회전 유닛 (132) 은, 대향 부재 (13) 와 함께 복수의 램프 (80) 를 회전시킨다. 대향 부재 회전 유닛 (132) 은, 램프 회전 유닛 (램프 회전 모터) 의 일례이다.
제 3 실시형태와는 달리, 대향 부재 (13) 는, 예를 들어, 챔버 (4) 의 상벽에 장착되어 있고, 고정되어 있어도 된다.
혼합액에 함유되어 있는 용매는, 예를 들어, 유기 용제이다. 유기 용제로는, 제 1 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되어 있는 용매로서 열거되어 있는 유기 용제를 사용할 수 있다. 혼합액에 함유되어 있는 제 1 폴리머로는, 제 1 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되는 제 1 폴리머로서 열거되어 있는 폴리머를 사용할 수 있다.
제 3 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되어 있는 제 2 폴리머는, 제 1 실시형태에 관련된 혼합액에 함유되어 있는 제 2 폴리머와는 달리, 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 수지이다. 광경화성 수지로는, 예를 들어, 에폭시 수지나 아크릴 수지 등을 들 수 있다.
램프 통전 유닛 (85), 대향 부재 승강 유닛 (131) 및 대향 부재 회전 유닛 (132) 은, 컨트롤러 (3) 에 의해 제어된다 (도 3 을 참조).
제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 는, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 (도 4 를 참조) 와 동일한 기판 처리를 실행할 수 있다. 단, 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 에 있어서, 도포막 (102) 에 대해 광이 조사된다.
상세하게는, 도포막 형성 공정 (스텝 S3) 후, 대향 부재 승강 유닛 (131) 에 의해, 대향 부재 (13) 를, 상위치와 하위치 사이의 처리 위치에 배치한다. 대향 부재 (13) 가 처리 위치에 위치하는 상태에서 램프 (80) 가 통전됨으로써, 기판 (W) 상의 도포막 (102) (도 5b 를 참조) 에 광이 조사된다. 이로써, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 고화막 (100) 이 형성되고, 기판 (W) 의 표층부의 에칭이 정지된다 (에칭 정지 공정). 광 조사에 의해 고화막 (100) 이 형성되기 때문에, 광 조사는, 고체 형성 처리의 일례이다. 광 조사 유닛 (8) 은, 고체 형성 유닛의 일례이다.
도 12 에 나타내는 바와 같이, 도포막 (102) 에 광이 조사됨으로써, 도포막 (102) 이 고화막 (100) 으로 변화하는 것을 제외하고는, 기판 처리 중의 기판 (W) 의 표면 부근의 모습에 대해서도 제 1 실시형태와 거의 동일하다.
제 3 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.
또한, 고체 형성 처리가, 도포막 (102) 으로의 광 조사 처리를 포함하고, 제 2 폴리머가 광경화성 수지이다. 그 때문에, 도포막 중의 제 2 폴리머로서의 광경화성 수지가 광의 조사에 의해 경화된다. 광경화성 수지의 경화에 의해 도포막 (102) 이 고화막 (100) 으로 변화한다. 광경화성 수지의 경화에 의해 고화막 (100) 이 형성되기 때문에, 에칭 성분의 확산을 한층 억제할 수 있다. 따라서, 에칭 성분에 의한 기판 (W) 의 표층부 (150) 의 에칭을 한층 확실하게 정지시킬 수 있다.
제 3 실시형태의 기판 처리 장치 (1Q) 는, 제 1 폴리머액과 제 2 폴리머액이 기판 (W) 상에서 혼합되도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 제 1 이동 노즐 (9) 대신에, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에 관련된 제 1 이동 노즐 (9P) 및 제 4 이동 노즐 (12) 이 형성되어 있어도 된다. 이 구성이면, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 (도 8 ∼ 도 9b 를 참조) 와 동일한 기판 처리를 실행할 수 있다.
다음으로, 도 14 및 도 15 를 사용하여, 광 조사 유닛 (8) 의 변형예에 대해 설명한다. 도 14 는, 광 조사 유닛 (8) 의 제 1 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 15 는, 광 조사 유닛 (8) 의 제 2 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
예를 들어, 도 14 에 나타내는 제 1 변형예와 같이, 광 조사 유닛 (8) 은, 챔버 (4) 내에 형성된 램프 이동 유닛 (86) 에 의해, 조사 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동하도록 구성되어 있어도 된다.
조사 위치는, 기판 (W) 의 상면에 광 조사 유닛 (8) 이 대향하는 위치 (예를 들어, 도 14 에 이점 쇄선으로 나타내는 위치) 이다. 조사 위치는, 광 조사 유닛 (8) 으로부터 기판 (W) 의 상면으로의 광의 조사가 가능한 위치이다. 퇴피 위치는, 광 조사 유닛 (8) 으로부터 기판 (W) 의 상면에 광이 조사되지 않는 위치(예를 들어, 도 14 에 실선으로 나타내는 위치) 이다. 광 조사 유닛 (8) 은, 조사 위치에 위치할 때, 광 조사 유닛 (8) 이 기판 (W) 의 상면에 대향한다. 광 조사 유닛 (8) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 보았을 때, 처리 컵 (7) 의 외방에 위치한다.
도 14 에 나타내는 구성에서는, 광 조사 유닛 (8) 은, 램프 (80) 와, 램프 (80) 를 수용하는 램프 홀더 (81) 를 포함한다. 램프 이동 유닛 (86) 은, 램프 홀더 (81) 를 지지하는 아암 (87) 과, 아암 (87) 에 접속되어 연직으로 연장되는 회동축 (89) 과, 회동축 (89) 을 통하여 아암 (87) 을 이동시키는 아암 이동 유닛 (88) 을 포함한다. 아암 이동 유닛 (88) 은, 예를 들어, 아암 (87) 을 수평 이동시키기 위해서 회동축 (89) 을 그 중심축선 (회동축선 (A2)) 둘레로 회전시키는 모터와, 회동축 (89) 과 함께 아암 (87) 을 승강시키는 볼 나사 기구를 포함한다.
또, 도 15 에 나타내는 제 2 변형예와 같이, 램프 (80) 는, 직선상으로 연장되는 아암 (87) 내에 배치된 봉상이어도 된다.
<제 4 실시형태>
도 16 은, 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1R) 의 구성에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1R) 가 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 와 주로 상이한 점은, 기판 처리 장치 (1R) 가, 고화막 (100) 의 형성과, 고화막 (100) 의 박리가, 다른 챔버 (4A, 4B) 내에서 실시되도록 구성되어 있는 점이다.
기판 처리 장치 (1R) 는, 고화막 (100) 을 형성하는 고화막 형성 처리 유닛 (2A) 과, 고화막 (100) 을 제거하는 고화막 제거 처리 유닛 (2B) 을 포함한다.
고화막 형성 처리 유닛 (2A) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지한 상태에서 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5A) 과, 기판 (W) 의 상면에 혼합액을 공급하는 제 1 이동 노즐 (9) 과, 스핀 척 (5A) 및 제 1 이동 노즐 (9) 을 수용하는 챔버 (4A) 를 포함한다.
챔버 (4A) 에는, 반송 로봇 (CR) 에 의해, 기판 (W) 을 반입하거나 기판 (W) 을 반출하거나 하기 위한 출입구 (4Aa) 가 형성되어 있다. 챔버 (4A) 에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (4Ab) 이 구비되어 있다.
고화막 형성 처리 유닛 (2A) 은, 챔버 (4A) 의 출입구 (4Aa) 를 통과하는 기판 (W) 에 대해 광을 조사하는 광 조사 유닛 (8) 을 추가로 포함한다. 광 조사 유닛 (8) 은, 예를 들어, 적외선, 자외선, 가시광 등을 발하는 램프를 포함한다. 광 조사 유닛 (8) 은, 챔버 (4A) 의 측벽에 장착되어 있다.
고화막 제거 처리 유닛 (2B) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지한 상태에서 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5B) 과, 기판 (W) 의 상면에 박리액을 공급하는 제 2 이동 노즐 (10) 과, 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급하는 제 3 이동 노즐 (11) 과, 스핀 척 (5B), 제 2 이동 노즐 (10) 및 제 3 이동 노즐 (11) 을 수용하는 챔버 (4B) 를 포함한다.
챔버 (4B) 에는, 반송 로봇 (CR) 에 의해, 기판 (W) 을 반입하거나 기판 (W) 을 반출하거나 하기 위한 출입구 (4Ba) 가 형성되어 있다. 챔버 (4B) 에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (4Bb) 이 구비되어 있다.
제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1R) 에 의한 기판 처리에서는, 반송 로봇 (CR) 에 의해 기판 (W) 이 고화막 형성 처리 유닛 (2A) 의 챔버 (4A) (제 1 챔버) 내에 반입된 후, 챔버 (4A) 내에서, 도 4 에 나타내는 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 및 도포막 형성 공정 (스텝 S3) 이 실행된다. 요컨대, 혼합액 공급 공정 (스텝 S2) 의 개시로부터 도포막 형성 공정 (스텝 S3) 의 종료까지의 동안, 기판 (W) 은, 챔버 (4A) 내의 스핀 척 (5A) 에 유지된다 (제 1 기판 유지 공정).
그 후, 상면에 도포막 (102) 이 형성된 기판 (W) 이, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 반송 로봇 (CR) 에 의해, 고화막 형성 처리 유닛 (2A) 의 챔버 (4A) 로부터 반출된다 (반출 공정). 기판 (W) 이 챔버 (4A) 의 출입구 (4Aa) 를 통과할 때, 광 조사 유닛 (8) 에 의해 도포막 (102) 중의 제 2 폴리머가 경화되어, 고화막 (100) 이 형성된다. 즉, 반출 공정 중에 고화막 형성 공정 (스텝 S4) 이 실행된다. 기판 (W) 은, 그 상면에 고화막 (100) 이 형성된 상태에서, 고화막 제거 처리 유닛 (2B) 의 챔버 (4B) 에 반입된다 (반입 공정). 반송 로봇 (CR) 은, 반송 유닛의 일례이다.
그리고, 챔버 (4B) 내에서, 도 4 에 나타내는 고화막 제거 공정 (스텝 S5), 린스 공정 (스텝 S6) 및 스핀 드라이 공정 (스텝 S7) 이 실행된다. 요컨대, 고화막 제거 공정 (스텝 S5) 의 개시로부터 스핀 드라이 공정 (스텝 S7) 의 종료까지의 동안, 기판 (W) 은, 챔버 (4B) 내의 스핀 척 (5B) 에 유지된다 (제 2 기판 유지 공정).
제 4 실시형태에 의하면, 제 3 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다. 또한, 제 4 실시형태에 의하면, 고화막 (100) 의 형성과 고화막 (100) 의 제거가 다른 챔버 (4A, 4B) 내에서 실시되는 구성에 있어서, 기판 (W) 의 반송 중에 고화막 (100) 을 형성할 수 있다. 그 때문에, 기판 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
도 16 에는 도시되어 있지 않지만, 고화막 형성 처리 유닛 (2A) 및 고화막 제거 처리 유닛 (2B) 에는, 처리 컵 (7) (도 2 를 참조) 이 형성되어 있어도 된다.
<용해 성분의 상세>
이하에서는, 상기 서술한 실시형태에 사용되는 용해 성분에 대해 설명한다.
이하에서는, 「Cx∼y」, 「Cx ∼ Cy」 및 「Cx」 등의 기재는, 분자 또는 치환기 중의 탄소의 수를 의미한다. 예를 들어, C1∼6 알킬은, 1 이상 6 이하의 탄소를 갖는 알킬 사슬 (메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 등) 을 의미한다.
폴리머가 복수 종류의 반복 단위를 갖는 경우, 이들 반복 단위는 공중합한다. 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이들 공중합은, 교호 공중합, 랜덤 공중합, 블록 공중합, 그래프트 공중합, 또는 이들의 혼재 중 어느 것이어도 된다. 폴리머나 수지를 구조식으로 나타낼 때, 괄호에 병기되는 n 이나 m 등은 반복수를 나타낸다.
용해 성분은 크랙 촉진 성분이다. 크랙 촉진 성분은, 탄화수소를 포함하고 있고, 또한 하이드록시기 (-OH) 및/또는 카르보닐기 (-C(=O)-) 를 포함하고 있다. 크랙 촉진 성분이 폴리머인 경우, 구성 단위의 1 종이 1 단위마다 탄화수소를 포함하고 있고, 또한 하이드록시기 및/또는 카르보닐기를 갖는다. 카르보닐기란, 카르복실산 (-COOH), 알데히드, 케톤, 에스테르, 아미드, 에논을 들 수 있고, 카르복실산이 바람직하다.
권리 범위를 한정하는 의도는 없고, 이론에 구속되지 않지만, 도포막이 건조되어 기판 상에 고화막을 형성하고, 박리액이 고화막을 박리할 때에 용해 성분이, 고화막이 박리되는 계기가 되는 부분을 만들어낸다고 생각된다. 이 때문에 용해 성분은 박리액에 대한 용해성이, 저용해성 성분보다 높은 것인 것이 바람직하다. 크랙 촉진 성분이 카르보닐기로서 케톤을 포함하는 양태로서 고리형의 탄화수소를 들 수 있다. 구체예로서 1,2-시클로헥산디온이나 1,3-시클로헥산디온을 들 수 있다.
보다 구체적인 양태로서, 용해 성분은, 하기 (A), (B) 및 (C) 중 적어도 어느 하나로 나타낸다.
(A) 는 하기 화학식 3 을 구성 단위로서 1 ∼ 6 개 포함하여 이루어지고 (바람직하게는 1 ∼ 4), 각 구성 단위가 연결기 (링커 L1) 로 결합되는 화합물이다. 여기서, 링커 L1 은, 단결합이어도 되고, C1∼6 알킬렌이어도 된다. 상기 C1∼6 알킬렌은 링커로서 구성 단위를 연결하고, 2 가의 기에 한정되지 않는다. 바람직하게는 2 ∼ 4 가이다. 상기 C1∼6 알킬렌은 직사슬, 분기 중 어느 것이어도 된다.
[화학식 3]
Figure pct00003
Cy1 은 C5 ∼ 30 의 탄화수소 고리이고, 바람직하게는 페닐, 시클로헥산 또는 나프틸이고, 보다 바람직하게는 페닐이다. 바람직한 양태로서, 링커 L1 은 복수의 Cy1 을 연결한다.
R1 은 각각 독립적으로 C1∼5 알킬이고, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 또는 부틸이다. 상기 C1∼5 알킬은 직사슬, 분기 중 어느 것이어도 된다.
nb1 은 1, 2 또는 3 이고, 바람직하게는 1 또는 2 이고, 보다 바람직하게는 1 이다. nb1' 는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, 바람직하게는 0, 1 또는 2 이다.
하기 화학식 4 는, 화학식 3 에 기재된 구성 단위를, 링커 L9 를 사용하여 나타낸 화학식이다. 링커 L9 는 단결합, 메틸렌, 에틸렌, 또는 프로필렌인 것이 바람직하다.
[화학식 4]
Figure pct00004
권리 범위를 한정하는 의도는 없지만, (A) 의 바람직한 예로서, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸페놀), 2,6-비스[(2-하이드록시-5-메틸페닐)메틸]-4-메틸페놀, 1,3-시클로헥산디올, 4,4'-디하이드록시비페닐, 2,6-나프탈렌디올, 2,5-디-tert-부틸하이드로퀴논, 1,1,2,2-테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄을 들 수 있다. 이들은 중합이나 축합에 의해 얻어도 된다.
일례로서 하기 화학식 5 에 나타내는 2,6-비스[(2-하이드록시-5-메틸페닐)메틸]-4-메틸페놀을 채택하여 설명한다. 동 화합물은 (A) 에 있어서, 화학식 3 의 구성 단위를 3 개 갖고, 구성 단위는 링커 L1 (메틸렌) 로 결합된다. nb1=nb1'=1 이고, R1 은 메틸이다.
[화학식 5]
Figure pct00005
(B) 는 하기 화학식 6 으로 나타낸다.
[화학식 6]
Figure pct00006
R21, R22, R23, 및 R24 는, 각각 독립적으로 수소 또는 C1∼5 의 알킬이고, 바람직하게는 수소, 메틸, 에틸, t-부틸, 또는 이소프로필이고, 보다 바람직하게는 수소, 메틸, 또는 에틸이고, 더욱 바람직하게는 메틸 또는 에틸이다.
링커 L21 및 링커 L22 는, 각각 독립적으로, C1∼20 의 알킬렌, C1∼20 의 시클로알킬렌, C2∼4 의 알케닐렌, C2∼4 의 알키닐렌, 또는 C6∼20 의 아릴렌이다. 이들 기는 C1∼5 의 알킬 또는 하이드록시로 치환되어 있어도 된다. 여기서, 알케닐렌이란, 1 이상의 이중 결합을 갖는 2 가의 탄화수소를 의미하고, 알키닐렌이란, 1 이상의 삼중 결합을 갖는 2 가의 탄화수소기를 의미하는 것으로 한다. 링커 L21 및 링커 L22 는, 바람직하게는 C2∼4 의 알킬렌, 아세틸렌 (C2 의 알키닐렌) 또는 페닐렌이고, 보다 바람직하게는 C2∼4 의 알킬렌 또는 아세틸렌이고, 더욱 바람직하게는 아세틸렌이다.
nb2 는 0, 1 또는 2 이고, 바람직하게는 0 또는 1, 보다 바람직하게는 0 이다.
권리 범위를 한정하는 의도는 없지만, (B) 의 바람직한 예로서, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올을 들 수 있다. 다른 일 형태로서, 3-헥신-2,5-디올, 1,4-부틴디올, 2,4-헥사디인-1,6-디올, 1,4-부탄디올, 시스-1,4-디하이드록시-2-부텐, 1,4-벤젠디메탄올도 (B) 의 바람직한 예로서 들 수 있다.
(C) 는 하기 화학식 7 로 나타내는 구성 단위를 포함하여 이루어지고 , 중량 평균 분자량 (Mw) 이 500 ∼ 10,000 인 폴리머이다. Mw 는, 바람직하게는 600 ∼ 5,000 이고, 보다 바람직하게는 700 ∼ 3,000 이다.
[화학식 7]
Figure pct00007
여기서, R25 는 -H, -CH3, 또는 -COOH 이고, 바람직하게는 -H, 또는 -COOH 이다. 1 개의 (C) 폴리머가, 각각 화학식 7 로 나타내는 2 종 이상의 구성 단위를 포함하여 이루어지는 것도 허용된다.
권리 범위를 한정하는 의도는 없지만, (C) 폴리머의 바람직한 예로서, 아크릴산, 말레산, 또는 이들 조합의 중합체를 들 수 있다. 폴리아크릴산, 말레산아크릴산 코폴리머가 더욱 바람직한 예이다.
공중합의 경우, 바람직하게는 랜덤 공중합 또는 블록 공중합이고, 보다 바람직하게는 랜덤 공중합이다.
일례로서, 하기 화학식 8 에 나타내는, 말레산아크릴산 코폴리머를 들어 설명한다. 동 코폴리머는 (C) 에 포함되고, 화학식 7 로 나타내는 2 종의 구성 단위를 갖고, 하나의 구성 단위에 있어서 R25 는 -H 이고, 다른 구성 단위에 있어서 R25 는 -COOH 이다.
[화학식 8]
Figure pct00008
말할 필요도 없지만, 용해 성분으로서, 상기의 바람직한 예를 1 또는 2 이상 조합하여 포함해도 된다. 예를 들어, 용해 성분은 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판과 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올의 쌍방을 포함해도 된다.
용해 성분은, 분자량 80 ∼ 10,000 이어도 된다. 용해 성분은, 바람직하게는 분자량 90 ∼ 5000 이고, 보다 바람직하게는 100 ∼ 3000 이다. 용해 성분이 수지, 중합체 또는 폴리머인 경우, 분자량은 중량 평균 분자량 (Mw) 으로 나타낸다.
용해 성분은 합성해도 구입해도 입수하는 것이 가능하다. 공급처로는, 시그마 알드리치, 도쿄 화성 공업, 닛폰 촉매를 들 수 있다.
<그 밖의 실시형태>
이 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
스핀 척 (5) 은, 복수의 척 핀 (20) 을 기판 (W) 의 둘레 단면에 접촉시키는 협지식의 척에 한정되지 않고, 기판 (W) 의 하면을 스핀 베이스 (21) 의 상면에 흡착시킴으로써 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 배큐엄식의 척이어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 각 액체 (혼합액, 제 1 폴리머액, 제 2 폴리머액, 박리액, 린스액) 는, 이동 노즐로부터 토출되도록 구성되어 있지만, 각 기판 처리 장치 (1, 1P, 1Q, 1R) 는, 기판 (W) 에 대한 위치가 고정된 고정 노즐로부터 액체가 토출되도록 구성되어 있어도 된다.
상기 서술한 실시형태에서는, 도포막 (102) 의 가열은, 히터 유닛 (6) 에 의해 실시된다. 그러나, 도포막 (102) 은, 예를 들어, 기판 (W) 의 하면에 온수가 공급됨으로써 가열되어도 된다.
상기 서술한 실시형태에서는, 린스 공정 후, 스핀 드라이 공정이 실행된다. 그러나, 린스 공정에 있어서 순수 등의 린스액으로 기판 (W) 의 상면을 세정한 후에, IPA 등의 유기 용제로 린스액이 치환되고, 그 후에, 스핀 드라이 공정이 실행되어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 혼합액의 액막 (101) 으로부터 도포막 (102) 이 형성된다. 그러나, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 기판 (W) 의 상면에, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머를 함유하는 고점도의 도포제를 도포함으로써, 기판 (W) 의 상면에 도포막 (102) 이 형성되어도 된다. 도포제에는, 용매가 함유되어 있어도 되지만, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머가 도포 가능할 정도록 유동성을 가지고 있는 경우에는, 도포제에 용매가 함유되어 있지 않아도 된다.
이 명세서에 있어서, 「∼」 또는 「-」 를 사용하여 수치 범위를 나타냈을 경우, 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이들은 양방의 단점 (端点) 을 포함하고, 단위는 공통된다.
발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들의 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은 2020년 7월 27일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2020-126869호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
1 : 기판 처리 장치
1P : 기판 처리 장치
1Q : 기판 처리 장치
1R : 기판 처리 장치
3 : 컨트롤러
6 : 히터 유닛 (고체 형성 유닛)
8 : 광 조사 유닛 (고체 형성 유닛)
9 : 제 1 이동 노즐 (도포막 형성 유닛)
9P : 제 1 이동 노즐 (도포막 형성 유닛)
10 : 제 2 이동 노즐 (박리액 공급 유닛)
12 : 제 4 이동 노즐 (도포막 형성 유닛)
23 : 스핀 모터 (도포막 형성 유닛)
100 : 고화막
102 : 도포막
104 : 에칭 잔류물
150 : 표층부
151 : 상면 (표면)
W : 기판

Claims (12)

  1. 에칭 기능을 갖는 제 1 폴리머 및 고체 형성 기능을 갖는 제 2 폴리머를 함유하는 반고체상의 도포막을 기판의 표면에 형성하고, 상기 기판 상의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 에칭 공정과,
    고체 형성 처리에 의해 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 경화시켜 상기 도포막을 고화막으로 변화시킴으로써, 상기 기판의 표층부의 에칭을 정지시키는 에칭 정지 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 공정이, 상기 제 1 폴리머 및 상기 제 2 폴리머를 함유하는 혼합액의 액막을 형성하고, 상기 혼합액의 액막 중의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 액막 에칭 공정과, 상기 혼합액의 액막으로부터 상기 도포막을 형성하고, 상기 도포막 중의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 도포막 에칭 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액막 에칭 공정이, 상기 기판의 표면에 대향하는 노즐로부터 상기 기판의 표면을 향하여 상기 혼합액을 토출하여 상기 혼합액의 액막을 형성하는 혼합액막 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액막 에칭 공정이, 상기 제 1 폴리머를 함유하는 제 1 폴리머액 및 상기 제 2 폴리머를 함유하는 제 2 폴리머액을 상기 기판의 표면에 공급하여 상기 제 1 폴리머액 및 상기 제 2 폴리머액의 혼합액의 액막을 상기 기판의 표면에 형성하는 혼합액막 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합액막 형성 공정이, 상기 기판의 표면으로의 상기 제 1 폴리머액의 공급과 상기 기판의 표면으로의 상기 제 2 폴리머액의 공급을 동시에 실행하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합액막 형성 공정이, 상기 기판의 표면을 향하여 상기 제 1 폴리머액을 공급하는 제 1 폴리머액 공급 공정과, 상기 제 1 폴리머액 공급 공정 후, 상기 기판의 표면을 향하여 상기 제 2 폴리머액을 공급하여 상기 기판의 표면에 상기 혼합액의 액막을 형성하는 제 2 폴리머액 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 형성 처리가 상기 도포막에 대한 가열 처리를 포함하고,
    상기 제 2 폴리머가 열경화성 수지인, 기판 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 형성 처리가 상기 도포막에 대한 광 조사 처리를 포함하고,
    상기 제 2 폴리머가 광경화성 수지인, 기판 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고화막에 표면에 박리액을 공급함으로써, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하여, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 고화막 제거 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 에칭 정지 공정에 있어서, 상기 제 2 폴리머보다 상기 박리액에 대한 용해성이 높은 용해 성분을 함유하는 상기 고화막이 형성되고,
    상기 고화막 제거 공정에 있어서 공급되는 상기 박리액에 의해, 상기 고화막 중의 상기 용해 성분이 용해되는, 기판 처리 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 에칭 공정에 있어서, 상기 기판의 표층부가 에칭됨으로써 에칭 잔류물이 형성되고,
    상기 에칭 정지 공정에 있어서 형성되는 상기 고화막에 의해 상기 에칭 잔류물이 유지되고,
    상기 고화막 제거 공정이, 상기 에칭 잔류물이 상기 고화막에 유지된 상태에서, 상기 고화막과 함께 상기 에칭 잔류물을 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 에칭 기능을 갖는 제 1 폴리머 및 고체 형성 기능을 갖는 제 2 폴리머를 함유하는 도포막을 기판의 표면에 형성하는 도포막 형성 유닛과,
    상기 기판의 표면 상의 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 고화 또는 경화시켜 고화막을 형성하는 고체 형성 처리를 실시하는 고체 형성 유닛과,
    상기 기판의 표면을 향하여 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하는 박리액을 공급하는 박리액 공급 유닛과,
    상기 도포막 형성 유닛, 상기 고체 형성 유닛 및 상기 박리액 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러가, 상기 도포막 형성 유닛에 의해 기판의 표면에 도포막을 형성하고, 상기 도포막 중의 상기 제 1 폴리머에 의해 상기 기판의 표층부를 에칭하는 에칭 공정과, 상기 고체 형성 유닛에 의한 상기 고체 형성 처리에 의해 상기 도포막 중의 상기 제 2 폴리머를 경화시켜 상기 도포막을 고화막으로 변화시킴으로써, 상기 기판의 표층부의 에칭을 정지시키는 에칭 정지 공정과, 상기 고화막에 표면에 박리액을 공급함으로써, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 박리하여, 상기 고화막을 상기 기판의 표면으로부터 제거하는 고화막 제거 공정을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
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