KR20230032954A - 기판 처리 방법, 및, 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230032954A
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게이 스즈키
마사키 이나바
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 기판의 주면 상에 황산 함유액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판을 수용 가능한 처리실 내에 오존 함유 가스를 충만시켜 상기 액막을 오존 함유 가스에 폭로시키는 오존 함유 가스 폭로 공정과, 오존 함유 가스가 충만해 있는 상기 처리실 내에 상기 기판이 배치되어 있고, 또한, 상기 기판의 주면에 상기 액막이 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법, 및, 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
관련 출원의 상호 참조
이 출원은, 2021년 8월 31일 제출의 일본 특허출원 2021-141268호에 기초하는 우선권을 주장하고 있으며, 이 출원의 전체 내용은 여기에 인용에 의해 도입되는 것으로 한다.
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법, 및, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리의 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치 및 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
US2014/0045339A1 에 개시되어 있는 기판 처리 장치에서는, 배관 내에서 황산에 오존 가스를 공급하여 황산에 오존을 용해시켜 황산 오존이 형성된다. 황산과 오존이 혼합됨으로써, 활성종 (에천트) 으로서 퍼옥소이황산 (S2O8 2-) 이 생성된다.
US2014/0045339A1 의 기판 처리 장치에서는, 황산 오존이 황산 오존 공급 배관을 유통하여 물 혼합부에 유입되어 물과 혼합됨으로써, 황산 오존/물 혼합액이 형성된다. 황산 오존/물 혼합액은, 황산 오존/물 노즐로부터 기판을 향하여 토출된다. 기판을 회전시키면서 기판의 표면에 황산 오존/물 혼합액을 공급함으로써 기판의 표면의 레지스트가 제거된다.
US2014/0045339A1 에 개시되어 있는 기판 처리 장치에서는, 황산 오존에 물을 혼합함으로써 발생하는 희석열에 의해, 황산 오존/물 혼합액의 온도가, 혼합 전의 황산 오존의 온도보다 높아진다. 그 때문에, 혼합 전의 황산 오존으로서 비교적 저온의 황산 오존을 사용하였다고 해도, 레지스트 제거에 필요한 온도의 황산 오존/물 혼합액을 기판의 표면에 공급할 수 있다. 또, 혼합 전의 황산 오존을 비교적 저온으로 함으로써, 혼합 전의 황산 오존에 오존 가스를 다량으로 용해시킬 수 있다.
그러나, US2014/0045339A1 의 장치에서는, 황산 오존과 물을 혼합함으로써, 산화력을 갖는 퍼옥소이황산의 농도가 저하된다. 그 때문에, 충분한 산화력을 얻을 수 없을 우려가 있다.
그래서, 이 발명의 하나의 목적은, 레지스트 등의 유기막을 기판으로부터 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시형태는, 기판의 주면 상에 황산 함유액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 상기 기판을 수용 가능한 처리실 내에 오존 함유 가스를 충만시켜 상기 액막을 오존 함유 가스에 폭로시키는 오존 함유 가스 폭로 공정과, 오존 함유 가스가 충만해 있는 상기 처리실 내에 상기 기판이 배치되어 있고, 또한, 상기 기판의 주면에 상기 액막이 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 처리실 내에 오존 함유 가스를 충만시킴으로써, 기판의 주면 상의 황산 함유액의 액막이 오존 함유 가스에 폭로된다. 이로써, 기판의 주면 상의 액막을 구성하는 황산 함유액에 오존 함유 가스 중의 오존을 용해시켜 액막 중에 퍼옥소이황산을 형성할 수 있다.
또, 기판의 주면에 액막이 형성되어 있는 상태에서, 기판이 가열된다. 즉, 기판의 주면 상의 액막을 구성하는 황산 함유액 중에 퍼옥소이황산이 형성되어 있는 상태에서 기판이 가열된다. 그 때문에, 퍼옥소이황산의 산화력을 높일 수 있다.
또한, 처리실 내에 오존 함유 가스가 충만해 있는 상태에서 기판이 가열되어 있다. 그 때문에, 가열에서 기인하여 황산 함유액에 대한 오존의 용해도가 저하되었다고 해도, 충분한 농도의 오존이 함유되어 있는 오존 함유 가스가 황산 함유액에 접촉하고 있는 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 황산 함유액 중의 오존의 가스화를 억제할 수 있다.
그 결과, 레지스트 등의 유기막을 기판으로부터 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
오존 함유 가스에는, 기체상의 오존 (오존 가스) 이 함유되어 있고, 황산 함유액에는, 황산이 함유되어 있다. 황산 함유액은, 예를 들어, 황산 수용액이다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 가열 공정에 있어서의 상기 기판의 가열은, 상기 액막 형성 공정 및 상기 오존 함유 가스 폭로 공정보다 전에 개시된다.
이 방법에 의하면, 황산 함유액의 액막의 형성 및 액막에 대한 오존 함유 가스의 폭로보다 전에 기판의 가열이 개시된다. 그 때문에, 기판의 온도의 상승에 필요로 하는 시간이, 액막의 형성에 필요로 하는 시간, 및, 오존 함유 가스의 충만에 필요로 하는 시간보다, 긴 경우라도, 기판의 온도를 신속하게 원하는 온도로 할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 오존 함유 가스 폭로 공정이, 상기 처리실 내의 압력이 상기 처리실 밖의 압력보다 높아지도록, 상기 처리실에 상기 오존 함유 가스를 공급하는 가압 공급 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 오존 함유 가스의 공급에 의해, 처리실 내의 압력을, 처리실 밖의 압력보다 높게 할 수 있다. 여기서, 헨리의 법칙에 기초하면, 액체에 용해되는 기체의 양은, 당해 액체에 접하는 기체의 압력에 비례한다. 그 때문에, 처리실 내에 오존 함유 가스를 공급하여 기판의 주면 상의 황산 함유액에 접하는 오존 함유 가스의 압력을 높이면, 황산 함유액 중의 오존의 농도를 높일 수 있다. 이로써, 액막 중의 퍼옥소이황산의 농도를 상승시킬 수 있으므로, 유기막을 기판의 주면으로부터 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 기판 가열 공정 후, 상기 기판의 주면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 린스액에 의해 기판의 주면으로부터 황산 함유액의 액막을 제거할 수 있다. 따라서, 기판의 주면으로부터의 유기막의 제거가 종료된 후에 기판의 주면에 황산이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 액막 형성 공정이, 상기 기판의 주면을 향하여 황산 함유액을 공급하는 황산 함유액 공급 공정과, 상기 기판의 주면으로의 황산 함유액의 공급을 정지시킨 후, 상기 기판의 중앙부를 지나는 중심축선 둘레로 상기 기판을 회전시켜 상기 기판의 주면 상의 황산 함유액을 얇게 함으로써 상기 액막을 형성하는 박막화 공정을 포함한다.
그 때문에, 황산 함유액의 연속류를 기판의 주면에 공급하면서 기판의 주면 상의 전체로 황산 함유액을 확산시키는 경우와 비교하여, 황산 함유액을 기판의 주면에 공급하는 시간을 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 황산 함유액의 사용량을 저감시킬 수 있다.
또한, 황산 함유액의 연속류를 기판의 주면에 공급하면서 기판의 주면 상의 전체로 황산 함유액을 확산시키는 경우와 비교하여, 기판의 주면 상의 황산 함유액의 액막을 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 황산 함유액의 액막의 가열에 필요로 하는 시간을 삭감하여, 전력 절약화를 실현할 수 있다.
황산 함유액의 액막의 표면으로부터 황산 함유액 중에 용해된 오존과 황산의 반응에 의해 생성된 퍼옥소이황산은, 액막 중에서 확산되어 기판의 주면에 도달함으로써, 기판의 주면의 유기막과 반응한다. 그 때문에, 황산 함유액의 액막을 얇게 하면, 퍼옥소이황산을 기판의 주면에 도달하기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 기판의 주면으로부터 유기막을 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 오존 함유 가스 폭로 공정이, 주면 상에 상기 액막이 형성되어 있는 상기 기판이 상기 처리실에 배치되어 있는 상태에서, 상기 처리실에 오존 함유 가스의 공급을 개시함으로써, 상기 처리실 내에 오존 함유 가스를 충만시키는 공정을 포함한다.
처리실로의 오존 함유 가스의 공급을 종료시킨 후에, 황산 함유액의 액막을 형성하는 경우에는, 처리실로부터 외부로의 오존 함유 가스의 유출에 의해, 처리실 내의 분위기 중의 오존 농도가 저감될 우려가 있다. 그 때문에, 액막 중의 황산 함유액에 용해되는 오존의 양이 저감될 우려가 있다. 그래서, 황산 함유액의 액막이 이미 형성되어 있는 상태에서 오존 함유 가스의 공급을 개시시키면, 처리실 내의 분위기 중의 오존 농도가 충분히 높은 상태에서, 처리실 내의 분위기에 황산 함유액의 액막을 접촉시킬 수 있다. 그 때문에, 기판의 주면 상의 액막 중의 황산 함유액에 용해되는 오존의 양을 증대시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 액막 형성 공정에 있어서의 상기 액막의 형성이 개시되기 전에, 상기 기판의 주면을 친수화하는 친수화 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 주면에 황산 함유액의 액막이 형성되기 전에, 기판의 주면이 친수화된다. 그 때문에, 기판의 주면의 젖음성이 향상되어, 황산 함유액이 기판의 주면 상에서 확산되기 쉬워진다. 따라서, 황산 함유액의 액막의 박막화를 도모할 수 있다. 나아가서는, 액막을 얇게 함으로써 오존을 기판의 주면에 도달시키기 쉽게 할 수 있어, 기판의 주면으로부터 유기막을 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 친수화 공정이, 상기 액막 형성 공정에 있어서의 상기 액막의 형성이 개시되기 전에, 상기 처리실 내에 상기 기판이 배치되어 있는 상태에서 상기 처리실에 오존 함유 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 주면을 오존 함유 가스에 폭로시키는 오존 친수화 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 오존 함유 가스의 공급에 의해, 기판의 주면을 친수화할 수 있다. 그 때문에, 기판의 주면의 친수화 및 기판의 주면으로부터의 유기막의 제거의 양방에, 오존 함유 가스를 사용할 수 있다. 따라서, 기판의 주면의 친수화에 오존 함유 가스의 공급 이외의 수법을 사용하는 경우와 비교하여, 기판 처리에 필요로 하는 설비를 간략화할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 챔버 내에 배치되는 기판 유지 부재에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 오존 함유 가스 폭로 공정이, 상기 챔버 내에서 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판에 대해 상기 처리실을 상대 이동시켜 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판을 상기 처리실 내에 수용하는 기판 수용 공정과, 상기 기판이 상기 처리실에 수용되어 있는 상태에서 상기 처리실에 오존 함유 가스를 공급하는 오존 함유 가스 공급 공정과, 상기 오존 함유 가스 공급 공정의 후, 상기 챔버 내에서 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판에 대해 상기 처리실을 상대 이동시켜 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판을 상기 처리실로부터 이탈시키는 기판 이탈 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 챔버 내에 배치되는 처리실 내에 기판을 배치한 상태에서, 처리실에 오존 함유 가스를 공급하여 처리실에 오존 함유 가스를 충만시킬 수 있다. 그 때문에, 챔버 내에 오존 함유 가스를 충만시키는 경우와 비교하여, 오존 함유 가스를 신속하게 충만시킬 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 기판을 소정의 처리 자세로 유지하는 기판 유지 부재와, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 수용 가능한 처리실과, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 가열하는 기판 가열 부재와, 상기 처리실 내에 오존 함유 가스를 공급하는 오존 함유 가스 공급 부재와, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판의 주면을 향하여 황산 함유액을 토출하는 황산 함유액 토출 부재와, 상기 기판 가열 부재, 상기 오존 함유 가스 공급 부재, 및, 상기 황산 함유액 토출 부재를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
그리고, 상기 컨트롤러는, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판이 상기 처리실 내에 배치되어 있고, 또한, 상기 기판 가열 부재에 의해 상기 기판이 가열되어 있는 상태에서, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터 상기 기판의 주면을 향하여 황산 함유액을 토출시켜 상기 기판의 주면 상에 황산 함유액의 액막을 형성하고, 또한 상기 오존 함유 가스 공급 부재로부터 상기 처리실에 오존 함유 가스를 공급시킨다.
이 장치에 의하면, 처리실에 배치되어 있는 기판이 가열되어 있는 상태에서, 기판의 주면에 황산 함유액의 액막이 형성되고, 또한 처리실에 오존 함유 가스가 공급된다. 그 때문에, 처리실 내에 오존 함유 가스가 충만해 있는 상태에서 기판의 주면 상에 황산 함유액의 액막이 형성되어 있다. 따라서, 기판의 주면 상의 액막을 구성하는 황산 함유액에 오존 함유 가스 중의 오존을 용해시켜 액막 중에 퍼옥소이황산을 형성할 수 있다.
또, 기판의 주면 상의 액막을 구성하는 황산 함유액 중에 퍼옥소이황산이 형성되어 있는 상태에서 기판이 가열된다. 그 때문에, 퍼옥소이황산의 산화력을 높일 수 있다.
또, 처리실 내에 오존 함유 가스가 충만해 있는 상태에서 기판이 가열되어 있다. 그 때문에, 가열에서 기인하여 황산 함유액에 대한 오존의 용해도가 저하되었다고 해도, 충분한 농도의 오존이 함유되어 있는 오존 함유 가스가 황산 함유액에 접촉하고 있는 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 황산 함유액 중의 오존의 가스화를 억제할 수 있다.
그 결과, 레지스트 등의 유기막을 기판으로부터 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 가열 부재의 온도를 검출하는 온도 센서를 추가로 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러는, 상기 온도 센서에 의한 검출 온도가 처리 온도 범위 내의 온도가 되었는지의 여부를 판정하는 온도 판정 유닛과, 상기 온도 센서에 의한 검출 온도가 상기 처리 온도 범위 내의 온도가 되어 있는 것으로 상기 온도 판정 유닛이 판정한 경우에는, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출 및 상기 오존 함유 가스 공급 부재로부터의 오존 함유 가스의 공급 중 적어도 일방을 개시시키는 제 1 개시 유닛을 포함한다.
이 장치에 의하면, 온도 센서의 검출 온도가 처리 온도 범위 내의 온도가 되었을 때에, 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출 및 오존 함유 가스 공급 부재로부터의 오존 함유 가스의 공급 중 적어도 일방이 개시된다. 그 때문에, 기판이 충분히 높은 온도로 가열된 상태에서, 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출, 및, 오존 함유 가스 공급 부재로부터의 오존 함유 가스의 공급 중 적어도 일방이 개시된다. 따라서, 기판의 주면으로부터의 유기막의 제거를 신속하게 개시할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는 상기 제 1 개시 유닛은, 상기 온도 센서에 의한 검출 온도가 상기 처리 온도 범위 내의 온도가 되어 있는 것으로 상기 온도 판정 유닛이 판정한 경우에는, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출을 개시시킨다. 그리고, 상기 컨트롤러는, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출이 개시된 후, 액막 형성 시간이 경과하였는지의 여부를 판정하는 시간 경과 판정 유닛과, 상기 액막 형성 시간이 경과하고 있는 것으로 상기 시간 경과 판정 유닛이 판정한 경우에는, 상기 오존 함유 가스 공급 부재로부터의 오존 함유 가스의 공급을 개시시키는 제 2 개시 유닛을 추가로 포함한다.
이 장치에 의하면, 온도 센서의 검출 온도가 처리 온도 범위 내가 되었을 때에, 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출이 개시된다. 그 때문에, 기판의 주면에 공급된 황산 함유액을 신속하게 가열할 수 있다. 또, 황산 함유액의 토출이 개시된 후, 액막 형성 시간이 경과하면, 처리실로의 오존 함유 가스의 공급이 개시된다. 그 때문에, 액막의 형성 후, 처리실로의 오존 함유 가스의 공급이 신속하게 개시된다. 따라서, 높은 재현성으로 기판을 처리할 수 있기 때문에, 기판의 주면으로부터 유기막을 높은 재현성으로 제거할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 부재 및 상기 처리실을 수용하는 챔버와, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판이 상기 처리실 내와 상기 처리실 밖 사이에서 상대 이동하도록, 상기 기판 유지 부재에 대해 상기 처리실을 상대 이동시키는 처리실 구동 기구를 추가로 포함한다.
이 장치에 의하면, 챔버 내에 수용되는 처리실 내에 기판을 배치한 상태에서, 처리실에 오존 함유 가스를 공급하여 처리실에 오존 함유 가스를 충만시킬 수 있다. 그 때문에, 챔버 내에 오존 함유 가스를 충만시키는 경우와 비교하여, 오존 함유 가스를 신속하게 충만시킬 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 황산 함유액 토출 부재가, 황산 함유액을 토출하는 황산 함유액 노즐을 포함한다. 그리고, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판이 상기 처리실 밖에 위치하는 상태에서, 상기 처리실과 상기 기판의 주면 사이의 처리 위치로 상기 황산 함유액 노즐을 이동시키는 노즐 구동 기구를 추가로 포함한다.
이 장치에 의하면, 기판이 처리실 밖에 위치할 때에 황산 함유액 노즐로부터 기판의 주면에 황산 함유액을 공급하여 황산 함유액의 액막을 기판의 주면 상에 형성한 후, 기판을 처리실 내에 배치할 수 있다. 이로써, 황산 함유액 노즐이 처리실과는 별도로 형성되어 있는 구성에 있어서, 기판의 주면 상의 황산 함유액의 액막에 오존 함유 가스를 신속하게 공급할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 처리실은, 상기 처리실의 내부 공간을 구획하는 하우징을 갖는다. 그리고, 상기 오존 함유 가스 공급 부재는, 상기 하우징으로부터 노출되고, 상기 내부 공간에 접속되는 복수의 오존 함유 가스 토출구를 갖는다. 그 때문에, 처리실 내 (내부 공간) 의 전체에 오존 함유 가스를 신속하게 공급할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판의 주면으로부터 배출되는 황산 함유액을 회수하는 황산 함유액 회수 유닛과, 상기 황산 함유액 회수 유닛에 의해 회수된 황산 함유액을 상기 황산 함유액 토출 부재에 공급하는 황산 함유액 공급 유닛을 추가로 포함한다. 이 구성에 의하면, 황산 함유액 공급 부재로부터 기판의 주면에 공급된 황산 함유액을 회수하여, 황산 함유액을 재이용할 수 있다. 이로써, 황산의 폐기량을 저감시킬 수 있다.
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 구성예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 황산 함유액 공급 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4 는, 상기 기판 처리 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5 는, 상기 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다.
도 6a ∼ 도 6e 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판 및 그 주위의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 컨트롤러의 기능적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8 은, 상기 컨트롤러에 의한 유기막 제거 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다.
도 9a 는, 제 1 변형예에 관련된 기판 처리를 설명하기 위한 플로 차트이다.
도 9b 는, 제 2 변형예에 관련된 기판 처리를 설명하기 위한 플로 차트이다.
도 9c 는, 제 3 변형예에 관련된 기판 처리를 설명하기 위한 플로 차트이다.
도 10 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되는 황산 함유액 공급 유닛 및 황산 함유액 회수 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 12 는, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다.
＜제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성＞
도 1 은, 이 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성예를 설명하기 위한 평면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은 원판상을 갖는다. 기판 (W) 은, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 이며, 한 쌍의 주면을 갖는다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 에서 처리되는 복수 장의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) (수용기) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) (수용기 유지 유닛) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (제 1 반송 로봇 (IR) 및 제 2 반송 로봇 (CR)) 과, 기판 처리 장치 (1) 에 구비되는 각 부재를 제어하는 컨트롤러 (3) 를 포함한다.
제 1 반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 제 2 반송 로봇 (CR) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 제 2 반송 로봇 (CR) 은, 제 1 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 각 반송 로봇은, 예를 들어, 다관절 아암 로봇이다.
복수의 처리 유닛 (2) 은, 제 2 반송 로봇 (CR) 에 의해 기판 (W) 이 반송되는 반송 경로 (TR) 를 따라 반송 경로 (TR) 의 양측에 배열되고, 또한, 상하 방향으로 적층되어 배열되어 있다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 갖고 있다.
복수의 처리 유닛 (2) 은, 수평으로 떨어진 4 개의 위치에 각각 배치된 4 개의 처리 타워 (TW) 를 형성하고 있다. 각 처리 타워 (TW) 는, 상하 방향으로 적층된 복수의 처리 유닛 (2) 을 포함한다. 4 개의 처리 타워 (TW) 는, 로드 포트 (LP) 로부터 제 2 반송 로봇 (CR) 을 향하여 연장되는 반송 경로 (TR) 의 양측에 2 개씩 배치되어 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 밸브나 배관 등을 수용하는 복수의 유체 박스 (4) 와, 황산 함유액, 약액, 린스액, 유기 용제, 또는, 이들 원료를 저류하는 탱크를 수용하는 저류 박스 (5) 를 포함한다. 처리 유닛 (2) 및 유체 박스 (4) 는, 평면에서 보아 대략 사각 형상의 프레임 (6) 의 내측에 배치되어 있다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 처리시에 기판 (W) 을 수용하는 챔버 (7) 를 갖는다. 챔버 (7) 는, 제 2 반송 로봇 (CR) 에 의해, 챔버 (7) 내에 기판 (W) 을 반입하거나 챔버 (7) 로부터 기판 (W) 을 반출하거나 하기 위한 출입구 (도시 생략) 와, 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (도시 생략) 을 포함한다. 챔버 (7) 내에서 기판 (W) 에 공급되는 처리액으로는, 상세하게는 후술하지만, 황산 함유액, 약액, 린스액, 유기 용제 등을 들 수 있다.
＜제 1 실시형태에 관련된 처리 유닛의 구성＞
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 을 소정의 처리 자세로 기판 (W) 을 유지하면서, 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (8) 과, 기판 (W) 을 향하여 처리액을 토출하는 복수의 이동 노즐 (제 1 이동 노즐 (9), 제 2 이동 노즐 (10), 제 3 이동 노즐 (11)) 과, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 수용 가능한 처리실 (12) 을 추가로 포함한다.
처리 유닛 (2) 은, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스를 공급하는 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 와, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 부재 (14) 와, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 으로부터 비산하는 처리액을 수용하는 처리 컵 (15) 을 추가로 포함한다.
스핀 척 (8), 복수의 이동 노즐, 처리실 (12), 오존 함유 가스 공급 부재 (13), 기판 가열 부재 (14), 및, 처리 컵 (15) 은, 챔버 (7) 내에 배치되어 있다.
회전축선 (A1) 은, 기판 (W) 의 중심부를 지나, 처리 자세로 유지되어 있는 기판 (W) 의 각 주면에 대해 직교한다. 처리 자세는, 예를 들어, 도 2 에 나타내는 기판 (W) 의 자세로, 기판 (W) 의 주면이 수평면이 되는 수평 자세이지만, 수평 자세에 한정되지 않는다. 즉, 처리 자세는, 도 2 와는 달리, 기판 (W) 의 주면이 수평면에 대해 경사진 자세여도 된다. 처리 자세가 수평 자세인 경우, 회전축선 (A1) 은, 연직으로 연장된다.
스핀 척 (8) 은, 기판 (W) 을 처리 자세로 유지하는 기판 유지 부재 (기판 홀더) 의 일례이며, 기판 (W) 을 처리 자세로 유지하면서 회전축선 (A1) 의 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 회전 유지 부재의 일례이기도 하다.
스핀 척 (8) 은, 수평 방향을 따르는 원판 형상을 갖는 스핀 베이스 (21) 와, 스핀 베이스 (21) 의 상방에서 기판 (W) 을 파지하여 스핀 베이스 (21) 보다 상방에서 기판 (W) 의 둘레 가장자리부를 파지하는 복수의 파지 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 에 연결되어 연직 방향으로 연장되는 회전축 (22) 과, 회전축 (22) 을 그 중심축선 (회전축선 (A1)) 의 둘레로 회전시키는 회전 구동 기구 (23) 를 포함한다. 스핀 베이스 (21) 는, 원판상의 베이스의 일례이다.
복수의 파지 핀 (20) 은, 스핀 베이스 (21) 의 둘레 방향으로 간격을 두고 스핀 베이스 (21) 의 상면에 배치되어 있다. 회전 구동 기구 (23) 는, 예를 들어, 전동 모터 등의 액추에이터를 포함한다. 회전 구동 기구 (23) 는, 회전축 (22) 을 회전시킴으로써 스핀 베이스 (21) 및 복수의 파지 핀 (20) 이 회전축선 (A1) 의 둘레로 회전된다. 이로써, 기판 (W) 은, 스핀 베이스 (21) 및 복수의 파지 핀 (20) 과 함께 회전축선 (A1) 의 둘레로 회전된다.
복수의 파지 핀 (20) 은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부에 접촉하여 기판 (W) 을 파지하는 폐위치와, 기판 (W) 에 대한 파지를 해제하는 개위치 사이에서 이동 가능하다. 복수의 파지 핀 (20) 은, 개폐 기구 (도시 생략) 에 의해 이동된다.
복수의 파지 핀 (20) 은, 폐위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부를 파지하여 기판 (W) 을 수평으로 유지한다. 복수의 파지 핀 (20) 은, 개위치에 위치할 때, 기판 (W) 에 대한 파지를 해제하는 한편, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부를 하방으로부터 지지한다. 개폐 기구는, 예를 들어, 링크 기구와, 링크 기구에 구동력을 부여하는 액추에이터를 포함한다.
복수의 이동 노즐은, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면 (상측의 주면) 을 향하여, 황산 함유액의 연속류를 토출하는 제 1 이동 노즐 (9) 과, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여, 약액의 연속류 및 린스액의 연속류를 선택적으로 토출하는 제 2 이동 노즐 (10) 과, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 유기 용제를 토출하는 제 3 이동 노즐 (11) 을 포함한다.
제 1 이동 노즐 (9) 은, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 주면 (상면) 을 향하여 황산 함유액을 토출하는 황산 함유액 토출 부재의 일례이다. 제 2 이동 노즐 (10) 은, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 주면 (상면) 을 향하여 약액을 토출하는 약액 토출 부재의 일례이고, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 주면 (상면) 을 향하여 린스액을 토출하는 린스액 토출 부재의 일례이다. 제 3 이동 노즐 (11) 은, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 주면 (상면) 을 향하여 유기 용제를 토출하는 유기 용제 토출 부재의 일례이다.
복수의 이동 노즐은, 복수의 노즐 구동 기구 (제 1 노즐 구동 기구 (25), 제 2 노즐 구동 기구 (26) 및 제 3 노즐 구동 기구 (27)) 에 의해 수평 방향으로 각각 이동된다.
각 노즐 구동 기구는, 대응하는 이동 노즐을, 중앙 위치와 퇴피 위치 사이에서 이동시킬 수 있다. 중앙 위치는, 이동 노즐이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향하는 위치이다. 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역이란, 기판 (W) 의 상면에 있어서 회전 중심 (중앙부) 과 회전 중심의 주위의 부분을 포함하는 영역을 말한다. 퇴피 위치는, 이동 노즐이 기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 위치이고, 처리 컵 (15) 의 외측의 위치이다.
각 노즐 구동 기구는, 대응하는 이동 노즐을 지지하는 아암 (제 1 아암 (25a), 제 2 아암 (26a) 및 제 3 아암 (27a)) 과, 대응하는 아암을 수평 방향으로 이동시키는 아암 구동 기구 (제 1 아암 구동 기구 (25b), 제 2 아암 구동 기구 (26b) 및 제 3 아암 구동 기구 (27b)) 를 포함한다. 각 아암 구동 기구는, 전동 모터, 에어 실린더 등의 액추에이터를 포함한다.
이동 노즐은, 소정의 회동축선 둘레로 회동 (回動) 하는 회동식 노즐이어도 되고, 대응하는 아암이 연장되는 방향으로 직선적으로 이동하는 직동 (直動) 식 노즐이어도 된다. 이동 노즐은, 연직 방향으로도 이동할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.
제 1 이동 노즐 (9) 로부터 토출되는 황산 함유액은, 예를 들어, 황산 수용액이다. 황산 수용액에는, 황산 (H2SO4) 과 물 (H2O) 이 함유되어 있다. 황산 수용액은, 예를 들어, 희황산, 또는, 농황산이다. 황산 함유액에는, 황산 및 물 이외의 물질이 함유되어 있어도 된다. 황산 함유액은, 황산과, DIW (탈이온수) 등의 물을 혼합함으로써 형성되어도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 제 1 이동 노즐 (9) 에 황산 함유액을 공급하는 황산 함유액 공급 유닛 (16) 을 추가로 포함한다. 황산 함유액 공급 유닛 (16) 은, 황산 함유액 배관 (40), 황산 함유액 밸브 (50A) 및 황산 함유액 유량 조정 밸브 (50B) 를 포함한다.
황산 함유액 배관 (40) 은, 제 1 이동 노즐 (9) 에 접속되어, 제 1 이동 노즐 (9) 로 황산 함유액을 안내한다. 황산 함유액 밸브 (50A) 및 황산 함유액 유량 조정 밸브 (50B) 는, 황산 함유액 배관 (40) 에 형성되어 있다.
황산 함유액 밸브 (50A) 가 황산 함유액 배관 (40) 에 형성된다는 것은, 황산 함유액 밸브 (50A) 가 황산 함유액 배관 (40) 에 개재 장착되는 것을 의미해도 된다. 이하에서 설명하는 다른 밸브에 있어서도 동일하다.
황산 함유액 밸브 (50A) 는, 황산 함유액 배관 (40) 을 개폐한다. 황산 함유액 유량 조정 밸브 (50B) 는, 황산 함유액 배관 (40) 내의 황산 함유액의 유량을 조정한다. 황산 함유액 공급 유닛 (16) 의 구성의 상세한 것에 대해서는 후술한다. 황산 함유액 밸브 (50A) 가 열리면, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 황산 함유액이 연속류로 토출된다.
도시는 하지 않지만, 황산 함유액 밸브 (50A) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개위치와 폐위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 밸브에 대해서도 동일한 구성을 갖고 있다.
제 2 이동 노즐 (10) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, 과산화수소수 (H2O2), 불산 (HF), 희불산 (DHF), 버퍼드 불산 (BHF), 염산 (HCl), HPM 액 (hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture : 염산 과산화수소수 혼합액), 암모니아수, TMAH 액 (Tetramethylammonium hydroxide solution : 수산화 테트라메틸암모늄 용액), 또는, APM 액 (ammonia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아 과산화수소 혼합액) 을 함유한다.
제 2 이동 노즐 (10) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, DIW 등의 물이다. 단, 린스액은, DIW 에 한정되지 않는다. 린스액은, DIW, 탄산수, 전해 이온수, 희석 농도 (예를 들어, 1 ppm 이상이고, 또한, 100 ppm 이하) 의 염산수, 희석 농도 (예를 들어, 1 ppm 이상이고, 또한, 100 ppm 이하) 의 암모니아수, 혹은, 환원수 (수소수), 또는, 이들 중 적어도 2 종류를 함유하는 혼합액이어도 된다.
제 2 이동 노즐 (10) 은, 제 2 이동 노즐 (10) 로 유체를 안내하는 공통 배관 (41) 에 접속되어 있다. 공통 배관 (41) 에는, 공통 배관 (41) 에 약액을 공급하는 약액 배관 (42) 과, 공통 배관 (41) 에 린스액을 공급하는 린스액 배관 (43) 이 접속되어 있다. 공통 배관 (41) 은, 믹싱 밸브 (도시 생략) 를 개재하여 약액 배관 (42) 및 린스액 배관 (43) 과 접속되어 있어도 된다.
공통 배관 (41) 에는, 공통 배관 (41) 을 개폐하는 공통 밸브 (51) 가 형성되어 있다. 약액 배관 (42) 에는, 약액 배관 (42) 을 개폐하는 약액 밸브 (52A) 와, 약액 배관 (42) 내의 약액의 유량을 조정하는 약액 유량 조정 밸브 (52B) 가 형성되어 있다. 린스액 배관 (43) 에는, 린스액 배관 (43) 을 개폐하는 린스액 밸브 (53A) 와, 린스액 배관 (43) 내의 린스액의 유량을 조정하는 린스액 유량 조정 밸브 (53B) 가 형성되어 있다.
약액 밸브 (52A) 및 공통 밸브 (51) 가 열리면, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 약액의 연속류가 토출된다. 린스액 밸브 (53A) 및 공통 밸브 (51) 가 열리면, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 린스액의 연속류가 토출된다.
제 3 이동 노즐 (11) 로부터 토출되는 유기 용제는, 에탄올 (EtOH), 이소프로판올 (IPA) 등의 알코올류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME), 프로필렌글리콜모노에틸에테르 (PGEE) 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL) 등의 락트산에스테르류, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 2-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류 중 적어도 1 종류를 함유한다.
제 3 이동 노즐 (11) 에는, 제 3 이동 노즐 (11) 로 유기 용제를 안내하는 유기 용제 배관 (44) 이 접속되어 있다. 유기 용제 배관 (44) 에는, 유기 용제 배관 (44) 을 개폐하는 유기 용제 밸브 (54A) 와, 유기 용제 배관 (44) 내의 유기 용제의 유량을 조정하는 유기 용제 유량 조정 밸브 (54B) 가 형성되어 있다.
처리 컵 (15) 은, 스핀 척 (8) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산하는 처리액을 받아내는 복수 (도 2 에서는 3 개) 의 가드 (28) 와, 복수의 가드 (28) 에 의해 하방으로 안내된 처리액을 각각 받아내는 복수 (도 2 에서는 3 개) 의 컵 (29) 과, 복수의 가드 (28) 및 복수의 컵 (29) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (30) 를 포함한다.
각 가드 (28) 는, 평면에서 보아 스핀 척 (8) 을 둘러싸는 통상의 형태를 갖고 있다. 각 가드 (28) 의 상단부는, 가드 (28) 의 중심측을 향하도록 내방으로 경사져 있다. 각 컵 (29) 은, 상향으로 개방된 환상 홈의 형태를 갖고 있다. 복수의 가드 (28) 및 복수의 컵 (29) 은, 동축 상에 배치되어 있다.
복수의 가드 (28) 는, 가드 승강 구동 기구 (도시 생략) 에 의해 개별적으로 승강된다. 가드 승강 구동 기구는, 예를 들어, 복수의 가드 (28) 를 각각 승강 구동하는 복수의 액추에이터를 포함한다. 복수의 액추에이터는, 전동 모터 및 에어 실린더 중 적어도 일방을 포함한다.
처리 유닛 (2) 은, 챔버 (7) 밖으로부터 챔버 (7) 내로 불활성 가스를 보내는 FFU (팬 필터 유닛) 등의 송풍 유닛 (31) 과, 챔버 (7) 내를 배기하는 배출 배관 (32) 을 포함한다. 송풍 유닛 (31) 은, 챔버 (7) 의 상벽 (7a) 에 배치되어 있다. 배출 배관 (32) 은, 외벽 부재 (30) 에 접속되어 있다. 송풍 유닛 (31) 에 의해 챔버 (7) 로 보내지는 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 가스, 희가스, 또는 이들의 혼합 가스여도 된다. 희가스는, 예를 들어, 아르곤 가스이다.
배출 배관 (32) 은, 배기 덕트 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 배기 덕트 내의 분위기는 흡인 장치 (도시 생략) 에 의해 흡인된다. 챔버 (7) 내의 분위기는, 배출 배관 (32) 을 개재하여 배기 덕트에 배기된다. 흡인 장치는, 배기 덕트를 흡인하는 흡인 펌프 등을 포함한다. 흡인 장치는, 배기 덕트에 개재 장착되거나, 또는, 배기 덕트에 연결된다. 배기 덕트 및 흡인 장치는, 기판 처리 장치 (1) 가 설치되는 클린 룸 또는 클린 룸에 부수되는 설비 내에 형성되어 있다. 배기 덕트 및 흡인 장치는, 기판 처리 장치 (1) 의 일부여도 된다.
배출 배관 (32) 과 배기 덕트 사이, 또는, 배출 배관 (32) 에는, 오존 제거 장치 (33) (오존 제해기) 이 형성되어 있다. 챔버 (7) 로부터 배출되는 분위기에 포함되는 오존 가스는, 오존 제거 장치 (33) 를 통과할 때에 분해된다.
송풍 유닛 (31) 및 배출 배관 (32) 의 작용에 의해, 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 에는, 상방으로부터 하방을 향하는 기류가 형성된다. 기류는, 처리 컵 (15) 의 내부를 통과하여, 배출 배관 (32) 에 유입된다.
기판 (W) 에 공급된 처리액은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부로부터 비산하여 어느 가드 (28) 에 의해 수용된다. 가드 (28) 에 의해 수용된 처리액은, 대응하는 컵 (29) 으로 안내되어, 각 컵 (29) 에 대응하는 배액 배관 (도시 생략) 에 의해 회수 또는 폐기된다.
기판 가열 부재 (14) 는, 기판 (W) 을 하방으로부터 가열하는 원판상의 핫 플레이트의 형태를 갖고 있다. 기판 가열 부재 (14) 는, 스핀 베이스 (21) 의 상면과 기판 (W) 의 하면 사이에 배치되어 있다. 기판 가열 부재 (14) 는, 기판 (W) 의 하면에 하방으로부터 대향하는 가열면 (14a) 을 갖는다.
기판 가열 부재 (14) 는, 플레이트 본체 (60) 및 히터 (61) 를 포함한다. 플레이트 본체 (60) 는, 평면에서 보아, 기판 (W) 보다 약간 작다. 플레이트 본체 (60) 의 상면이 가열면 (14a) 을 구성하고 있다. 히터 (61) 는, 플레이트 본체 (60) 에 내장되어 있는 저항체여도 된다. 히터 (61) 에 통전함으로써, 가열면 (14a) 이 가열된다.
히터 (61) 는, 기판 (W) 을 상온 (예를 들어, 5 ℃ 이상이고, 또한, 25 ℃ 이하의 온도) 이상이면서, 또한, 400 ℃ 이하의 온도 범위에서 기판 (W) 을 가열할 수 있도록 구성되어 있다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 가열 부재 (14) 의 온도를 검출하는 온도 센서 (62) 를 추가로 포함한다. 온도 센서 (62) 는, 도 2 에 나타내는 예에서는, 플레이트 본체 (60) 에 내장되어 있지만, 온도 센서 (62) 의 배치에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 온도 센서 (62) 는, 예를 들어, 플레이트 본체 (60) 에 외부로부터 장착되어 있어도 된다.
히터 (61) 에는, 급전선 (64) 을 개재하여 통전 유닛 (63) 이 접속되어 있다. 통전 유닛 (63) 으로부터 히터 (61) 에 공급되는 전류가 조정됨으로써, 히터 (61) 의 온도가 조정된다. 예를 들어, 통전 유닛 (63) 으로부터 히터 (61) 에 공급되는 전류는, 온도 센서 (62) 의 검출 온도에 기초하여 조정된다.
기판 가열 부재 (14) 의 하면에는, 히터 승강축 (65) 이 접속되어 있다. 히터 승강축 (65) 은, 스핀 베이스 (21) 의 중앙부에 형성된 관통공 (21a) 과, 회전축 (22) 의 내부 공간에 삽입된다.
처리 유닛 (2) 은, 상하 방향에 있어서의 기판 가열 부재 (14) 의 이동을 구동하는 히터 구동 기구 (66) 를 추가로 포함한다. 히터 구동 기구 (66) 는, 예를 들어, 상하 방향에 있어서의 히터 승강축 (65) 의 이동을 구동하는 히터 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다. 히터 액추에이터는, 예를 들어, 전동 모터 및 에어 실린더 중 적어도 일방을 포함한다. 히터 구동 기구 (66) 는, 히터 승강축 (65) 을 통하여 기판 가열 부재 (14) 를 상하 방향으로 이동시킨다. 기판 가열 부재 (14) 는, 기판 (W) 의 하면과 스핀 베이스 (21) 의 상면 사이에서 상하 방향으로 이동 가능하다.
기판 가열 부재 (14) 는, 상승할 때에, 개위치에 위치하는 복수의 파지 핀 (20) 으로부터 기판 (W) 을 수취하는 것이 가능하다. 기판 가열 부재 (14) 는, 가열면 (14a) 이 기판 (W) 의 하면에 접촉하는 접촉 위치, 또는, 기판 (W) 의 하면에 비접촉으로 근접하는 근접 위치에 배치됨으로써, 기판 (W) 을 가열할 수 있다. 기판 가열 부재 (14) 에 의한 기판 (W) 의 가열이 완화되는 정도로 기판 (W) 의 하면으로부터 충분히 퇴피하는 위치를 퇴피 위치라고 한다. 기판 (W) 에 대한 가열이 충분히 완화되는 것을, 기판 (W) 에 대한 가열이 정지된다고 바꾸어 말할 수 있다.
기판 가열 부재 (14) 를 퇴피 위치에 배치하고 있을 때에 기판 가열 부재 (14) 로부터 기판 (W) 에 전달되는 열량은, 기판 가열 부재 (14) 를 근접 위치에 배치하고 있을 때에 기판 가열 부재 (14) 로부터 기판 (W) 에 전달되는 열량보다 작다. 접촉 위치 및 근접 위치는, 가열 위치라고도 한다. 퇴피 위치는, 가열 완화 위치라고도 하고, 가열 정지 위치라고도 한다.
처리실 (12) 은, 기판 (W) 을 수용 가능한 내부 공간 (70) 과, 내부 공간 (70) 을 구획하는 하우징 (71) 과, 하우징 (71) 에 형성되어 내부 공간 (70) 을 처리실 (12) 밖으로 개방하는 개구 (70a) 를 갖는다. 하우징 (71) 은, 예를 들어, 평면에서 보아 기판 (W) 보다 대직경인 원통상의 내주면 (71a) 과, 내주면 (71a) 에 접속되는 평탄한 바닥면 (71b) 을 갖는다.
처리실 (12) 에는, 처리실 승강축 (72) 이 접속되어 있다. 처리 유닛 (2) 은, 상하 방향에 있어서의 처리실 (12) 의 이동을 구동하는 처리실 구동 기구 (73) 를 추가로 포함한다. 처리실 구동 기구 (73) 는, 예를 들어, 상하 방향에 있어서의 처리실 승강축 (72) 의 이동을 구동하는 처리실 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다. 처리실 구동 기구 (73) 는, 처리실 승강축 (72) 을 통하여 처리실 (12) 을 상하 방향으로 이동시킨다. 처리실 액추에이터는, 예를 들어, 전동 모터 및 에어 실린더 중 적어도 일방을 포함한다.
처리실 (12) 을 하강시킴으로써, 개구 (70a) 를 통하여 처리실 (12) 내 (내부 공간 (70)) 에 기판 (W) 을 상대 이동시킬 수 있다. 처리실 (12) 이 기판 (W) 을 처리실 (12) 내 (내부 공간 (70)) 에 수용할 때의 처리실 (12) 의 위치를 수용 위치라고 한다. 처리실 (12) 이 수용 위치에 위치할 때, 하우징 (71) 의 내주면 (71a) 이 측방으로부터 기판 (W) 에 대향하고 있다. 수용 위치에 배치되어 있는 처리실 (12) 을 상승시킴으로써, 개구 (70a) 를 통하여 처리실 (12) 밖으로 기판 (W) 을 상대 이동시킬 수 있다. 기판 (W) 이 처리실 (12) 밖에 위치할 때의 처리실 (12) 의 위치를 비수용 위치라고 한다.
이와 같이, 처리실 구동 기구 (73) 는, 기판 (W) 이 처리실 (12) 내와 처리실 (12) 밖 사이에서 상대 이동하도록, 스핀 척 (8) 에 대해 처리실 (12) 을 이동시킬 수 있다. 또한, 처리실 (12) 이 수용 위치에 위치할 때, 각 노즐 이동 기구는, 대응하는 이동 노즐을 기판 (W) 의 상면에 대향하는 위치로 이동시킬 수 없다. 처리실 (12) 이 비수용 위치에 위치할 때, 각 노즐 이동 기구는, 대응하는 이동 노즐을 기판 (W) 의 상면에 대향하는 위치로 이동시킬 수 있다.
오존 함유 가스 공급 부재 (13) 는 , 하우징 (71) 의 내부에 형성된 오존 함유 가스 유로 (75) 와, 하우징 (71) 으로부터 노출되어, 오존 함유 가스 유로 (75) 의 일단 및 내부 공간 (70) 에 접속되는 복수의 오존 함유 가스 토출구 (76) 를 포함한다. 그 때문에, 내부 공간 (70) 의 전체에 오존 함유 가스를 신속하게 공급할 수 있다. 도 2 에 나타내는 예에서는, 복수의 오존 함유 가스 토출구 (76) 는, 하우징 (71) 의 바닥면 (71b) 에 형성되어 있다.
오존 함유 가스 유로 (75) 는, 예를 들어, 처리실 승강축 (72) 및 하우징 (71) 에 형성된 유통공에 의해 구성되어 있어도 되고, 당해 유통공 내에 배치된 배관에 의해 구성되어 있어도 된다. 오존 함유 가스 유로 (75) 는, 처리실 승강축 (72) 에는 형성되어 있지 않고, 하우징 (71) 에만 형성되어 있어도 된다.
오존 함유 가스 토출구 (76) 로부터 토출되는 오존 함유 가스는, 오존 가스여도 되고, 오존 가스와 오존 가스 이외의 가스의 혼합 가스여도 된다. 오존 가스 이외의 가스는, 예를 들어, 불활성 가스이다. 오존 함유 가스에 함유되는 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 가스, 희가스, 또는, 이들의 혼합 가스여도 된다. 희가스는, 예를 들어, 아르곤 가스이다.
오존 함유 가스 공급 부재 (13) 의 오존 함유 가스 유로 (75) 는, 오존 함유 가스 유로 (75) 로 오존 함유 가스를 안내하는 오존 함유 가스 배관 (45) 에 접속되어 있다. 오존 함유 가스 배관 (45) 에는, 오존 함유 가스 배관 (45) 을 개폐하는 오존 함유 가스 밸브 (55A) 와, 오존 함유 가스 배관 (45) 내의 오존 함유 가스의 유량을 조정하는 오존 함유 가스 유량 조정 밸브 (55B) 가 형성되어 있다.
＜황산 함유액 공급 유닛의 구성＞
도 3 은, 황산 함유액 공급 유닛 (16) 의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
황산 함유액 공급 유닛 (16) 은, 저류조 (80), 공급 배관 (81), 순환 배관 (82), 송액 펌프 (83), 순환 밸브 (84), 배관 히터 (85), 및, 탱크 히터 (86) 를 추가로 포함한다.
저류조 (80) 는, 황산 함유액을 저류한다. 공급 배관 (81) 은, 저류조 (80) 및 황산 함유액 배관 (40) 에 접속되어, 저류조 (80) 내의 황산 함유액을 황산 함유액 배관 (40) 을 향하여 공급한다. 순환 배관 (82) 은, 공급 배관 (81) 과 황산 함유액 배관 (40) 의 접속 위치에 접속되어, 공급 배관 (81) 내의 황산 함유액을 저류조 (80) 로 되돌림으로써 저류조 (80) 내의 황산 함유액을 순환시킨다. 송액 펌프 (83) 는, 저류조 (80) 내의 황산 함유액을 공급 배관 (81) 으로 보내는 구동력을 발생시킨다. 순환 밸브 (84) 는, 순환 배관 (82) 에 형성되어, 순환 배관 (82) 을 개폐한다.
배관 히터 (85) 는, 공급 배관 (81) 내의 황산 함유액을 가열한다. 탱크 히터 (86) 는, 저류조 (80) 내의 황산 함유액을 가열한다. 배관 히터 (85) 및 탱크 히터 (86) 의 형태에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 배관 히터 (85) 는, 예를 들어, 공급 배관 (81) 을 외부로부터 가열함으로써, 공급 배관 (81) 내를 통과하는 황산 함유액을 가열한다. 탱크 히터 (86) 는, 예를 들어, 저류조 (80) 의 벽부의 외측면에 장착된 히터이다.
황산 함유액 공급 유닛 (16) 은, 황산 함유액 공급원 (87) 으로부터 새로운 황산 함유액 (신액) 을 저류조 (80) 에 보충하는 보충 배관 (88) 과, 보충 배관 (88) 을 개폐하는 보충 밸브 (89) 를 추가로 포함한다. 보충 밸브 (89) 가 열림으로써, 저류조 (80) 에 신액이 공급된다.
＜제 1 실시형태에 관련된 기판 처리의 전기적 구성＞
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
컨트롤러 (3) 는, 컴퓨터 본체 (3a) 와, 컴퓨터 본체 (3a) 에 접속된 주변 장치 (3d) 를 포함하는, 컴퓨터이다. 컴퓨터 본체 (3a) 는, 각종 명령을 실행하는 프로세서 (CPU) (3b) 와, 정보를 기억하는 메모리 (3c) 를 포함한다.
주변 장치 (3d) 는, 프로그램 등의 정보를 기억하는 보조 기억 장치 (3e) 와, 리무버블 미디어 (도시 생략) 로부터 정보를 판독하는 판독 장치 (3f) 와, 호스트 컴퓨터 (도시 생략) 등의 다른 장치와 통신하는 통신 장치 (3g) 를 포함한다.
컨트롤러 (3) 는, 입력 장치 (3A), 표시 장치 (3B), 및 경보 장치 (3C) 에 접속되어 있다. 입력 장치 (3A) 는, 사용자나 메인터넌스 담당자 등의 조작자가 기판 처리 장치 (1) 에 정보를 입력할 때에 조작된다. 정보는, 표시 장치 (3B) 의 화면에 표시된다. 입력 장치 (3A) 는, 키보드, 포인팅 디바이스, 및 터치 패널 중 어느 것이어도 되고, 이들 이외의 장치여도 된다. 입력 장치 (3A) 및 표시 장치 (3B) 를 겸하는 터치 패널 디스플레이가 기판 처리 장치 (1) 에 형성되어 있어도 된다. 경보 장치 (3C) 는, 빛, 소리, 문자, 및 도형 중 1 개 이상을 사용하여 경보를 발한다. 입력 장치 (3A) 가 터치패널 디스플레이인 경우, 입력 장치 (3A) 가, 경보 장치 (3C) 를 겸하고 있어도 된다.
보조 기억 장치 (3e) 는, 전력이 공급되고 있지 않아도 기억을 유지하는 불휘발성 메모리이다. 보조 기억 장치 (3e) 는, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브 등의 자기 기억 장치이다.
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.
컨트롤러 (3) 는, 호스트 컴퓨터 등의 외부 장치에 의해 지정된 레시피에 따라 기판 (W) 이 처리되도록, 기판 처리 장치 (1) 에 구비되는 각 부재를 제어한다.
컨트롤러 (3) 의 제어 대상으로는, 제 1 반송 로봇 (IR), 제 2 반송 로봇 (CR), 회전 구동 기구 (23), 제 1 노즐 구동 기구 (25), 제 2 노즐 구동 기구 (26), 제 3 노즐 구동 기구 (27), 처리실 구동 기구 (73), 히터 구동 기구 (66), 통전 유닛 (63), 송풍 유닛 (31), 온도 센서 (62), 송액 펌프 (83), 배관 히터 (85), 탱크 히터 (86), 황산 함유액 밸브 (50A), 황산 함유액 유량 조정 밸브 (50B), 공통 밸브 (51), 약액 밸브 (52A), 약액 유량 조정 밸브 (52B), 린스액 밸브 (53A), 린스액 유량 조정 밸브 (53B), 유기 용제 밸브 (54A), 유기 용제 유량 조정 밸브 (54B), 순환 밸브 (84), 보충 밸브 (89) 등을 들 수 있다.
또, 도 4 에는, 대표적인 부재가 도시되어 있지만, 도시되어 있지 않은 부재에 대해 컨트롤러 (3) 에 의해 제어되지 않는 것을 의미하지는 않고, 컨트롤러 (3) 는, 기판 처리 장치 (1) 에 구비되는 각 부재를 적절히 제어할 수 있다. 도 4 에는, 후술하는 제 2 실시형태, 및, 제 3 실시형태에서 설명하는 부재에 대해서도 병기하고 있으며, 이들 부재도 컨트롤러 (3) 에 의해 제어된다.
이하의 각 공정은, 컨트롤러 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 컨트롤러 (3) 는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
＜기판 처리의 일례＞
도 5 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다. 도 6a ∼ 도 6e 는, 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판 (W) 및 그 주변의 모습을 설명하기 위한 모식도이다. 기판 처리에 사용되는 기판 (W) 의 한 쌍의 주면 중 적어도 일방에는, 레지스트 등의 유기막이 형성되어 있다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 공정 (스텝 S1), 기판 가열 공정 (스텝 S2), 액막 형성 공정 (스텝 S3), 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4), 제 1 린스 공정 (스텝 S5), 오존 함유 가스 제거 공정 (스텝 S6), 약액 공급 공정 (스텝 S7), 제 2 린스 공정 (스텝 S8), 유기 용제 공급 공정 (스텝 S9), 스핀 드라이 공정 (스텝 S10) 및 기판 반출 공정 (스텝 S11) 이 실행된다. 이하에서는, 도 2 및 도 5 를 주로 참조하여, 기판 처리의 상세한 것에 대해 설명한다. 도 6a ∼ 도 6e 에 대해서는 적절히 참조한다.
먼저, 미처리의 기판 (W) 은, 제 2 반송 로봇 (CR) (도 1 을 참조) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 스핀 척 (8) 에 건네진다 (기판 반입 공정 : 스텝 S1). 이로써, 기판 (W) 은, 스핀 척 (8) 에 의해 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정). 이 때, 기판 (W) 은, 유기막이 형성되어 있는 주면이 상면이 되도록 스핀 척 (8) 에 유지된다. 기판 (W) 은, 스핀 드라이 공정 (스텝 S10) 이 종료될 때까지, 스핀 척 (8) 에 의해 계속 유지된다.
스핀 척 (8) 에 기판 (W) 이 유지되어 있는 상태에서, 회전 구동 기구 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 개시한다 (기판 회전 공정). 또, 기판 처리의 실행 중에 있어서, 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 에는, 상방으로부터 하방을 향하는 기류가 항상 형성되어 있으며, 기류는, 처리 컵 (15) 의 내부를 통과하여, 배출 배관 (32) 에 유입되고 있다.
제 2 반송 로봇 (CR) 이 챔버 (7) 로부터 퇴피한 후, 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 공정 (스텝 S2) 이 실행된다. 구체적으로는, 통전 유닛 (63) 에 의해 히터 (61) 에 전류가 공급되고, 히터 (61) 의 온도 상승이 개시된다. 그리고, 히터 구동 기구 (66) 가, 기판 가열 부재 (14) 를 퇴피 위치로부터 근접 위치로 이동시킨다. 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 히터 (61) 의 온도 상승이 개시되고, 기판 가열 부재 (14) 가 근접 위치에 배치됨으로써, 기판 (W) 의 가열이 개시된다 (기판 가열 개시 공정 : 스텝 S21).
그리고, 온도 센서 (62) 의 검출 온도가 처리 온도 범위에 도달하면, 기판 (W) 의 상면에 황산 함유액의 액막 (100) (도 6c 를 참조) 을 형성하는 액막 형성 공정 (스텝 S3) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 1 노즐 구동 기구 (25) 가, 제 1 이동 노즐 (9) 을 처리 위치로 이동시킨다. 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
제 1 이동 노즐 (9) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 황산 함유액 밸브 (50A) 가 열린다. 이로써, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 황산 함유액이 토출되고, 기판 (W) 의 상면으로의 황산 함유액의 공급이 개시된다 (황산 함유액 공급 개시 공정 : 스텝 S31). 기판 (W) 의 상면 상에 착액한 황산 함유액은, 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리부를 향하여 이동하여, 기판 (W) 의 상면의 전체에 황산 함유액이 확산된다.
황산 함유액의 공급이 개시된 후, 소정의 기간이 경과하면, 황산 함유액 밸브 (50A) 가 닫힌다. 이로써, 기판 (W) 의 상면으로의 황산 함유액의 공급이 정지된다 (황산 함유액 공급 정지 공정 : 스텝 S32). 황산 함유액의 토출 기간은, 예를 들어, 1 초 정도이다.
기판 (W) 의 상면에 황산 함유액을 공급하지 않고 기판 (W) 의 회전의 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면 상의 황산 함유액을 제거함으로써, 기판 (W) 의 상면 상의 황산 함유액이 얇아진다 (박막화 공정). 이로써, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면 상에 황산 함유액의 얇은 액막 (100) 이 형성된다. 액막 (100) 은, 예를 들어, 1 ㎛ 이상 2 ㎜ 이하의 두께를 갖는다.
황산 함유액의 토출의 정지 시점에 있어서, 황산 함유액은, 기판 (W) 의 상면의 전체에 확산되어 있을 필요는 없고, 황산 함유액의 공급 정지 후에 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리부에까지 확산되어도 된다. 기판 (W) 의 전체에 황산 함유액이 확산되기 전에 황산 함유액의 토출을 정지시키면, 황산 함유액의 공급량을 한층 삭감할 수 있다.
황산 함유액의 토출이 정지된 후, 제 1 노즐 구동 기구 (25) 가 제 1 이동 노즐 (9) 을 퇴피시킨다. 황산 함유액의 토출이 정지된 후, 소정의 기간이 경과하면, 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4) 이 실행된다. 오존 함유 가스 폭로 공정은, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스를 충만시킴으로써 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 을 오존 함유 가스에 폭로시키는 공정이다.
구체적으로는, 황산 함유액의 토출이 정지된 후, 소정의 기간이 경과한 시점에서, 처리실 구동 기구 (73) 가, 비수용 위치로부터 수용 위치를 향하여 처리실 (12) 을 하강시킨다. 이로써, 기판 (W) 이 처리실 (12) 내에 수용된다 (기판 수용 공정). 처리실 (12) 이 수용 위치에 배치되어 있는 상태에서, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 열린다. 이로써, 도 6d 에 나타내는 바와 같이, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 공급된다 (오존 함유 가스 공급 개시 공정 : 스텝 S41). 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스를 공급함으로써, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만한다 (오존 함유 가스 공급 공정, 오존 함유 가스 충만 공정).
오존 함유 가스가 충만해 있는 처리실 (12) 내에 기판 (W) 을 배치함으로써, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 을 오존 함유 가스에 폭로시킬 수 있다 (오존 함유 가스 폭로 공정).
처리실 (12) 내로의 오존 함유 가스의 공급에 의해, 처리실 (12) 내를 가압할 수 있다 (가압 공급 공정). 이로써, 처리실 (12) 내의 압력이 처리실 (12) 밖의 압력보다 높아진다. 챔버 (7) 내에 있어서 처리실 (12) 밖의 압력은, 예를 들어, 대기압이고, 약 0.1 ㎫ 이다. 처리실 (12) 내의 압력은, 예를 들어, 0.1 ㎫ 이상 0.2 ㎫ 이하이다. 처리실 (12) 내에 기판 (W) 을 배치하여 개구 (70a) 를 좁힘으로써 처리실 (12) 내의 압력을 상승시키기 쉽게 할 수 있다.
처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 공급되고 나서 소정의 기간이 경과한 후, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 닫히고, 또한, 처리실 구동 기구 (73) 가 수용 위치로부터 비수용 위치를 향하여 처리실 (12) 을 이동시킨다.
오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 닫힘으로써, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급이 정지된다 (오존 함유 가스 공급 정지 공정 : 스텝 S42). 처리실 구동 기구 (73) 가, 수용 위치로부터 비수용 위치를 향하여 처리실 (12) 을 상승시킨다. 이로써, 기판 (W) 이 처리실 (12) 로부터 이탈한다 (기판 이탈 공정). 기판 (W) 이 처리실 (12) 로부터 이탈함으로써 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 에 대한 오존 함유 가스의 폭로를 정지시킬 수 있다. 이로써, 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4) 이 종료된다. 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 닫히기 전에 기판 이탈 공정이 실시되어도 된다.
엄밀하게는, 챔버 (7) 내에는, 오존 함유 가스가 잔류하고 있다. 그러나, 처리실 (12) 을 비수용 위치에 배치함으로써, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 에 접하는 분위기 중의 오존 가스의 농도를 저감시킬 수 있다. 이와 같이, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 에 접하는 분위기 중의 오존 가스의 농도를 저감시키는 것을, 오존 함유 가스의 폭로의 정지라고 한다.
기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 에 대한 오존 함유 가스의 폭로를 정지시킨 후, 히터 구동 기구 (66) 가, 기판 가열 부재 (14) 를 근접 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킨다. 기판 가열 부재 (14) 가 퇴피 위치 (도 6e 에 나타내는 위치) 에 배치됨으로써, 기판 (W) 의 가열이 정지된다 (기판 가열 정지 공정 : 스텝 S22). 이로써, 기판 가열 공정 (스텝 S2) 이 종료된다.
기판 가열 공정 (스텝 S2), 액막 형성 공정 (스텝 S3) 및 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4) 이 실행됨으로써, 기판 (W) 상의 유기막이 황산 함유액에 용해되어 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막이 제거된다. 유기막은, 황산 함유액에 완전히는 용해되지 않고, 황산 함유액의 액류에 의해 기판 (W) 의 상면으로부터 박리되는 경우도 있다.
기판 가열 공정 (스텝 S2), 액막 형성 공정 (스텝 S3) 및 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4) 의 후, 기판 (W) 의 상면 린스액을 공급함으로써, 기판 (W) 의 상면을 세정하는 제 1 린스 공정 (스텝 S5) 이 실행된다.
구체적으로는, 제 2 노즐 구동 기구 (26) 가, 제 2 이동 노즐 (10) 을 처리 위치로 이동시킨다. 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다. 제 2 이동 노즐 (10) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 공통 밸브 (51) 및 린스액 밸브 (53A) 가 열린다. 이로써, 도 6e 에 나타내는 바와 같이, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 린스액이 토출되고, 기판 (W) 의 상면으로의 린스액의 공급이 개시된다 (린스액 공급 개시 공정, 린스액 공급 공정). 기판 (W) 의 상면 상에 착액한 린스액은, 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리부를 향하여 이동하여, 기판 (W) 의 상면의 전체에 린스액이 확산된다.
린스액의 공급이 개시된 후, 소정의 기간이 경과하면, 공통 밸브 (51) 및 린스액 밸브 (53A) 가 닫힌다. 이로써, 기판 (W) 의 상면으로의 린스액의 공급이 정지된다 (린스액 공급 정지 공정). 이로써, 제 1 린스 공정이 종료된다. 제 1 린스 공정에 의해, 기판 (W) 의 상면으로부터 황산 함유액이 배출된다. 황산 함유액과 함께, 기판 (W) 의 상면으로부터 박리된 유기막이 기판 (W) 의 상면으로부터 배제된다.
기판 (W) 의 상면으로의 린스액의 공급이 정지된 후, 처리실 (12) 및 챔버 (7) 로부터 오존 함유 가스를 제거하는 오존 함유 가스 제거 공정 (스텝 S6) 이 실행된다. 구체적으로는, 송풍 유닛 (31) 에 의한 불활성 가스의 공급 유량, 및, 배출 배관 (32) 으로부터의 배출 유량 중 적어도 일방을 조정함으로써, 처리실 (12) 및 챔버 (7) 로부터 오존 함유 가스를 제거한다.
오존 함유 가스 제거 공정 (스텝 S6) 의 후, 기판 (W) 의 상면에 약액을 공급하는 약액 공급 공정 (스텝 S7) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 2 이동 노즐 (10) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서 공통 밸브 (51) 및 약액 밸브 (52A) 가 열린다. 이로써, 린스액의 토출이 정지되고, 또한, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여, 약액의 연속류가 토출 (공급) 된다 (약액 토출 공정, 약액 공급 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면이 약액에 의해 처리된다.
약액 공급 공정 (스텝 S7) 의 후, 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급하여 기판 (W) 의 상면을 세정하는 제 2 린스 공정 (스텝 S8) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 2 이동 노즐 (10) 이 기판 (W) 의 상면에 대향하고, 또한, 공통 밸브 (51) 가 열려 있는 상태로 유지하면서, 약액 밸브 (52A) 가 닫히고 린스액 밸브 (53A) 가 열린다. 이로써, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터의 약액의 토출이 정지되고, 또한, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액의 연속류가 토출 (공급) 된다 (린스액 토출 공정, 린스액 공급 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면의 약액이 린스액과 함께 기판 (W) 밖으로 배출되어, 기판 (W) 의 상면이 세정된다.
제 2 린스 공정 (스텝 S8) 후, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 공정 (스텝 S9) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 2 이동 노즐 (10) 로부터의 린스액의 토출을 정지시키고, 또한, 제 2 이동 노즐 (10) 을 퇴피시킨다. 그리고, 제 3 노즐 구동 기구 (27) 가 제 3 이동 노즐 (11) 을 기판 (W) 의 상면에 대향시키고 유기 용제 밸브 (54A) 가 열린다. 이로써, 제 3 이동 노즐 (11) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여, 유기 용제의 연속류가 토출 (공급) 된다 (유기 용제 토출 공정, 유기 용제 공급 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다.
기판 처리에 사용되는 유기 용제는 린스액보다 휘발성이 높은 것이 바람직하다. 그렇다면, 린스액을 유기 용제로 치환함으로써, 그 후의 스핀 드라이 공정 (스텝 S10) 에 있어서 기판 (W) 을 양호하게 건조시킬 수 있다. 기판 처리에 사용되는 유기 용제는 린스액보다 표면 장력이 낮은 것이 바람직하다. 그러면, 기판 (W) 의 상면에 요철 패턴이 형성되어 있는 경우에는, 기판 (W) 의 상면을 건조시킬 때에 요철 패턴으로 작용하는 표면 장력을 저감시킬 수 있어, 요철 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
다음으로, 기판 (W) 을 고속 회전시켜 기판 (W) 의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (스텝 S10) 이 실행된다. 구체적으로는, 유기 용제 밸브 (54A) 를 닫아 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 공급을 정지시킨다. 그리고, 회전 구동 기구 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 가속하여, 기판 (W) 을 고속 회전 (예를 들어, 1500 rpm) 시킨다. 그로써, 큰 원심력이 기판 (W) 에 부착되어 있는 린스액에 작용하여, 유기 용제가 기판 (W) 의 주위로 털려 제거된다.
스핀 드라이 공정 (스텝 S10) 후, 회전 구동 기구 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 그 후, 제 2 반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하고, 스핀 척 (8) 으로부터 처리가 완료된 기판 (W) 을 수취하여, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (기판 반출 공정 : 스텝 S11). 그 기판 (W) 은, 제 2 반송 로봇 (CR) 으로부터 제 1 반송 로봇 (IR) 으로 건네져, 제 1 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
＜컨트롤러의 기능적 구성＞
도 7 은, 컨트롤러 (3) 의 기능적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 8 은, 컨트롤러 (3) 에 의한 유기막 제거 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다.
컨트롤러 (3) 는, 메모리 (3c) (도 4 를 참조) 에 격납된 프로그램을 실행함으로써, 각종 기능 처리 유닛으로서 작동한다. 컨트롤러 (3) 가 프로그램을 실행할 때, 보조 기억 장치 (3e) (도 4 를 참조) 에 기억되어 있는 프로그램이 메모리 (3c) 에 전개된다.
구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 온도 판정 유닛 (90), 제 1 개시 유닛 (91), 제 1 시간 경과 판정 유닛 (92), 제 1 정지 유닛 (93), 제 2 시간 경과 판정 유닛 (94), 제 2 개시 유닛 (95), 제 3 시간 경과 판정 유닛 (96), 및, 제 2 정지 유닛 (97) 으로서 기능하도록 구성되고, 또한, 프로그램되어 있다. 이들 기능 처리 유닛으로서 컨트롤러 (3) 가 기능함으로써, 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막을 제거하는 유기막 제거 처리가 실행된다.
온도 판정 유닛 (90) 은, 온도 센서 (62) 에 의해 검출되는 검출 온도가, 처리 온도 범위 내의 온도인지의 여부를 판정한다 (스텝 S13). 처리 온도 범위는, 예를 들어, 50 ℃ 이상 270 ℃ 이하의 범위이다. 처리 온도 범위는, 50 ℃ 이상 270 ℃ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 80 ℃ 이상 170 ℃ 이하의 범위인 것이 한층 바람직하다. 온도 센서 (62) 에 의해 검출되는 검출 온도가 처리 개시 온도 범위 밖의 온도인 경우 (스텝 S13 : 아니오), 온도 판정 유닛 (90) 은, 스텝 S13 으로 돌아온다.
온도 센서 (62) 에 의한 검출 온도가 처리 온도 범위 내의 온도가 되어 있는 것으로 온도 판정 유닛 (90) 이 판정한 경우에는 (스텝 S13 : 예), 제 1 개시 유닛 (91) 은, 제 1 노즐 구동 기구 (25) 및 황산 함유액 밸브 (50A) 를 향하여 황산 함유액 토출 개시 지령을 출력한다 (스텝 S14). 이로써, 제 1 이동 노즐 (9) 이 처리 위치를 향하여 이동되고, 또한, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터의 황산 함유액의 토출이 개시된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면에 공급된 황산 함유액을 신속하게 가열할 수 있다.
황산 함유액 토출 개시 지령에는, 예를 들어, 제 1 노즐 구동 기구 (25) 를 향하여 출력되어 제 1 이동 노즐 (9) 을 이동시키는 처리 위치 이동 지령과, 제 1 이동 지령이 출력된 후, 제 1 이동 노즐 (9) 이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에서, 황산 함유액 밸브 (50A) 를 향하여 출력되어 황산 함유액 밸브 (50A) 를 여는 제 1 열림 지령이 포함된다.
황산 함유액 토출 개시 지령이 출력된 후, 즉, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터의 황산 함유액의 토출이 개시된 후, 제 1 시간 경과 판정 유닛 (92) 은, 공급 정지 시간이 경과하였는지의 여부를 판정한다 (스텝 S15). 제 1 시간 경과 판정 유닛 (92) 은, 공급 정지 시간이 경과하고 있지 않은 경우에는 (스텝 S15 : 아니오), 스텝 S15 로 돌아온다.
공급 정지 시간이 경과하고 있는 것으로 제 1 시간 경과 판정 유닛 (92) 이 판정한 경우에는 (스텝 S15 : 예), 제 1 정지 유닛 (93) 은, 제 1 노즐 구동 기구 (25) 및 황산 함유액 밸브 (50A) 를 향하여 황산 함유액 토출 정지 지령을 출력한다 (스텝 S16). 이로써, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터의 황산 함유액의 토출이 정지되고, 또한, 제 1 이동 노즐 (9) 이 퇴피 위치를 향하여 이동된다. 그 때문에, 황산 함유액의 토출 시간을 높은 재현성으로 제어할 수 있다. 공급 정지 시간은, 기판 (W) 의 회전 속도, 및, 황산 함유액의 공급 유량에 기초하여 미리 설정되어 있다.
황산 함유액 토출 정지 지령에는, 예를 들어, 황산 함유액 밸브 (50A) 를 향하여 출력되어, 황산 함유액 밸브 (50A) 를 닫는 제 1 닫힘 지령과, 제 1 닫힘 지령이 출력된 후, 제 1 노즐 구동 기구 (25) 를 향하여 출력되어, 제 1 이동 노즐 (9) 을 이동시키는 퇴피 위치 이동 지령이 포함된다.
황산 함유액 토출 정지 지령이 출력된 후, 즉, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터의 황산 함유액의 토출이 정지된 후, 제 2 시간 경과 판정 유닛 (94) 은, 액막 형성 시간이 경과하였는지의 여부를 판정한다 (스텝 S17). 액막 형성 시간은, 예를 들어, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터의 황산 함유액의 토출이 개시된 시점으로부터의 경과 시간이다. 액막 형성 시간은, 토출 시간보다 긴 시간이다. 제 2 시간 경과 판정 유닛 (94) 은, 액막 형성 시간이 경과하고 있지 않은 경우에는 (스텝 S17 : 아니오), 스텝 S17 로 돌아온다.
액막 형성 시간이 경과하고 있는 것으로 제 2 시간 경과 판정 유닛 (94) 이 판정한 경우에는 (스텝 S17 : 예), 제 2 개시 유닛 (95) 은, 처리실 구동 기구 (73) 및 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 향하여 오존 함유 가스 폭로 개시 지령을 출력한다 (스텝 S18). 이로써, 처리실 (12) 이 수용 위치를 향하여 이동되고, 또한, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터의 오존 함유 가스의 토출이 개시된다. 그 때문에, 황산 함유액의 액막 (100) 의 형성 후, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급이 신속하게 개시된다. 제 2 시간 경과 판정 유닛 (94) 은, 시간 경과 판정 유닛의 일례이다.
오존 함유 가스 폭로 개시 지령에는, 예를 들어, 처리실 구동 기구 (73) 를 향하여 출력되어, 처리실 (12) 을 수용 위치를 향하여 이동시키는 수용 위치 이동 지령과, 수용 위치 이동 지령이 출력된 후, 처리실 (12) 이 수용 위치에 배치되었을 때에 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 향하여 출력되어, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 여는 제 2 열림 지령이 포함된다.
오존 함유 가스 폭로 개시 지령이 출력된 후, 제 3 시간 경과 판정 유닛 (96) 은, 폭로 시간이 경과하였는지의 여부를 판정한다 (스텝 S19). 폭로 시간은, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터의 오존 함유 가스의 토출이 개시된 시점으로부터의 경과 시간이다. 제 3 시간 경과 판정 유닛 (96) 은, 폭로 시간이 경과하고 있지 않은 경우에는 (스텝 S19 : 아니오), 스텝 S19 로 돌아온다.
폭로 시간이 경과하고 있는 것으로 제 3 시간 경과 판정 유닛 (96) 이 판정한 경우에는 (스텝 S19 : 예), 제 2 정지 유닛 (97) 은, 처리실 구동 기구 (73) 및 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 향하여 오존 함유 가스 폭로 정지 지령을 출력한다 (스텝 S20). 이로써, 처리실 (12) 이 비수용 위치를 향하여 이동되고, 또한, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터의 오존 함유 가스의 토출이 정지된다. 그 때문에, 적절한 양의 오존을 황산 함유액의 액막 (100) 에 용해시켜, 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막을 제거할 수 있다.
오존 함유 가스 폭로 정지 지령에는, 예를 들어, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 향하여 출력되어, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 닫는 제 2 닫힘 지령과, 제 2 닫힘 지령이 출력된 후, 처리실 구동 기구 (73) 를 향하여 출력되어, 처리실 (12) 을 비수용 위치를 향하여 이동시키는 비수용 위치 이동 지령이 포함된다.
이상과 같이, 컨트롤러 (3) 가 상기 서술한 기능 처리 유닛으로서 기능함으로써, 높은 재현성으로 기판을 처리할 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막을 높은 재현성으로 제거할 수 있다.
＜제 1 실시형태의 정리＞
이 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 처리실 (12) 내에 기판 (W) 이 배치되어 있는 상태에서, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스를 충만시킴으로써, 기판 (W) 상의 황산 함유액의 액막 (100) 이 오존 함유 가스에 폭로된다. 이로써, 기판 (W) 상의 액막 (100) 을 구성하는 황산 함유액에 오존 함유 가스 중의 오존을 용해시켜 액막 (100) 중에 퍼옥소이황산을 형성할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면에 액막 (100) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (W) 이 가열된다. 즉, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 을 구성하는 황산 함유액 중에 퍼옥소이황산이 형성되어 있는 상태에서 기판 (W) 이 가열된다. 그 때문에, 퍼옥소이황산의 산화력을 높일 수 있다.
또한, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만해 있는 상태에서 기판 (W) 이 가열되어 있다. 그 때문에, 가열에서 기인하여 황산 함유액에 대한 오존의 용해도가 저하되었다고 해도, 충분한 농도의 오존이 함유되어 있는 오존 함유 가스가 기판 (W) 의 상면 상의 황산 함유액에 접촉하고 있는 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 황산 함유액 중의 오존의 가스화를 억제할 수 있다.
그 결과, 레지스트 등의 유기막을 기판 (W) 으로부터 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 기판 가열 공정 (스텝 S2) 에 있어서의 기판 (W) 의 가열은, 액막 형성 공정 (스텝 S3) 및 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4) 보다 전에 개시된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 온도의 상승에 필요로 하는 시간이, 액막 (100) 의 형성에 필요로 하는 시간 및 오존 함유 가스의 충만에 필요로 하는 시간보다 긴 경우라도, 기판 (W) 의 온도를 신속하게 처리 온도 범위로 할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 오존 함유 가스 폭로 공정 (스텝 S4) 이, 기판 (W) 의 상면 상에 황산 함유액의 액막 (100) 이 형성되어 있는 상태에서 처리실 (12) 내의 압력이 처리실 (12) 밖의 압력보다 높아지도록, 처리실 (12) 에 오존 함유 가스를 공급하는 가압 공급 공정을 포함한다. 여기서, 헨리의 법칙에 기초하면, 액체에 용해되는 기체의 양은, 당해 액체에 접하는 기체의 압력에 비례한다. 그 때문에, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스를 공급하여 기판 (W) 의 상면 상의 황산 함유액에 접하는 오존 함유 가스의 압력을 높이면, 황산 함유액 중의 오존의 농도를 높일 수 있다. 이로써, 액막 (100) 중의 퍼옥소이황산의 농도를 상승시킬 수 있으므로, 유기막을 기판 (W) 의 상면으로부터 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 기판 가열 공정 (스텝 S2) 후, 기판 (W) 의 상면에 린스액이 공급된다 (린스액 공급 공정). 그 때문에, 린스액에 의해 기판 (W) 의 상면으로부터 황산 함유액의 액막 (100) 을 제거할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 상면으로부터의 유기막의 제거가 종료된 후에 기판 (W) 의 상면에 황산이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 액막 형성 공정에서는, 기판 (W) 의 상면을 향하여 황산 함유액을 공급한다 (황산 함유액 공급 공정). 기판 (W) 의 상면으로의 황산 함유액의 공급을 정지시킨 후, 기판 (W) 을 회전시켜 기판 (W) 의 상면 상의 황산 함유액을 얇게 함으로써 액막 (100) 이 형성된다 (박막화 공정).
그 때문에, 황산 함유액의 연속류를 기판 (W) 의 상면에 공급하면서 기판 (W) 의 상면 상의 전체에 황산 함유액을 확산시키는 경우와 비교하여, 황산 함유액을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 시간을 짧게 할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 황산 함유액의 토출 기간은, 예를 들어, 1 초 정도이다. 그 때문에, 황산 함유액의 사용량을 저감시킬 수 있다.
또한, 황산 함유액의 연속류를 기판 (W) 의 상면에 공급하면서 기판 (W) 의 상면 상의 전체에 황산 함유액을 확산시키는 경우와 비교하여, 기판 (W) 의 상면 상의 황산 함유액의 액막 (100) 을 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 액막 (100) 의 가열에 필요로 하는 시간을 삭감하여, 전력 절약화를 실현할 수 있다.
액막 (100) 의 표면으로부터 황산 함유액 중에 용해된 오존과 황산의 반응에 의해 생성된 퍼옥소이황산은, 액막 (100) 중에서 확산되어 기판 (W) 의 상면에 도달함으로써, 기판 (W) 의 상면의 유기막과 반응한다. 그 때문에, 액막 (100) 을 얇게 하면, 퍼옥소이황산을 기판 (W) 의 상면에 도달하기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막을 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 액막 (100) 이 형성되어 있는 기판 (W) 이 처리실 (12) 내에 배치되어 있는 상태에서, 처리실 (12) 에 오존 함유 가스의 공급을 개시함으로써, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만한다.
제 1 실시형태와는 달리, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급을 종료시킨 후에, 액막 (100) 을 형성하는 경우에는, 처리실 (12) 로부터 외부로의 오존 함유 가스의 유출에 의해, 처리실 (12) 내의 분위기 중의 오존 농도가 저감될 우려가 있다. 그 때문에, 액막 (100) 중의 황산 함유액에 용해되는 오존의 양이 저감될 우려가 있다. 그래서, 액막 (100) 이 이미 형성되어 있는 상태에서 오존 함유 가스의 공급을 개시시키면, 처리실 (12) 내의 분위기 중의 오존 농도가 충분히 높은 상태에서, 처리실 (12) 내의 분위기에 액막 (100) 을 접촉시킬 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 중의 황산 함유액에 용해되는 오존의 양을 증대시킬 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 스핀 척 (8) 및 처리실 (12) 이 챔버 (7) 에 수용되어 있다. 처리실 (12) 은, 기판 (W) 이 처리실 (12) 내와 처리실 (12) 밖 사이에서 상대 이동하도록, 스핀 척 (8) 에 대해 이동한다. 그 때문에, 챔버 (7) 내에서 처리실 (12) 을 하강시켜 기판 (W) 을 처리실 (12) 내에 수용할 수 있고 (기판 수용 공정), 챔버 (7) 내에서 처리실 (12) 을 상승시켜 기판 (W) 을 처리실 (12) 로부터 이탈시킬 수 있다 (기판 이탈 공정).
따라서, 챔버 (7) 내에서 승강하는 처리실 (12) 내에 기판 (W) 을 배치한 상태에서, 처리실 (12) 에 오존 함유 가스를 공급하여 처리실 (12) 에 오존 함유 가스를 충만시킬 수 있다. 그 때문에, 챔버 (7) 내에 오존 함유 가스를 충만시키는 경우와 비교하여, 오존 함유 가스를 신속하게 충만시킬 수 있다.
제 1 실시형태에 의하면, 기판 (W) 이 처리실 (12) 밖에 위치할 때에 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 기판 (W) 의 상면에 황산 함유액을 공급하여 액막 (100) 을 기판 (W) 의 상면 위에 형성한 후, 기판 (W) 을 처리실 (12) 내에 배치할 수 있다. 이로써, 제 1 이동 노즐 (9) 이 처리실 (12) 과는 별도로 형성되어 있는 구성에 있어서, 기판 (W) 의 상면 상의 액막 (100) 에 오존 함유 가스를 신속하게 공급할 수 있다.
황산 함유액의 액막 (100) 은, (1 ㎛ 이상 2 ㎜ 이하) 의 두께를 갖고 있으며, 신속하게 가열할 수 있는 정도로 얇기 때문에, 기판 가열 부재 (14) 에 의한 가열에 의해 액막 (100) 의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다. 그 때문에, 황산 함유액 공급 유닛 (16) 에는, 도 3 에 나타내는 구성과는 달리, 탱크 히터 (86) 및 배관 히터 (85) 가 형성되어 있지 않아도 된다.
＜변형예에 관련된 기판 처리＞
도 9a ∼ 도 9c 는, 변형예에 관련된 기판 처리를 설명하기 위한 플로 차트이다.
도 9a 에 나타내는 제 1 변형예에 관련된 기판 처리가, 도 5 에 나타내는 기판 처리와 상이한 점은, 제 1 변형예에 관련된 기판 처리에 있어서, 기판 가열 개시 공정 (스텝 S21) 보다 먼저, 황산 함유액 토출 개시 공정 (스텝 S31) 이 실행되는 점이다. 상세하게는, 기판 가열 부재 (14) 가 근접 위치에 도달하는 것보다도 전에, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 기판 (W) 의 상면으로의 황산 함유액의 토출이 개시된다.
도 9b 에 나타내는 제 2 변형예에 관련된 기판 처리가, 도 5 에 나타내는 기판 처리와 상이한 점은, 오존 함유 가스 공급 개시 공정 (스텝 S41) 의 후에, 기판 가열 개시 공정 (스텝 S21) 이 실행되는 점이다. 상세하게는, 기판 가열 부재 (14) 가 근접 위치에 도달하는 것보다도 전에, 황산 함유액의 액막이 형성되고, 또한, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급이 개시된다.
처리실 (12) 이 수용 위치에 배치되어 있으면, 도 9b 에 나타내는 기판 처리와는 달리, 기판 가열 개시 공정 (스텝 S21) 의 전에, 오존 함유 가스 공급 정지 공정 (스텝 S42) 이 실행되어도 된다. 상세하게는, 기판 가열 부재 (14) 가 근접 위치에 도달하는 것보다도 전에, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급이 정지되어 있어도 된다.
한편, 기판 (W) 의 가열은, 반드시, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만해 있고, 또한, 기판 (W) 의 상면에 액막 (100) 이 형성되어 있는 상태에서, 개시될 필요는 없다. 즉, 도 5 의 기판 처리와 같이, 기판 (W) 이 수용되어 있는 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만해 있고, 또한, 기판 (W) 의 상면에 액막 (100) 이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (W) 의 가열이 실시되어도 된다. 요컨대, 기판 (W) 의 가열을 개시하는 타이밍에 상관없이, 기판 (W) 이 수용되어 있는 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만해 있고 또한 기판 (W) 의 상면에 액막 (100) 이 형성되어 있는 상태에서 기판 (W) 이 가열되고 있으면, 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막을 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
도 9c 에 나타내는 제 3 변형예에 관련된 기판 처리가 도 5 에 나타내는 기판 처리와 상이한 점은, 기판 (W) 의 상면에 황산 함유액의 액막 (100) 이 형성되기 전에, 기판 (W) 의 상면을 친수화하는 친수화 공정 (스텝 S12) 이 실행되는 점이다.
구체적으로는, 기판 가열 부재 (14) 에 의한 기판 (W) 의 가열이 개시된 후, 처리실 구동 기구 (73) 가, 비수용 위치로부터 수용 위치를 향하여 처리실 (12) 을 이동시킨다. 그리고, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 열린다. 이로써, 기판 (W) 이 처리실 (12) 내에 배치되어 있는 상태에서, 처리실 (12) 내로의 오존 함유 가스의 공급이 개시된다 (오존 함유 가스 공급 개시 공정 : 스텝 S121). 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스를 공급함으로써, 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만한다 (오존 함유 가스 공급 공정, 오존 함유 가스 충만 공정). 처리실 (12) 내에 오존 함유 가스가 충만함으로써, 기판 (W) 의 상면이 오존 함유 가스에 폭로된다 (기판 상면 폭로 공정).
소정의 기간, 기판 (W) 의 상면이 오존 함유 가스에 폭로된 후, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 닫힌다. 그리고, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 닫힌 상태에서, 처리실 구동 기구 (73) 가, 수용 위치로부터 비수용 위치를 향하여 처리실 (12) 을 이동시킨다. 이로써, 처리실 (12) 내로의 오존 함유 가스의 공급이 정지되고 (오존 함유 가스 공급 정지 공정 : 스텝 S122), 기판 (W) 의 상면에 대한 오존 함유 가스의 폭로가 정지된다.
제 3 변형예에 관련된 기판 처리에서는, 기판 (W) 의 상면에 황산 함유액의 액막 (100) 이 형성되기 전에, 기판 (W) 의 상면이 친수화된다. 상세하게는, 기판 (W) 의 상면이 오존 함유 가스로 산화됨으로써, 기판 (W) 의 상면의 친수성이 높아진다 (오존 친수화 공정). 기판 (W) 의 상면이 친수화됨으로써, 기판 (W) 의 상면의 젖음성이 향상되고, 황산 함유액이 기판 (W) 의 상면 상에서 확산되기 쉬워진다. 따라서, 황산 함유액의 액막 (100) 의 박막화를 도모할 수 있다. 나아가서는, 액막 (100) 을 얇게 함으로써 오존을 기판 (W) 의 상면에 도달시키기 쉽게 할 수 있고, 기판 (W) 의 상면으로부터 유기막을 신속하고 또한 충분히 제거할 수 있다.
제 3 변형예에 관련된 기판 처리에서는, 오존 함유 가스의 공급에 의해, 기판 (W) 의 상면을 친수화할 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면의 친수화, 및, 기판 (W) 의 상면으로부터의 유기막의 제거의 양방에, 오존 함유 가스를 사용할 수 있다. 따라서, 오존 함유 가스의 공급과는 다른 수법을 사용하여 기판 (W) 의 상면을 친수화하는 경우와 비교하여, 기판 처리에 필요로 하는 설비를 간략화할 수 있다.
도 9c 에 나타내는 제 3 변형예에 관련된 기판 처리에서는, 기판 가열 개시 공정 (스텝 S21) 의 후에, 오존 함유 가스 공급 개시 공정 (스텝 S121) 이 실행되고 있다. 도시되지 않지만, 도 9c 에 나타내는 제 3 변형예에 관련된 기판 처리와는 달리, 기판 개시 공정 (스텝 S21) 보다 전에 오존 친수화 개시 공정 (스텝 S121) 이 개시되어도 된다.
＜제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치＞
도 10 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1A) 에 구비되는 황산 함유액 공급 유닛 (16) 및 황산 함유액 회수 유닛 (17) 의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 10 에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 9c 에 나타낸 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1A) 가 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 주로 상이한 점은, 기판 처리 장치 (1A) 가, 기판 (W) 의 상면으로부터 배출된 황산 함유액을 회수하는 황산 함유액 회수 유닛 (17) 을 추가로 포함하는 점이다.
황산 함유액 회수 유닛 (17) 은, 처리 유닛 (2) 으로부터 배출된 황산 함유액을 회수하는 복수 (도 10 에 나타내는 예에서는 2 개) 의 회수조 (110) 와, 처리 유닛 (2) 및 복수의 회수조 (110) 를 접속하는 회수 배관 (111) 과, 복수의 회수조 (110) 로부터 저류조 (80) 에 황산 함유액을 보내는 송액 배관 (112) 을 포함한다.
회수조 (110) 는, 상부가 닫힌 탱크이고, 회수조 (110) 의 내부 공간 (SP) 은, 배기 배관 (117) 을 통하여 외부와 연결되어 있다. 회수조 (110) 는, 회수조 (110) 내의 황산 함유액의 액면에 접하는 내부 공간 (SP) 을 갖는다. 배기 배관 (117) 은, 회수조 (110) 의 내부 공간 (SP) 을 배기한다.
회수 배관 (111) 은, 처리 유닛 (2) 의 처리 컵 (15) 에 접속되는 상류 회수 배관 (126) 과, 상류 회수 배관 (126) 으로부터 분기되어, 복수의 회수조 (110) 의 각각에 접속되는 복수의 하류 회수 배관 (127) 을 포함한다.
송액 배관 (112) 은, 저류조 (80) 에 접속되는 하류 송액 배관 (128) 과, 하류 송액 배관 (128) 으로부터 분기되어, 복수의 회수조 (110) 에 각각 접속되는 복수의 상류 송액 배관 (129) 을 포함한다.
황산 함유액 회수 유닛 (17) 은, 상류 회수 배관 (126) 에 형성된 상류 회수 밸브 (113) 와, 상류 회수 배관 (126) 에 있어서 상류 회수 밸브 (113) 보다 상류에 접속되어, 상류 회수 배관 (126) 내의 황산 함유액을 폐기하는 폐기 배관 (114) 과, 폐기 배관 (114) 에 형성된 폐기 밸브 (115) 를 포함한다.
황산 함유액 회수 유닛 (17) 은, 하류 회수 밸브 (131), 오존 농도계 (118), 회수조 히터 (119), 회수 온도 센서 (120), 송액 필터 (121), 송액 펌프 (122), 상류 송액 밸브 (123), 송액 순환 배관 (124), 및, 송액 순환 밸브 (125) 를 추가로 포함한다. 이들 부재는, 각 회수조 (110) 에 1 개씩 형성되어 있다.
하류 회수 밸브 (131) 는, 하류 회수 배관 (127) 을 개폐한다. 오존 농도계 (118) 는, 회수조 (110) 의 내부 공간 (SP) 중의 오존 농도를 측정한다. 회수조 히터 (119) 는, 회수조 (110) 내의 황산 함유액을 가열한다. 회수 온도 센서 (120) 는, 회수조 (110) 내의 황산 함유액의 온도를 측정한다.
오존 농도계 (118) 는, 예를 들어, 측정기 본체와, 회수조 (110) 의 내부 공간 (SP) 에 위치하는 선단을 갖고, 회수조 (110) 의 내부 공간 (SP) 의 기체를 측정기 본체로 보내는 기체 공급관을 포함한다.
회수조 히터 (119) 는, 예를 들어, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 회수조 (110) 의 벽부에 외측면으로부터 장착된 히터이다. 회수조 히터 (119) 는, 도 10 과는 달리, 회수조 (110) 의 저벽의 하측면에 장착되어 있어도 되고, 저벽 및 측벽의 양방에 장착되어 있어도 된다. 회수조 히터 (119) 는, 회수조 (110) 내의 황산 함유액에 침지된 히터여도 된다.
송액 필터 (121) 는, 상류 송액 배관 (129) 내를 통과하는 황산 함유액으로부터 불순물을 제거한다. 송액 펌프 (122) 는, 상류 송액 배관 (129) 에 있어서 송액 필터 (121) 보다 하류측에 형성되어 상류 송액 배관 (129) 내의 황산 함유액을 저류조 (80) 를 향하여 내보낸다.
상류 송액 밸브 (123) 는, 상류 송액 배관 (129) 에 있어서 송액 펌프 (122) 보다 하류측에 형성되어 상류 송액 배관 (129) 을 개폐한다. 송액 순환 배관 (124) 은, 상류 송액 배관 (129) 에 있어서 송액 펌프 (122) 보다 하류측에서 또한 상류 송액 밸브 (123) 보다 상류측에 접속되어 있다. 송액 순환 밸브 (125) 는, 송액 순환 배관 (124) 을 개폐한다.
제 2 실시형태에 의하면, 제 1 이동 노즐 (9) 로부터 기판 (W) 의 상면에 공급된 황산 함유액을 회수하여, 황산 함유액을 재이용할 수 있다. 이로써, 황산의 폐기량을 저감시킬 수 있다. 회수조 (110) 에 회수된 황산 함유액을 가열함으로써, 황산 함유액에 용해되어 있는 오존을 기화시킬 수 있다. 황산 함유액으로부터 오존을 기화시켜 제거함으로써, 충분히 오존이 제거된 황산 함유액을 재이용할 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 상에 형성되는 황산 함유액의 액막 (100) 중의 오존 농도의 변동을 억제할 수 있다.
또, 회수조 (110) 가 복수 형성되어 있기 때문에, 어느 회수조 (110) 가 준비되어 있지 않은 경우라도, 다른 회수조 (110) 로부터 저류조 (80) 로 황산 함유액을 공급할 수 있다. 회수조 (110) 가 준비되어 있지 않다는 것은, 회수조 (110) 내의 황산 함유액의 양이 충분하지 않은 경우나, 회수조 (110) 내의 황산 함유액으로부터 충분히 오존이 제거되어 있지 않은 경우를 의미한다.
＜제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치＞
도 11 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1B) 에 구비되어 있는 처리 유닛 (2) 의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 11 에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 10 에 나타낸 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 12 에 있어서도 동일하다.
제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 이 제 1 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 과 주로 상이한 점은, 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 에는, 처리실 (12) 이 형성되어 있지 않은 점이다.
상세하게는, 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 에 구비되는 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 는, 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 에 오존 함유 가스를 공급한다. 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 는, 예를 들어, 챔버 (7) 내에 배치된 오존 함유 가스 토출 노즐 (130) 을 포함한다. 오존 함유 가스 토출 노즐 (130) 에는, 오존 함유 가스 배관 (45) 이 접속되어 있다. 오존 함유 가스 밸브 (55A) 를 엶으로써 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 으로의 오존 함유 가스의 공급을 개시할 수 있다. 제 3 실시형태에서는, 챔버 (7) 가 처리실로서 기능한다.
도 11 과는 달리, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 는, 챔버 (7) 의 측벽 (7b) 에서 개구하는 토출구를 갖고 있어도 된다.
제 3 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 (도 5, 도 9a ∼ 도 9c) 와 동일한 기판 처리를 실행할 수 있다.
제 3 실시형태에서는, 도 12 에 나타내는 기판 처리를 실행할 수도 있다. 도 12 는, 기판 처리 장치 (1B) 에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다. 도 12 에 나타내는 기판 처리에서는, 도 9c 에 나타내는 기판 처리와는 달리, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급이 액막 형성 공정 (스텝 S3) 의 전에 개시되고, 액막 형성 공정 (스텝 S3) 의 종료 후에 정지된다.
상세하게는, 통전 유닛 (63) 에 의해 히터 (61) 에 전류가 공급되고, 히터 (61) 의 온도 상승이 개시된다. 그리고, 히터 구동 기구 (66) 가, 기판 가열 부재 (14) 를 퇴피 위치로부터 근접 위치로 이동시킨다. 히터 (61) 의 온도 상승이 개시되고, 기판 가열 부재 (14) 가 근접 위치에 배치됨으로써, 기판 (W) 의 가열이 개시된다 (기판 가열 개시 공정 : 스텝 S21). 이로써, 기판 가열 공정 (스텝 S2) 이 실행된다.
기판 (W) 의 상면으로의 황산 함유액의 토출이 개시되기 전에, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 열린다. 이로써, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 으로의 오존 함유 가스의 공급이 개시된다 (오존 함유 가스 공급 개시 공정 : 스텝 S121). 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 으로의 오존 함유 가스의 공급이 계속됨으로써, 챔버 (7) 내에 오존 함유 가스를 충만시킬 수 있다 (오존 함유 가스 공급 공정, 오존 함유 가스 충만 공정).
챔버 (7) 내에 오존 함유 가스를 충만시킴으로써, 스핀 척 (8) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면이 오존 함유 가스에 폭로된다 (기판 상면 폭로 공정). 기판 (W) 의 상면을 오존 함유 가스에 폭로시킴으로써 기판 (W) 의 상면이 친수화된다 (오존 친수화 공정, 친수화 공정 : 스텝 S12).
그 후, 액막 형성 공정 (스텝 S3) 이 실행된다. 기판 (W) 의 상면 상에 황산 함유액의 액막 (100) 이 형성되어 있는 상태에서 챔버 (7) 내로의 오존 함유 가스의 공급에 의해, 챔버 (7) 내를 가압할 수 있다 (가압 공급 공정).
액막 형성 공정 (스텝 S3) 의 후, 오존 함유 가스 밸브 (55A) 가 닫힌다. 이로써, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 으로의 오존 함유 가스의 공급이 정지된다 (오존 함유 가스 공급 정지 공정 : 스텝 S41). 오존 함유 가스의 공급이 정지되어 있는 상태에서 배출 배관 (32) 을 통하여 챔버 (7) 의 내부 공간 (7c) 으로부터 오존 함유 가스를 배출함으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 오존 함유 가스의 폭로를 정지시킬 수 있다.
그 후, 히터 구동 기구 (66) 가, 기판 가열 부재 (14) 를 근접 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킨다. 기판 가열 부재 (14) 를 퇴피 위치에 배치시킴으로써, 기판 (W) 의 가열이 정지된다 (기판 가열 정지 공정 : 스텝 S22). 이로써, 기판 가열 공정 (스텝 S2) 이 종료된다.
또한 그 후, 제 1 린스 공정 (스텝 S5) ∼ 기판 반출 공정 (스텝 S11) 이 순차적으로 실행된다.
이와 같이, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1B) 를 사용함으로써, 황산 함유액의 토출보다 오존 함유 가스의 공급을 먼저 개시할 수 있다. 따라서, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 비교하여 다양한 기판 처리를 실행 가능하다. 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1B) 에 의하면, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 효과를 발휘한다.
도 12 에 나타내는 기판 처리를 실행하는 경우, 황산 함유액의 토출보다 오존 함유 가스의 공급이 먼저 개시되는 기판 처리에서는, 온도 센서 (62) 에 의한 검출 온도에 기초하여, 오존 함유 가스의 공급을 개시해도 된다. 상세하게는, 제 1 개시 유닛 (91) 은, 온도 센서 (62) 에 의한 검출 온도가 처리 온도 범위 내의 온도로 되어 있는 것으로 온도 판정 유닛 (90) 이 판정한 경우에는, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터의 오존 함유 가스의 공급을 개시시킨다. 그 때문에, 기판 (W) 이 충분히 높은 온도로 가열된 상태에서, 오존 함유 가스 공급 부재 (13) 로부터의 오존 함유 가스의 공급이 개시된다. 따라서, 기판 (W) 의 상면으로부터의 유기막의 제거를 신속하게 개시할 수 있다.
＜그 밖의 실시형태＞
이 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
(1) 상기 서술한 각 실시형태에서는, 복수의 이동 노즐로부터 처리액이 토출되도록 구성되어 있다. 그러나, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 수평 방향에 있어서의 위치가 고정된 고정 노즐로부터 처리액이 토출되어도 되고, 모든 처리액이 단일의 노즐로부터 토출되도록 구성되어 있어도 된다.
예를 들어, 제 1 실시형태와는 달리, 제 1 이동 노즐 (9) 이 형성되어 있지 않고, 황산 함유액 공급 부재가 처리실 (12) 의 하우징 (71) 으로부터 노출되는 토출구를 갖는 황산 함유액 노즐을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 제 3 실시형태와 동일한 기판 처리 (예를 들어, 도 12 를 참조) 를 실행할 수 있다.
(2) 상기 서술한 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면에 황산 함유액의 연속류를 공급하고, 원심력으로 황산 함유액을 확산시킴으로써 액막 (100) 을 형성하고 있다. 그러나, 황산 함유액을 도포함으로써, 액막 (100) 을 기판 (W) 의 상면에 형성해도 된다. 상세하게는, 황산 함유액이 표면에 부착된 바 형상의 도포 부재를 기판 (W) 의 상면에 접촉시키면서 기판 (W) 의 상면을 따라 이동시킴으로써 액막 (100) 을 형성해도 된다. 혹은, 기판 (W) 의 상면에 황산 함유액의 연속류가 공급된 후, 바 형상의 도포 부재로 기판 (W) 의 상면의 전체에 펴바름으로써 액막 (100) 을 형성해도 된다.
(3) 기판 처리의 예로서, 도 5, 도 9a ∼ 도 9c, 도 12 를 나타내고 있다. 그러나, 기판 처리의 예로는, 상기 서술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리실 (12) 로의 오존 함유 가스의 공급이 종료된 후에, 처리실 (12) 을 수용 위치로 이동시킴으로써, 액막 (100) 을 오존 함유 가스에 폭로시켜도 된다. 또, 황산 함유액의 토출 및 오존 함유 가스의 공급을 동시에 개시해도 된다. 또, 기판 가열 정지 공정 (스텝 S22) 은, 제 1 린스 공정 (스텝 S5) 의 실행 중에 정지되어도 된다. 또, 약액 공급 공정 (스텝 S7) ∼ 유기 용제 공급 공정 (스텝 S9) 은, 적절히 생략할 수 있다.
황산 함유액의 토출 및 오존 함유 가스의 공급이 동시에 개시되는 경우에는, 온도 센서 (62) 에 의한 검출 온도에 기초하여, 황산 함유액의 토출 및 오존 함유 가스의 공급의 양방을 개시해도 된다. 상세하게는, 제 1 개시 유닛 (91) 은, 온도 센서 (62) 에 의한 검출 온도가 처리 온도 범위 내의 온도가 되어 있는 것으로 온도 판정 유닛 (90) 이 판정한 경우에는, 오존 함유 가스의 공급 및 황산 함유액의 토출의 양방을 개시해도 된다.
(4) 기판 (W) 의 가열은, 기판 가열 부재 (14) 에 의한 가열에 한정되지 않는다. 구체적으로는, 기판 가열 부재는, 기판 (W) 의 상면에 대향하는 적외선 램프를 포함하고 있어도 되고, 기판 (W) 의 상면에 대향하는 히터를 포함하고 있어도 된다. 혹은, 기판 가열 부재는, 기판 (W) 의 하면에 질소 가스 또는 온수 등의 가열 유체를 공급하는 가열 유체 노즐을 포함하고 있어도 된다. 기판 가열 부재는, 플레이트 본체 (60) 내에 가열 유체를 유통시킴으로써 플레이트 본체 (60) 를 가열하도록 구성되어 있어도 된다. 가열 유체를 사용하는 경우, 기판 (W) 의 온도의 조정은, 가열 유체의 유량을 제어하는 밸브의 개도의 조정에 의해 실시된다.
(5) 기판 처리 장치 (1) 에는, 기판 (W) 을 냉각하는 쿨링 플레이트 (도시 생략) 가 형성되어 있어도 된다. 기판 (W) 은, 기판 가열 정지 공정 (스텝 S22) 의 후, 쿨링 플레이트에 의해 상온까지 냉각되어도 된다.
(6) 상기 서술한 각 실시형태에서는, 스핀 척 (8) 은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 복수의 파지 핀 (20) 으로 파지하는 파지식의 스핀 척이지만, 스핀 척 (8) 은, 파지식의 스핀 척에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스핀 척 (8) 은, 스핀 베이스 (21) 에 기판 (W) 을 흡착시키는 진공 흡착식의 스핀 척이어도 된다.
(7) 처리실 (12) 의 구성은, 도 2 에 나타내는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 개폐 가능한 처리실이 챔버 (7) 안에 형성되어 있어도 된다.
또, 스핀 베이스 (21) 가 승강하도록 구성되어 있어도 된다. 따라서, 기판 수용 공정이, 챔버 (7) 내에서 기판 (W) 을 상승 (이동) 시켜 기판 (W) 을 처리실 (12) 에 수용하는 공정이어도 되고, 기판 이탈 공정이, 챔버 (7) 내에서 기판 (W) 을 하강 (이동) 시켜 기판 (W) 을 처리실 (12) 로부터 이탈시키는 공정이어도 된다. 요컨대, 기판 수용 공정은, 챔버 (7) 내에서 기판 (W) 에 대해 처리실 (12) 을 상대 이동시켜 기판 (W) 을 처리실 (12) 에 수용하는 공정이면 된다. 동일하게, 기판 이탈 공정은, 챔버 (7) 내에서 기판 (W) 에 대해 처리실 (12) 을 상대 이동시켜 기판 (W) 을 처리실 (12) 로 이탈시키는 공정이면 된다.
(8) 기판 (W) 의 상면의 친수화는, 오존 함유 가스에 의한 산화 이외의 수법에 의해 실시되어도 된다. 예를 들어, 기판 (W) 의 상면에 자외선을 조사함으로써 기판 (W) 의 상면이 친수화되어도 된다.
(9) 상기 서술한 각 실시형태에서는, 컨트롤러 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 의 전체를 제어한다. 그러나, 기판 처리 장치 (1) 의 각 부재를 제어하는 컨트롤러는, 복수 지점에 분산되어 있어도 된다. 또, 컨트롤러 (3) 는, 각 부재를 직접 제어할 필요는 없고, 컨트롤러 (3) 로부터 출력되는 신호는, 기판 처리 장치 (1) 의 각 부재를 제어하는 슬레이브 컨트롤러에 수신되어도 된다.
(10) 또, 상기 서술한 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1, 1A, 1B) 가, 반송 로봇 (제 1 반송 로봇 (IR) 및 제 2 반송 로봇 (CR)) 과, 복수의 처리 유닛 (2) 과, 컨트롤러 (3) 를 구비하고 있다. 그러나, 기판 처리 장치 (1, 1A, 1B) 는, 단일의 처리 유닛 (2) 과 컨트롤러 (3) 에 의해 구성되어 있고, 반송 로봇을 포함하고 있지 않아도 된다. 혹은, 기판 처리 장치 (1, 1A, 1B) 는, 단일한 처리 유닛 (2) 에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 처리 유닛 (2) 이 기판 처리 장치의 일례여도 된다.
(11) 상기 서술한 실시형태에서는, 「따르는」, 「수평」, 「연직」, 「원통」이라는 표현을 사용하고 있다. 그러나, 이들 각 표현은, 엄밀하게, 「따르는」, 「수평」, 「연직」, 「원통」인 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 이들 각 표현은, 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 편차를 허용하는 것이다.
(12) 또, 각 구성을 모식적으로 블록으로 나타내고 있는 경우가 있지만, 각 블록의 형상, 크기 및 위치 관계는, 각 구성의 형상, 크기 및 위치 관계를 나타내는 것은 아니다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (16)

  1. 기판의 주면 상에 황산 함유액의 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    상기 기판을 수용 가능한 처리실 내에 오존 함유 가스를 충만시켜 상기 액막을 오존 함유 가스에 폭로시키는 오존 함유 가스 폭로 공정과,
    오존 함유 가스가 충만해 있는 상기 처리실 내에 상기 기판이 배치되어 있고, 또한, 상기 기판의 주면에 상기 액막이 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 가열 공정에 있어서의 상기 기판의 가열은, 상기 액막 형성 공정 및 상기 오존 함유 가스 폭로 공정보다 전에 개시되는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오존 함유 가스 폭로 공정이, 상기 처리실 내의 압력이 상기 처리실 밖의 압력보다 높아지도록, 상기 처리실에 상기 오존 함유 가스를 공급하는 가압 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 가열 공정의 후, 상기 기판의 주면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액막 형성 공정이, 상기 기판의 주면을 향하여 황산 함유액을 공급하는 황산 함유액 공급 공정과, 상기 기판의 주면으로의 황산 함유액의 공급을 정지시킨 후, 상기 기판의 중앙부를 지나는 중심축선 둘레로 상기 기판을 회전시켜 상기 기판의 주면 상의 황산 함유액을 얇게 함으로써 상기 액막을 형성하는 박막화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 오존 함유 가스 폭로 공정이, 주면 상에 상기 액막이 형성되어 있는 상기 기판이 상기 처리실에 배치되어 있는 상태에서, 상기 처리실에 오존 함유 가스의 공급을 개시함으로써, 상기 처리실 내에 오존 함유 가스를 충만시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액막 형성 공정에 있어서의 상기 액막의 형성이 개시되기 전에, 상기 기판의 주면을 친수화하는 친수화 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 친수화 공정이, 상기 액막 형성 공정에 있어서의 상기 액막의 형성이 개시되기 전에, 상기 처리실 내에 상기 기판이 배치되어 있는 상태에서 상기 처리실에 오존 함유 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 주면을 오존 함유 가스에 폭로시키는 오존 친수화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    챔버 내에 배치되는 기판 유지 부재에 상기 기판을 유지시키는 기판 유지 공정을 추가로 포함하고,
    상기 오존 함유 가스 폭로 공정이, 상기 챔버 내에서 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판에 대해 상기 처리실을 상대 이동시켜 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판을 상기 처리실 내에 수용하는 기판 수용 공정과, 상기 기판이 상기 처리실에 수용되어 있는 상태에서 상기 처리실에 오존 함유 가스를 공급하는 오존 함유 가스 공급 공정과, 상기 오존 함유 가스 공급 공정의 후, 상기 챔버 내에서 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판에 대해 상기 처리실을 상대 이동시켜 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 상기 기판을 상기 처리실로부터 이탈시키는 기판 이탈 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 기판을 소정의 처리 자세로 유지하는 기판 유지 부재와,
    상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 수용 가능한 처리실과,
    상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 가열하는 기판 가열 부재와,
    상기 처리실 내에 오존 함유 가스를 공급하는 오존 함유 가스 공급 부재와,
    상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판의 주면을 향하여 황산 함유액을 토출하는 황산 함유액 토출 부재와,
    상기 기판 가열 부재, 상기 오존 함유 가스 공급 부재, 및, 상기 황산 함유액 토출 부재를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판이 상기 처리실 내에 배치되어 있고, 또한, 상기 기판 가열 부재에 의해 상기 기판이 가열되어 있는 상태에서, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터 상기 기판의 주면을 향하여 황산 함유액을 토출시켜 상기 기판의 주면 상에 황산 함유액의 액막을 형성하고, 또한 상기 오존 함유 가스 공급 부재로부터 상기 처리실에 오존 함유 가스를 공급시키도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 가열 부재의 온도를 검출하는 온도 센서를 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 온도 센서에 의한 검출 온도가 처리 온도 범위 내의 온도가 되었는지의 여부를 판정하는 온도 판정 유닛과, 상기 온도 센서에 의한 검출 온도가 상기 처리 온도 범위 내의 온도가 되어 있는 것으로 상기 온도 판정 유닛이 판정한 경우에는, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출 및 상기 오존 함유 가스 공급 부재로부터의 오존 함유 가스의 공급 중 적어도 일방을 개시시키는 제 1 개시 유닛의 기능을 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 개시 유닛은, 상기 온도 센서에 의한 검출 온도가 상기 처리 온도 범위 내의 온도가 되어 있는 것으로 상기 온도 판정 유닛이 판정한 경우에는, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출을 개시시키고,
    상기 컨트롤러는, 상기 황산 함유액 토출 부재로부터의 황산 함유액의 토출이 개시된 후, 액막 형성 시간이 경과하였는지의 여부를 판정하는 시간 경과 판정 유닛과, 상기 액막 형성 시간이 경과하고 있는 것으로 상기 시간 경과 판정 유닛이 판정한 경우에는, 상기 오존 함유 가스 공급 부재로부터의 오존 함유 가스의 공급을 개시시키는 제 2 개시 유닛의 기능을 추가로 실행하도록 프로그램되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재 및 상기 처리실을 수용하는 챔버와,
    상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판이 상기 처리실 내와 상기 처리실 밖 사이에서 상대 이동하도록, 상기 기판 유지 부재에 대해 상기 처리실을 상대 이동시키는 처리실 구동 기구를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 황산 함유액 토출 부재가, 황산 함유액을 토출하는 황산 함유액 노즐을 포함하고,
    상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판이 상기 처리실 밖에 위치하는 상태에서, 상기 처리실과 상기 기판의 주면 사이의 처리 위치에 상기 황산 함유액 노즐을 이동시키는 노즐 구동 기구를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 처리실은, 상기 처리실의 내부 공간을 구획하는 하우징을 갖고,
    상기 오존 함유 가스 공급 부재는, 상기 하우징으로부터 노출되어, 상기 내부 공간에 접속되는 복수의 오존 함유 가스 토출구를 갖는, 기판 처리 장치.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 부재에 유지되어 있는 기판의 주면으로부터 배출되는 황산 함유액을 회수하는 황산 함유액 회수 유닛과,
    상기 황산 함유액 회수 유닛에 의해 회수된 황산 함유액을 상기 황산 함유액 토출 부재에 공급하는 황산 함유액 공급 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
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