KR20230132540A - 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및, 폴리머 함유액 - Google Patents

기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및, 폴리머 함유액 Download PDF

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KR20230132540A
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유키후미 요시다
유 야마구치
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 산성 폴리머, 및, 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는 폴리머 함유액을 기판의 주면에 공급하는 폴리머 함유액 공급 공정과, 상기 폴리머 함유액이 주면에 부착되어 있는 상기 기판을 회전시킴으로써 상기 폴리머 함유액을 펴 발라, 상기 산성 폴리머를 함유하는 폴리머막을 상기 기판의 주면에 형성하는 폴리머막 형성 공정과, 상기 폴리머막이 주면에 형성되어 있는 상태의 상기 기판의 주면을 세정하는 린스액을 상기 기판의 주면에 공급하는 린스 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및, 폴리머 함유액
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법과, 기판을 처리하는 기판 처리 장치와, 기판을 처리하는 폴리머 함유액에 관한 것이다.
처리의 대상이 되는 기판에는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치 및 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
기판의 주면에는, 기판 처리에 이용되는 각 부재에 이용되어 있는 금속이 이물로서 부착되어버린다. 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물은, DIW(Deionized Water) 등을 이용하여 제거하는 것은 곤란하여, 반도체 제품의 수율이 저하된다는 문제가 있다.
일본국 특허공개 2020-72190호 공보에는, 과산화수소수와 염산의 혼합액인 HPM액(Hydrochloric hydrogen Peroxide Mixture)에 기판을 침지하여, 기판에 부착되어 있는 금속 이물을 제거하는 기판 처리가 개시되어 있다. HPM액은, SC2(Standard Clean 2)액이라고도 한다.
일본국 특허공개 2020-72190호 공보
일본국 특허공개 2020-72190호 공보의 기판 처리에서는, 기판을 HPM액에 침지하기 위해서 HPM액으로 채워진 조가 이용된다. 따라서, 기판에 부착되어 있는 금속 이물을 제거하기 위해서 다량의 HPM액이 사용되어, 환경 부하가 문제가 된다.
따라서, 이 발명의 하나의 목적은, 기판에 부착되어 있는 금속 이물을 양호하게 제거하면서 환경 부하를 저감할 수 있는 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 및, 폴리머 함유액을 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시 형태는, 산성 폴리머, 및, 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는 폴리머 함유액을 기판의 주면에 공급하는 폴리머 함유액 공급 공정과, 상기 폴리머 함유액이 주면에 부착되어 있는 기판을 회전시킴으로써 상기 폴리머 함유액을 펴 발라, 상기 산성 폴리머를 함유하는 폴리머막을 상기 기판의 주면에 형성하는 폴리머막 형성 공정과, 상기 폴리머막이 주면에 형성되어 있는 상태의 상기 기판의 주면을 세정하는 린스액을 상기 기판의 주면에 공급하는 린스 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 폴리머 함유액이 부착되어 있는 기판을 회전시킴으로써 폴리머막이 형성된다. 폴리머막 중의 산성 폴리머의 작용에 의해, 금속 이물이 기판의 주면으로부터 떼어내어져 폴리머막에 흡착된다. 그로 인해, 기판의 주면의 전체를 덮기 위해서 필요한 양의 폴리머 함유액에 의해 폴리머막을 형성한 후, 린스액에 의해 기판의 주면을 세정하여 폴리머막을 제거하면, 기판의 주면으로의 폴리머 함유액의 공급을 계속하는 일 없이 기판의 주면으로부터 금속 이물을 양호하게 제거할 수 있다.
따라서, 폴리머 함유액에 기판을 침지시키는 일 없이 금속 이물을 충분히 제거할 수 있기 때문에, 폴리머 함유액의 사용량을 저감할 수 있다. 이에 의해, 환경 부하를 저감할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 폴리머 함유액이, 상기 용매에 용해되는 산화제를 더 함유한다. 그리고, 상기 폴리머막 형성 공정에 있어서 형성되는 상기 폴리머막이, 상기 산화제를 더 함유한다. 그로 인해, 폴리머막 중의 산화제의 작용에 의해, 산성 폴리머에 의한 금속 이물의 흡착을 촉진할 수 있다. 따라서, 기판의 주면으로부터 금속 이물을 한층 양호하게 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 폴리머 함유액이, 10wt%로 상기 산성 폴리머를 함유하는 산성 폴리머액과, 30wt%로 상기 산화제를 함유하는 액상 산화제를, 1:6의 체적 비율로 혼합한 혼합액이다. 이 비율이면, 폴리머막은, 기판의 주면의 금속 이물을 한층 효율적으로 흡착할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 폴리머막 형성 공정이, 상기 폴리머 함유액 중의 상기 용매의 일부를 증발시킴으로써, 상기 폴리머막을 형성하는 공정을 포함한다. 폴리머막 중에는 용매가 잔류해 있기 때문에, 용매는, 폴리머막 중에 있어서 산성 폴리머가 프로톤(수소 이온)을 주고받기 위한 매체로서 기능한다. 폴리머막은, 폴리머 함유액으로부터 용매의 일부를 증발시켜 형성되기 때문에, 폴리머막 중의 산성 폴리머는, 폴리머 함유액 중보다 고농도이다. 고농도의 산성 폴리머를 금속 이물에 작용시킬 수 있으므로, 폴리머막에 금속 이물을 효과적으로 흡착시킬 수 있다. 따라서, 린스액에 의해 금속 이물이 흡착된 폴리머막을 제거함으로써, 기판의 주면으로부터 금속 이물을 효과적으로 제거할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 폴리머막 형성 공정 후, 상기 폴리머막을 가열하는 폴리머막 가열 공정을 더 포함한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 폴리머막을 가열함으로써 폴리머막으로부터 용매가 증발한다. 이에 의해, 폴리머막 중의 용매에 용해되어 있는 산성 폴리머의 농도가 높아진다. 그로 인해, 고농도의 산성 폴리머를 금속 이물에 작용시킬 수 있다. 따라서, 금속 이물이 흡착된 폴리머막을 린스액에 의해 제거함으로써, 기판의 주면으로부터 금속 이물을 효과적으로 제거할 수 있다. 즉, 기판의 주면으로부터 금속 이물을 양호하게 제거할 수 있다.
또, 용매의 비점 미만의 온도에서 폴리머막을 가열하면, 기판 상의 폴리머막으로부터 용매를 적당히 증발시킬 수 있다. 그로 인해, 폴리머막 중의 용매에 용해되어 있는 산성 폴리머의 농도를 높이면서, 용매가 모두 증발하여 폴리머막 중으로부터 완전히 제거되는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 폴리머막 가열 공정이, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 주면과는 반대측인 반대면에 대해 가열 유체를 공급하여 상기 기판을 가열함으로써, 상기 기판을 통해 상기 폴리머막을 가열하는 유체 가열 공정을 포함한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 반대면으로의 가열 유체의 공급이라는 간이한 수법으로 기판을 가열할 수 있다. 회전 상태의 기판의 반대면에 공급된 가열 유체는, 원심력의 작용에 의해, 기판의 하면에 있어서 주연부를 향해 균등하게 퍼진다. 그로 인해, 기판의 전체를 균등하게 가열할 수 있으므로, 기판의 주면의 전역으로부터 균등하게 용매를 증발시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 폴리머막 형성 공정 후, 소정 시간 동안, 상기 기판의 회전을 정지시키는 기판 회전 정지 공정을 더 포함한다. 이 방법에 의하면, 기판의 회전을 정지시킴으로써, 기판의 주면 상의 폴리머막으로부터의 용매의 과잉 증발을 억제할 수 있다. 이에 의해, 폴리머막이 완전히 고화되는 것을 억제하면서, 폴리머막 중의 산성 폴리머의 작용에 의해 폴리머막에 금속 이물을 흡착시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 폴리머 함유액 탱크에 상기 폴리머 함유액을 저류하는 준비 공정을 더 포함한다. 그리고, 상기 폴리머 함유액 공급 공정이, 상기 폴리머 함유액 탱크로부터 폴리머 함유액 노즐에 상기 폴리머 함유액을 공급하고, 상기 폴리머 함유액 노즐로부터 상기 기판의 주면을 향해 토출하는 폴리머 함유액 토출 공정을 포함한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 폴리머 함유액 탱크에 폴리머 함유액이 저류되어 있다. 그로 인해, 산성 폴리머 및 산화제가 폴리머 함유액 노즐에 공급되기 이전에, 산성 폴리머 및 산화제를 혼합할 수 있다. 그로 인해, 폴리머 함유액 중의 산성 폴리머 및 산화제의 비율을, 정밀하게 조정할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 폴리머 함유액이, 상기 용매에 용해되는 도전성 폴리머를 더 함유한다. 그리고, 상기 폴리머막 형성 공정에 있어서 형성되는 상기 폴리머막이, 상기 도전성 폴리머를 더 함유한다. 그로 인해, 도전성 폴리머의 작용에 의해, 폴리머막 중의 산성 폴리머의 이온화 및 금속 이물의 이온화를 촉진할 수 있다. 그로 인해, 산성 폴리머를 금속 이물에 효과적으로 작용시킬 수 있다.
또한, 도전성 폴리머는, 용매와 동일하게, 산성 폴리머가 프로톤(수소 이온)을 방출하기 위한 매체로서 기능한다. 그로 인해, 폴리머막 중에 도전성 폴리머가 함유되어 있다면, 폴리머막으로부터 용매가 완전히 소실되어 폴리머막이 고체상으로 되어 있는 경우여도, 산성 폴리머를 이온화하고, 이온화한 산성 폴리머를 금속 이물에 작용시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기판 처리 방법이, 상기 폴리머 함유액 공급 공정 전에, 상기 기판의 주면에 고체상 또는 반고체상의 고화 세정막을 형성하는 고화 세정막 형성 공정과, 상기 폴리머 함유액 공급 공정 전에, 상기 고화 세정막을 상기 기판의 주면으로부터 박리하여 상기 기판의 주면으로부터 제거하는 고화 세정막 제거액을 상기 기판의 주면에 공급하는 고화 세정막 제거액 공급 공정을 더 포함한다.
이 방법에 의하면, 폴리머 함유액 공급 공정 전에, 기판의 주면에 형성된 고화 세정막이 고화 세정막 제거액에 의해, 기판의 주면으로부터 박리되어, 기판의 주면으로부터 제거된다. 고화 세정막은, 고체상 또는 반고체상이기 때문에, 기판의 주면에 부착되어 있는 파티클 등의 입상 이물을 유지할 수 있다. 고화 세정막은, 입상 이물을 유지하고 있는 상태에서 기판의 주면으로부터 박리되기 때문에, 고화 세정막과 함께 입상 이물을 제거할 수 있다. 입상 이물이 고화 세정막에 유지됨으로써, 기판의 주면을 흐르는 고화 세정막 제거액으로부터 받는 운동 에너지가, 고화 세정막에 유지되어 있지 않은 입상 이물이 고화 세정막 제거액으로부터 받는 운동 에너지보다 증대한다. 그로 인해, 기판의 주면으로부터 입상 이물을 효과적으로 제거할 수 있다. 고화 세정막에 의해 입상 이물이 충분히 제거된 후에, 폴리머 함유액을 기판의 주면에 공급할 수 있다.
이 발명의 다른 실시 형태는, 기판을 유지하고, 상기 기판을 소정의 회전축선 둘레로 회전시키는 스핀 척과, 상기 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 주면에, 산성 폴리머, 및, 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는 폴리머 함유액으로서, 상기 산성 폴리머를 함유하는 폴리머막을 상기 기판의 주면 상에 형성하는 폴리머 함유액을 공급하는 폴리머 함유액 노즐과, 상기 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 주면에, 린스액을 공급하는 린스액 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 기판 처리 장치에 의하면, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 주면에 폴리머 함유액을 공급함으로써, 기판의 주면 상에 폴리머막을 형성할 수 있다. 구체적으로는, 폴리머 함유액이 부착되어 있는 기판을 회전시킴으로써 용매를 증발시킴으로써, 폴리머막을 형성할 수 있다. 폴리머막 중의 산성 폴리머의 작용에 의해, 금속 이물이 기판의 주면으로부터 떼어내어져 폴리머막에 흡착된다. 그로 인해, 기판의 주면의 전체를 덮기 위해서 필요한 양의 폴리머 함유액만을 공급하고, 그 폴리머 함유액에 의해 폴리머막을 형성한 후, 린스액에 의해 기판의 주면을 세정하여 폴리머막을 제거하면, 기판의 주면으로의 폴리머 함유액의 공급을 계속하는 일 없이 금속 이물을 제거할 수 있다.
따라서, 폴리머 함유액에 기판을 침지시키는 일 없이 금속 이물을 충분히 제거할 수 있기 때문에, 폴리머 함유액의 사용량을 저감할 수 있다. 이에 의해, 환경 부하를 저감할 수 있다.
이 발명의 또 다른 실시 형태는, 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물을 상기 기판의 주면으로부터 제거하는 산성 폴리머와, 상기 산성 폴리머에 의한 상기 금속 이물의 제거를 촉진하는 산화제와, 상기 산화제 및 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는, 폴리머 함유액을 제공한다.
이 구성에 의하면, 산화제 및 산성 폴리머가 용매에 용해되어 있다. 그로 인해, 기판의 주면에 폴리머 함유액을 부착시켜, 폴리머 함유액 중으로부터 용매를 증발시킴으로써, 산성 폴리머 및 산화제에 의해 주로 구성되는 막, 즉, 폴리머막을 기판의 주면에 형성할 수 있다. 폴리머막 중의 산성 폴리머 및 산화제의 작용에 의해, 폴리머막에 금속 이물을 흡착시킬 수 있다. 그로 인해, 기판의 주면의 전체를 덮기 위해서 필요한 양의 폴리머 함유액에 의해 폴리머막을 형성하고, 폴리머막을 제거하면, 기판의 주면으로의 폴리머 함유액의 공급을 계속하는 일 없이 기판의 주면으로부터 금속 이물을 제거할 수 있다.
따라서, 폴리머 함유액에 기판을 침지시키는 일 없이 금속 이물을 충분히 제거할 수 있기 때문에, 폴리머 함유액의 사용량을 저감할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도 면을 참조하여 다음에 설명하는 실시 형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치의 제어에 관한 구성예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a는, 상기 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5b는, 상기 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5c는, 상기 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5d는, 상기 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5e는, 상기 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6a는, 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물이 제거되는 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6b는, 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물이 제거되는 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6c는, 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물이 제거되는 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은, 상기 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은, 상기 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 다른 예가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는, 상기 기판 처리 장치의 제1 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은, 상기 기판 처리 장치의 제2 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 12는, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 13은, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 14는, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제1 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 15는, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제2 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제3 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 17은, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 제4 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 18은, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 19는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은, 폴리머막에 의한 금속 이물의 제거 효율을 측정한 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 21은, 폴리머막에 의한 금속 이물의 제거 효율을 측정한 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
＜제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성＞
도 1은, 이 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시 형태에서는, 기판(W)은, 원판 형상의 기판이다. 기판(W)은, 한 쌍의 주면을 갖고, 어느 하나의 주면을 상방을 향하게 한 자세로 처리된다. 한 쌍의 주면 중 적어도 한쪽이, 회로 패턴이 형성된 디바이스면이다. 한 쌍의 주면 중 한쪽은, 회로 패턴이 형성되어 있지 않는 비(非)디바이스면이어도 된다.
기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)으로 처리되는 복수 장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 재치되는 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 들면, 동일한 구성을 갖고 있다. 상세한 것은 후술하는데, 처리 유닛(2) 내에서 기판(W)을 향해 공급되는 유체로서는, 폴리머 함유액, 액상 산화제, 린스액, 가열 유체 등을 들 수 있다.
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(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 챔버(4)에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛(도시하지 않음)이 구비되어 있다.
도 2는, 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
처리 유닛(2)은, 기판(W)을 수평으로 유지하면서, 회전축선(A1)(연직축선) 둘레로 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(5)을 더 구비한다. 회전축선(A1)은, 기판(W)의 중앙부를 지나는 연직인 직선이다.
스핀 척(5)은, 소정의 유지 위치에 기판(W)을 유지하는 기판 유지 유닛(20)과, 기판 유지 유닛(20)을 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛(21)을 포함한다. 유지 위치는, 도 2에 나타내는 기판(W)의 위치이며, 기판(W)이 수평인 자세로 유지되는 위치이다.
기판 유지 유닛(20)은, 수평 방향을 따르는 원판 형상을 갖는 스핀 베이스(22)와, 스핀 베이스(22)의 상방에서 기판(W)을 파지하여 유지 위치에 기판(W)을 유지하는 복수의 척 핀(23)을 포함한다. 복수의 척 핀(23)은, 스핀 베이스(22)의 둘레 방향으로 간격을 두고 스핀 베이스(22)의 상면에 배치되어 있다. 기판 유지 유닛(20)은, 기판 홀더라고도 한다.
기판 회전 유닛(21)은, 스핀 베이스(22)에 상단이 연결되어 연직 방향으로 연장되는 회전축(24)과, 회전축(24)을 그 중심축선(회전축선(A1)) 둘레로 회전시키는 스핀 모터(25)를 포함한다. 스핀 모터(25)가 회전축(24)을 회전시킴으로써 스핀 베이스(22) 및 복수의 척 핀(23)이 회전축선(A1) 둘레로 회전한다. 이에 의해, 스핀 베이스(22) 및 복수의 척 핀(23)과 함께, 기판(W)이 회전축선(A1) 둘레로 회전된다.
복수의 척 핀(23)은, 기판(W)의 둘레 끝에 접촉하여 기판(W)을 파지하는 닫힘 상태와, 기판(W)의 둘레 끝으로부터 퇴피한 열림 상태 사이에서 개폐 가능하다. 복수의 척 핀(23)은, 개폐 유닛(26)에 의해 개폐된다. 복수의 척 핀(23)은, 닫힘 상태에 있어서, 기판(W)을 수평으로 유지(끼움)한다. 복수의 척 핀(23)은, 열림 상태에 있어서, 기판(W)의 주연부의 파지를 해방하는 한편, 기판(W)의 하면(하측의 주면)의 주연부에 접촉하여 기판(W)을 하방으로부터 지지한다.
개폐 유닛(26)은, 예를 들면, 스핀 베이스(22)의 내부에 수용된 링크 기구와, 스핀 베이스(22) 밖에 배치된 구동원을 포함한다. 구동원은, 전동 모터를 포함한다.
스핀 척(5)으로서는, 파지식의 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 진공 흡착식의 진공 척이어도 된다. 진공 척은, 기판(W)의 하면을 진공 흡착함으로써 기판(W)을 수평인 자세로 유지 위치에 유지하고, 추가로 그 상태에서 연직인 회전축선 둘레로 기판(W)을 회전시킨다.
처리 컵(7)은, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)으로부터 비산하는 액체를 받는다. 처리 컵(7)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)으로부터 외방으로 비산하는 액체를 받는 복수의 가드(30)와, 복수의 가드(30)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받는 복수의 컵(31)과, 복수의 가드(30) 및 복수의 컵(31)을 둘러싸는 원통 형상의 외벽 부재(32)를 포함한다. 이 실시 형태에서는, 2개의 가드(30)와, 2개의 컵(31)이 설치되어 있는 예를 나타내고 있다.
각 가드(30)는, 각각, 거의 원통 형상을 갖고 있다. 각 가드(30)의 상단부는, 스핀 베이스(22)를 향하도록 내방으로 경사져 있다. 복수의 컵(31)은, 각각, 복수의 가드(30)의 하방에 배치되어 있다. 컵(31)은, 가드(30)에 의해 하방으로 안내된 액체를 받는 환상의 수액(受液) 홈을 형성하고 있다.
처리 유닛(2)은, 복수의 가드(30)를 개별적으로 승강시키는 가드 승강 유닛(33)을 포함한다. 가드 승강 유닛(33)은, 상측 위치로부터 하측 위치까지의 임의의 위치에 가드(30)를 위치시킨다. 도 2는, 2개의 가드(30)가 모두 상측 위치에 배치되어 있는 상태를 나타내고 있다. 상측 위치는, 가드(30)의 상단이 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)이 배치되는 유지 위치보다 상방에 배치되는 위치이다. 하측 위치는, 가드(30)의 상단이 유지 위치보다 하방에 배치되는 위치이다.
가드 승강 유닛(33)은, 예를 들면, 복수의 가드(30)에 각각 결합된 복수의 볼나사 기구(도시하지 않음)와, 각 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 복수의 모터(도시하지 않음)를 포함한다. 가드 승강 유닛(33)은, 가드 리프터라고도 한다.
회전하고 있는 기판(W)에 액체를 공급할 때는, 적어도 하나의 가드(30)가 상측 위치에 배치된다. 이 상태에서, 액체가 기판(W)에 공급되면, 액체는, 기판(W)으로부터 외방으로 떨쳐내어진다. 떨쳐내어진 액체는, 기판(W)에 수평으로 대향하는 가드(30)의 내면에 충돌하고, 이 가드(30)에 대응하는 컵(31)에 안내된다. 기판(W)의 반입 및 반출에 있어서 반송 로봇(CR)(도 1을 참조)이 스핀 척(5)에 액세스할 때에는, 모든 가드(30)가 하측 위치에 위치하고 있다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면(상측의 주면)을 향해 폴리머 함유액을 토출하는 폴리머 함유액 노즐(8)과, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해, DIW 등의 린스액을 토출하는 린스액 노즐(9)을 더 구비한다.
폴리머 함유액은, 고체상 또는 반고체상의 막(폴리머막)을 형성하는 성분(후술하는 산성 폴리머)을 함유한다. 반고체상이란, 고체 성분과 액체 성분이 혼합되어 있는 상태이다. 고체상이란, 액체 성분이 함유되어 있지 않고 고체 성분에 의해서만 구성되어 있는 상태이다. 용매가 잔존하고 있는 폴리머막은 반고체상이며, 용매가 완전히 소실되어 있는 폴리머막은 고체상이다.
폴리머 함유액은, 용질과, 용질을 용해시키는 DIW 등의 용매를 함유하고 있다. 용질은, 과산화수소 등의 산화제와, 폴리아크릴산 등의 산성 폴리머를 함유한다.
산성 폴리머의 분자량은, 예를 들면, 1000 이상이고, 또한, 100000 이하이다. 산성 폴리머는, 기판(W)의 주면에 부착되어 있는 금속 이물을 흡착하는 기능을 갖는다. 산성 폴리머는, DIW 등의 수계의 용매 중에 있어서 프로톤(수소 이온)을 방출하여, 부전하를 띤다. 그로 인해, 산성 폴리머는, 금속 이물과 기판의 주면의 결합을 절단하여 금속 이물을 이온화하고, 이온화한 금속 이물(양이온)을 흡착하여 기판(W)의 주면으로부터 떼어낸다.
기판(W)의 주면에 부착할 수 있는 금속 이물로서는, 예를 들면, 알루미늄(Al), 칼륨(K), 티탄(Ti), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu), 칼슘(Ca), 망간(Mn), 코발트(Co), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 등을 들 수 있다.
산성 폴리머는, 폴리아크릴산에 한정되지 않는다. 폴리머 함유액의 pH는, 7 미만이면 되고, 5 이하인 것이 바람직하다. 산성 폴리머는, 예를 들면, 카르복시기 함유 폴리머, 술포기 함유 폴리머 또는 이들의 혼합물이다. 카르복시산 폴리머는, 예를 들면, 폴리아크릴산, 카르복시비닐폴리머(카르보머), 카르복시메틸셀룰로오스, 또는 이들의 혼합물이다. 술포기 함유 폴리머는, 예를 들면, 폴리스티렌술폰산, 폴리비닐술폰산, 또는, 이들의 혼합물이다.
산화제는, 산성 폴리머에 의한 금속 이물의 흡착을 촉진하는 기능을 갖는다. 산화제는, 금속 이물보다 산화 환원 전위가 높은 물질이다. 그로 인해, 산화제는, 기판(W)의 주면에 부착되어 있는 금속 이물로부터 전자를 빼앗아, 금속 이물의 이온화를 촉진한다. 산화제는, 예를 들면, 과산화수소 및 오존 중 적어도 1개를 함유한다.
이하에서 설명하는 산화 환원 전위는, 표준 수소 전극(NHE：Normal Hydrogen Electrode)을 기준으로 하여 측정된 산화 환원 전위를 말하는 것이다. 과산화수소의 산화 환원 전위는 1.776V이며, 오존의 산화 환원 전위는 2.067V이다. 이에 반해, 구리, 니켈, 철, 및, 알루미늄의 산화 환원 전위는, 각각, 0.337V, -0.250V, -0.440V, 및 -1.663V이다. 그로 인해, 산화제로서, 과산화수소 및 오존 중 적어도 1개를 함유하는 산화제를 이용했을 경우, 금속 이물로부터 전자를 빼앗아, 금속 이물의 이온화를 촉진할 수 있다.
용매는, 상온(예를 들면, 5℃ 이상 25℃ 이하의 온도이며, 실온이라고도 한다.)에서 액체이며, 산성 폴리머 및 산화제를 용해시킬 수 있고, 기판(W)의 회전 또는 가열에 의해 증발(휘발)하는 물질이면 된다. 용매는, DIW에 한정되지 않는다. 용매는, DIW, 탄산수, 전해 이온수, 희석 농도(예를 들면, 1ppm 이상이고, 또한, 100ppm 이하)의 염산수, 희석 농도(예를 들면, 1ppm 이상이고, 또한, 100ppm 이하)의 암모니아수, 환원수(수소수) 중 적어도 1개를 함유하는 성분이다.
폴리머 함유액은, 액상 산화제 및 산성 폴리머액을, 1:6의 체적 비율로 혼합한 액체인 것이 바람직하다. 액상 산화제는, 상술한 용매와 산화제를 함유하는 액체이며, 액상 산화제 중의 산화제의 질량 퍼센트 농도는, 예를 들면, 30질량 퍼센트(wt%)이다. 산성 폴리머액은, 상술한 용매와 산성 폴리머를 함유하는 액체이며, 산성 폴리머액 중의 산성 폴리머의 질량 퍼센트 농도는, 예를 들면, 10질량 퍼센트(wt%)이다.
린스액은, 기판(W)의 주면에 형성된 폴리머막을 제거함으로써 기판(W)의 상면을 세정하는 액체이다. 린스액은, 폴리머막을 용해시켜 폴리머막을 기판(W)의 주면으로부터 제거한다. 그로 인해, 린스액은, 폴리머막 제거액이라고도 한다.
린스액은, DIW에 한정되지 않는다. 린스액은, DIW, 탄산수, 전해 이온수, 희석 농도(예를 들면, 1ppm 이상이고, 또한, 100ppm 이하)의 염산수, 희석 농도(예를 들면, 1ppm 이상이고, 또한, 100ppm 이하)의 암모니아수, 환원수(수소수) 중 적어도 1개를 함유하는 성분이다. 즉, 린스액으로서는, 폴리머 함유액의 용매와 동일한 액체를 이용할 수 있다. 린스액, 및, 폴리머 함유액의 용매로서, 모두, 동종의 액체(예를 들면, DIW)를 이용하면, 사용하는 액체(물질)의 종류를 적게 할 수 있다.
폴리머 함유액 노즐(8)은, 이 실시 형태에서는, 수평 방향으로 이동 가능한 스캔 노즐이다. 폴리머 함유액 노즐(8)은, 제1 노즐 이동 유닛(35)에 의해, 수평 방향으로 이동된다. 폴리머 함유액 노즐(8)은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 폴리머 함유액 노즐(8)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향한다. 기판(W)의 상면의 중앙 영역이란, 기판(W)의 상면에 있어서 기판(W)의 회전 중심을 포함하는 영역을 말하는 것이다. 폴리머 함유액 노즐(8)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 봤을 때, 처리 컵(7)의 외방에 위치한다.
제1 노즐 이동 유닛(35)은, 폴리머 함유액 노즐(8)에 결합되어 수평으로 연장되는 아암(도시하지 않음)과, 아암을 수평 방향으로 이동시키는 아암 이동 유닛(도시하지 않음)을 포함한다. 아암 이동 유닛은, 예를 들면, 아암에 결합되어 연직 방향을 따라 연장되는 회동축(도시하지 않음)과, 회동축을 회동시키는 모터 등의 회동 액추에이터(도시하지 않음)를 포함하고 있어도 된다. 폴리머 함유액 노즐(8)은, 연직 방향으로 이동 가능해도 된다. 폴리머 함유액 노즐(8)은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판(W)의 상면에 접근하거나, 기판(W)의 상면으로부터 상방으로 퇴피하거나 할 수 있다.
폴리머 함유액 노즐(8)은, 폴리머 함유액 노즐(8)에 폴리머 함유액을 안내하는 폴리머 함유액 배관(40)의 일단에 접속되어 있다. 폴리머 함유액 배관(40)의 타단은, 폴리머 함유액을 저류하는 폴리머 함유액 탱크(80)에 접속되어 있다. 폴리머 함유액 배관(40)에는, 폴리머 함유액 배관(40) 내의 유로를 개폐하는 폴리머 함유액 밸브(50)와, 당해 유로 내의 폴리머 함유액의 유량을 조정하는 폴리머 함유액 유량 조정 밸브(51)가 개재하여 설치되어 있다.
폴리머 함유액 탱크(80)에 폴리머 함유액이 보충되어 폴리머 함유액 탱크(80)에 폴리머 함유액이 저류된다(준비 공정). 폴리머 함유액 탱크(80)에는, 예를 들면, 액상 산화제와 산성 폴리머액이 각각 다른 보충관(84, 85)을 통해 보충된다. 도 2에 나타내는 예와는 달리, 폴리머 함유액 보충관(도시하지 않음)을 통해 폴리머 함유액이 폴리머 함유액 탱크(80)에 보충되어도 된다.
폴리머 함유액 배관(40)에는, 펌프(70)가 개재하여 설치되어 있다. 그로 인해, 폴리머 함유액 밸브(50)가 열리면, 폴리머 함유액 탱크(80) 내의 폴리머 함유액이, 펌프(70)에 의해 폴리머 함유액 배관(40)에 송출된다. 폴리머 함유액 배관(40)에 송출된 폴리머 함유액은, 폴리머 함유액 유량 조정 밸브(51)의 개도에 따른 유량으로, 폴리머 함유액 노즐(8)의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 폴리머 함유액 노즐(8)이 중앙 위치에 위치할 때에 폴리머 함유액 밸브(50)가 열리면, 폴리머 함유액이 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
이와 같이, 폴리머 함유액 노즐(8), 폴리머 함유액 배관(40), 폴리머 함유액 밸브(50), 폴리머 함유액 유량 조정 밸브(51) 및 펌프(70)는, 기판(W)의 주면(상면)에 폴리머 함유액을 공급하는 폴리머 함유액 공급 유닛(11)을 구성하고 있다.
린스액 노즐(9)은, 이 실시 형태에서는, 수평 방향으로 이동 가능한 스캔 노즐이다. 린스액 노즐(9)은, 제2 노즐 이동 유닛(36)에 의해, 수평 방향으로 이동된다. 린스액 노즐(9)은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치(퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 린스액 노즐(9)은, 중심 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향한다. 린스액 노즐(9)은, 홈 위치에 위치할 때, 기판(W)의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 봤을 때, 처리 컵(7)의 외방에 위치한다.
린스액 노즐(9)은, 린스액 노즐(9)에 린스액을 안내하는 린스액 배관(41)에 접속되어 있다. 린스액 배관(41)에는, 린스액 배관(41) 내의 유로를 개폐하는 린스액 밸브(52)와, 당해 유로 내의 린스액의 유량을 조정하는 린스액 유량 조정 밸브(53)가 개재하여 설치되어 있다. 린스액 밸브(52)가 열리면, 린스액이, 린스액 유량 조정 밸브(53)의 개도에 따른 유량으로, 린스액 노즐(9)의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 린스액 노즐(9)이 중앙 위치에 위치할 때에 린스액 밸브(52)가 열리면, 린스액이 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
이와 같이, 린스액 노즐(9), 린스액 배관(41), 린스액 밸브(52) 및 린스액 유량 조정 밸브(53)는, 기판(W)의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 공급 유닛(12)을 구성하고 있다.
폴리머 함유액 노즐(8) 및 린스액 노즐(9)은, 이 실시 형태와는 달리, 수평 위치 및 연직 위치가 고정된 고정 노즐이어도 된다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 하면(하측의 주면, 반대면)을 향해 가열 유체를 토출하는 가열 유체 노즐(10)을 더 포함한다.
가열 유체 노즐(10)은, 스핀 베이스(22)의 상면 중앙부에서 개구되는 관통 구멍(22a)에 삽입되어 있다. 가열 유체 노즐(10)의 토출구(10a)는, 스핀 베이스(22)의 상면으로부터 노출되어 있다. 가열 유체 노즐(10)의 토출구(10a)는, 기판(W)의 하면의 중앙 영역에 하방으로부터 대향한다. 기판(W)의 하면의 중앙 영역이란, 기판(W)의 하면에 있어서 기판(W)의 회전 중심을 포함하는 영역을 말하는 것이다.
가열 유체 노즐(10)에는, 가열 유체를 가열 유체 노즐(10)에 안내하는 가열 유체 배관(42)이 접속되어 있다. 가열 유체 배관(42)에는, 가열 유체 배관(42) 내의 유로를 개폐하는 가열 유체 밸브(54)와, 당해 가열 유체 배관(42) 내의 가열 유체의 유량을 조정하는 가열 유체 유량 조정 밸브(55)가 개재하여 설치되어 있다.
가열 유체 밸브(54)가 열리면, 가열 유체가, 가열 유체 노즐(10)의 토출구(10a)로부터 상방으로 연속류로 토출되고, 기판(W)의 하면의 중앙 영역에 공급된다. 기판(W)의 하면에 가열 유체가 공급됨으로써, 기판(W)을 통해, 기판(W)의 상면 상의 폴리머 함유액이 가열된다.
이와 같이, 가열 유체 노즐(10), 가열 유체 배관(42), 가열 유체 밸브(54) 및 가열 유체 유량 조정 밸브(55)는, 기판(W)의 하면에 가열 유체를 공급하는 가열 유체 공급 유닛(13)을 구성하고 있다.
가열 유체 노즐(10)로부터 토출되는 가열 유체는, 예를 들면, 실온보다 높고, 폴리머 함유액에 포함되는 용매의 비점보다 낮은 온도의 고온 DIW이다. 폴리머 함유액에 함유되는 용매가 DIW인 경우, 가열 유체로서는, 예를 들면, 60℃ 이상 100℃ 미만의 DIW가 이용된다. 가열 유체 노즐(10)로부터 토출되는 가열 유체는, 고온 DIW에는 한정되지 않고, 실온보다 높고, 폴리머 함유액에 함유되는 용매의 비점보다 낮은 온도의 고온 불활성 가스(고온 질소 가스 등)나 고온 공기 등의 고온 기체여도 된다. 또, 가열 유체는, 폴리머 함유액에 포함되는 용매의 비점 이상의 온도여도 된다.
도 3은, 기판 처리 장치(1)의 제어에 관한 구성예를 설명하기 위한 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 저장된 메모리(3B)를 포함한다. 컨트롤러(3)는, 프로세서(3A)가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 스핀 모터(25), 개폐 유닛(26), 제1 노즐 이동 유닛(35), 제2 노즐 이동 유닛(36), 가드 승강 유닛(33), 폴리머 함유액 밸브(50), 폴리머 함유액 유량 조정 밸브(51), 린스액 밸브(52), 린스액 유량 조정 밸브(53), 가열 유체 밸브(54), 가열 유체 유량 조정 밸브(55) 및 펌프(70)를 제어하도록 프로그램되어 있다. 컨트롤러(3)에 의해 밸브가 제어됨으로써, 대응하는 노즐로부터의 유체의 토출 유무나, 대응하는 노즐로부터의 유체의 토출 유량이 제어된다.
또, 도 3에는, 대표적인 부재가 도시되어 있지만, 도시되어 있지 않은 부재에 대해 컨트롤러(3)에 의해 제어되지 않음을 의미하는 것은 아니며, 컨트롤러(3)는, 기판 처리 장치(1)에 구비되는 각 부재를 적절히 제어할 수 있다. 도 3에는, 후술하는 변형예 및 실시 형태에서 설명하는 부재에 대해서도 병기하고 있고, 이들 부재도 컨트롤러(3)에 의해 제어된다.
이하의 각 공정은, 컨트롤러(3)가 이들 구성을 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 컨트롤러(3)는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
＜제1 실시 형태에 따른 기판 처리의 일례＞
도 4는, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에는, 주로, 컨트롤러(3)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타내어져 있다. 도 5a~도 5e는, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 기판 처리의 각 공정의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리에서는, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 공정(단계 S1), 폴리머 함유액 공급 공정(단계 S2), 폴리머막 형성 공정(단계 S3), 폴리머막 가열 공정(단계 S4), 린스 공정(단계 S5), 스핀 드라이 공정(단계 S6), 및, 기판 반출 공정(단계 S7)이 이 순서로 실행된다.
이하에서는, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 제1 기판 처리에 대해, 주로 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 5a~도 5e에 대해서는 적절히 참조한다.
우선, 미처리의 기판(W)은, 반송 로봇(IR, CR)(도 1 참조)에 의해 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)에 반입되고, 스핀 척(5)의 기판 유지 유닛(20)에 건네진다(기판 반입 공정：단계 S1). 이에 의해, 기판(W)은, 기판 유지 유닛(20)에 의해 수평으로 유지된다(기판 유지 공정).
기판 유지 유닛(20)에 의한 기판(W)의 유지는, 스핀 드라이 공정(단계 S6)이 종료될 때까지 계속된다. 기판 유지 공정이 개시되고 나서 스핀 드라이 공정(단계 S6)이 종료될 때까지의 동안, 가드 승강 유닛(33)은, 적어도 1개의 가드(30)가 상측 위치에 위치하도록, 복수의 가드(30)의 높이 위치를 조정한다.
다음에, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피한 후, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액을 공급하는 폴리머 함유액 공급 공정(단계 S2)이 실행된다. 구체적으로는, 제1 노즐 이동 유닛(35)이, 폴리머 함유액 노즐(8)을 처리 위치로 이동시킨다. 폴리머 함유액 노즐(8)의 처리 위치는, 예를 들면, 중앙 위치이다.
폴리머 함유액 노즐(8)이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 폴리머 함유액 밸브(50)가 열린다. 이에 의해, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해, 폴리머 함유액 노즐(8)로부터 폴리머 함유액이 공급(토출)된다(폴리머 함유액 공급 공정, 폴리머 함유액 토출 공정). 폴리머 함유액 노즐(8)로부터 토출된 폴리머 함유액은, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 착액한다.
기판(W)의 상면에 폴리머 함유액을 공급할 때, 기판(W)은 저속도(예를 들면, 10rpm)로 회전된다(기판 회전 공정, 저속 회전 공정). 혹은, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액을 공급할 때, 기판(W)의 회전은 정지되어 있다. 그로 인해, 기판(W)에 공급된 폴리머 함유액은, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 머무르며, 폴리머 함유액 코어(100)를 형성한다. 폴리머 함유액 노즐(8)로부터의 폴리머 함유액의 공급은, 소정 시간, 예를 들면, 2초~4초 동안 계속된다. 기판(W)의 상면에 공급되는 폴리머 함유액의 양은 2cc 정도이다.
다음에, 도 5b 및 도 5c에 나타내는 바와 같이, 폴리머 함유액이 상면에 부착되어 있는 기판(W)을 회전시킴으로써, 기판(W)의 상면에 폴리머막(101)(도 5c를 참조)을 형성하는 폴리머막 형성 공정(단계 S3)이 실행된다.
구체적으로는, 폴리머 함유액 밸브(50)가 닫히고, 그 후, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 회전 속도가 소정의 스핀오프 속도가 되도록 기판(W)의 회전이 가속된다(회전 가속 공정). 스핀오프 속도는, 예를 들면, 1500rpm이다. 폴리머 함유액 밸브(50)가 닫힌 후, 제1 노즐 이동 유닛(35)에 의해 폴리머 함유액 노즐(8)이 홈 위치로 이동된다.
기판(W)의 회전에 기인하는 원심력에 의해, 폴리머 함유액 코어(100)를 구성하는 폴리머 함유액이 기판(W)의 상면의 주연부를 향해 퍼져, 기판(W)의 상면 전체에 펴 발라진다(도포 공정). 기판(W) 상의 폴리머 함유액의 일부는, 기판(W)의 주연부로부터 기판(W) 밖으로 비산하고, 기판(W) 상의 폴리머 함유액의 액막(폴리머 함유액 코어(100))이 박막화된다(스핀오프 공정). 도포 공정에 있어서, 폴리머 함유액이 기판(W) 밖으로 비산할 필요는 없고 기판(W)의 상면 전체가 폴리머 함유액으로 덮이면 된다.
기판(W)의 회전에 기인하는 원심력은, 기판(W) 상의 폴리머 함유액뿐만 아니라, 기판(W) 상의 폴리머 함유액에 접하는 기체에도 작용한다. 그로 인해, 원심력의 작용에 의해, 당해 기체가 기판(W)의 중심측으로부터 주연측을 향하는 기류가 형성된다. 이 기류에 의해, 기판(W) 상의 폴리머 함유액에 접하는 기체 상태의 용매가 기판(W)에 접하는 분위기로부터 배제된다. 그로 인해, 기판(W) 상의 폴리머 함유액으로부터의 용매의 증발(휘발)이 촉진된다. 폴리머 함유액 중의 용매의 일부가 증발됨으로써, 폴리머막(101)이 형성된다(폴리머막 형성 공정). 기판 회전 유닛(21)은, 기판 유지 유닛(20)에 유지되어 있는 기판(W)을 회전시켜, 기판(W)의 상면(주면)에 부착되어 있는 폴리머 함유액으로부터 폴리머막(101)을 형성하는 폴리머막 형성 유닛의 일례이다. 폴리머막(101)은, 폴리머 함유액보다 용매의 함유량이 적기 때문에, 폴리머 함유액과 비교하여 점도가 높다. 그로 인해, 폴리머막(101)은, 기판(W)이 회전하고 있음에도 불구하고, 기판(W) 상으로부터 완전히 배제되지 않고 기판(W) 상에 머무른다. 스핀오프 속도로의 기판(W)의 회전은, 예를 들면, 30초간 계속된다.
기판(W) 상에 형성된 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머의 작용에 의해, 금속 이물이 기판(W)의 상면으로부터 떼어내어져 폴리머막(101)에 흡착된다(금속 이물 흡착 공정). 반고체상의 폴리머막(101) 중의 산화제의 작용에 의해, 산성 폴리머에 의한 금속 이물의 흡착이 촉진된다(흡착 촉진 공정).
다음에, 기판(W) 상의 폴리머막(101)을 가열하는 폴리머막 가열 공정(단계 S4)이 실행된다. 구체적으로는, 가열 유체 밸브(54)가 열린다. 이에 의해, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 하면(반대면)에 가열 유체가 공급되어, 가열 유체에 의해 기판(W)이 가열된다(기판 가열 공정, 유체 가열 공정). 기판(W)의 하면에 공급된 가열 유체는, 기판(W)을 통해, 폴리머막(101)을 가열한다(폴리머막 가열 공정). 기판(W)의 하면에 가열 유체를 공급하고 있는 동안, 기판(W)은, 소정의 유체 가열 속도로 회전된다. 유체 가열 속도는, 예를 들면, 800rpm이다.
가열에 의해 폴리머막(101) 중의 용매가 증발하여, 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머의 농도가 높아진다(폴리머 농축 공정). 이에 의해, 산성 폴리머의 작용에 의한 폴리머막(101)으로의 금속 이물의 흡착이 촉진된다. 그로 인해, 고농도의 산성 폴리머를 금속 이물에 작용시킬 수 있다. 따라서, 기판(W)의 주면으로부터 금속 이물을 효과적으로 흡착할 수 있다.
제1 실시 형태와는 달리, 휘발성 물질을 산성 성분으로서 함유하는 액체, 예를 들면, 염산과 과산화수소수의 혼합액(HPM액 등)을 기판(W)의 상면에 연속류로 계속해서 공급함으로써 기판(W)으로부터 금속 이물을 제거하는 수법에서는, 액체 중의 용매의 증발과 함께 휘발성 물질인 염화수소(산성 성분)가 휘발된다. 그로 인해, 용매의 증발에 의해, 반고체상 또는 고체상의 막을 형성하는 것도 산성 성분의 농도를 상승시키는 것도 불가능할 우려가 있다.
기판(W)의 가열에 이용되는 가열 유체의 온도는, 용매의 비점 미만의 온도이다. 그로 인해, 기판(W) 상의 폴리머막(101)으로부터 용매를 적당히 증발시킬 수 있다. 그로 인해, 폴리머막(101) 중의 용매에 용해되어 있는 산성 폴리머의 농도를 높이면서, 용매가 모두 증발하여 폴리머막(101) 중으로부터 완전히 제거되는 것을 억제할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 기판(W)의 하면(반대면)으로의 가열 유체의 공급이라는 간이한 수법으로 기판(W)이 가열된다. 회전 상태의 기판(W)의 하면에 공급된 가열 유체는, 원심력의 작용에 의해, 기판(W)의 하면에 있어서 주연부를 향해 균등하게 퍼진다. 그로 인해, 기판(W) 전체를 균등하게 가열할 수 있으므로, 기판(W)의 상면의 전역으로부터 균등하게 용매를 증발시킬 수 있다.
다음에, 기판(W)의 상면을 린스액으로 세정하여 기판(W) 상의 폴리머막(101)을 제거하는 린스 공정(단계 S5)이 실행된다. 구체적으로는, 제2 노즐 이동 유닛(36)이, 린스액 노즐(9)을 처리 위치로 이동시킨다. 린스액 노즐(9)의 처리 위치는, 예를 들면, 중앙 위치이다. 린스액 노즐(9)이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 린스액 밸브(52)가 열린다. 이에 의해, 도 5d에 나타내는 바와 같이, 폴리머막(101)이 형성되어 있는 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해, 린스액 노즐(9)로부터 린스액이 공급(토출)된다(린스액 공급 공정, 린스액 토출 공정). 기판(W)으로의 린스액의 공급이 개시되기 전에, 가열 유체 밸브(54)가 닫혀, 가열 유체 노즐(10)로부터의 가열 유체의 토출이 정지된다.
기판(W)에 공급된 린스액에 의해, 기판(W) 상의 폴리머막(101)이 용해된다(폴리머막 용해 공정). 기판(W)으로의 린스액의 공급을 계속함으로써, 도 5e에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 상면으로부터 폴리머막(101)이 제거된다(폴리머막 제거 공정). 린스액의 용해 작용과, 린스액의 연속적 공급 및 기판(W)의 회전에 의해 형성되는 린스액의 흐름에 의해, 기판(W)의 상면으로부터 폴리머막(101)이 제거된다. 그로 인해, 린스액 공급 유닛(12) 및 기판 회전 유닛(21)은, 기판(W)의 상면(주면)에 린스액을 공급하여 기판(W)의 상면으로부터 폴리머막(101)을 제거하는 폴리머막 제거 유닛으로서 기능한다.
다음에, 기판(W)을 고속 회전시켜 기판(W)의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정(단계 S6)이 실행된다. 구체적으로는, 린스액 밸브(52)가 닫힌다. 이에 의해, 기판(W)의 상면으로의 린스액의 공급이 정지된다.
그리고, 스핀 모터(25)가 기판(W)의 회전을 가속하여, 기판(W)을 고속 회전시킨다. 기판(W)은, 건조 속도, 예를 들면, 1500rpm으로 회전된다. 그에 의해, 큰 원심력이 기판(W) 상의 린스액에 작용하여, 기판(W) 상의 린스액이 기판(W) 주위로 떨쳐내어진다.
그리고, 스핀 모터(25)가 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 가드 승강 유닛(33)이 복수의 가드(30)를 하측 위치로 이동시킨다.
반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 기판 유지 유닛(20)의 척 핀(23)으로부터 처리 완료된 기판(W)을 들어올려, 처리 유닛(2) 밖으로 반출한다(기판 반출 공정：단계 S7). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)으로부터 반송 로봇(IR)으로 건네지고, 반송 로봇(IR)에 의해, 캐리어(C)에 수납된다.
＜금속 이물의 제거의 모습＞
다음에, 기판(W)의 주면(상술한 기판 처리에서는 기판(W)의 상면)으로부터 금속 이물이 제거되는 모습에 대해 설명한다. 도 6a~도 6c는, 기판(W)의 주면에 부착되어 있는 금속 이물(102)이 제거되는 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6a는, 폴리머 함유액이 공급되기 전의 상태의 기판(W)의 주면의 모습을 나타내는 모식도이다. 폴리머 함유액이 공급되기 전, 기판(W)의 주면에는, 금속 이물(102)이 부착되어 있다. 상세하게는, 금속 이물(102)이, 기판(W)의 주면과 결합되어 있다. 보다 상세하게는, 금속 이물(102)이 기판(W)의 주면의 표층부를 구성하는 물질과 결합되어 있다. 기판(W)의 주면의 표층부는, 예를 들면, 산화실리콘층(SiO2층), 질화실리콘층(SiN층) 등의 절연체층이나 실리콘층 등의 반도체층에 의해 구성되어 있다.
도 6b는, 기판(W)의 주면에 폴리머막(101)이 형성되어 있는 상태를 나타내고 있다.
도 6b에 나타내는 바와 같이, 폴리머막(101)이 형성되어 있는 상태에 있어서, 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머(105)에 의해, 기판(W)의 주면으로부터 노출되는 히드록시기(OH)의 산소 원자와 금속 이물(102)의 결합이 절단된다. 이에 의해, 금속 이물(102)이 이온화된다. 이온화된 금속 이물(102)은, 산성 폴리머(105)에 흡착된다. 도 6b에는, 산성 폴리머(105)가 폴리아크릴산인 예를 나타내고 있다.
상세하게는, 산성 폴리머(105)는, 용매에 프로톤을 방출하여, 부전하를 띠고 있다. 그로 인해, 산성 폴리머(105)는, 이온화된 금속 이물(102)(금속 이온)을 크론력에 의해 흡착하여(끌어당겨), 금속 이물(102)을 기판(W)으로부터 떼어낸다(이온 흡착 공정, 금속 이물 흡착 공정). 이에 의해, 금속 이물(102)이 폴리머막(101)에 흡착된다(금속 이물 흡착 공정). 폴리머막 중에는 용매가 잔류해 있기 때문에, 용매는, 폴리머막 중에 있어서 산성 폴리머가 이온(프로톤)을 주고받기 위한 매체로서 기능한다.
금속 이물(102)의 이온화는, 산화제에 의해 촉진된다(이온화 촉진 공정). 구체적으로는, 산화제의 작용에 의해, 금속 이물(102)은, 전자(e-)를 빼앗겨 금속 이온(양이온)이 된다. 산화제에 의해 금속 이물(102)의 이온화가 촉진되어 있기 때문에, 이온화된 금속 이물(102)의 산성 폴리머(105)에 의한 흡착이 촉진된다(흡착 촉진 공정).
이와 같이, 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머(105)에 의해, 금속 이물(102)이 이온화되어, 폴리머막(101)에 흡착된다. 또한, 폴리머막(101) 중의 산화제에 의해, 금속 이물(102)의 이온화가 촉진된다. 그로 인해, 산화제와 산성 폴리머(105)의 상승 효과에 의해, 폴리머막(101)에 금속 이물(102)을 효과적으로 흡착시킬 수 있다.
폴리머막(101)의 작용에 의해, 금속 이물(102)이 기판(W)의 주면으로부터 떼어내어져 있기 때문에, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 린스액을 기판(W)의 주면에 공급함으로써, 폴리머막(101)이 린스액에 용해되고, 린스액과 함께 기판(W) 밖으로 배출된다. 금속 이물(102)은, 폴리머막(101)과 함께 기판(W)의 주면을 따라 린스액에 흘러가고, 이윽고 기판(W) 밖으로 배출된다. 이에 의해, 기판(W)의 주면으로부터 금속 이물(102)이 제거된다(금속 이물 제거 공정). 이에 의해, 기판(W)의 주면이 세정된다(린스 공정).
제1 실시 형태에 의하면, 폴리머 함유액이 공급된 기판(W)을 회전시킴으로써 반고체상의 폴리머막(101)이 형성된다. 반고체상의 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머의 작용에 의해, 금속 이물(102)이 기판(W)의 주면으로부터 떼어내어져 폴리머막(101)에 흡착된다(금속 이물 흡착 공정). 그리고, 반고체상의 폴리머막(101) 중의 산화제의 작용에 의해, 산성 폴리머에 의한 금속 이물(102)의 흡착이 촉진된다(흡착 촉진 공정). 그로 인해, 기판(W)의 주면 전체를 덮기 위해서 필요한 양의 폴리머 함유액에 의해 폴리머막(101)을 형성하고, 린스액에 의해 폴리머막(101)을 제거하면, 기판(W)의 주면으로의 폴리머 함유액의 공급을 계속하는 일 없이 기판(W)의 주면으로부터 금속 이물(102)을 양호하게 제거할 수 있다.
따라서, 폴리머 함유액에 기판(W)을 침지시키는 일 없이 금속 이물(102)을 충분히 제거할 수 있기 때문에, 폴리머 함유액의 사용량을 저감할 수 있다. 이에 의해, 환경 부하를 저감할 수 있다.
제1 실시 형태에 의하면, 폴리머 함유액이, 10wt%로 산성 폴리머를 함유하는 산성 폴리머액과, 30wt%로 산화제를 함유하는 액상 산화제를, 1:6의 체적 비율로 혼합한 혼합액이다. 이 비율이라면, 기판(W)의 주면으로부터 한층 효율적으로 금속 이물(102)을 제거할 수 있다.
제1 실시 형태에 의하면, 폴리머 함유액 탱크(80)에 폴리머 함유액이 저류되어 있다. 그로 인해, 산성 폴리머와 산화제가 폴리머 함유액 탱크(80)로부터 폴리머 함유액 노즐(8)에 공급되기 전에 혼합되어 있다. 그로 인해, 폴리머 함유액 탱크(80)로부터 폴리머 함유액 노즐(8)을 향하는 경로 중이나 기판(W)의 주면 상에서 산성 폴리머 및 산화제가 혼합되는 구성과 비교하여, 폴리머 함유액 중의 산성 폴리머 및 산화제의 비율을 정밀하게 조정할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 폴리머막(101) 중의 산화제 및 산성 폴리머의 작용에 의해, 금속 이물(102)이 기판(W)의 주면으로부터 떼어내어지는 것을 설명하고 있다. 그러나, 폴리머막(101)이 형성되기 전의 폴리머 함유액 중에 존재하는 산화제 및 산성 폴리머의 작용에 의해서도, 금속 이물(102)을 기판(W)의 주면으로부터 떼어낼 수 있다. 단, 상술한 바와 같이, 폴리머막(101) 중의 용매에 용해되어 있는 산화제 및 산성 폴리머는, 각각, 폴리머 함유액 중의 산화제 및 산성 폴리머보다 농도가 높다. 고농도의 산성 폴리머를 금속 이물(102)에 작용시킬 수 있으므로, 폴리머막(101)에 금속 이물(102)을 효과적으로 흡착시킬 수 있다. 따라서, 기판(W)의 주면에 폴리머막(101)을 형성함으로써, 기판(W)의 주면으로부터 금속 이물(102)을 효과적으로 떼어낼 수 있다. 또한, 린스액에 의한 폴리머막 제거 시에, 기판(W)의 주면으로부터 금속 이물(102)을 한층 제거할 수 있다.
폴리머막(101)에는, 용매가 함유되어 있으며 반고체상이기 때문에, 산성 폴리머는, 폴리머막(101)이 고체상일 때보다, 금속 이물(102)에 작용하기 쉽다. 제1 실시 형태와는 달리, 폴리머막(101)이 형성된 직후에 용매가 완전히 증발한 고체상 막이 되어버렸을 경우, 산성 폴리머가 산으로서 기능하기 어렵다. 그로 인해, 폴리머막(101)이 반고체상인 경우와 비교하여, 폴리머막(101)에 금속 이물(102)이 흡착되기 어렵다. 제1 실시 형태에서는, 폴리머막(101)은, 형성되고 나서 제거될 때까지의 동안, 반고체상으로 유지된다. 그로 인해, 폴리머막(101)에 의해 금속 이물(102)이 효과적으로 흡착된다.
＜제1 실시 형태에 따른 기판 처리의 다른 예＞
도 7은, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 기판 처리의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8은, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 기판 처리의 다른 예가 행해져 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
이 기판 처리가, 도 4 및 도 5a~도 5e에 나타내는 기판 처리와 주로 상이한 점은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 폴리머막 가열 공정(단계 S4) 대신에, 폴리머막(101)을 가열하는 일 없이, 소정 시간 동안, 기판(W)의 회전을 정지시킨 상태를 유지하는 기판 회전 정지 공정(단계 S10, 회전 정지 유지 공정)이 실행되는 점이다.
상세하게는, 기판(W)의 상면에 폴리머막(101)이 형성된 후(단계 S3 후), 도 8에 나타내는 바와 같이, 스핀 모터(25)가 기판(W)의 회전을 정지시킨다(기판 회전 정지 공정). 그 후, 소정의 정치 시간 동안, 기판(W)을 회전시키는 일 없이 폴리머막(101)을 정치한다(폴리머막 정치 공정). 「폴리머막(101)을 정치한다」란, 기판(W)의 회전을 정지한 상태에서 기판(W) 상에 폴리머막(101)을 방치하는 것을 말한다.
이 기판 처리를 채용하면, 기판(W)의 회전을 정지시킴으로써, 기판(W)의 주면 상의 폴리머막(101)으로부터의 용매의 과잉 증발을 억제할 수 있다. 이에 의해, 폴리머막(101)이 완전히 고화되는 것을 억제하면서, 폴리머막(101) 중의 산화제 및 산성 폴리머의 작용에 의해, 폴리머막(101)에 금속 이물(102)을 효과적으로 흡착시킬 수 있다.
폴리머막(101)을 정치하고 있는 동안에도, 폴리머막(101) 중의 용매는 증발한다. 그로 인해, 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머의 농도(밀도)가 높아진다(폴리머 농축 공정).
＜제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 변형예＞
도 9는, 기판 처리 장치(1)의 제1 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 10은, 기판 처리 장치(1)의 제2 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 기판 처리 장치(1)의 제1 변형예 및 제2 변형예에서는, 기판(W)의 상면으로의 폴리머 함유액의 공급 방법이 도 2에 나타내는 예와는 상이하다.
도 9에 나타내는 제1 변형예에서는, 산화제 및 용매를 함유하는 액상 산화제와, 산성 폴리머 및 용매를 함유하는 산성 폴리머액이, 배관 내에서 혼합되어 폴리머 함유액이 형성되고, 배관 내에서 형성된 폴리머 함유액이 폴리머 함유액 노즐(8)로부터 토출되어 기판(W)의 상면에 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정). 액상 산화제는, 예를 들면, 과산화수소수 및 오존수 중 적어도 1개를 포함한다.
상세하게는, 제1 변형예에 따른 폴리머 함유액 공급 유닛(11)은, 폴리머 함유액을 토출하는 폴리머 함유액 노즐(8)과, 폴리머 함유액을 폴리머 함유액 노즐(8)에 안내하는 폴리머 함유액 배관(40)과, 액상 산화제를 저류하는 액상 산화제 탱크(81)로부터 액상 산화제가 공급되는 액상 산화제 배관(43)과, 산성 폴리머액을 저류하는 산성 폴리머액 탱크(82)로부터 산성 폴리머액이 공급되는 산성 폴리머액 배관(44)과, 액상 산화제 배관(43) 및 산성 폴리머액 배관(44)에 접속되어 액상 산화제 및 산성 폴리머액을 혼합하고 폴리머 함유액을 형성하여 폴리머 함유액 배관(40)에 폴리머 함유액을 보내는 혼합 배관(45)을 포함한다.
폴리머 함유액 공급 유닛(11)은, 액상 산화제 배관(43)에 개재하여 설치되어 액상 산화제 배관(43) 내의 유로를 개폐하는 액상 산화제 밸브(56)와, 액상 산화제 배관(43)에 개재하여 설치되어 액상 산화제 배관(43) 내의 액상 산화제의 유량을 조정하는 액상 산화제 유량 조정 밸브(57)와, 산성 폴리머액 배관(44)에 개재하여 설치되어 산성 폴리머액 배관(44) 내의 유로를 개폐하는 산성 폴리머액 밸브(58)와, 산성 폴리머액 배관(44)에 개재하여 설치되어 산성 폴리머액 배관(44) 내의 액상 산화제의 유량을 조정하는 산성 폴리머액 유량 조정 밸브(59)와, 폴리머 함유액 배관(40)에 개재하여 설치되어 폴리머 함유액 배관(40) 내의 유로를 개폐하는 폴리머 함유액 밸브(50)를 포함한다.
액상 산화제 배관(43) 및 산성 폴리머액 배관(44)에는, 각각, 액상 산화제 펌프(71) 및 산성 폴리머액 펌프(72)가 개재하여 설치되어 있다. 그로 인해, 액상 산화제 밸브(56)가 열리면, 액상 산화제 탱크(81) 내의 액상 산화제가, 액상 산화제 펌프(71)에 의해 액상 산화제 배관(43)에 송출된다. 산성 폴리머액 밸브(58)가 열리면, 산성 폴리머액 탱크(82) 내의 산성 폴리머액이, 산성 폴리머액 펌프(72)에 의해 산성 폴리머액 배관(44)에 송출된다. 폴리머 함유액 밸브(50)가 열리면, 혼합 배관(45) 내에서 형성된 폴리머 함유액이, 폴리머 함유액 노즐(8)의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출되고, 기판(W)의 상면 상에 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정). 액상 산화제 유량 조정 밸브(57) 및 산성 폴리머액 유량 조정 밸브(59)의 개도를 조정함으로써, 폴리머 함유액 중의 산성 폴리머 및 산화제의 비율이 조정된다.
도 10을 참조하여, 제2 변형예에서는, 액상 산화제와 산성 폴리머액이, 다른 노즐로부터 기판(W)의 상면에 공급되고, 기판(W)의 상면 상에서 산성 폴리머액 및 액상 산화제가 혼합되어 폴리머 함유액이 형성된다. 기판(W)의 상면 상에서 폴리머 함유액이 형성됨으로써, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액이 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정).
상세하게는, 제2 변형예에 따른 폴리머 함유액 공급 유닛(11)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면을 향해, 액상 산화제를 토출하는 액상 산화제 노즐(14)과, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면을 향해, 산성 폴리머액을 토출하는 산성 폴리머액 노즐(15)을 포함한다. 액상 산화제 노즐(14)에는, 제1 변형예의 액상 산화제 배관(43)이 접속되어 있고, 산성 폴리머액 노즐(15)에는, 제1 변형예의 산성 폴리머액 배관(44)이 접속되어 있다.
제2 변형예에 따른 폴리머 함유액 공급 유닛(11)은, 액상 산화제 배관(43)과, 액상 산화제 밸브(56)와, 액상 산화제 유량 조정 밸브(57)와, 산성 폴리머액 배관(44)과, 산성 폴리머액 밸브(58)와, 산성 폴리머액 유량 조정 밸브(59)를 더 포함한다.
액상 산화제 노즐(14) 및 산성 폴리머액 노즐(15)은, 이 실시 형태에서는, 수평 방향으로 이동 가능한 스캔 노즐이다. 액상 산화제 노즐(14) 및 산성 폴리머액 노즐(15)은, 각각, 제3 노즐 이동 유닛(37) 및 제4 노즐 이동 유닛(38)에 의해, 수평 방향으로 이동된다. 제3 노즐 이동 유닛(37) 및 제4 노즐 이동 유닛(38)은, 제1 노즐 이동 유닛(35)과 동일한 구성을 갖고 있다.
액상 산화제 밸브(56)가 열리면, 액상 산화제 탱크(81) 내의 액상 산화제가, 액상 산화제 펌프(71)에 의해 액상 산화제 배관(43)에 송출되고, 액상 산화제 노즐(14)의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 산성 폴리머액 밸브(58)가 열리면, 산성 폴리머액 탱크(82) 내의 산성 폴리머액이, 산성 폴리머액 펌프(72)에 의해 산성 폴리머액 배관(44)에 송출되고, 산성 폴리머액 노즐(15)의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 액상 산화제 밸브(56) 및 산성 폴리머액 밸브(58)가 모두 열려 있을 때, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액이 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정).
또, 도 9에 나타내는 제1 변형예 및 도 10에 나타내는 제2 변형예의 기판 처리 장치(1)라면, 상술한 기판 처리와는 달리, 기판(W)의 상면에 액상 산화제를 공급한 후, 액상 산화제의 공급을 계속하면서 산성 폴리머액을 공급함으로써, 기판(W) 상에서 폴리머 함유액을 형성하는 것도 가능하다.
＜제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성＞
도 11은, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1P)에 구비되는 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 11에 있어서, 상술한 도 1~도 10에 나타내어진 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 12에 대해서도 동일하다.
제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1P)가 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)(도 2를 참조)와 주로 상이한 점은, 가열 유체 공급 유닛(13) 대신에 히터 유닛(6)이 설치되어 있는 점이다.
히터 유닛(6)은, 기판(W)의 전체를 가열하는 기판 가열 유닛의 일례이다. 히터 유닛(6)은, 원판 형상의 핫 플레이트의 형태를 갖고 있다. 히터 유닛(6)은, 스핀 베이스(22)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 봤을 때, 기판(W)보다 미소하게 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 들면, 195℃로 가열된다. 대향면(6a)의 온도는, 60℃ 이상 100℃ 미만의 온도여도 된다.
히터 유닛(6)의 하면에는, 회전축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축(66)이 결합되어 있다. 승강축(66)은, 스핀 베이스(22)의 중앙부에 형성된 관통 구멍(22a)과, 중공의 회전축(24)을 삽입 통과하고 있다. 승강축(66) 내에는, 급전선(63)이 통과되어 있다.
히터(62)에는, 급전선(63)을 통해 히터 통전 유닛(64)으로부터 전력이 공급된다. 히터 통전 유닛(64)은, 예를 들면, 전원이다. 히터 유닛(6)은, 히터 승강 유닛(65)에 의해 승강된다.
히터 승강 유닛(65)은, 예를 들면, 승강축(66)을 승강 구동하는 전동 모터 또는 에어 실린더 등의 액추에이터(도시하지 않음)를 포함한다. 히터 승강 유닛(65)은, 히터 리프터라고도 한다. 히터 승강 유닛(65)은, 승강축(66)을 통해 히터 유닛(6)을 승강시킨다. 히터 유닛(6)은, 히터 승강 유닛(65)에 의해 승강되며, 하측 위치 및 상측 위치에 위치할 수 있다. 히터 승강 유닛(65)은, 하측 위치 및 상측 위치뿐만 아니라, 하측 위치 및 상측 위치 사이의 임의의 위치에 히터 유닛(6)을 배치하는 것이 가능하다.
히터 유닛(6)은, 상승할 때에, 열림 상태의 복수의 척 핀(23)으로부터 기판(W)을 받는 것이 가능하다. 히터 유닛(6)은, 히터 승강 유닛(65)에 의해, 기판(W)의 하면에 접촉하는 접촉 위치, 또는, 기판(W)의 하면에 근접하는 근접 위치에 배치됨으로써, 기판(W)을 가열할 수 있다.
＜제2 실시 형태에 따른 기판 처리의 일례＞
도 12는, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1P)에 의해 기판 처리의 일례가 행해져 있을 때의 기판(W)의 모습을 설명하기 위한 모식도이다. 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1P)는, 폴리머막 가열 공정(단계 S4)에 있어서의 가열 수법이 상이한 것을 제외하고, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)와 동일한 기판 처리(도 4~도 5e)를 실행할 수 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 기판 처리의 폴리머막 가열 공정(단계 S4)에서는, 히터 유닛(6)을 근접 위치에 배치함으로써, 복사열로 기판(W)이 가열된다(기판 가열 공정, 히터 가열 공정). 히터 유닛(6)은, 기판(W)을 통해, 폴리머막(101)을 가열한다(폴리머막 가열 공정). 기판(W)에 히터 유닛(6)을 근접시키고 있는 동안, 기판(W)은, 소정의 히터 가열 속도로 회전된다. 히터 가열 속도는, 예를 들면, 800rpm이다. 그 후의 린스 공정(단계 S5)에서는, 히터 유닛(6)을 하측 위치로 이동시켜도 되고, 스핀 드라이(단계 S6)가 종료될 때까지 히터 유닛(6)을 근접 위치에 배치해도 된다.
히터 유닛(6)을 근접 위치에 배치하여 기판(W) 및 폴리머막(101)을 가열하는 경우, 대향면(6a)의 온도는, 기판(W)의 온도가 폴리머막(101) 중의 용매의 비점을 초과하지 않도록 가열할 수 있는 온도인 것이 바람직하고, 대향면(6a)의 온도는, 폴리머막(101) 중의 용매의 비점보다 높은 온도(예를 들면, 100℃ 이상)로 조정된다.
도 12에 나타내는 예와는 달리, 히터 유닛(6)을 접촉 위치에 배치함으로써, 폴리머막 가열 공정이 실행되어도 된다. 히터 유닛(6)이 접촉 위치에 위치할 때, 기판(W)의 회전이 제한되기 때문에, 기판(W) 상의 폴리머막(101)은 정치된다. 히터 유닛(6)이 접촉 위치에 위치할 때, 대향면(6a)의 온도는, 폴리머막(101) 중의 용매의 비점보다 낮은 온도인 것이 바람직하다. 용매가 DIW인 경우, 대향면(6a)의 온도는, 60℃ 이상 100℃ 미만인 것이 바람직하다.
제2 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘한다. 제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 변형예를 적용할 수 있다. 즉, 액상 산화제와 산성 폴리머액이, 배관 내에서 혼합되어 폴리머 함유액이 형성되고, 배관 내에서 형성된 폴리머 함유액이 폴리머 함유액 노즐(8)로부터 토출되어도 된다. 혹은, 액상 산화제와 산성 폴리머액이, 각각 다른 노즐로부터 기판(W)의 상면에 공급되고, 기판(W)의 상면 상에서 산성 폴리머액 및 액상 산화제가 혼합되어 폴리머 함유액이 형성되어도 된다.
＜제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성＞
도 13은, 제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1Q)에 구비되는 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 13에 있어서, 상술한 도 1~도 12에 나타내어진 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 14~도 16에 대해서도 동일하다.
제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1Q)가 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)(도 2를 참조)와 주로 상이한 점은, 폴리머 함유액이, 용매, 산성 폴리머 및 산화제에 추가하여, 폴리아세틸렌 등의 도전성 폴리머를 함유하는 점이다.
도전성 폴리머는, 용매와 동일하게, 산성 폴리머가 프로톤을 방출하기 위한 매체로서 기능한다. 도전성 폴리머는, 폴리아세틸렌에 한정되지 않는다. 도전성 폴리머는, 공역 이중 결합을 갖는 공역계 폴리머이다. 공역계 폴리머는, 예를 들면, 폴리아세틸렌 등의 지방족 공역계 폴리머, 폴리(p-페닐렌) 등의 방향족 공역계 폴리머, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 등의 혼합형 공역계 폴리머, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 등의 복소환 공역계 폴리머, 폴리아닐린 등의 함헤테로 원자 공역계 폴리머, 폴리아센 등의 복쇄형 공역계 폴리머, 그래핀 등의 이차원 공역계 폴리머, 또는, 이들의 혼합물이다.
폴리머 함유액 탱크(80)에는, 예를 들면, 액상 산화제 및 산성 폴리머액과는 별도로, 도전성 폴리머액이 보충관(86)을 통해 보충된다. 복수의 보충관(84~86)에는, 대응되는 보충관(84~86) 내의 유로를 개폐하는 복수의 보충 밸브(87)가 각각 개재하여 설치되어 있다.
도 13에 나타내는 예와는 달리, 폴리머 함유액 보충관(도시하지 않음)을 통해 폴리머 함유액이 보충되어도 된다. 도전성 폴리머액은, 상술한 용매와 도전성 폴리머를 함유하는 액체이다.
＜제3 실시 형태에 따른 기판 처리의 일례＞
제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1Q)를 이용함으로써 제1 실시 형태에 따른 기판 처리(도 4~도 5e를 참조)와 동일한 기판 처리가 가능하다. 즉, 폴리머 함유액 탱크(80)에, 산성 폴리머, 액상 산화제 및 도전성 폴리머를 함유하는 폴리머 함유액이 저류된다(준비 공정). 그로 인해, 폴리머막 형성 공정(단계 S3)에 있어서 형성되는 폴리머막(101)이, 산성 폴리머 및 산화제에 추가하여, 도전성 폴리머를 함유한다.
산성 폴리머가 프로톤을 방출하기 위한 매체로서 도전성 폴리머가 기능하기 때문에, 폴리머막(101)이 기판(W) 상에 형성되어 있는 상태에서, 도전성 폴리머의 작용에 의해, 산성 폴리머를 이온화할 수 있다. 그로 인해, 폴리머막(101)으로부터 용매가 완전히 소실되어 폴리머막이 고체상으로 되어 있는 경우여도, 산성 폴리머를 이온화하고, 이온화한 산성 폴리머를 금속 이물(102)에 효과적으로 작용시킬 수 있다.
＜제3 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 변형예＞
도 14는, 기판 처리 장치(1Q)의 제1 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 15는, 기판 처리 장치(1Q)의 제2 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 16은, 기판 처리 장치(1Q)의 제3 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 도 17은, 기판 처리 장치(1Q)의 제4 변형예에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
기판 처리 장치(1Q)의 제1 변형예~제4 변형예에서는, 기판(W)의 상면으로의 폴리머 함유액의 공급 방법이 도 13에 나타내는 예와는 상이하다. 도 14~도 17에 나타내는 변형예에서는, 설명의 편의상, 처리 컵(7), 및, 린스액 노즐(9)의 도시를 생략하고 있다. 펌프, 밸브, 노즐 이동 유닛 등에 대한 기재를 생략하여 설명하지만, 이들 부재가 존재하지 않음을 의미하는 것은 아니고, 실제로는 이들 부재는 적절한 위치에 설치되어 있다.
도 14에 나타내는 제1 변형예에서는, 액상 산화제와, 산성 폴리머액과, 도전성 폴리머액이, 혼합 배관(45) 내에서 혼합되어 폴리머 함유액이 형성되고, 혼합 배관(45) 내에서 형성된 폴리머 함유액이 폴리머 함유액 노즐(8)로부터 토출되어 기판(W)의 상면에 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정).
상세하게는, 혼합 배관(45)에는, 도전성 폴리머액 탱크(83) 내의 도전성 폴리머액을 혼합 배관(45)에 안내하는 도전성 폴리머액 배관(46)이, 액상 산화제 배관(43) 및 산성 폴리머액 배관(44)과 함께 접속되어 있고, 혼합 배관(45) 내에서, 도전성 폴리머액, 산성 폴리머액 및 액상 산화제가 혼합된다. 이 변형예에서는, 혼합 배관(45) 및 도전성 폴리머액 배관(46)도 폴리머 함유액 공급 유닛(11)에 포함된다.
도 15에 나타내는 제2 변형예에서는, 산성 폴리머액 및 도전성 폴리머액이 혼합 탱크(90) 내에서 혼합되어 혼합 폴리머액이 형성된다. 혼합 탱크(90)에는, 2개의 보충관(84, 86)으로부터 각각 산성 폴리머액 및 도전성 폴리머액이 공급된다. 혼합 탱크(90) 내에서 형성된 혼합 폴리머액은, 혼합 폴리머액 배관(47)을 통해 혼합 폴리머액 노즐(16)에 공급된다. 혼합 폴리머액은, 혼합 폴리머액 노즐(16)로부터 기판(W)의 상면을 향해 토출되어 기판(W)의 상면에 공급된다(혼합 폴리머액 공급 공정).
기판(W)의 상면으로의 혼합 폴리머액의 공급과 병행하여, 혼합 폴리머액 노즐(16)과는 상이한 노즐(액상 산화제 노즐(14))로부터 기판(W)의 상면을 향해 액상 산화제가 공급됨으로써, 기판(W)의 상면 상에서 혼합 폴리머액과 액상 산화제가 혼합되어 폴리머 함유액이 형성된다. 기판(W)의 상면 상에서 폴리머 함유액이 형성됨으로써, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액이 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정).
도 16에 나타내는 제3 변형예에서는, 산성 폴리머액 배관(44)으로부터 공급되는 산성 폴리머액과, 도전성 폴리머액 배관(46)으로부터 공급되는 도전성 폴리머액이, 혼합 배관(45) 내에서 혼합되어 혼합 폴리머액이 형성된다. 혼합 배관(45) 내에서 혼합된 혼합 폴리머액은, 혼합 폴리머액 배관(47)을 통해 혼합 폴리머액 노즐(16)에 공급된다. 혼합 폴리머액은, 혼합 폴리머액 노즐(16)로부터 토출되어 기판(W)의 상면에 공급된다(혼합 폴리머액 공급 공정).
기판(W)의 상면으로의 혼합 폴리머액의 공급과 병행하여, 혼합 폴리머액 노즐(16)과는 상이한 노즐(액상 산화제 노즐(14))로부터 기판(W)의 상면을 향해 액상 산화제가 공급됨으로써, 기판(W)의 상면 상에서 혼합 폴리머액과 액상 산화제가 혼합되어 폴리머 함유액이 형성된다. 기판(W)의 상면 상에서 폴리머 함유액이 형성됨으로써, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액이 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정).
도 17에 나타내는 제4 변형예에서는, 산성 폴리머액, 액상 산화제, 및, 도전성 폴리머액이, 각각 다른 노즐로부터 기판(W)의 상면에 공급되고, 기판(W)의 상면 상에서 이들 액체가 혼합됨으로써, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액이 형성된다. 기판(W)의 상면 상에서 폴리머 함유액이 형성됨으로써, 기판(W)의 상면에 폴리머 함유액이 공급된다(폴리머 함유액 공급 공정).
상세하게는, 산성 폴리머액은, 산성 폴리머액 노즐(15)로부터 토출되고, 액상 산화제는, 액상 산화제 노즐(14)로부터 토출된다. 도전성 폴리머액은 도전성 폴리머액 탱크(83)에 접속된 도전성 폴리머액 배관(46)을 통해, 도전성 폴리머액 노즐(17)에 공급된다. 도전성 폴리머액은, 도전성 폴리머액 노즐(17)로부터 토출되고, 기판(W)의 상면에 공급된다.
＜제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성＞
도 18은, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1R)에 구비되는 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 도 18에 있어서, 상술한 도 1~도 17에 나타내어진 구성과 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 후술하는 도 19 및 도 21에 대해서도 동일하다.
제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1R)가 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)(도 2를 참조)와 주로 상이한 점은, 폴리머 함유액 노즐(8)로부터 토출되는 폴리머 함유액에 산화제가 함유되어 있지 않은 점, 및, 고화 세정액을 기판(W)에 공급 가능한 점이다. 제4 실시 형태에 있어서 폴리머 함유액으로서 산성 폴리머액이 이용된다.
제4 실시 형태에 따른 산성 폴리머는, 산화제를 함유하는 폴리머 함유액보다 산성도가 높은 것이 바람직하고, 폴리머 함유액의 pH는, 1 이하이다. 그렇다면, 산성 폴리머에 산화제가 함유되어 있지 않아도, 기판(W)의 상면으로부터 금속 이물을 충분히 제거할 수 있다. 산성 폴리머는, 예를 들면, 카르복시기 함유 폴리머, 술포기 함유 폴리머 또는 이들의 혼합물이다. 카르복시기 함유 폴리머 및 술포기 함유 폴리머의 상세는 상술한 바와 같다.
기판 처리 장치(1R)는, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해 산화막 제거액을 토출하는 산화막 제거액 노즐(150)과, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해 고화 세정액을 토출하는 고화 세정액 노즐(151)과, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해 고화 세정막 제거액을 토출하는 고화 세정막 제거액 노즐(152)과, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해 유기 용제를 토출하는 유기 용제 노즐(153)을 더 구비하고 있다.
산화막 제거액 노즐(150)로부터 토출되는 산화막 제거액은, 기판(W)의 상면으로부터 노출하는 산화실리콘 등의 산화막(예를 들면, 자연 산화막)을 제거하는 액체이다. 산화막 제거액은, 예를 들면, 불화수소산이다.
산화막 제거액 노즐(150)은, 산화막 제거액 노즐(150)에 산화막 제거액을 안내하는 산화막 제거액 배관(160)의 일단에 접속되어 있다. 산화막 제거액 배관(160)에는, 산화막 제거액 배관(160) 내의 유로를 개폐하는 산화막 제거액 밸브(170A)와, 당해 유로 내의 산화막 제거액의 유량을 조정하는 산화막 제거액 유량 조정 밸브(170B)가 개재하여 설치되어 있다. 산화막 제거액 밸브(170A)가 열리면, 산화막 제거액 유량 조정 밸브(170B)의 개도에 따른 유량으로, 산화막 제거액 노즐(150)로부터 기판(W)의 상면을 향해 산화막 제거액이 토출된다.
고화 세정액 노즐(151)로부터 토출되는 고화 세정액은, 반고체상 또는 고체상의 고화 세정막을 형성하는 성분을 함유한다. 고화 세정액은, 예를 들면, 저용해성 성분과, 저용해성 성분보다 제거액에 대한 용해성이 높은 고용해성 성분과, 저용해성 성분 및 고용해성 성분을 용해시키는 용매를 함유한다. 용매는, 예를 들면, IPA(이소프로판올) 등의 유기 용제이다.
저용해성 성분은, 예를 들면, 폴리머이다. 상세하게는, 저용해성 성분은, 노볼락, 폴리히드록시스티렌, 폴리스티렌, 폴리아크릴산 유도체, 폴리말레산 유도체, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올 유도체, 폴리메타크릴산 유도체, 및 이들의 조합의 공중합체 중 적어도 1개를 포함하고 있어도 된다.
고용해성 성분은, 크랙 촉진 성분이며, 그 분자 내에, 탄화수소와, 히드록시기 및/또는 카르보닐기를 함유하고 있어도 된다. 고용해성 성분은, 하기 (B-1), (B-2) 및 (B-3) 중 적어도 어느 하나로 표시되는 물질이어도 된다.
(B-1)은, 화학식 1을 구성 단위로서 1~6개 포함하며, 각 상기 구성 단위가 연결기 L1로 결합되는 화합물이다.
Figure pct00001
여기서, L1은 단결합, 및 C1~6 알킬렌 중 적어도 1개로부터 선택되고, Cy1은 C5~30의 탄화수소환이고, R1은 각각 독립적으로 C1~5의 알킬이고, nb1은 1, 2 또는 3이고, nb1'는 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
(B-2)는, 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
Figure pct00002
여기서, R21, R22, R23, 및 R24는, 각각 독립적으로 수소 또는 C1~5의 알킬이고, L21 및 L22는, 각각 독립적으로, C1~20의 알킬렌, C1~20의 시클로알킬렌, C2~4의 알케닐렌, C2~4의 알키닐렌, 또는 C6~20의 아릴렌이며, 이들 기는 C1~5 알킬 또는 히드록시로 치환되어 있어도 되고, nb2는 0, 1 또는 2이다.
(B-3)은, 화학식 3으로 표시되는 구성 단위를 포함하여 이루어지고, 중량 평균 분자량(Mw)이 500~10,000인 폴리머이다.
Figure pct00003
R25는 -H, -CH3, 또는 -COOH이다.
고화 세정액에 함유되어 있는 저용해성 성분, 고용해성 성분, 및, 용매의 상세는, 예를 들면, 일본국 특허공개 2019-212889호 공보에 개시되어 있다. 저용해성 성분, 고용해성 성분, 및, 용매로서는, 일본국 특허공개 2019-212889호 공보에 개시되어 있는 「제2 성분」, 「제1 성분」 및 「용매」를 각각 이용할 수 있다.
고화 세정액 노즐(151)은, 고화 세정액 노즐(151)에 고화 세정액을 안내하는 고화 세정액 배관(161)의 일단에 접속되어 있다. 고화 세정액 배관(161)에는, 고화 세정액 배관(161) 내의 유로를 개폐하는 고화 세정액 밸브(171A)와, 당해 유로 내의 고화 세정액의 유량을 조정하는 고화 세정액 유량 조정 밸브(171B)가 개재하여 설치되어 있다. 고화 세정액 밸브(171A)가 열리면, 고화 세정액 유량 조정 밸브(171B)의 개도에 따른 유량으로, 고화 세정액 노즐(151)로부터 기판(W)의 상면을 향해 고화 세정액이 토출된다.
기판(W)의 상면에 공급된 고화 세정액으로부터 용매의 적어도 일부가 증발(휘발)함으로써, 저용해성 성분 및 고용해성 성분을 함유하는 고체상 또는 반고체상의 고화 세정막이 형성된다.
고화 세정막 제거액 노즐(152)로부터 토출되는 고화 세정막 제거액은, 고화 세정막을 기판(W)의 주면으로부터 박리하여 제거하는 액체이다. 고화 세정막 제거액은, 예를 들면, 암모니아수 등의 알칼리성 액체이다.
고화 세정막 제거액이 기판(W) 상의 고화 세정막에 공급됨으로써, 고화 세정막 중의 고용해성 성분이 용해되고, 고용해성 성분의 용해를 계기로 하여 고화 세정막에 크랙이 발생한다. 그 후에도 고화 세정막 제거액의 공급을 계속함으로써, 고화 세정막이, 분열하여 막편이 되고, 또한, 기판(W)의 상면으로부터 박리된다. 막편은, 고화 세정막 제거액과 함께 기판(W)의 상면으로부터 배제된다. 막편은, 기판(W)의 상면에 부착되어 있던 파티클 등의 입상 이물을 유지한 상태에서 기판(W)의 상면으로부터 박리되므로, 기판(W)의 상면으로부터 입상 이물이 제거된다. 입상 이물은, 예를 들면, 유기물 및 무기물 중 적어도 한쪽으로 구성되어 있다.
이와 같이, 기판(W)의 주면에 부착된 액체(고화 세정액)를 고화하여 고체상 또는 반고체상의 막(고화 세정막)을 형성한 후, 당해 막을 박리에 의해 제거함으로써, 기판(W)의 주면을 세정하는 수법을 고화 세정이라고 한다.
고화 세정막 제거액 노즐(152)은, 고화 세정막 제거액 노즐(152)에 고화 세정막 제거액을 안내하는 고화 세정막 제거액 배관(162)의 일단에 접속되어 있다. 고화 세정막 제거액 배관(162)에는, 고화 세정막 제거액 배관(162) 내의 유로를 개폐하는 고화 세정막 제거액 밸브(172A)와, 당해 유로 내의 고화 세정막 제거액의 유량을 조정하는 고화 세정막 제거액 유량 조정 밸브(172B)가 개재하여 설치되어 있다. 고화 세정막 제거액 밸브(172A)가 열리면, 고화 세정막 제거액 유량 조정 밸브(172B)의 개도에 따른 유량으로, 고화 세정막 제거액 노즐(152)로부터 기판(W)의 상면을 향해 고화 세정막 제거액이 토출된다.
유기 용제 노즐(153)로부터 토출되는 유기 용제는, 고화 세정막이 제거된 후에, 기판(W)의 주면에 남는 잔사를 기판(W)의 주면으로부터 제거하는 잔사 제거액으로서 기능한다. 또, 유기 용제는, 린스액 및 고화 세정액 양쪽과 혼화 가능하다. 유기 용제는, 예를 들면, IPA이지만, IPA에 한정되지 않는다.
유기 용제 노즐(153)은, 유기 용제 노즐(153)에 유기 용제를 안내하는 유기 용제 배관(163)의 일단에 접속되어 있다. 유기 용제 배관(163)에는, 유기 용제 배관(163) 내의 유로를 개폐하는 유기 용제 밸브(173A)와, 당해 유로 내의 유기 용제의 유량을 조정하는 유기 용제 유량 조정 밸브(173B)가 개재하여 설치되어 있다. 유기 용제 노즐(153)은, 유기 용제와 함께 불활성 가스를 토출할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.
이 실시 형태에서는, 처리 유닛(2)은, 폴리머 함유액 노즐(8), 린스액 노즐(9) 및 산화막 제거액 노즐(150)을 동시에 수평 이동시키는 제1 스캔 유닛(180)과, 고화 세정액 노즐(151) 및 고화 세정막 제거액 노즐(152)을 동시에 수평 이동시키는 제2 스캔 유닛(181)과, 유기 용제 노즐(153)을 수평 이동시키는 제3 스캔 유닛(182)을 구비하고 있다.
제1 스캔 유닛(180)은, 폴리머 함유액 노즐(8), 린스액 노즐(9) 및 산화막 제거액 노즐(150)을 공통적으로 지지하는 제1 지지 부재(180A)와, 제1 지지 부재(180A)를 구동하는 제1 구동 기구(180B)를 포함한다. 제2 스캔 유닛(181)은, 고화 세정액 노즐(151) 및 고화 세정막 제거액 노즐(152)을 공통적으로 지지하는 제2 지지 부재(181A)와, 제2 지지 부재(181A)를 구동하는 제2 구동 기구(181B)를 포함한다. 제3 스캔 유닛(182)은, 유기 용제 노즐(153)을 지지하는 제3 지지 부재(182A)와, 제3 지지 부재(182A)를 구동하는 제3 구동 기구(182B)를 포함한다. 후술하는 기판 처리에서는, 각 공정에 있어서 유체를 토출하는 노즐이 배치되는 처리 위치는, 예를 들면, 중앙 위치이다.
＜제4 실시 형태에 따른 기판 처리의 일례＞
도 19는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1R)에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
제4 실시 형태에 따른 기판 처리는, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리(도 4를 참조)와는 달리, 기판 반입 공정(단계 S1) 및 폴리머 함유액 공급 공정(단계 S2) 사이에, 산화막 제거액 공급 공정(단계 S20), 제거액 배제 공정(단계 S21), 제1 치환 공정(단계 S22), 고화 세정액 공급 공정(단계 S23), 고화 세정막 형성 공정(단계 S24), 고화 세정막 제거 공정(단계 S25), 잔사 제거 공정(단계 S26), 및, 제2 치환 공정(단계 S27)이 이 순서로 실행된다.
이하에서는, 제4 실시 형태에 따른 기판 처리에 대해 간결하게 설명한다. 제4 실시 형태에 따른 기판 처리에서는, 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(2) 밖으로 퇴피한 후, 산화막 제거액 노즐(150)로부터 기판(W)의 상면에 산화막 제거액이 공급되고, 기판(W)의 상면으로부터 노출하는 산화막이 제거된다(산화막 제거액 공급 공정：단계 S20). 그 후, 린스액 노즐(9)로부터 기판(W)의 상면에 린스액을 공급함으로써, 기판(W)의 상면으로부터 산화막 제거액이 배제된다(제거액 배제 공정：단계 S21).
그 후, 유기 용제 노즐(153)로부터 기판(W)의 상면에 유기 용제를 공급함으로써, 기판(W) 상의 린스액이 유기 용제로 치환된다(제1 치환 공정：단계 S22). 추가로 그 후, 고화 세정액 노즐(151)로부터 기판(W)의 상면에 고화 세정액이 공급된다(고화 세정액 공급 공정：단계 S23). 그 후, 기판(W)의 상면으로의 고화 세정액의 공급을 정지하고, 또한, 회전 상태의 기판(W)을 가열 유체로 가열함으로써, 기판(W) 상의 고화 세정액이 고화되어, 고화 세정막이 형성된다(고화 세정막 형성 공정：단계 S24). 고화 세정막 형성 공정에 있어서, 반드시 기판(W)을 가열할 필요는 없지만, 기판(W)을 가열하면 고화 세정막의 형성이 촉진된다.
고화 세정막이 형성된 후, 고화 세정막 제거액 노즐(152)로부터 고화 세정막 제거액을 기판(W)의 상면에 공급함으로써(고화 세정막 제거액 공급 공정), 고화 세정막이 기판(W)의 상면으로부터 박리되어 제거된다(고화 세정막 제거 공정：단계 S25). 고화 세정막이 기판(W)의 상면으로부터 제거된 후, 유기 용제 노즐(153)로부터 기판(W)의 상면에 유기 용제를 공급함으로써, 고화 세정막의 잔사가 기판(W)의 상면으로부터 제거된다(잔사 제거 공정：단계 S26). 그 후, 린스액 노즐(9)로부터 린스액을 기판(W)의 상면에 공급하고, 기판(W)의 상면 상의 유기 용제가 린스액으로 치환된다(제2 치환 공정：단계 S27).
그 후, 폴리머 함유액 공급 공정(단계 S2)~기판 반출 공정(단계 S7)이 실행된다. 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1R)에 의하면, 기판(W)의 상면으로부터 산화막 및 입상 이물을 충분히 제거한 후, 추가로, 산성 폴리머의 작용에 의해 금속 이물을 제거할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면을 한층 양호하게 세정할 수 있다.
제4 실시 형태에 의하면, 도 6a~도 6c를 참조하여, 폴리머 함유액이 공급된 기판(W)을 회전시킴으로써 반고체상의 폴리머막(101)이 형성된다. 반고체상의 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머의 작용에 의해, 금속 이물(102)이 기판(W)의 주면으로부터 떼어내어져 폴리머막(101)에 흡착된다(금속 이물 흡착 공정). 그로 인해, 기판(W)의 주면의 전체를 덮기 위해서 필요한 양의 폴리머 함유액에 의해 폴리머막(101)을 형성하고, 린스액에 의해 폴리머막(101)을 제거하면, 기판(W)의 주면으로의 폴리머 함유액의 공급을 계속하는 일 없이 기판(W)의 주면으로부터 금속 이물(102)을 양호하게 제거할 수 있다.
따라서, 폴리머 함유액에 기판(W)을 침지시키는 일 없이 금속 이물(102)을 충분히 제거할 수 있기 때문에, 폴리머 함유액의 사용량을 저감할 수 있다. 이에 의해, 환경 부하를 저감할 수 있다.
제4 실시 형태에 의하면, 폴리머 함유액의 pH가 1 이하이기 때문에, 폴리머 함유액에 산화제가 함유되어 있지 않아도, 금속 이물(102)을 기판(W)으로부터 충분히 제거할 수 있다.
또, 제4 실시 형태에서는, 고화 세정막을 이용하여 입상 이물을 제거할 수 있다. 그로 인해, 입상 이물을 제거하기 위한 액체를 연속류로 계속해서 공급하는 일 없이, 기판(W)의 상면을 덮는 액량의 고화 세정액을 이용하면, 입상 이물을 제거할 수 있다. 따라서, 액체의 사용량을 삭감할 수 있다.
또, 기판(W)의 상면에 형성된 고화 세정막이 고화 세정막 제거액에 의해, 기판의 주면으로부터 박리되고, 기판(W)의 상면으로부터 제거된다. 고화 세정막은, 고체상 또는 반고체상이기 때문에, 기판(W)의 상면에 부착되어 있는 입상 이물을 유지할 수 있다. 고화 세정막은, 이물을 유지하고 있는 상태에서 기판(W)의 상면으로부터 박리되기 때문에, 고화 세정막과 함께 입상 이물을 제거할 수 있다. 입상 이물이 고화 세정막에 유지됨으로써, 기판(W)의 상면을 흐르는 고화 세정막 제거액으로부터 받는 운동 에너지가, 고화 세정막에 유지되어 있지 않은 입상 이물이 고화 세정막 제거액으로부터 받는 운동 에너지보다 증대한다. 그로 인해, 기판(W)의 상면으로부터 입상 이물을 효과적으로 제거할 수 있다.
고화 세정을 실행함으로써, 폴리머막 중의 산성 폴리머의 작용에서는 기판(W)으로부터 제거하는 것이 곤란한 금속 이물과는 상이한 성질을 갖는 입상 이물을 효과적으로 제거할 수 있다.
제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1R)를 이용하면, 도 19에 나타내는 기판 처리와는 달리, 폴리머막 가열 공정(단계 S4) 대신에, 기판 회전 정지 공정(단계 S10)(도 7을 참조)을 실행하는 것도 가능하다.
＜제거 효율 측정 실험＞
도 20은, 폴리머막에 의한 금속 이물의 제거 효율(Metal removal efficiency [%])을 측정한 실험(제1 제거 효율 측정 실험)의 결과를 나타내는 그래프이다.
제1 제거 효율 측정 실험에서는, 13종류의 금속 이물이 각각 부착된 13종류의 기판을 준비하고, 기판의 각 종류에 대해, HPM액, 산성 폴리머액, 및, 폴리머 함유액(산성 폴리머액과 과산화수소수의 혼합액)의 3종류의 액체를 이용했을 경우의 금속 이물의 제거 효율을 측정했다.
상세하게는, 제1 제거 효율 측정 실험에서는, 제거 효율의 측정은, 기판의 주면에, HPM액, 산성 폴리머액, 또는 폴리머 함유액을 공급하고, 그 후, DIW에 의한 기판의 주면의 린스, 기판의 주면의 건조를 행한 후에 행해졌다. 제거 효율의 측정은, 전반사 형광 X선 분석(TXRF)을 이용하여 금속 이물의 제거 정도(제거 효율)를 확인했다. 산성 폴리머액 또는 폴리머 함유액을 이용했을 경우에는, DIW에 의한 린스 전에, 기판의 주면에 폴리머막을 형성하는 공정을 행했다.
이 실험에 이용된 액체의 산성 폴리머액의 농도는, 10질량 퍼센트(wt%)이다. 이 실험에 이용된 과산화수소수의 농도는, 30질량 퍼센트(wt%)이다. 폴리머 함유액 중에 있어서의 과산화수소수와 산성 폴리머액의 혼합 비율은, 체적비로 1:6이다.
이 실험 결과에 의하면, 금속 이물이 알루미늄(Al), 티탄(Ti), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 중 어느 하나인 경우에는, HPM액을 이용했을 경우와 비교하여, 폴리머 함유액을 이용했을 경우의 금속 이물의 제거 효율이 높다는 결과가 얻어졌다. 금속 이물이 그 이외의 금속종인 경우여도, 폴리머 함유액에 의한 금속 이물의 제거 효율은, HPM액의 제거 효율과 동등하다는 결과가 얻어졌다.
제1 제거 효율 측정 실험에 의거하면, HPM액과 비교하여, 산성 폴리머액과 과산화수소수의 혼합액, 즉, 폴리머 함유액으로 형성되는 폴리머막은, 금속 이물을 제거하는 제거력이 높은 것이 추측된다. 보다 상세하게는, 당해 폴리머 함유액에 의한 제거 효율이 높음은, 폴리머막을 형성함으로써, 폴리머 함유액 중보다 고농도가 된 산성 폴리머가 금속 이물에 작용한 것에 기인하는 것으로 생각된다.
한편, 금속 이물이 알루미늄(Al), 티탄(Ti), 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 중 어느 하나인 경우에 있어서, 산성 폴리머액을 이용했을 경우의 금속 이물의 제거 효율은, HPM액을 이용했을 경우와 비교하여 낮다는 결과가 얻어졌다. 이 결과에 의해, 산성 폴리머를 금속 이물에 작용시키는 경우여도, 과산화수소수 등의 산화제와의 상승 효과가 중요하다는 것이 시사되었다.
도 21은, 도 20에 나타내는 제1 제거 효율 측정 실험에서 이용된 산성 폴리머보다 산성도가 높은 산성 폴리머를 이용했을 경우의 금속 이물의 제거 효율을 측정한 실험(제2 제거 효율 측정 실험)의 결과를 나타내는 그래프이다.
상세하게는, 제2 제거 효율 측정 실험에서는, 12종류의 금속 이물이 각각 부착된 12종류의 기판을 준비하고, 기판의 각 종류에 대해, HPM액, 산성 폴리머액의 2종류의 액체를 이용했을 경우의 금속 이물의 제거 효율을 측정했다. 12종류의 금속 이물이란, 제1 제거 효율 측정 실험에서 이용한 13종류의 금속 이물 중, 탄탈을 제외한 12종류의 금속 이물이다.
제거 효율의 측정은, 기판의 주면에, HPM액 또는 산성 폴리머액을 공급하고, 그 후, DIW에 의한 기판의 주면의 린스, 기판의 주면의 건조를 행한 후에 행해졌다. 제거 효율의 측정은, TXRF를 이용하여 제거 효율을 확인했다. 산성 폴리머액을 이용했을 경우에는, DIW에 의한 린스 전에, 기판의 주면에 폴리머막을 형성하는 공정을 행했다. 제2 제거 효율 측정 실험에 있어서 이용된 산성 폴리머액의 pH는 1이고, 제1 제거 효율 측정 실험에 있어서 이용된 산성 폴리머액의 pH는 3이다. 이 실험에 이용된 액체의 산성 폴리머액의 농도는 10질량 퍼센트(wt%)이다.
이 실험 결과에 의하면, 산성 폴리머액을 이용했을 경우에는, 금속 이물이 티탄(Ti)인 경우를 제외하고, HPM액을 이용했을 경우와 동 정도의 금속 제거 효율, 또는, HPM액을 이용했을 경우보다 높은 금속 제거 효율이라는 결과가 얻어졌다. 제2 제거 효율 측정 실험의 결과에 의거하면, 산성 폴리머의 산성도가 충분히 높은 경우에는, 산성 폴리머액으로 형성되는 폴리머막에 의해 충분히 금속 이물을 제거할 수 있음이 추측된다.
＜그 외의 실시 형태＞
이 발명은, 이상으로 설명한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들면, 제1 실시 형태에 있어서, 기판(W) 상에 폴리머막(101)이 형성된 후, 기판(W)의 회전을 정지시켜 기판(W) 상의 폴리머막(101)을 정치하면서, 기판(W)을 가열해도 된다.
또, 기판(W) 상의 폴리머막(101)의 가열은, 가열 유체 공급 유닛(13)에 의한 가열, 및, 히터 유닛(6)에 의한 가열에 한정되지 않는다. 구체적으로는, 기판(W)의 상면에 대향하는 적외선 램프나, 기판(W)의 상면에 대향하는 히터에 의해, 기판(W) 상의 폴리머막(101)이 가열되어도 된다.
또, 상술한 각 실시 형태와는 달리, 기판(W)의 하면에 폴리머막(101)이 형성되도록 구성되어 있어도 된다.
또, 상술한 각 실시 형태와는 달리, 폴리머 함유액에는, 암모니아 등의 알칼리 성분이 함유되어 있어도 된다. 알칼리 성분의 존재에 의해, 폴리머 함유액의 pH가 상승하여, 금속 이물에 대한 산성 폴리머의 흡착력이 억제된다. 산성 폴리머의 흡착력의 억제는, 폴리머막(101)의 형성 후에도 계속된다. 그러나, 폴리머막 가열 공정에 있어서, 폴리머막(101)을 가열함으로써, 폴리머막(101) 중의 알칼리 성분이 용매와 함께 증발(휘발)하고, 폴리머막(101) 중의 산성 폴리머에 의한 금속 이물의 흡착 작용이 발현된다.
알칼리 성분은, 암모니아에 한정되지 않고, 폴리머막 가열 공정에 있어서의 가열 온도(60℃ 이상 150℃ 미만의 온도)에 있어서 증발하여, 용매 중에서 알칼리성을 나타내는 성분이면 된다. 구체적으로는, 알칼리 성분은, 예를 들면, 암모니아, 수산화테트라메틸암모늄(TMAH), 디메틸아민, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
상술한 실시 형태에서는, 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.
또, 상술한 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(1, 1P, 1Q)가, 반송 로봇(IR, CR)과, 복수의 처리 유닛(2)과, 컨트롤러(3)를 구비하고 있다. 그러나, 기판 처리 장치(1, 1P, 1Q)는, 단일의 처리 유닛(2)과 컨트롤러(3)에 의해 구성되어 있고, 반송 로봇(IR, CR)을 포함하고 있지 않아도 된다. 혹은, 기판 처리 장치(1, 1P, 1Q)는, 단일의 처리 유닛(2)에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 처리 유닛(2)이 기판 처리 장치의 일례여도 된다.
또, 도 2, 도 9~도 11, 도 13~도 18에서는, 모든 배관, 펌프, 밸브, 노즐 이동 유닛 등에 대해 도시하고 있는 것은 아니고, 이들 부재가 적절한 위치에 설치되는 것을 방해하는 것은 아니다.
발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명해왔는데, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2021년 3월 19일에 일본 특허청에 제출된 일본국 특허출원 2021-046459호, 및, 2021년 12월 24일에 일본 특허청에 제출된 일본국 특허출원 2021-211618호에 대응하고 있고, 이들 출원의 모든 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
1: 기판 처리 장치 1P: 기판 처리 장치
2: 처리 유닛(기판 처리 장치) 5: 스핀 척
8: 폴리머 함유액 노즐 9: 린스액 노즐
80: 폴리머 함유액 탱크 101: 폴리머막
102: 금속 이물 105: 산성 폴리머
W: 기판

Claims (17)

  1. 산성 폴리머, 및, 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는 폴리머 함유액을 기판의 주면에 공급하는 폴리머 함유액 공급 공정과,
    상기 폴리머 함유액이 주면에 부착되어 있는 상기 기판을 회전시킴으로써 상기 폴리머 함유액을 펴 발라, 상기 산성 폴리머를 함유하는 폴리머막을 상기 기판의 주면에 형성하는 폴리머막 형성 공정과,
    상기 폴리머막이 주면에 형성되어 있는 상태의 상기 기판의 주면을 세정하는 린스액을 상기 기판의 주면에 공급하는 린스 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리머 함유액이, 상기 용매에 용해되는 산화제를 더 함유하고,
    상기 폴리머막 형성 공정에 있어서 형성되는 상기 폴리머막이, 상기 산화제를 더 함유하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폴리머 함유액이, 10wt%로 상기 산성 폴리머를 함유하는 산성 폴리머액과, 30wt%로 상기 산화제를 함유하는 액상 산화제를, 1:6의 체적 비율로 혼합한 혼합액인, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물을, 상기 폴리머막 중의 상기 산성 폴리머의 작용에 의해 상기 기판의 주면으로부터 떼어내어 상기 폴리머막에 흡착시키는 금속 이물 흡착 공정과,
    상기 폴리머막 중의 상기 산화제의 작용에 의해, 상기 산성 폴리머에 의한 상기 금속 이물의 흡착을 촉진하는 흡착 촉진 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머막 형성 공정이, 상기 폴리머 함유액 중의 상기 용매의 일부를 증발시킴으로써, 상기 폴리머막을 형성하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 린스 공정이, 상기 기판의 주면으로부터 상기 폴리머막을 제거하는 폴리머막 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머막 형성 공정 후, 상기 폴리머막을 가열하는 폴리머막 가열 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 폴리머막 가열 공정이, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 주면과는 반대측인 반대면에 대해 가열 유체를 공급하여 상기 기판을 가열함으로써, 상기 기판을 통해 상기 폴리머막을 가열하는 유체 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머막 형성 공정 후, 소정 시간 동안, 상기 기판의 회전을 정지시키는 기판 회전 정지 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 함유액 탱크에 상기 폴리머 함유액을 저류하는 준비 공정을 더 포함하고,
    상기 폴리머 함유액 공급 공정이, 상기 폴리머 함유액 탱크로부터 폴리머 함유액 노즐에 상기 폴리머 함유액을 공급하고, 상기 폴리머 함유액 노즐로부터 상기 기판의 주면을 향해 토출하는 폴리머 함유액 토출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 함유액이, 상기 용매에 용해되는 도전성 폴리머를 더 함유하고,
    상기 폴리머막 형성 공정에 있어서 형성되는 상기 폴리머막이, 상기 도전성 폴리머를 더 함유하는, 기판 처리 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 함유액 공급 공정 전에, 상기 기판의 주면에 고체상 또는 반고체상의 고화 세정막을 형성하는 고화 세정막 형성 공정과,
    상기 폴리머 함유액 공급 공정 전에, 상기 고화 세정막을 상기 기판의 주면으로부터 박리하여 상기 기판의 주면으로부터 제거하는 고화 세정막 제거액을 상기 기판의 주면에 공급하는 고화 세정막 제거액 공급 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 기판을 유지하고, 상기 기판을 소정의 회전축선 둘레로 회전시키는 스핀 척과,
    상기 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 주면에, 산성 폴리머, 및, 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는 폴리머 함유액으로서, 상기 산성 폴리머를 함유하는 폴리머막을 상기 기판의 주면 상에 형성하는 폴리머 함유액을 공급하는 폴리머 함유액 노즐과,
    상기 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 주면에, 린스액을 공급하는 린스액 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 폴리머 함유액이 상기 용매에 용해되는 산화제를 더 함유하는, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 스핀 척이, 상기 폴리머 함유액 노즐에 의해 공급된 폴리머 함유액이 기판의 주면에 부착되어 있는 상태에서, 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 기판의 주면 상에 상기 폴리머막을 형성하고,
    상기 린스액 노즐이, 상기 폴리머막이 형성되어 있는 상태의 상기 기판에 린스액을 공급함으로써, 상기 기판의 주면으로부터 상기 폴리머막을 제거하는, 기판 처리 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 폴리머막 중의 상기 산성 폴리머의 작용에 의해, 상기 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물이 상기 기판의 주면으로부터 떼어내어져 상기 폴리머막에 흡착되는, 기판 처리 장치.
  17. 기판의 주면에 부착되어 있는 금속 이물을 흡착하는 산성 폴리머와,
    상기 산성 폴리머에 의한 상기 금속 이물의 흡착을 촉진하는 산화제와,
    상기 산화제 및 상기 산성 폴리머를 용해시키는 용매를 함유하는, 폴리머 함유액.
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