KR20230167438A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 방법 및 장치가 제공된다.
겔화제를 함유하는 겔화제 함유액이 기판의 제 1 주면에 공급된다 (겔화제 함유액 공급 공정). 기판을 냉각함으로써 제 1 주면 상의 겔화제 함유액이 겔막으로 변화된다 (겔화 공정). 겔이 형성되어 있는 상태의 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사하여 제 1 주면이 세정된다 (물리 세정 공정). 물리 세정 공정 후, 기판이 가열되고, 또한, 제 1 주면을 향하여 린스액이 공급된다 (린스 공정).
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Description
관련 출원
이 출원은, 2021년 6월 28일에 제출된 일본 특허출원 2021-106952호에 기초한 우선권을 주장하고 있으며, 이 출원의 전체 내용은 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
기술분야
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법과, 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, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
기판의 주면에 부착되는 파티클 등의 제거 대상물을 제거하는 방법이 제안되어 있다 (하기 특허문헌 1 및 2 를 참조).
특허문헌 1 에는, 산화세륨을 함유하는 슬러리 (연마제) 를 사용하여 화학 기계 연마 (CMP : Chemical Mechanical Polishing) 를 실시한 기판의 주면에, 황산과산화수소수 혼합액 (SPM : Sulfuric-acid and hydrogen-Peroxide mixture) 을 공급하여, 기판의 주면에 부착된 슬러리의 잔사를 제거하는 기판 처리가 개시되어 있다. 그러나, 환경 부하를 저감하기 위해서, 황산의 사용량의 저감이 요망되고 있다.
특허문헌 2 에는, 황산을 사용하지 않고서, 기판 상의 제거 대상물을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 이 수법은, 기판의 주면에 고체 상태의 폴리머막을 형성하고, 스프레이 노즐로부터 토출된 세정액의 액적을 충돌시킴으로써 물리력을 폴리머막에 부여하여, 기판의 주면으로부터 폴리머막을 박리한다.
본 발명의 일 실시형태는, 환경 부하를 저감하면서, 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는, 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면에 공급하는 겔화제 함유액 공급 공정과, 상기 기판을 냉각하여, 상기 제 1 주면 상의 상기 겔화제 함유액을 겔로 변화시키는 겔화 공정과, 상기 겔이 형성되어 있는 상태의 상기 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사하여 상기 제 1 주면을 세정하는 물리 세정 공정과, 상기 물리 세정 공정 후, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 상기 제 1 주면에 공급하는 린스 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 겔화제를 함유하는 겔화제 함유액이 기판의 제 1 주면에 공급된다. 그 후, 기판이 냉각됨으로써, 겔화제 함유액이 기판을 통해서 냉각되어 겔로 변화된다. 그 때문에, 기판의 제 1 주면 상에 존재하는 제거 대상물에 겔을 밀착시켜, 당해 겔에 제거 대상물을 강고하게 유지시킬 수 있다.
기판의 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사함으로써, 겔에 물리력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 제 1 주면 상의 겔은, 제거 대상물을 유지하면서 분열 (分裂) 되고, 제거 대상물과 함께 제 1 주면으로부터 떨어진다. 제 1 주면에 공급된 세정액은, 제 1 주면 상에서 액류를 형성하여, 분열된 겔을 제 1 주면 밖으로 밀어낸다.
제거 대상물을 강고하게 유지하고 있는 상태의 겔에 물리력을 부여하여 겔을 분열시키기 때문에, 분열 후의 겔에도 제거 대상물이 유지되어 있다. 그 때문에, 분열 후의 겔에 유지되어 있는 제거 대상물은, 그 외관 사이즈가 확대되어 있다. 그 때문에, 겔에 유지되어 있는 제거 대상물은, 겔이 부착되어 있지 않은 제거 대상물과 비교하여, 세정액의 액류로부터 물리력을 받기 쉽다. 따라서, 겔이 형성된 제 1 주면을 향하여 세정액을 공급함으로써, 제거 대상물을 제 1 주면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이상과 같이, 황산을 사용하지 않고서, 즉 환경 부하를 저감하면서, 기판으로부터 제거 대상물을 제거할 수 있다.
그 후, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액이 제 1 주면에 공급된다. 제 1 주면에 겔의 잔사가 존재하고 있는 경우에도, 린스액에 의해 당해 잔사를 가열하여 졸화할 수 있다. 이로써, 겔화제 함유액으로 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액 중에 분산시키면서, 당해 겔화제 함유액을 린스액과 함께 기판 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 린스 공정이, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 상기 린스액을 린스액 노즐로부터 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는 공정을 포함한다. 그 때문에, 기판을 가열하기 위한 부재를 별도로 형성하지 않고, 린스액에 의해, 겔의 잔사를 졸화하고, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 제 1 주면 밖으로 배출시킬 수 있다. 이로써, 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 린스 공정이, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도까지 상기 제 2 주면을 가열하는 제 2 주면 가열 공정을 포함한다. 그 때문에, 제 1 주면 상의 겔의 잔사의 졸화를 보조할 수 있다. 또한, 제 1 주면에 공급되는 린스액의 온도가 겔화제의 융점보다 낮은 경우에도, 기판을 통해서 제 1 주면 상의 린스액을 겔화제의 융점 이상의 온도까지 가열할 수 있다. 이로써, 제 1 주면 상의 겔의 잔사를 졸화시킬 수 있어, 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 겔화 공정이, 상기 제 2 주면을 냉각하는 제 2 주면 냉각 공정을 포함한다. 그 때문에, 기판 이외의 부재를 겔화제 함유액에 접촉시키지 않고서, 겔화제 함유액에 접촉하는 기판을 통해서 제 1 주면 상의 겔화제 함유액을 냉각할 수 있다. 따라서, 겔화제 함유액으로의 불순물의 혼입을 억제하면서, 겔화제 함유액을 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 물리 세정 공정의 실행 중에 있어서도, 상기 제 2 주면에 대한 냉각이 계속된다. 그 때문에, 물리 세정 공정의 실행 중에, 제 1 주면 상의 겔이 졸화되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 물리 세정 공정에 의해 분열된 겔과 함께 제거 대상물을 기판의 제 1 주면 밖으로 배출하기 전에, 제거 대상물이 겔로부터 탈락하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 물리 세정 공정에 있어서 상기 제 1 주면을 향하여 분사되는 상기 세정액의 온도가, 상기 겔화제의 융점보다 낮은 온도이다. 그 때문에, 세정액과 제 1 주면 상의 겔의 접촉에서 기인하는 겔의 온도 상승을 억제할 수 있으므로, 제 1 주면 상의 겔이 졸화되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 물리 세정 공정이, 상기 세정액의 복수의 액적을 스프레이 노즐로부터 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는 액적 분사 공정을 포함한다.
제 1 주면을 향하여 분사된 세정액은, 제 1 주면 상의 겔에 충돌할 때에 겔에 물리력을 부여한다. 그 때문에, 세정액의 복수의 액적을 제 1 주면을 향하여 분사하는 경우에는, 액적이 제 1 주면 상의 겔에 충돌할 때마다 제 1 주면 상의 겔에 물리력이 부여된다. 한편, 세정액의 연속류를 제 1 주면을 향하여 분사하는 경우에는, 세정액이 최초로 제 1 주면 상의 겔에 충돌할 때에 비교적 큰 물리력이 겔에 부여되지만, 그 후에 겔에 부여되는 물리력은 비교적 작다.
따라서, 세정액의 복수의 액적을 제 1 주면을 향하여 분사하면, 세정액의 연속류를 제 1 주면을 향하여 분사하는 경우와 비교하여, 제 1 주면 상의 겔에 안정적으로 물리력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 겔을 단시간에 분열시켜, 겔을 제거 대상물과 함께 단시간에 제 1 주면 밖으로 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 겔화제의 융점 (융해 온도) 이 상기 겔화제의 응고점 (응고 온도. 겔화 온도) 보다 높다. 그 때문에, 겔화제 함유액을 냉각하여 겔을 형성한 후에, 의도하지 않은 온도 상승에 의해 겔이 즉시 겔화제 함유액으로 되돌아가는 것을 억제할 수 있다. 즉, 일단 형성된 겔의 의도하지 않은 졸화를 억제할 수 있다.
예를 들면, 상기 겔화제의 융점은, 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 상기 겔화제의 응고점은, 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하이다. 겔화제의 응고점은, 실온 (예를 들어, 25 ℃) 이하인 것이 특히 바람직하다. 그러면, 겔화 공정에 있어서 겔화제 함유액이 냉각되기 전에, 즉, 제 1 주면에 공급되기 전에, 또는 제 1 주면에 공급된 직후에 겔화제 함유액이 겔화되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판을 냉각하기 전에, 겔화제 함유액을 실온보다 높은 온도로 유지하기 위해서 겔화제 함유액을 가열할 필요가 없기 때문에, 겔화제 함유액의 취급이 용이해진다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 겔화제가 젤라틴, 한천, 또는 이들의 혼합물이다. 그 경우, 제 1 주면에 형성되는 겔은 친수성이다.
그 때문에, 제 1 주면이 소수면인 경우에는, 제 1 주면이 친수면인 경우와 비교하여 제 1 주면에 대한 겔의 밀착도가 낮다. 그 때문에, 제 1 주면에 대한 세정액의 분사에 의해, 제 1 주면으로부터 겔을 용이하게 떼어 놓을 수 있다. 소수면은, 친수면보다 소수성이 높은 (친수성이 낮은) 면이다.
한편, 제 1 주면이 친수면인 경우에는, 제 1 주면이 소수면인 경우와 비교하여 제 1 주면에 대한 겔의 밀착도가 높다. 그 때문에, 제 1 주면에 대한 세정액의 분사에 의해, 제 1 주면으로부터 겔을 충분히 떼어 놓을 수 없는 경우도 있을 수 있다. 그 경우에도, 물리 세정 공정 후에, 기판을 가열함으로써 겔을 졸화하여, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액과 함께 제 1 주면 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제 1 주면이 소수면 및 친수면 중 어느 것인지에 상관없이, 제 1 주면으로부터 제거 대상물을 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판의 상기 제 1 주면은, 연마제를 사용한 CMP 에 의해 형성된 평탄면이다. 그 때문에, 제 1 주면에는, 연마 잔사가 부착되어 있다. 연마 잔사는, CMP 에 사용하는 연마제와, 연마에 의해 기판으로부터 발생하는 파티클을 포함한다.
제 1 주면에 부착되어 있는 연마 잔사는, 제 1 주면과 화학 결합되어 있어, 연마제 및 연마 잔사를 제 1 주면으로부터 제거하기 위해서는 비교적 큰 물리력이 필요하다. 또한 연마 잔사의 입경은 비교적 작아, 예를 들면, 제 1 주면 상을 흐르는 세정액의 경계층 두께보다 작다. 연마 잔사의 입경은, 구체적으로는 20 nm 이하이다. 입경은, 대상물을 완전한 구체라고 가정한 경우에, 그 직경에 상당하는 편의적인 값이다.
경계층 두께는, 세정액의 액류에 있어서 점성의 영향을 강하게 받는 두께를 가리키며, 경계층 두께보다 제 1 주면으로부터 이간된 위치에서는, 세정액으로부터 부여되는 물리력이 크고, 경계층 두께보다 제 1 주면에 가까운 위치에서는, 세정액으로부터 부여되는 물리력이 작다.
그래서, 연마 잔사를 유지하는 겔에 물리력을 부여하여 겔을 분열시킴으로써 연마 잔사의 외관 사이즈를 확대하면, 세정액의 액류로부터 부여되는 물리력을 크게 할 수 있다. 따라서, 세정액의 액류에 의해, 연마 잔사를 제 1 주면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다. 연마 잔사의 입경이 세정액의 경계층 두께보다 작은 경우에는, 연마 잔사의 외관 사이즈를 경계층 두께보다 크게 하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 제 1 주면이 CMP 에 의해 형성된 평탄면이면, 요철 패턴의 도괴를 고려하지 않고 제 1 주면에 큰 물리력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 물리 세정 공정에 있어서 충분한 물리력을 겔에 부여할 수 있다. 따라서, 제거 대상물을 한층 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 겔화 공정이, 상기 겔에 의해 구성되고, 상기 제 1 주면 상의 제거 대상물을 유지하는 겔막을 형성하는 겔막 형성 공정을 포함한다. 상기 물리 세정 공정이, 상기 세정액에 의해 상기 겔막을 분열시켜, 상기 제거 대상물을 유지하는 겔막편을 형성하고, 상기 세정액과 함께 상기 겔막편을 상기 제 1 주면 밖으로 배출하는 겔막편 배출 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 세정액의 물리력에 의해 겔막을 분열시킴으로써, 제거 대상물을 유지하는 막편이 형성된다. 막편에 제거 대상물을 유지시킴으로써, 제 1 주면 상의 제거 대상물의 외관 사이즈를 확대할 수 있다. 그 때문에, 막편에 유지되어 있는 제거 대상물은, 막편에 유지되어 있지 않은 제거 대상물과 비교하여, 세정액의 액류로부터 물리력을 받기 쉽다. 따라서, 겔이 형성된 제 1 주면을 향하여 세정액을 공급함으로써, 제거 대상물을 제 1 주면으로부터 효율적으로 세정액과 함께 기판의 제 1 주면 밖으로 배출할 수 있다.
그 후, 기판을 가열하고, 또한, 제 1 주면에 린스액을 공급함으로써, 세정액에 의한 세정 후에 제 1 주면에 남는 겔막 잔사가 졸화되어 겔화제 함유액으로 변화된다. 겔막 잔사를 졸화함으로써, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액 중에 분산시키면서, 당해 겔화제 함유액을 린스액과 함께 기판의 제 1 주면 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 린스 공정 후에 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 린스 공정이, 상기 물리 세정 공정 후에 상기 제 1 주면에 잔존하는 겔막 잔사를 가열에 의해 졸화시키는 졸화 공정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는, 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면에 공급하는 겔화제 함유액 공급 공정과, 상기 겔화제 함유액 공급 공정 후, 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체를 냉각 유체 노즐로부터 상기 제 2 주면을 향하여 토출하는 냉각 유체 토출 공정과, 상기 냉각 유체 토출 공정 후, 상기 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사하는 세정액 분사 공정과, 상기 세정액 분사 공정 후, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 린스액 노즐로부터 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는 린스액 토출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 겔화제를 함유하는 겔화제 함유액이 기판의 제 1 주면에 공급된다. 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체가 냉각 유체 노즐로부터 기판의 제 2 주면을 향하여 토출됨으로써, 기판을 통해서 겔화제 함유액이 냉각된다. 이로써, 겔화제 함유액이 겔로 변화된다. 그 때문에, 겔을 기판의 제 1 주면 상에 존재하는 제거 대상물에 밀착시켜, 당해 겔에 제거 대상물을 강고하게 유지시킬 수 있다.
기판의 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사함으로써, 겔에 물리력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 제 1 주면 상의 겔은, 제거 대상물을 유지하면서 분열되고, 제거 대상물과 함께 제 1 주면으로부터 떨어진다. 제 1 주면에 공급된 세정액은, 제 1 주면 상에서 액류를 형성하여, 분열된 겔을 제 1 주면 밖으로 밀어낸다.
제거 대상물을 강고하게 유지하고 있는 상태의 겔에 물리력을 부여하여 겔을 분열시키기 때문에, 분열 후의 겔에도 제거 대상물이 유지되어 있다. 그 때문에, 분열 후의 겔에 유지되어 있는 제거 대상물은, 그 외관 사이즈가 확대되어 있다. 그 때문에, 겔에 유지되어 있는 제거 대상물은, 겔이 부착되어 있지 않은 제거 대상물과 비교하여, 세정액의 액류로부터 물리력을 받기 쉽다. 따라서, 겔이 형성된 제 1 주면을 향하여 세정액을 공급함으로써, 제거 대상물을 제 1 주면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이상과 같이, 황산을 사용하지 않고서, 즉 환경 부하를 저감하면서, 기판으로부터 제거 대상물을 제거할 수 있다.
그 후, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 린스액 노즐로부터 제 1 주면을 향하여 토출함으로써, 제 1 주면에 남는 겔의 잔사가 겔화제의 융점 이상의 온도로 가열되어 졸화된다. 이로써, 겔화제 함유액으로 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액 중에 분산시키면서, 당해 겔화제 함유액을 린스액과 함께 기판 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는, 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는 겔화제 함유액 노즐과, 상기 제 2 주면을 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 냉각하는 냉각 유닛과, 상기 제 1 주면을 세정하는 세정액을 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는 세정액 노즐과, 상기 제 1 주면을 향하여, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 토출하는 린스액 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 장치에 의하면, 겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을, 겔화제 함유액 노즐로부터 기판의 제 1 주면을 향하여 토출함으로써, 제 1 주면에 겔화제 함유액을 공급할 수 있다. 냉각 유닛에 의해 기판을 냉각함으로써, 기판을 통해서 겔화제 함유액이 냉각되어, 겔화제 함유액이 겔로 변화된다. 그 때문에, 기판의 제 1 주면 상에 존재하는 제거 대상물에 겔을 밀착시켜, 당해 겔에 제거 대상물을 강고하게 유지시킬 수 있다.
기판의 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사함으로써, 당해 겔에 물리력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 제 1 주면 상의 겔은, 제거 대상물을 유지하면서 분열되고, 분열된 겔은, 제거 대상물과 함께 제 1 주면으로부터 떨어진다. 제 1 주면에 공급된 세정액은, 제 1 주면 상에서 액류를 형성하여, 분열된 겔을 제 1 주면 밖으로 밀어낸다.
제거 대상물을 강고하게 유지하고 있는 상태의 겔에 물리력을 부여하여 겔을 분열시키기 때문에, 분열 후의 겔에도 제거 대상물이 유지되어 있다. 그 때문에, 분열 후의 겔에 유지되어 있는 제거 대상물은, 그 외관 사이즈가 확대되어 있다. 그 때문에, 겔에 유지되어 있는 제거 대상물은, 겔이 부착되어 있지 않은 제거 대상물과 비교하여, 세정액의 액류로부터 물리력을 받기 쉽다. 따라서, 겔이 형성된 제 1 주면을 향하여 세정액을 공급함으로써, 제거 대상물을 제 1 주면으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
이상과 같이, 황산을 사용하지 않고서, 즉 환경 부하를 저감하면서, 기판으로부터 제거 대상물을 제거할 수 있다.
그 후, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 린스액 노즐로부터 제 1 주면을 향하여 토출함으로써, 제 1 주면에 린스액을 공급하면서, 세정액에 의한 세정 후에 제 1 주면 상에 남는 겔의 잔사를 졸화할 수 있다. 그 때문에, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액 중에 분산시키면서 린스액과 함께 기판 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 제 1 주면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 냉각 유닛이, 상기 겔화제 함유액 노즐로부터 상기 제 1 주면 상에 공급된 상기 겔화제 함유액이 상기 제 1 주면 상에 존재하는 상태에서, 상기 제 2 주면을 냉각한다. 상기 세정액 노즐이, 상기 제 1 주면 상의 상기 겔화제 함유액이 상기 냉각 유닛에 의해 냉각되어 상기 제 1 주면 상에 겔이 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 1 주면을 향하여 상기 세정액을 분사한다. 상기 린스액 노즐이, 상기 제 1 주면 상을 향하여 상기 세정액 노즐로부터 상기 세정액이 분사된 후에, 상기 린스액을 상기 제 1 주면을 향하여 공급한다.
본 발명의 또 다른 실시형태는, 상기 겔화제 함유액 노즐이, 융점이 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 또한, 응고점이 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하인 상기 겔화제를 함유하는 상기 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면을 향하여 토출한다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 겔화제 함유액 노즐이, 젤라틴, 한천, 또는 이들의 혼합물인 상기 겔화제를 함유하는 상기 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면을 향하여 토출한다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 세정액 노즐이, 세정액의 복수의 액적을 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는 스프레이 노즐을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 세정액 노즐이, 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 세정액을 상기 제 1 주면을 향하여 분사한다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 냉각 유닛이, 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체를 상기 제 2 주면에 공급하는 냉각 유체 노즐을 포함한다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 본 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 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 는, 상기 기판 처리 장치의 처리 대상의 일례인 기판의 단면도이다.
도 5 는, 상기 기판 처리 장치의 처리 대상의 다른 예인 기판의 단면도이다.
도 6 은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7b 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7c 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7d 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8a 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8b 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8c 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8d 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8e 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8f 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8g 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9 는, 상기 기판 처리의 제 1 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다.
도 10 은, 상기 기판 처리의 제 2 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다.
도 11 은, 상기 세정액 노즐의 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다.
도 12 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 냉각 유닛의 변형예에 대해서 설명하기 위한 단면도이다.
도 13 은, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 가열 유닛의 변형예에 대해서 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 는, 상기 기판 처리 장치의 처리 대상의 일례인 기판의 단면도이다.
도 5 는, 상기 기판 처리 장치의 처리 대상의 다른 예인 기판의 단면도이다.
도 6 은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7b 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7c 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7d 는, 상기 기판 처리가 실시되고 있을 때의 기판의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8a 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8b 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8c 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8d 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8e 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8f 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8g 는, 상기 기판 처리 중인 기판의 제 1 주면 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9 는, 상기 기판 처리의 제 1 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다.
도 10 은, 상기 기판 처리의 제 2 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다.
도 11 은, 상기 세정액 노즐의 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다.
도 12 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 냉각 유닛의 변형예에 대해서 설명하기 위한 단면도이다.
도 13 은, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 가열 유닛의 변형예에 대해서 설명하기 위한 단면도이다.
<제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성>
도 1 은, 본 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) 이고, 1 쌍의 주면, 즉, 제 1 주면 (W1) 및 제 2 주면 (W2) (도 2 참조) 을 갖는다. 제 2 주면 (W2) 은, 제 1 주면 (W1) 과는 반대측의 주면이다.
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) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 의 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 구비한다.
제 1 반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 제 2 반송 로봇 (CR) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 제 2 반송 로봇 (CR) 은, 제 1 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다.
각 반송 로봇 (IR, CR) 은, 예를 들면, 어느 것이나, 한 쌍의 다관절 아암 (AR) 과, 상하로 서로 이간되도록 한 쌍의 다관절 아암 (AR) 의 선단에 각각 형성된 한 쌍의 핸드 (H) 를 포함하는 다관절 아암 로봇이다.
복수의 처리 유닛 (2) 은, 수평으로 떨어진 4 개의 위치에 각각 배치된 4 개의 처리 타워 (TW) 를 형성 하고 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.
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, 제 2 반송 로봇 (CR) 에 의해, 기판 (W) 을 반입하거나 기판 (W) 을 반출하거나 하기 위한 출입구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 챔버 (4) 에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (도시 생략) 이 구비되어 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다.
처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 을 소정의 처리 자세로 기판 (W) 을 유지하면서, 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5) 을 추가로 구비한다. 회전축선 (A1) 은, 기판 (W) 의 중심부를 통과하고, 처리 자세로 유지되어 있는 기판 (W) 의 각 주면에 대해서 직교한다. 처리 자세는, 예를 들면, 도 2 에 나타내는 기판 (W) 의 자세이며, 기판 (W) 의 주면이 수평면이 되는 수평 자세이다. 처리 자세가 수평 자세인 경우, 회전축선 (A1) 은, 연직으로 연장된다. 스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 처리 자세로 유지하면서 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 회전 유지 부재의 일례이다.
스핀 척 (5) 은, 수평 방향을 따른 원판 형상을 갖는 스핀 베이스 (21) 와, 스핀 베이스 (21) 의 상방에서 기판 (W) 을 파지하여 유지 위치에 기판 (W) 을 유지하는 복수의 척 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 에 상단이 연결되어 연직 방향으로 연장되는 회전축 (22) 과, 회전축 (22) 을 그 중심축선 (회전축선 (A1)) 둘레로 회전시키는 회전 구동 기구 (23) 를 포함한다.
복수의 척 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 척 핀 (20) 이 회전축선 (A1) 둘레로 회전한다. 이로써, 기판 (W) 은, 스핀 베이스 (21) 및 복수의 척 핀 (20) 과 함께 회전축선 (A1) 둘레로 회전된다.
복수의 척 핀 (20) 은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부에 접촉하여 기판 (W) 을 파지하는 닫힘 위치와, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부로부터 퇴피한 열림 위치 사이에서 이동 가능하다. 복수의 척 핀 (20) 은, 개폐 기구 (도시 생략) 에 의해 이동된다.
복수의 척 핀 (20) 은, 닫힘 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부를 파지하여 기판 (W) 을 수평으로 유지한다. 개폐 기구는, 예를 들어, 링크 기구와, 링크 기구에 구동력을 부여하는 액추에이터를 포함한다.
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 바깥쪽으로 비산하는 액체를 받아내는 복수 (도 2 의 예에서는 2 개) 의 가드 (30) 와, 복수의 가드 (30) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 각각 받아내는 복수 (도 2 의 예에서는 2 개) 의 컵 (31) 과, 복수의 가드 (30) 및 복수의 컵 (31) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (32) 를 포함한다. 복수의 가드 (30) 는, 가드 (30) 승강 구동 기구 (도시 생략) 에 의해 개별적으로 승강된다. 가드 (30) 승강 구동 기구는, 예를 들어, 각 가드 (30) 를 승강 구동하는 전동 모터 또는 에어 실린더 등의 액추에이터를 포함한다.
처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면 (상측의 주면) 을 향하여 겔화제 함유액의 연속류를 토출하는 겔화제 함유액 노즐 (10) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 세정액을 분사하는 세정액 노즐 (11) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액의 연속류를 토출하는 린스액 노즐 (12) 을 추가로 구비한다.
겔화제 함유액 노즐 (10), 세정액 노즐 (11), 및 린스액 노즐 (12) 은, 모두, 적어도 수평 방향으로 이동 가능한 이동 노즐이다. 겔화제 함유액 노즐 (10), 세정액 노즐 (11), 및 린스액 노즐 (12) 은, 복수의 노즐 이동 기구, 즉 제 1 노즐 이동 기구 (35), 제 2 노즐 이동 기구 (36), 및 제 3 노즐 이동 기구 (37) 에 의해 각각 수평 방향으로 이동된다.
각 노즐 이동 기구 (35, 36, 37) 는, 대응하는 노즐 (10, 11, 12) 을, 중앙 위치와 퇴피 위치의 사이에서 이동시킬 수 있다. 중앙 위치는, 노즐 (10, 11, 12) 이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향하는 위치이다. 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역이란, 기판 (W) 의 상면에 있어서 회전 중심 (중앙부) 을 포함하는 영역을 말한다. 퇴피 위치는, 노즐 (10, 11, 12) 이 기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 위치이며, 처리 컵 (7) 의 외측의 위치이다.
각 노즐 이동 기구 (35, 36, 37) 는, 대응하는 노즐 (10, 11, 12) 을 지지하는 아암, 즉 제 1 아암 (35a), 제 2 아암 (36a) 및 제 3 아암 (37a) 과, 대응하는 아암을 수평 방향으로 이동시키는 아암 이동 기구, 즉 제 1 아암 이동 기구 (35b), 제 2 아암 이동 기구 (36b) 및 제 3 아암 이동 기구 (37c) 를 포함한다. 각 아암 이동 기구 (35b, 36b, 37b) 는, 전동 모터, 에어 실린더 등의 액추에이터를 포함한다. 각 아암 이동 기구 (35b, 36b, 37b) 는, 소정의 회동축선 둘레로 아암 (35a, 36a, 37a) 을 회동시키는 아암 회동 기구여도 되고, 아암 (35a, 36a, 37a) 이 연장되는 방향으로 당해 아암을 직동시켜 노즐 (10, 11, 12) 을 직선적으로 이동시키는 직동 기구여도 된다.
이 실시형태와는 달리, 겔화제 함유액 노즐 (10), 세정액 노즐 (11), 및 린스액 노즐 (12) 은, 공통의 노즐 이동 기구에 의해 일체 이동하도록 구성되어 있어도 된다. 공통의 노즐 이동 기구는, 노즐 (10, 11, 12) 을 공통으로 지지하는 아암을 소정의 회동축선 둘레로 회동시키는 아암 회동 기구여도 되고, 노즐 (10, 11, 12) 을 공통으로 지지하는 아암을 당해 아암이 연장되는 방향으로 직동시켜 노즐 (10, 11, 12) 을 직선적으로 이동시키는 직동 기구여도 된다.
겔화제 함유액 노즐 (10), 세정액 노즐 (11), 및 린스액 노즐 (12) 은, 노즐 이동 기구에 의해, 연직 방향으로도 이동할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.
겔화제 함유액 노즐 (10) 은, 겔화제 함유액을 토출하는 단일의 토출구 (10a) 를 갖는다. 겔화제 함유액 노즐 (10) 로부터 토출되는 겔화제 함유액은, 겔화제와, 겔화제를 용해시키는 용매를 함유하고 있다. 겔화제 함유액에 함유되는 용매는, 예를 들어, DIW (탈이온수) 등의 물이다. 단, 용매는 DIW 에 한정되지 않는다.
용매는 DIW 에 한정되지 않고, 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, 환원수 (수소수) 중 적어도 하나를 함유하는 액체일 수 있다.
겔화제는, 예를 들어, 젤라틴, 한천, 또는 이들의 혼합물이다. 겔화제 함유액은, 겔화제의 응고점 (응고 온도. 겔화 온도) 이하로 냉각됨으로써 겔로 변화된다. 겔화제 함유액이 겔로 변화하는 것을 겔화라고 한다. 겔은, 겔화제의 융점 (융해 온도) 이상으로 가열됨으로써 겔화제 함유액으로 변화된다. 겔이 겔화제 함유액으로 변화하는 것을 졸화라고 한다. 그 때문에, 겔화제 함유액은, 졸이라고도 한다. 겔화제 함유액 노즐 (10) 로부터 토출되는 겔화제 함유액의 온도는, 겔화제의 응고점보다 높다.
겔화제의 융점 및 응고점은, 통상 서로 상이하며, 겔화제의 융점은, 겔화제의 응고점보다 높다. 그 때문에, 겔화제 함유액을 냉각하여 겔을 형성한 후에, 의도하지 않은 온도 상승에 의해 겔이 즉시 겔화제 함유액으로 되돌아가는 것을 억제할 수 있다. 즉, 일단 형성된 겔의 의도하지 않은 졸화를 억제할 수 있다.
겔화제의 융점은, 예를 들어, 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 겔화제의 응고점은, 예를 들어, 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하이다.
겔화제의 응고점은, 기판 처리 장치 (1) 가 배치되는 클린룸 내의 실온 (예를 들어, 25 ℃) 이하인 것이 특히 바람직하다. 그러면, 겔화제 함유액 노즐 (10) 로부터 토출되기 전, 또는, 제 1 주면 (W1) 에 공급된 직후에 겔화제 함유액이 겔화되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 겔화제 함유액 노즐 (10) 에 공급되는 겔화제 함유액을 실온보다 높은 온도로 유지하기 위해서 겔화제 함유액을 가열할 필요가 없기 때문에, 겔화제 함유액의 취급이 용이해진다.
겔화제의 융점 및 응고점은, 에칭 겔화제 함유액 중의 겔화제의 배합률 (농도), 겔화제의 종류 등에 따라 변화한다. 예를 들면, 겔화제 함유액이 겔화제로서 젤라틴만을 포함하는 경우, 겔화제의 융점이 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 또한, 겔화제의 응고점이 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하가 되기 쉽다. 예를 들어, 겔화제가 젤라틴이고, 겔화제 함유액 중의 젤라틴의 농도가 10 ％ 이면, 겔화제의 융점이 23 ℃ 이상 30 ℃ 이하가 된다.
겔화제의 융점 및 응고점은, 상기의 범위에 한정되지 않는다. 겔화제가 한천만을 포함하는 경우에는, 겔화제의 융점은 85 ℃ 이상 93 ℃ 이하가 되고, 겔화제의 응고점은 33 ℃ 이상 45 ℃ 이하가 되는 경우가 있다.
이하에서는, 겔화제의 융점이 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 겔화제의 응고점이 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하인 겔화제 함유액을 사용하는 예에 대해서 설명한다. 이 경우, 겔화제 함유액은, 실온에서 졸 상태를 유지할 수 있고, 15 ℃ 미만 (예를 들어, 10 ℃ 정도) 으로 냉각함으로써 겔화된다. 겔은, 실온 또는 그 이상의 온도 (예를 들어, 40 ℃ 정도) 로 가열함으로써 졸화된다.
겔화제 함유액 노즐 (10) 은, 겔화제 함유액 노즐 (10) 에 겔화제 함유액을 안내하는 겔화제 함유액 배관 (40) 에 접속되어 있다. 겔화제 함유액 배관 (40) 에는, 겔화제 함유액 배관 (40) 에 의해서 구성되는 겔화제 함유액 유로를 개폐하는 겔화제 함유액 밸브 (50A) 와, 겔화제 함유액 유로 내의 겔화제 함유액의 유량을 조정하는 겔화제 함유액 유량 조정 밸브 (50B) 가 형성되어 있다.
겔화제 함유액 밸브 (50A) 가 열리면, 겔화제 함유액 유량 조정 밸브 (50B) 의 개도에 따른 유량으로, 겔화제 함유액이, 겔화제 함유액 노즐 (10) 의 토출구 (10a) 로부터 하방으로 연속류로 토출된다.
세정액 노즐 (11) 은, 세정액의 복수의 액적을 분사하는 스프레이 노즐이다. 이 실시형태의 세정액 노즐 (11) 은, 복수의 분사구 (11a) 를 갖고, 전압의 인가에 의해 각 분사구 (11a) 로부터 세정액의 복수의 액적 (세정 액적) 을 분사한다. 세정액 노즐 (11) 이 기판 (W) 의 상면을 향하여 복수의 세정 액적을 분사함으로써, 기판 (W) 의 상면을 물리 세정할 수 있다. 상세하게는, 기판 (W) 의 상면에 겔이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면을 향하여 복수의 세정 액적을 분사하면, 기판 (W) 의 상면 상의 겔에 물리력을 부여하여, 겔을 분열시킬 수 있다. 물리력은, 세정액이 기판 (W) 상의 겔에게 주는 충격 (운동 에너지) 이다.
세정액 노즐 (11) 로부터 분사되는 세정액은, 예를 들어 DIW 등의 물이다. 세정액은 DIW 에 한정되지 않고, 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, 환원수 (수소수) 중 적어도 하나를 함유해도 된다.
세정액 노즐 (11) 은, 세정액 노즐 (11) 로 세정액을 안내하는 세정액 공급 배관 (41) 과, 세정액 노즐 (11) 로부터 세정액을 배출하는 세정액 배출 배관 (42) 에 접속되어 있다. 세정액 공급 배관 (41) 에는, 세정액 공급 배관 (41) 에 의해 구성되는 세정액 공급 유로를 개폐하는 세정액 공급 밸브 (51A) 와, 세정액 공급 유로 내의 세정액을 세정액 노즐 (11) 로 내보내는 세정액 펌프 (51B) 와, 세정액 공급 유로 내의 세정액을 겔화제의 융점보다 낮은 온도로 냉각하는 세정액 쿨러 (51C) 가 형성되어 있다. 세정액 배출 배관 (42) 에는, 세정액 배출 배관 (42) 에 의해 구성되는 세정액 배출 유로를 개폐하는 세정액 배출 밸브 (52A) 가 형성되어 있다.
세정액은, 세정액 쿨러 (51C) 에 의해, 예를 들어 5 ℃ 이상 20 ℃ 미만의 온도까지 냉각된다. 세정액의 온도는, 5 ℃ 이상 15 ℃ 이하인 것이 한층 바람직하다.
세정액 공급 유로에 공급되는 세정액이 겔화제의 융점보다 낮은 온도로 사전에 냉각되어 있는 경우에는, 세정액 쿨러 (51C) 는 불필요하다.
세정액 펌프 (51B) 는, 항상, 소정 압력 (예를 들어, 10 MPa 이하) 으로 세정액 노즐 (11) 에 내보낸다. 세정액 펌프 (51B) 는, 세정액 노즐 (11) 에 공급되는 세정액의 압력을 임의의 압력으로 변경할 수 있다.
세정액 노즐 (11) 에는, 압전 소자 (58) (피에조 소자) 가 내장되어 있다. 압전 소자 (58) 는, 배선을 통해서 전압 인가 유닛 (59) 에 접속되어 있다. 전압 인가 유닛 (59) 은, 예를 들어, 인버터를 포함한다. 전압 인가 유닛 (59) 은, 교류 전압을 압전 소자 (58) 에 인가한다. 교류 전압이 압전 소자 (58) 에 인가되면, 인가된 교류 전압의 주파수에 대응하는 주파수로 압전 소자 (58) 가 진동한다. 전압 인가 유닛 (59) 은, 압전 소자 (58) 에 인가되는 교류 전압의 주파수를 임의의 주파수 (예를 들면, 수백 KHz ∼ 수 MHz) 로 변경할 수 있다.
세정액 공급 밸브 (51A) 가 열려 있는 상태에서 세정액 펌프 (51B) 가 구동되기 때문에, 세정액 노즐 (11) 에는, 항상 고압으로 제거액이 공급되고 있다. 세정액 배출 밸브 (52A) 가 닫혀 있는 상태에서는, 세정액 노즐 (11) 의 내부에 공급된 세정액은, 액압에 의해 각 분사구 (11a) 로부터 분사된다. 또한, 세정액 배출 밸브 (52A) 가 닫혀 있는 상태에서, 교류 전압이 압전 소자 (58) 에 인가되면, 세정액 노즐 (11) 내의 세정액에 압전 소자 (58) 의 진동이 부여되고, 각 분사구 (11a) 로부터 분사되는 세정액이 이 진동에 의해 분단된다. 그 때문에, 세정액 배출 밸브 (52A) 가 닫혀 있는 상태에서, 교류 전압이 압전 소자 (58) 에 인가되면, 세정액의 액적 (세정 액적 (103)) 이 각 분사구 (11a) 로부터 분사된다. 이로써, 입경이 균일한 다수의 세정 액적 (103) 이 균일한 속도로 동시에 분사된다.
세정액 노즐 (11) 에 공급되는 세정액은, 세정액 쿨러 (51C) 에 의해 겔화제의 융점보다 낮은 온도로 냉각되어 있기 때문에, 복수의 분사구 (11a) 로부터 분사되는 복수의 세정 액적 (103) 은, 겔화제의 융점보다 낮은 온도 (예를 들면, 5 ℃ 이상 20 ℃ 미만의 온도) 를 갖는다.
한편, 세정액 배출 밸브 (52A) 가 열려 있는 상태에서는, 세정액 노즐 (11) 내의 세정액이 세정액 배출 배관 (42) 으로 배출된다. 즉, 세정액 배출 밸브 (52A) 가 열려 있는 상태에서는, 세정액 노즐 (11) 내의 액압이 충분히 상승되지 않았기 때문에, 세정액 노즐 (11) 내의 세정액은, 미세 구멍인 분사구 (11a) 로부터 분사되지 않고, 세정액 배출 배관 (42) 으로 배출된다. 따라서, 분사구 (11a) 로부터의 세정액의 토출은, 세정액 배출 밸브 (52A) 의 개폐에 의해 제어된다.
린스액 노즐 (12) 은, 린스액을 토출하는 단일의 토출구 (12a) 를 갖는다. 린스액 노즐 (12) 로부터 토출되는 린스액은, 예를 들어, DIW 등의 물이다. 린스액은 DIW 에 한정되지 않고, 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, 환원수 (수소수) 중 적어도 하나를 함유하는 액체여도 된다.
겔화제 함유액 중의 용매, 세정액, 및 린스액은, 모두 수계의 액체이다. 겔화제 함유액 중의 용매, 세정액, 및 린스액으로서 동일한 성분으로 이루어지는 액체 (예를 들어, DIW) 를 사용하면, 겔화제 함유액 노즐 (10), 세정액 노즐 (11), 및 린스액 노즐 (12) 에 공급하기 위한 액체를 저류하기 위한 탱크의 수를 삭감할 수 있다.
린스액 노즐 (12) 은, 린스액 노즐 (12) 로 린스액을 안내하는 린스액 배관 (43) 에 접속되어 있다. 린스액 배관 (43) 에는, 린스액 배관 (43) 에 의해 구성되는 린스액 유로를 개폐하는 린스액 밸브 (53A) 와, 린스액 유로 내의 린스액의 유량을 조정하는 린스액 유량 조정 밸브 (53B) 와, 린스액 유로 내의 린스액을 겔화제의 융점 이상의 온도까지 가열하는 린스액 히터 (53C) 가 형성되어 있다.
린스액은, 린스액 히터 (53C) 에 의해, 예를 들면, 30 ℃ 보다 높고 50 ℃ 이하인 온도까지 가열된다. 린스액의 온도는, 40 ℃ 이상 50 ℃ 이하인 것이 한층 바람직하다.
린스액 유로에 공급되는 린스액이 겔화제의 융점 이상의 온도로 사전에 가열되어 있는 경우에는, 린스액 히터 (53C) 는 불필요하다.
린스액 밸브 (53A) 가 열리면, 린스액 유량 조정 밸브 (53B) 의 개도에 따른 유량으로, 린스액이, 린스액 노즐 (12) 의 토출구 (12a) 로부터 하방으로 연속류로 토출된다.
처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 하면 (하측의 주면) 에 유체를 공급하는 하측 유체 노즐 (13) 을 추가로 구비한다.
하측 유체 노즐 (13) 은, 회전축 (22) 의 내부 공간과, 스핀 베이스 (21) 의 상면 중앙부에서 개구하는 관통 구멍 (21a) 에 삽입되어 있다. 하측 유체 노즐 (13) 의 토출구 (13a) 는, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 노출되어 있다. 하측 유체 노즐 (13) 의 토출구 (13a) 는, 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역에 하방으로부터 대향한다. 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역이란, 기판 (W) 의 하면에 있어서 기판 (W) 의 회전 중심 (중앙부) 을 포함하는 영역을 말한다.
하측 유체 노즐 (13) 은, 유체로서, 예를 들면, 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체와, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 가열 유체를, 선택적으로 기판 (W) 의 하면에 공급한다. 냉각 유체는, 예를 들면, 5 ℃ 이상 15 ℃ 미만의 온도를 갖는다. 가열 유체는, 예를 들면, 30 ℃ 보다 높고 50 ℃ 이하인 온도를 갖는다.
냉각 유체 및 가열 유체는, 예를 들면, DIW 등의 물이다. 바꾸어 말하면, 냉각 유체는 냉수이고, 가열 유체는 온수여도 된다. 냉각 유체 및 가열 유체는, 물 이외의 액체여도 된다. 냉각 유체 및 가열 유체는 액체일 필요는 없으며, 질소 가스, 희가스 등의 불활성 가스여도 된다. 불활성 가스는, 기판 (W) 의 주면에 대한 반응성이 무시할 수 있을 정도로 낮은 가스이다.
기판 (W) 의 하면을 냉각 유체로 냉각함으로써, 기판 (W) 의 하면을 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 냉각할 수 있다. 기판 (W) 의 하면에 대한 냉각을 계속함으로써, 기판 (W) 의 전체를 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 냉각할 수 있다. 기판 (W) 을 신속하게 냉각하기 위해서는, 냉각 유체의 온도는, 응고점보다 더욱 낮은 온도 (예를 들면, 5 ℃ 이상 10 ℃ 이하) 인 것이 한층 바람직하다. 기판 (W) 의 하면을 가열 유체로 가열함으로써, 기판 (W) 의 하면을 겔화제의 융점 이상의 온도까지 가열할 수 있다. 기판 (W) 의 하면에 대한 가열을 계속함으로써, 기판 (W) 의 전체를 겔화제의 융점 이상의 온도까지 가열할 수 있다. 기판 (W) 을 신속하게 가열하기 위해서는, 가열 유체의 온도는, 융점보다 더욱 높은 온도 (예를 들면, 40 ℃ 이상 50 ℃ 이하) 인 것이 한층 바람직하다.
하측 유체 노즐 (13) 은, 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체를 기판 (W) 의 하면 (제 2 주면 (W2)) 을 향하여 토출하는 냉각 유체 노즐의 일례이며, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 가열 유체를 기판 (W) 의 하면 (제 2 주면 (W2)) 을 향하여 토출하는 가열 유체 노즐의 일례이다.
하측 유체 노즐 (13) 은, 기판 (W) 의 하면 (제 2 주면 (W2)) 을 냉각하는 냉각 유닛의 일례이며, 또한 기판 (W) 의 하면 (제 2 주면 (W2)) 을 가열하는 가열 유닛의 일례이기도 하다.
하측 유체 노즐 (13) 은, 하측 유체 노즐 (13) 에 유체를 안내하는 유체 배관 (44) 에 접속되어 있다. 유체 배관 (44) 에는, 유체 배관 (44) 에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 배관 (45), 및 유체 배관 (44) 에 가열 유체를 공급하는 가열 유체 배관 (46) 이 접속되어 있다. 유체 배관 (44) 은, 믹싱 밸브 (도시 생략) 를 통하여 냉각 유체 배관 (45) 및 가열 유체 배관 (46) 과 접속되어 있어도 된다.
유체 배관 (44) 에는, 유체 배관 (44) 에 의해 구성되는 유로를 개폐하는 유체 밸브 (54) 가 형성되어 있다. 냉각 유체 배관 (45) 에는, 냉각 유체 배관 (45) 에 의해 구성되는 냉각 유체 유로를 개폐하는 냉각 유체 밸브 (55A) 와, 냉각 유체 유로 내의 냉각 유체의 유량을 조정하는 냉각 유체 유량 조정 밸브 (55B) 가 형성되어 있다. 가열 유체 배관 (46) 에는, 가열 유체 배관 (46) 에 의해 구성되는 가열 유체 유로를 개폐하는 가열 유체 밸브 (56A) 와, 가열 유체 유로 내의 가열 유체의 유량을 조정하는 가열 유체 유량 조정 밸브 (56B) 가 형성되어 있다.
냉각 유체 배관 (45) 에는, 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 유체를 냉각하는 유체 쿨러 (55C) 가 형성되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, 겔화제의 융점은 겔화제의 응고점보다 높다. 그 때문에, 겔화제의 응고점 이하의 온도이면, 당해 온도는, 겔화제의 융점보다 낮다. 가열 유체 배관 (46) 에는, 겔화제의 융점 이상의 온도까지 유체를 가열하는 유체 히터 (56C) 가 형성되어 있다.
냉각 유체 유로에 공급되는 유체가 겔화제의 응고점 이하의 온도로 사전에 냉각되어 있는 경우에는, 유체 쿨러 (55C) 는 불필요하다. 가열 유체 유로에 공급되는 유체가 겔화제의 융점 이상의 온도로 사전에 가열되어 있는 경우에는, 유체 히터 (56C) 는 불필요하다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 각 부의 제어에 관한 구성예를 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러 (3) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고, 소정의 제어 프로그램에 따라서 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다.
구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (3A) (CPU) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함한다. 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (3A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러 (3) 는, 제 1 반송 로봇 (IR), 제 2 반송 로봇 (CR), 회전 구동 기구 (23), 제 1 노즐 이동 기구 (35), 제 2 노즐 이동 기구 (36), 제 3 노즐 이동 기구 (37), 린스액 히터 (53C), 유체 히터 (56C), 세정액 쿨러 (51C), 유체 쿨러 (55C), 세정액 펌프 (51B), 전압 인가 유닛 (59), 겔화제 함유액 밸브 (50A), 겔화제 함유액 유량 조정 밸브 (50B), 세정액 공급 밸브 (51A), 세정액 배출 밸브 (52A), 린스액 밸브 (53A), 린스액 유량 조정 밸브 (53B), 유체 밸브 (54), 냉각 유체 밸브 (55A), 냉각 유체 유량 조정 밸브 (55B), 가열 유체 밸브 (56A), 가열 유체 유량 조정 밸브 (56B) 등을 제어하도록 프로그램되어 있다.
컨트롤러 (3) 에 의해 밸브가 제어됨으로써, 대응하는 노즐로부터의 유체의 토출의 유무나, 대응하는 노즐로부터의 유체의 토출 유량이 제어된다. 후술하는 도 6 에 나타내는 각 공정은, 컨트롤러 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 에 구비되는 각 부재를 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 컨트롤러 (3) 는, 후술하는 도 6 에 나타내는 각 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
<처리 대상이 되는 기판의 구성>
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 에 사용되는 기판 (W) 의 구성에 대해 설명한다.
기판 처리 장치 (1) 에 사용되는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 은, 예를 들면, 평탄면이다. 기판 처리 장치 (1) 에 사용되는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 은, 예를 들면, 실리콘 (Si), 질화실리콘 (SiN), 산화실리콘 (SiO2), 실리콘 게르마늄 (SiGe), 게르마늄 (Ge), 질소 도프드 실리콘 카바이드 (SiCN), 텅스텐 (W), 질화티탄 (TiN), 코발트 (Co), 구리 (Cu), 루테늄 (Ru) 및 아모르퍼스 카본 (a-C) 중 1 종 또는 이들 중의 복수종이 노출되는 면이다.
제 1 주면 (W1) 은, 소수면이어도 되고, 친수면이어도 된다. 소수면은, 친수면보다 소수성이 높은 (친수성이 낮은) 면이다. 소수면에 대한 DIW 의 접촉각은, 친수면에 대한 DIW 의 접촉각보다 크다.
제 1 주면 (W1) 에 대한 DIW 의 접촉각은, 제 1 주면 (W1) 으로부터 노출되는 성분과, 제 1 주면 (W1) 의 형상에 의존한다. 제 1 주면 (W1) 으로부터 노출되는 성분의 소수성이 높으면, 접촉각은 커진다. 제 1 주면 (W1) 에 미세한 요철이 형성되어 있으면, 접촉각은 커진다.
예를 들어, 제 1 주면 (W1) 으로부터, SiCN, TiN, Si, a-C, Ru 등이 노출되는 경우에는, 제 1 주면 (W1) 에 대한 DIW 의 접촉각이 40°이상이 되는 경우가 있다. 제 1 주면 (W1) 으로부터 Si 나 TiN 이 노출되는 경우에는, 산화제를 함유하는 APM (ammonia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아 과산화수소 혼합액) 액 등의 약액으로 처리함으로써, 제 1 주면 (W1) 의 접촉각을 40°미만으로 저하시킬 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에 사용되는 기판 (W) 의 대표적인 것으로서, 예를 들면, 연마제 (슬러리) 를 사용한 CMP 가 실행된 기판을 들 수 있다. CMP 가 실행됨으로써 제 1 주면 (W1) 이 평탄면으로 되어 있다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 의 처리 대상의 일례인 기판 (W) 의 단면도이다. 도 4 에 나타내는 기판 (W) 은, 산화세륨 (CeO2) 을 연마제로 하는 CMP 를 소자 분리층에 실시한 후의 기판 (W) 이다. 소자 분리층은, 기판 (W) 의 주면에 형성되는 디바이스끼리를 전기적으로 분리하기 위한 절연체층이다.
도 4 에 나타내는 기판 (W) 은, 반도체층 (70) 과, 반도체층 (70) 상에 형성된 제 1 절연체층 (71) 과, 반도체층 (70) 및 제 1 절연체층 (71) 에 걸쳐 형성된 복수의 트렌치 (72) 와, 복수의 트렌치 (72) 에 각각 매설되는 복수의 제 2 절연체층 (73) 을 포함한다. 트렌치 (72) 는, 제 1 절연체층 (71) 을 관통하고 있다. 트렌치 (72) 는, 반도체층 (70) 에 의해 구획되는 저부 (72a) 를 갖는다.
반도체층 (70) 은, 예를 들면 폴리실리콘층이다. 제 1 절연체층 (71) 은, 예를 들면, 질화실리콘층 (SiN 층) 이며, 제 2 절연체층 (73) 은, 산화 실리콘층 (SiO2 층) 이다. 제 2 절연체층 (73) 은, 소자 분리층이다. 도 4 에 나타내는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 으로부터는, 제 1 절연체층 (71) 및 제 2 절연체층 (73) 이 노출되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 으로부터는, 질화실리콘 및 산화실리콘이 노출되어 있다.
도 4 에 나타내는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에는, 제거 대상물 (80) 로서, 연마 잔사가 부착되어 있다. 연마 잔사는, 연마제인 산화세륨과, 제 1 절연체층 (71) 및 제 2 절연체층 (73) 이 연마될 때에 발생한 파티클을 포함한다.
도 5 는, 기판 처리 장치 (1) 의 처리 대상의 다른 예인 기판 (W) 의 단면도이다. 도 5 에 나타내는 기판 (W) 은, 산화실리콘을 연마제로 하는 CMP 를 저유전율층 (Low-k 층) 에 실시한 후의 기판 (W) 이다.
도 5 에 나타내는 기판 (W) 은, 절연체층 (75) 과, 절연체층 (75) 에 형성된 복수의 트렌치 (76) 와, 복수의 트렌치 (76) 에 각각 매설되는 금속층 (77) 을 포함한다. 트렌치 (76) 는, 절연체층에 의해 구획되는 저부 (76a) 를 갖는다.
절연체층 (75) 은 저유전율층이며, 예를 들면, 산화 실리콘보다 유전율이 낮은 질소 도프드 실리콘 카바이드층 (SiCN 층) 이다. 금속층 (77) 은, 예를 들면, 구리층 (Cu 층) 이다. 도 5 에 나타내는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 으로부터는, 절연체층 (75) 및 금속층 (77) 이 노출되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 으로부터는 SiCN 층 및 Cu 층이 노출되어 있다.
도 5 에 나타내는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에는, 제거 대상물 (80) 로서, 연마 잔사가 부착되어 있다. 연마 잔사는, 연마제인 산화실리콘과, 절연체층 및 금속층 (77) 이 연마될 때에 발생한 파티클을 포함한다.
도 4 에 나타내는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 및 도 5 에 나타내는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에 부착되어 있는 연마 잔사는, 제 1 주면 (W1) 과 화학 결합하고 있어, 연마제 및 연마 잔사를 제 1 주면 (W1) 으로부터 제거하기 위해서는 비교적 강력한 물리력을 부여할 필요가 있다. 또한 연마 잔사의 크기는 비교적 작고, 예를 들면, 제 1 주면 (W1) 상을 흐르는 세정액의 경계층 두께보다 작다. 연마 잔사의 입경은, 구체적으로는 20 nm 이하이다.
기판 처리 장치 (1) 의 처리 대상이 되는 기판 (W) 은, 도 4 에 나타내는 기판 (W) 및 도 5 에 나타내는 기판 (W) 에 한정되지는 않는다. 기판 (W) 은, CMP 가 실시된 기판 (W) 일 필요는 없으며, 반드시 제 1 주면 (W1) 이 평탄면이 아니어도 된다. 또, 제 1 주면 (W1) 은, CMP 이외의 수법에 의해 형성된 평탄면이어도 된다.
또한, 기판 (W) 의 제 2 주면 (W2) 은, 제 1 주면 (W1) 과 동일한 구성을 가지고 있어도 되고, 제 1 주면 (W1) 과는 상이한 구성을 가지고 있어도 된다.
<기판 처리의 일례>
도 6 은, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 플로 차트이다. 도 6 에는, 주로 컨트롤러 (3) 가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들면 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 공정 (스텝 S1), 겔화제 함유액 공급 공정 (스텝 S2), 겔화 공정 (스텝 S3), 물리 세정 공정 (스텝 S4), 린스 공정 (스텝 S5), 스핀 드라이 공정 (스텝 S6) 및 기판 반출 공정 (스텝 S7) 이 이 순서로 실행된다.
도 7a ∼ 도 7d 는, 기판 처리의 각 공정의 모습을 설명하기 위한 모식도이다. 이하에서는, 도 2 및 도 6 을 주로 참조하여, 기판 처리의 상세에 대해서 설명한다. 도 7a ∼ 도 7d 에 대해서는 적절히 참조한다.
먼저, 미처리의 기판 (W) 은, 제 1 반송 로봇 (IR) 및 제 2 반송 로봇 (CR) (도 1 을 참조) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 스핀 척 (5) 에 건네진다 (기판 반입 공정 : 스텝 S1). 이로써, 기판 (W) 은, 스핀 척 (5) 에 의해 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정). 이 기판 처리에서는, 기판 (W) 은, 제 1 주면 (W1) 이 상면이 되도록 유지된다. 기판 (W) 은, 스핀 드라이 공정 (스텝 S6) 이 종료될 때까지, 스핀 척 (5) 에 의해 계속해서 유지된다. 스핀 척 (5) 에 기판 (W) 이 유지되어 있는 상태에서, 회전 구동 기구 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 개시한다 (기판 회전 공정).
반송 로봇이 처리 유닛 (2) 밖으로 퇴피한 후, 기판 (W) 의 상면에 겔화제 함유액을 공급하는 겔화제 함유액 공급 공정 (스텝 S2) 이 실행된다.
구체적으로는, 제 1 노즐 이동 기구 (35) 가, 겔화제 함유액 노즐 (10) 을 처리 위치로 이동시킨다. 겔화제 함유액 노즐 (10) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 겔화제 함유액 밸브 (50A) 가 열린다. 이로써, 도 7a 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면을 향하여, 겔화제 함유액 노즐 (10) 로부터 겔화제 함유액의 연속류가 토출 (공급) 된다 (겔화제 함유액 토출 공정, 겔화제 함유액 공급 공정). 겔화제 함유액 노즐 (10) 로부터 토출된 겔화제 함유액은, 기판 (W) 의 상면에 착액한다. 기판 (W) 의 상면에 착액된 겔화제 함유액은, 착액점으로부터 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리를 향하여 방사상으로 퍼진다.
이 기판 처리에서는, 겔화제 함유액 노즐 (10) 의 처리 위치는, 중앙 위치이다. 그 때문에, 겔화제 함유액은, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 착액한다. 이 실시형태와는 달리, 겔화제 함유액 노즐 (10) 은, 기판 (W) 의 상면을 따라 수평 이동하면서 겔화제 함유액을 토출해도 된다.
겔화제 함유액 공급 공정 (스텝 S2) 후, 기판 (W) 을 냉각시켜 기판 (W) 의 상면 상의 겔화제 함유액을 겔화시키는 겔화 공정 (스텝 S3) 이 실행된다.
구체적으로는, 겔화제 함유액 밸브 (50A) 를 닫아 겔화제 함유액의 토출을 정지시키고, 그 대신에, 유체 밸브 (54) 및 냉각 유체 밸브 (55A) 가 열린다. 이로써, 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 하면을 향하여 하측 유체 노즐 (13) 로부터 냉수 등의 냉각 유체가 토출 (공급) 된다 (냉각 유체 토출 공정, 냉각 유체 공급 공정). 겔화제 함유액 밸브 (50A) 가 닫힌 후, 제 1 노즐 이동 기구 (35) 가, 겔화제 함유액 노즐 (10) 을 퇴피 위치로 이동시킨다.
하측 유체 노즐 (13) 로부터 토출된 냉각 유체는, 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역에 착액 (충돌) 한다. 냉각 유체는, 원심력의 작용에 의해, 기판 (W) 의 하면의 전체에 퍼진다. 이로써, 냉각 유체에 의해 하방 (제 2 주면 (W2) 측) 으로부터 기판 (W) 이 냉각되고, 기판 (W) 을 통해서 겔화제 함유액이 냉각된다. 즉, 기판 (W) 의 하면 (제 2 주면 (W2)) 이 냉각 유체에 의해 냉각됨으로써, 기판 (W) 의 상면 상의 겔화제 함유액이 냉각된다 (제 2 주면 냉각 공정). 기판 (W) 의 상면 상의 겔화제 함유액이 냉각에 의해 겔화되어, 기판 (W) 의 상면의 거의 전체를 덮는 겔막 (81) 이 기판 (W) 의 상면 상에 형성된다 (겔화 공정, 겔막 형성 공정).
기판 (W) 의 하면을 냉각시키면, 기판 (W) 이외의 부재를 겔화제 함유액에 접촉시키지 않고서, 기판 (W) 을 통해서 기판 (W) 상의 겔화제 함유액을 냉각할 수 있다. 따라서, 겔화제 함유액으로의 불순물의 혼입을 억제하면서, 겔화제 함유액을 효율적으로 냉각할 수 있다.
냉각 유체는, 유체 쿨러 (55C) 에 의해 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 냉각되어 있다. 그 때문에, 냉각 유체를 기판 (W) 의 하면에 공급함으로써, 기판 (W) 상의 겔화제 함유액의 온도가 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 저하된다. 이로써, 겔화제 함유액의 겔화를 촉진할 수 있다. 이와 같이, 하측 유체 노즐 (13) 의 냉각 유체의 공급이라는 간이한 수법으로, 기판 (W) 의 제 2 주면 (W2) 을 냉각할 수 있다.
기판 (W) 상의 겔화제 함유액은, 기판 (W) 의 회전에서 기인하는 원심력의 작용에 의해, 기판 (W) 의 상면 밖으로 배출된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 상의 겔화제 함유액의 액막이 박막화된다 (박막화 공정). 기판 (W) 상의 겔화제 함유액의 양이 저감됨으로써, 겔화제 함유액의 액막의 전체의 온도가 저하되기 쉬워진다. 요컨대, 겔화제 함유액의 겔화가 촉진된다.
겔화 공정 (스텝 S3) 후, 기판 (W) 상에 겔막 (81) 이 형성되어 있는 상태의 기판 (W) 을 냉각하면서, 겔막 (81) 이 형성되어 있는 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여 세정액을 분사하여 기판 (W) 의 상면을 세정하는 물리 세정 공정 (스텝 S4) 이 실행된다.
구체적으로는, 제 2 노즐 이동 기구 (36) 가 세정액 노즐 (11) 을 처리 위치로 이동시킨다. 세정액 노즐 (11) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 세정액 배출 밸브 (52A) 가 닫히고, 또한, 압전 소자 (58) 에 교류 전압이 인가된다. 이로써, 도 7c 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면을 향하여 복수의 세정 액적 (103) 이 세정액 노즐 (11) 로부터 분사된다 (세정액 분사 공정, 액적 분사 공정). 그리고, 유체 밸브 (54) 및 냉각 유체 밸브 (55A) 가 닫혀, 기판 (W) 의 하면으로의 냉각 유체의 공급이 정지된다.
세정액 노즐 (11) 로부터 분사된 복수의 세정 액적 (103) 은, 기판 (W) 의 상면 상의 겔막 (81) 에 충돌한다. 복수의 세정 액적 (103) 이 겔막 (81) 에 충돌함으로써, 겔막 (81) 이 분열되면서 기판 (W) 의 상면으로부터 떨어진다.
기판 (W) 의 상면에 충돌한 세정 액적 (103) 은, 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리를 향하는 방사상의 액류 (세정액류 (104). 도 8e 및 도 8f 참조) 를 기판 (W) 의 상면 상에서 형성한다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면에 착액된 세정액은, 착액점으로부터 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리를 향하여 퍼진다. 분열되고 기판 (W) 의 상면으로부터 떨어진 겔막 (81) 은, 세정액류 (104) (도 8e 및 도 8f 참조) 에 의해 기판 (W) 의 상면으로부터 배제된다. 즉, 세정 액적 (103) 의 물리력이 작용함으로써, 기판 (W) 의 상면이 세정된다 (물리 세정 공정).
이 기판 처리에서는, 세정액 노즐 (11) 의 처리 위치는 중앙 위치이다. 그 때문에, 세정액은, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 착액한다. 이 실시형태와는 달리, 세정액 노즐 (11) 은, 기판 (W) 의 상면을 따라 수평 이동하면서 세정액을 토출해도 된다.
복수의 세정 액적 (103) 을 기판 (W) 의 상면을 향하여 분사함으로써, 세정 액적 (103) 이 겔막 (81) 에 충돌할 때마다 겔막 (81) 에 물리력이 작용한다. 이 기판 처리와는 달리, 세정액의 연속류를 기판 (W) 의 상면을 향하여 분사하는 경우에는, 세정액의 연속류가 최초로 겔막 (81) 에 충돌할 때에 비교적 큰 물리력이 겔막 (81) 에 작용하지만, 그 후에 겔막 (81) 에 작용하는 물리력은 비교적 작다.
따라서, 복수의 세정 액적 (103) 을 기판 (W) 의 상면을 향하여 분사하면, 세정액의 연속류를 기판 (W) 의 상면을 향하여 분사하는 경우와 비교하여, 겔막 (81) 에 안정적으로 물리력을 부여할 수 있다. 그 결과, 겔막 (81) 을 단시간에 분열시켜, 겔막 (81) 을 제거 대상물 (80) 과 함께 단시간에 제 1 주면 (W1) 밖으로 배출할 수 있다.
세정액은, 세정액 쿨러 (51C) 에 의해, 겔화제의 융점보다 낮은 온도로 유지되어 있다. 그 때문에, 세정액과 겔막 (81) 의 접촉에서 기인하는 겔막 (81) 의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 겔막 (81) 이 졸화되는 것을 억제할 수 있다.
물리 세정 공정 (스텝 S4) 후, 겔화제의 융점 이상의 온도까지 기판 (W) 을 가열하고, 또한 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 공급하는 린스 공정 (스텝 S5) 이 실행된다.
구체적으로는, 세정액 배출 밸브 (52A) 가 열리고, 또한, 압전 소자 (58) 에 대한 전류의 인가가 정지된다. 이로써, 세정액 노즐 (11) 로부터의 세정 액적 (103) 의 분사가 정지된다. 세정액 노즐 (11) 로부터의 세정 액적 (103) 의 분사가 정지된 후, 제 2 노즐 이동 기구 (36) 가 세정액 노즐 (11) 을 퇴피 위치로 이동시킨다.
한편, 제 3 노즐 이동 기구 (37) 가, 린스액 노즐 (12) 을 처리 위치로 이동시킨다. 린스액 노즐 (12) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 린스액 밸브 (53A) 가 열린다. 이로써, 도 7d 에 나타내는 바와 같이, 린스액 노즐 (12) 로부터 린스액의 연속류가 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출 (공급) 된다 (린스액 토출 공정, 린스액 공급 공정). 린스액 노즐 (12) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 상면에 착액한다. 기판 (W) 의 상면에 착액된 린스액은, 착액점으로부터 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리를 향하여 방사상으로 퍼진다.
이 기판 처리에서는, 린스액 노즐 (12) 의 처리 위치는 중앙 위치이다. 그 때문에, 린스액은, 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 착액한다. 이 실시형태와는 달리, 린스액 노즐 (12) 은, 기판 (W) 의 상면을 따라 수평 이동하면서 린스액을 토출해도 된다.
세정액에 의한 물리 세정 후에 있어서도, 겔이 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있는 경우가 있다. 물리 세정 후에 있어서도 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있는 겔을, 겔막 잔사라고 한다. 겔막 잔사는, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액에 의해 가열되어 졸화되고, 겔화제 함유액으로 변화된다 (졸화 공정). 린스액은 기판 (W) 의 상면 상에서 방사상으로 퍼지는 액류를 형성하기 때문에, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액 중에 분산시키면서 린스액과 함께 기판 (W) 의 상면 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 상면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 린스액에 의해 기판 (W) 상의 겔막 잔사 전부가 졸화될 필요는 없으며, 겔막 잔사의 일부는 린스액의 액류에 의해 기판 (W) 의 상면으로부터 밀려 나와도 된다.
다음으로, 기판 (W) 을 고속 회전시켜 기판 (W) 의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (스텝 S6) 이 실행된다. 구체적으로는, 린스액 밸브 (53A) 가 닫힌다. 이로써, 기판 (W) 의 상면으로의 린스액의 공급이 정지된다.
그리고, 회전 구동 기구 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 가속하여, 기판 (W) 을 고속 회전 (예를 들면, 1500 rpm) 시킨다. 그것에 의해, 큰 원심력이 기판 (W) 에 부착되어 있는 유체 (린스액 등) 에 작용하여, 이들 유체가 기판 (W) 의 주위로 떨쳐져 나온다.
스핀 드라이 공정 (스텝 S6) 후, 회전 구동 기구 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 그 후, 제 2 반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 에 진입하여, 스핀 척 (5) 으로부터 처리가 완료된 기판 (W) 을 수취하고, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (기판 반출 공정 : 스텝 S7). 그 기판 (W) 은, 제 2 반송 로봇 (CR) 으로부터 제 1 반송 로봇 (IR) 으로 건네지고, 제 1 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
다음으로, 기판 처리 중의 제 1 주면 (W1) 부근의 모습의 변화의 일례에 대해 설명한다. 도 8a ∼ 도 8g 는, 기판 처리 중인 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 부근의 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
제 2 반송 로봇 (CR) 으로부터 스핀 척 (5) 에 건네지는 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에는, 도 8a 에 나타내는 바와 같이, 제거 대상물 (80) 이 부착되어 있다. 도 8b 에 나타내는 바와 같이, 제 1 주면 (W1) 에 겔화제 함유액이 공급됨으로써, 제거 대상물 (80) 에 겔화제 함유액이 접촉한다.
제 1 주면 (W1) 상의 겔화제 함유액을 냉각시켜 겔화함으로써, 도 8c 에 나타내는 바와 같이, 제 1 주면 (W1) 에 겔막 (81) 이 형성된다.
이 기판 처리에서는, 겔막 (81) 을 제 1 주면 (W1) 에 재치하는 것이 아니라, 제거 대상물 (80) 에 겔화제 함유액이 접촉하는 상태에서, 제 1 주면 (W1) 상에서 겔화제 함유액을 겔화하여 겔막 (81) 을 형성한다. 그 때문에, 겔막 (81) 을 제거 대상물 (80) 에 밀착시켜, 제거 대상물 (80) 을 겔막 (81) 에 강고하게 유지시킬 수 있다.
겔막 (81) 이 형성된 후, 도 8d 에 나타내는 바와 같이, 겔막 (81) 을 향하여 세정액의 액적 (103) 이 분사된다. 겔막 (81) 에 액적 (103) 을 충돌시킴으로써, 도 8e 에 나타내는 바와 같이, 제 1 주면 (W1) 상의 겔막 (81) 에 물리력을 부여할 수 있다.
제 1 주면 (W1) 으로의 복수의 세정 액적 (103) 의 분사는, 기판 (W) 을 냉각하면서 실시된다. 그 때문에, 겔막 (81) 의 졸화를 억제하면서, 겔막 (81) 에 물리력을 부여할 수 있다.
겔막 (81) 은, 제거 대상물 (80) 을 유지하면서 분열되어 겔막편 (82) 을 형성하고, 제거 대상물 (80) 과 함께 제 1 주면 (W1) 으로부터 떨어진다 (박리된다). 제 1 주면 (W1) 에 공급된 세정액은, 제 1 주면 (W1) 상에서 세정액류 (104) 를 형성하고, 겔막편 (82) 을 제 1 주면 (W1) 밖으로 배출한다 (겔막편 배출 공정). 도 8f 에 나타내는 바와 같이, 세정액류 (104) 는, 제 1 주면 (W1) 으로부터 떨어져 있지 않은 겔막편 (82) 을 제 1 주면 (W1) 으로부터 떼어낼 수도 있고, 제 1 주면 (W1) 으로부터 떨어진 겔막편 (82) 을 씻겨 흘러가게 할 수도 있다.
제거 대상물 (80) 을 유지하는 겔막 (81) 에 세정 액적 (103) 으로부터 물리력을 작용시켜 겔막편 (82) 을 형성함으로써, 제 1 주면 (W1) 상의 제거 대상물 (80) 의 외관 사이즈를 확대할 수 있다. 그 때문에, 겔막편 (82) 에 유지되어 있는 제거 대상물 (80) 은, 겔에 덮여 있지 않은 제거 대상물 (80) 과 비교하여, 세정액류 (104) 로부터 물리력을 받기 쉽다. 따라서, 겔막 (81) 이 형성된 제 1 주면 (W1) 을 향하여 세정액을 공급함으로써, 제거 대상물 (80) 을 제 1 주면 (W1) 으로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
그 후, 기판 (W) 을 가열하고, 또한, 제 1 주면 (W1) 에 린스액을 공급함으로써, 세정액에 의한 세정 후에 제 1 주면 (W1) 에 남는 겔막 잔사 (83) (도 8f 를 참조) 가 졸화되어 겔화제 함유액으로 변화된다 (졸화 공정). 겔막 잔사 (83) 를 졸화함으로써, 졸화에 의해 형성된 겔화제 함유액을 린스액 중에 분산시키면서, 당해 겔화제 함유액을 린스액과 함께 기판의 제 1 주면 (W1) 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 도 8g 에 나타내는 바와 같이, 제 1 주면 (W1) 에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 최근 반도체 장치의 미세화에 수반하여, 제 1 주면 (W1) 에 부착되는 제거 대상물 (80) 도 작아지고 있다. 제거 대상물 (80) 의 입경이 제 1 주면 (W1) 상을 흐르는 세정액의 경계층 두께보다 작은 경우가 있다. 제거 대상물 (80) 의 입경은, 예를 들면, 20 nm 이하이다.
경계층 두께는, 세정액의 흐름에 있어서 점성의 영향을 강하게 받는 두께를 가리키며, 경계층 두께보다 제 1 주면 (W1) 으로부터 이간된 위치에서는, 세정액으로부터 작용하는 물리력이 크고, 경계층 두께보다 제 1 주면 (W1) 에 가까운 위치에서는, 세정액으로부터 작용하는 물리력이 작다.
그래서, 겔막편 (82) 에 의해 제거 대상물 (80) 의 외관 사이즈를 확대하면, 제거 대상물 (80) 의 입경을 세정액의 경계층 두께보다 크게 하는 것이 가능하다. 겔막편 (82) 에 의해 제거 대상물 (80) 의 외관 사이즈를 확대함으로써, 제거 대상물 (80) 을 세정액류 (104) 에 의해 제 1 주면 (W1) 밖으로 배출하기 쉽게 할 수 있다.
이 기판 처리에 사용되는 겔화제는 젤라틴, 한천, 또는 이들의 혼합물이다. 그 때문에, 겔막 (81) 은 친수성이다. 제 1 주면 (W1) 이 소수면인 경우에는, 제 1 주면 (W1) 이 친수면인 경우와 비교하여, 제 1 주면 (W1) 에 대한 겔막 (81) 의 밀착도가 낮다. 그 때문에, 제 1 주면 (W1) 에 대한 세정액의 분사에 의해, 제 1 주면 (W1) 으로부터 겔을 용이하게 떼어 놓을 수 있다.
한편, 제 1 주면 (W1) 이 친수면인 경우에는, 제 1 주면 (W1) 이 소수면인 경우와 비교하여 제 1 주면 (W1) 에 대한 겔의 밀착도가 높다. 그 때문에, 제 1 주면 (W1) 에 대한 세정액의 분사에 의해, 제 1 주면 (W1) 으로부터 겔을 충분히 박리할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 그 경우에도, 물리 세정 공정 후에, 기판 (W) 을 가열하면서 제 1 주면 (W1) 에 린스액을 공급함으로써, 겔을 졸화하여, 린스액과 함께 제 1 주면 (W1) 밖으로 배출할 수 있다. 이로써, 제 1 주면 (W1) 에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제 1 주면 (W1) 이 소수면 및 친수면 중 어느 것인지에 상관없이, 제 1 주면 (W1) 으로부터 제거 대상물 (80) 을 효율적으로 제거할 수 있다.
이 기판 처리에서는, 냉각 유체, 린스액, 세정액, 및 겔화제 함유액에 함유되는 용매로서 DIW 등의 물이 사용되고, 겔화제 함유액에 함유되는 겔화제로서 젤라틴 등이 사용된다. 따라서, 황산 등의 환경 부하가 큰 약액을 사용하지 않고서, 기판 (W) 으로부터 제거 대상물 (80) 을 제거할 수 있다. 황산보다 환경 부하가 작다면, 냉각 유체, 린스액, 세정액, 및 겔화제 함유액에 함유되는 용매는, 물 이외의 액체여도 되고, 유기 용제 및 물의 혼합액이어도 된다.
또, 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에 CMP 가 실시된 기판 (W) 인 경우에는, 즉, 기판 (W) 이 도 4 또는 도 5 에 나타내는 기판 (W) 인 경우에는, 제 1 주면 (W1) 이 평탄면이고, 또한, 제거 대상물 (80) 로서의 연마 잔사의 입경이 20 nm 이하이기 때문에, 상기 서술한 기판 처리에 의한 제거 대상물 (80) 의 제거 효과가 현저해진다.
제 1 주면 (W1) 이 평탄면이면, 요철 패턴의 도괴를 고려하지 않고서 제 1 주면 (W1) 에 큰 물리력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 물리 세정 공정에 있어서 충분한 물리력을 겔에 부여할 수 있다. 따라서, 제거 대상물 (80) 을 한층 효율적으로 제거할 수 있다.
<기판 처리의 변형예>
도 9 는, 기판 처리의 제 1 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다. 도 9 에 나타내는 기판 처리의 제 1 변형예와 같이, 냉각 유체에 의한 기판 (W) 의 하면의 냉각이, 기판 (W) 의 상면에 대한 세정액의 분사를 개시한 후에 있어서도, 계속되고 있어도 된다 (냉각 계속 공정).
그 때문에, 겔막 (81) 은, 세정액뿐만 아니라, 냉각 유체에 의해서도 냉각된다. 그 때문에, 세정액에 의해서만 겔막 (81) 을 냉각하는 경우와 비교하여, 겔막 (81) 의 졸화를 억제할 수 있다.
냉각 유체는, 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖기 때문에, 겔화제의 융점보다 낮은 온도를 갖는 세정액보다도 저온인 경우가 있다. 그 때문에 냉각 유체는, 세정액보다 겔막 (81) 의 졸화의 억제 효과가 높은 경우가 있다.
물리 세정 공정의 실행중에 있어서도, 기판 (W) 의 하면에 대한 냉각을 계속함으로써, 물리 세정 공정의 실행중에, 겔막 (81) 이 졸화되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 물리 세정 공정에 의해 분열된 겔막 (81) 과 함께 제거 대상물 (80) 을 기판 (W) 밖으로 배출하기 전에, 제거 대상물 (80) 이 겔막편 (82) 으로부터 탈락하는 것을 억제할 수 있다.
냉각 유체에 의해서 겔막 (81) 을 충분히 냉각할 수 있는 경우에는, 기판 처리의 제 1 변형예와는 달리, 세정액이 겔화제의 융점보다 높은 온도를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 세정액의 냉각을 생략해도 되어, 기판 처리 장치 (1) 로부터 세정액 쿨러 (51C) (도 2 를 참조) 를 생략할 수 있다.
도 10 은, 기판 처리의 제 2 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다. 도 10 에 나타내는 기판 처리의 제 2 변형예와 같이, 린스 공정에 있어서 린스액 노즐 (12) 로부터 린스액이 토출되고 있는 동안, 기판 (W) 의 하면 (제 2 주면 (W2)) 이 가열 유체에 의해 가열되어도 된다 (제 2 주면 가열 공정).
구체적으로는, 물리 세정 공정 후, 가열 유체 밸브 (56A) 가 열린다. 이로써, 기판 (W) 의 하면을 향하여 하측 유체 노즐 (13) 로부터 가열 유체가 토출 (공급) 된다 (가열 유체 토출 공정, 가열 유체 공급 공정). 하측 유체 노즐 (13) 로부터 토출된 가열 유체는, 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역에 착액 (충돌) 한다. 가열 유체는, 원심력의 작용에 의해, 기판 (W) 의 하면의 전체에 퍼진다. 이로써, 하방 (제 2 주면 (W2) 측) 으로부터 기판 (W) 이 가열되고, 기판 (W) 을 통해서 겔막 잔사 (83) 가 가열된다. 가열 유체를 사용하여 겔막 잔사 (83) 의 졸화를 보조할 수 있다. 이와 같이, 하측 유체 노즐 (13) 의 가열 유체의 공급이라는 간이한 수법으로, 기판 (W) 의 제 2 주면 (W2) 을 가열할 수 있다.
기판 처리의 제 2 변형예에서는, 겔막 잔사 (83) 는, 가열 유체 및 린스액의 양방에 의해 가열된다. 그 때문에, 겔막 잔사 (83) 를 효율적으로 졸화시킬 수 있다. 린스액 및 가열 유체는, 모두, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는다. 그 때문에, 린스액에 의해, 겔막 잔사 (83) 의 온도를 상승시켜 겔막 잔사 (83) 의 졸화를 한층 효율적으로 촉진할 수 있다.
기판 처리의 제 2 변형예와는 달리, 겔화제의 융점보다 낮은 온도를 갖는 린스액을 린스액 노즐 (12) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출해도 된다. 이 경우에도, 기판 (W) 의 상면 상에 린스액이 존재하는 상태에서, 가열 유체에 의해 기판 (W) 을 가열함으로써, 기판 (W) 의 상면 상의 린스액을 겔화제의 융점 이상의 온도까지 가열할 수 있다. 가열 유체에 의해 기판 (W) 의 상면 상의 린스액을 가열함으로써, 겔화제의 융점보다 높은 온도를 갖는 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 것이 가능하다.
이와 같이, 린스액의 온도가 겔화제의 융점보다 낮은 경우에도, 가열 유체로 기판 (W) 의 하면을 가열함으로써, 겔의 잔사의 졸화를 보조할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 상면에 겔이 잔존하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 6 에 나타내는 기판 처리에서는, 가열 유체에 의한 가열이 실행되지 않는다. 그 때문에, 도 6 에 나타내는 기판 처리를 실행하는 경우, 도 2 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 로부터 가열 유체 배관 (46), 가열 유체 밸브 (56A), 가열 유체 유량 조정 밸브 (56B), 유체 히터 (56C) 등을 생략해도 된다.
<기판 처리 장치의 변형예>
도 11 은, 세정액 노즐 (11) 의 변형예에 대해서 설명하기 위한 모식도이다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 세정액 노즐 (11) 은, 세정액에 기체를 혼합함으로써, 세정 액적 (103) 을 형성하는 스프레이 노즐이어도 된다.
도 11 에 나타내는 세정액 노즐 (11) 은, 세정액과 기체를 공중 (노즐 외부) 에서 충돌시켜 세정 액적 (103) 을 생성하는 외부 혼합형의 이류체 노즐이다. 도 11 과는 달리, 세정액 노즐 (11) 은, 노즐 내에서 세정액과 기체를 혼합하는 내부 혼합형이어도 된다.
세정액 노즐 (11) 은, 세정액의 연속류를 토출하는 세정액 토출구 (90) 와, 기체를 토출하는 기체 토출구 (91) 를 갖는다. 기체 토출구 (91) 로부터 토출되는 기체는, 예를 들면, 질소 가스 등의 불활성 가스이다. 불활성 가스는, 질소 가스일 필요는 없으며, 아르곤 등의 희가스여도 된다. 기체 토출구 (91) 로부터 토출되는 기체는, 불활성 가스 이외의 가스여도 되고, 공기여도 된다.
세정액 토출구 (90) 는, 세정액을 하방을 향하여 토출한다. 기체 토출구 (91) 는, 세정액 토출구 (90) 를 둘러싸는 원환상이며, 비스듬한 내측을 향해서 기체를 토출한다. 기체 토출구 (91) 로부터의 기체의 토출 궤적은, 세정액 토출구 (90) 로부터의 세정액의 토출 궤적과 교차하고 있다. 그 때문에, 세정액 토출구 (90) 로부터의 세정액의 액체류 (92) 는, 기체 토출구 (91) 로부터의 기체류 (93) 와 충돌한다. 액체류 (92) 와 기체류 (93) 가 충돌함으로써 복수의 세정 액적 (103) 이 형성된다. 이와 같이 형성된 복수의 세정 액적 (103) 이, 기판 (W) 의 상면을 향하여 공급된다.
세정액 노즐 (11) 은, 세정액 배관 (94) 및 기체 배관 (96) 에 접속되어 있다. 세정액 배관 (94) 에는, 세정액 배관 (94) 에 의해 구성되는 세정액 유로를 개폐하는 세정액 밸브 (95A) 와, 세정액 유로 내의 세정액의 유량을 조정하는 세정액 유량 조정 밸브 (95B) 와, 겔화제의 융점보다 낮은 온도로 세정액을 냉각하는 세정액 쿨러 (95C) 가 형성되어 있다. 기체 배관 (96) 에는, 기체 배관 (96) 에 의해 구성되는 기체 유로를 개폐하는 기체 밸브 (97A) 와, 기체 유로 내의 기체의 유량을 조정하는 기체 유량 조정 밸브 (97B) 가 형성되어 있다.
또한, 세정액 노즐 (11) 은, 도 2 및 도 11 과는 달리, 스프레이 노즐이 아닌 경우도 있을 수 있다. 구체적으로는, 세정액 노즐 (11) 은, 펌프를 사용하여 협소한 토출구로부터 세정액을 밀어냄으로써 세정액의 연속류를 분사하는 고압 노즐이어도 된다. 고압 노즐은, 예를 들면, 잉크젯 노즐 또는 슬릿 노즐이어도 되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 세정액 노즐 (11) 은, 기판 (W) 의 상면에 쌍방향 (예를 들어, 수평 방향) 을 따라서 연장되는 바 형상의 노즐이어도 된다.
도 12 는, 기판 처리 장치 (1) 에 구비되는 냉각 유닛의 변형예에 대해서 설명하기 위한 단면도이다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 에 하방으로부터 대향하는 쿨링 플레이트 (110) 에 의해 기판 (W) 의 하면을 냉각해도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 쿨링 플레이트 (110) 와, 쿨링 플레이트 (110) 의 하면에 연결되어 쿨링 플레이트 (110) 를 승강시키는 승강축 (115) 을 포함한다. 쿨링 플레이트 (110) 는, 평면에서 보아 원 형상의 냉각면 (110a) 을 갖는다. 냉각면 (110a) 은, 기판 (W) 보다 약간 작다. 냉각면 (110a) 은, 예를 들면, 쿨링 플레이트 (110) 의 상면에 의해 구성되어 있다.
쿨링 플레이트 (110) 에는, 예를 들면, 쿨링 플레이트 (110) 내의 냉각 유체 유로를 구성하는 내장 냉각 유체관 (111) 이 내장되어 있다. 내장 냉각 유체관 (111) 에는, 내장 냉각 유체관 (111) 에 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 공급관 (112) 과, 내장 냉각 유체관 (111) 으로부터 냉각 유체를 배출하는 냉각 유체 배출관 (113) (냉각 유체 배출 유로) 이 접속되어 있다. 냉각 유체 공급관 (112) 에는, 냉각 유체 공급관 (112) 에 의해 구성되는 냉각 유체 공급 유로를 개폐하는 냉각 유체 공급 밸브 (114) 가 형성되어 있다.
승강축 (115) 에는, 모터 등의 액추에이터를 포함하는 승강 기구 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 쿨링 플레이트 (110) 는, 승강 기구에 의해, 기판 (W) 의 하면에 접하는 접촉 위치와, 기판 (W) 의 하면으로부터 이간된 이간 위치 사이에서 승강된다. 승강 기구는, 전동 모터 등의 액추에이터를 포함한다.
쿨링 플레이트 (110) 는, 겔화제의 응고점 이하의 온도를 가지고 있어, 겔화제의 응고점 이하의 온도로 기판 (W) 을 냉각할 수 있다. 상세하게는, 냉각 유체가 겔화제의 응고점 이하의 온도를 가지고 있어, 쿨링 플레이트 (110) 를 기판 (W) 의 하면에 접촉시킴으로써 기판 (W) 을 겔화제의 응고점 이하의 온도로 냉각할 수 있다. 냉각 유체의 온도가 충분히 낮으면, 쿨링 플레이트 (110) 를 기판 (W) 의 하면에 접촉시키지 않아도, 기판 (W) 을 겔화제의 응고점 이하의 온도로 냉각하는 것도 가능하다.
쿨링 플레이트 (110) 는, 예를 들면, 5 ℃ 이상 15 ℃ 미만의 온도를 갖는다. 기판 (W) 을 신속하게 냉각하기 위해서는, 쿨링 플레이트 (110) 는, 응고점보다 더욱 낮은 온도 (예를 들면, 5 ℃ 이상 10 ℃ 이하) 인 것이 한층 바람직하다.
쿨링 플레이트 (110) 에 의해 하방으로부터 기판 (W) 을 냉각함으로써, 기판 (W) 의 하면을 그 전역에 걸쳐 높은 균일성으로 냉각할 수 있다.
도 12 에 나타내는 예에서는, 가열 유체를 토출하는 하측 유체 노즐 (13) 이, 쿨링 플레이트 (110) 의 냉각면 (110a) 으로부터 노출되어 있다. 하측 유체 노즐 (13) 에는, 가열 유체 배관 (46) 이 접속되어 있다.
도 13 은, 기판 처리 장치 (1) 에 구비되는 가열 유닛의 변형예에 대해서 설명하기 위한 단면도이다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 에 하방으로부터 대향하는 핫 플레이트 (116) 에 의해 기판 (W) 의 하면을 가열해도 된다.
처리 유닛 (2) 은, 핫 플레이트 (116) 와, 핫 플레이트 (116) 의 하면에 연결되어 핫 플레이트 (116) 를 승강시키는 승강축 (117) 을 포함한다. 핫 플레이트 (116) 는, 평면에서 보아 원 형상의 가열면 (116a) 을 갖는다. 가열면 (116a) 은, 기판 (W) 보다 약간 작다. 가열면 (116a) 은, 예를 들어 핫 플레이트 (116) 의 상면에 의해 구성되어 있다.
핫 플레이트 (116) 에는, 예를 들면, 히터 (118) 가 내장되어 있다. 히터 (118) 에는, 급전선 (119) 이 접속되어 있고, 급전선 (119) 을 통해서, 전원 등의 통전 유닛 (도시 생략) 으로부터 전력이 공급된다.
승강축 (117) 에는, 모터 등의 액추에이터를 포함하는 승강 기구 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 핫 플레이트 (116) 는, 승강 기구에 의해, 기판 (W) 의 하면에 접하는 접촉 위치와, 기판 (W) 의 하면으로부터 이간된 이간 위치 사이에서 승강된다. 핫 플레이트 (116) 는, 기판 (W) 의 하면에 접하는 접촉 위치와, 기판 (W) 의 하면으로부터 이간된 이간 위치 사이에서 승강 가능하다. 승강 기구는, 전동 모터 등의 액추에이터를 포함한다.
핫 플레이트 (116) 는, 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖고 있으며, 기판 (W) 을 겔화제의 융점 이상의 온도로 가열할 수 있다. 상세하게는, 히터 (118) 가 겔화제의 융점 이상의 온도로 가열되고, 핫 플레이트 (116) 를 기판 (W) 의 하면에 접촉시킴으로써 기판 (W) 을 겔화제의 융점 이상의 온도로 가열할 수 있다. 히터 (118) 의 온도가 충분히 높으면, 핫 플레이트 (116) 를 기판 (W) 의 하면에 접촉시키지 않아도, 기판 (W) 을 겔화제의 융점 이상의 온도로 가열하는 것도 가능하다.
핫 플레이트 (116) 는, 예를 들면 30 ℃ 보다 높고 50 ℃ 이하인 온도를 갖는다. 기판 (W) 을 신속하게 가열하기 위해서는, 핫 플레이트 (116) 의 온도는, 융점보다 더 높은 온도 (예를 들면, 40 ℃ 이상 50 ℃ 이하) 인 것이 한층 바람직하다.
핫 플레이트 (116) 에 의해 하방으로부터 기판 (W) 을 가열함으로써, 기판 (W) 의 하면을 그 전역에 걸쳐 높은 균일성으로 가열할 수 있다. 도 13 에 나타내는 예에서는, 냉각 유체를 토출하는 하측 유체 노즐 (13) 이, 핫 플레이트 (116) 의 가열면 (116a) 으로부터 노출되어 있다.
도시하지 않지만, 온도를 전환할 수 있는 구성이면, 단일의 플레이트를 쿨링 플레이트 (110) 및 핫 플레이트 (116) 의 양방으로서 기능시킬 수 있다.
<그 밖의 실시형태>
본 발명은, 이상에서 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면에 대해 기판 처리가 실행된다. 그러나, 기판 (W) 의 하면에 대해 기판 처리가 실행되어도 된다. 그 경우, 기판 처리에 있어서, 제 1 주면 (W1) 이 하면이 되고 제 2 주면 (W2) 이 상면이 되도록, 스핀 척 (5) 에 의해 기판 (W) 이 유지된다.
또, 기판 (W) 은 스핀 척 (5) 에 의해 반드시 수평 자세로 유지될 필요는 없으며, 연직 자세로 유지되어 있어도 되고, 기판 (W) 의 주면이 수평 방향에 대해 기울어지는 자세로 유지되어 있어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 복수의 척 핀 (20) 으로 파지하는 파지식의 스핀 척이지만, 스핀 척 (5) 은 파지식의 스핀 척에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스핀 척 (5) 은, 스핀 베이스 (21) 에 기판 (W) 을 흡착시키는 진공 흡착식의 스핀 척이어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 린스 공정에 있어서의 겔 잔사의 가열은, 가열 유체 및 핫 플레이트 (116) 중 적어도 일방에 의해 실시된다. 그러나, 린스 공정에 있어서의 겔 잔사의 가열은, 챔버 (4) 의 내부 공간의 온도를 상승시킴으로써 실시해도 되고, 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에 대향하는 히터를 사용하여 실시해도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 겔화 공정에 있어서의 겔화제 함유액의 냉각은, 냉각 유체 및 쿨링 플레이트 (110) 중 적어도 일방에 의해 실시된다. 그러나, 겔화 공정에 있어서의 겔화제 함유액의 냉각은, 챔버 (4) 의 내부 공간의 온도를 저하시킴으로써 실시해도 되고, 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 에 대향하는 쿨러를 사용하여 실시해도 된다.
또, 세정액 노즐 (11) 에 공급되는 세정액은, 세정액 쿨러 (51C) 에 의해 겔화제의 응고점 이하의 온도로 냉각되어도 된다. 그 경우, 복수의 분사구 (11a) 로부터 분사되는 복수의 세정 액적 (103) 은, 겔화제의 응고점 이하의 온도 (예를 들면, 5 ℃ 이상 15 ℃ 미만의 온도) 를 갖는다.
또, 겔막 (81) 이 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 으로부터 제거되는 메커니즘은, 도 8a ∼ 도 8g 에 나타내는 메커니즘에 한정되지 않는다. 세정액의 분사 및 세정액류 (104) 에 의해 부여되는 물리력에 의해서, 겔막 (81) 이 기판 (W) 의 제 1 주면 (W1) 으로부터 제거되면 되며, 겔막 (81) 의 제거의 메커니즘은, 도 8a ∼ 도 8g 에 나타내는 것과 상이한 경우도 있을 수 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 배관, 펌프, 밸브, 액추에이터 등에 대한 도시를 일부 생략하고 있지만, 이들 부재가 존재하지 않는 것을 의미하는 것은 아니며, 실제로는 이들 부재는 적절한 위치에 형성되어 있다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 「따른」, 「수평」, 「연직」이라는 표현을 사용했지만, 엄밀하게 「따른」, 「수평」, 「연직」인 것을 요구하지 않는다. 즉, 이들 각 표현은, 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 편차를 허용하는 것이다.
또한, 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 위해 사용된 구체예에 불과하며, 본 발명은 이들 구체예로 한정하여 해석되어서는 안되고, 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해서만 한정된다.
1 : 기판 처리 장치
10 : 겔화제 함유액 노즐
11 : 세정액 노즐 (스프레이 노즐)
12 : 린스액 노즐
13 : 하측 유체 노즐 (냉각 유체 노즐, 냉각 유닛)
80 : 제거 대상물
81 : 겔막
82 : 겔막편
83 : 겔막 잔사
110 : 쿨링 플레이트 (냉각 유닛)
W : 기판
W1 : 제 1 주면
W2 : 제 2 주면
10 : 겔화제 함유액 노즐
11 : 세정액 노즐 (스프레이 노즐)
12 : 린스액 노즐
13 : 하측 유체 노즐 (냉각 유체 노즐, 냉각 유닛)
80 : 제거 대상물
81 : 겔막
82 : 겔막편
83 : 겔막 잔사
110 : 쿨링 플레이트 (냉각 유닛)
W : 기판
W1 : 제 1 주면
W2 : 제 2 주면
Claims (21)
- 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면에 공급하는 겔화제 함유액 공급 공정과,
상기 기판을 냉각하여, 상기 제 1 주면 상의 상기 겔화제 함유액을 겔로 변화시키는 겔화 공정과,
상기 겔이 형성되어 있는 상태의 상기 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사하여 상기 제 1 주면을 세정하는 물리 세정 공정과,
상기 물리 세정 공정 후, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 상기 제 1 주면에 공급하는 린스 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 린스 공정이, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 상기 린스액을 린스액 노즐로부터 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 린스 공정이, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도까지 상기 제 2 주면을 가열하는 제 2 주면 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔화 공정이, 상기 제 2 주면을 냉각하는 제 2 주면 냉각 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 물리 세정 공정의 실행 중에 있어서도, 상기 제 2 주면에 대한 냉각이 계속되는, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물리 세정 공정에 있어서 상기 제 1 주면을 향하여 분사되는 상기 세정액의 온도가, 상기 겔화제의 융점보다 낮은 온도인, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물리 세정 공정이, 상기 세정액의 복수의 액적을 스프레이 노즐로부터 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는 액적 분사 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔화제의 융점이 상기 겔화제의 응고점보다 높은, 기판 처리 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 겔화제의 융점이 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 상기 겔화제의 응고점이 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하인, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔화제가 젤라틴, 한천 또는 이들의 혼합물인, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판의 상기 제 1 주면은, 연마제를 사용한 화학 기계 연마에 의해 형성된 평탄면인, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔화 공정이, 상기 겔에 의해 구성되고, 상기 제 1 주면 상의 제거 대상물을 유지하는 겔막을 형성하는 겔막 형성 공정을 포함하고,
상기 물리 세정 공정이, 상기 세정액에 의해 상기 겔막을 분열시켜, 상기 제거 대상물을 유지하는 겔막편을 형성하고, 상기 세정액과 함께 상기 겔막편을 상기 제 1 주면 밖으로 배출하는 겔막편 배출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 린스 공정이, 상기 물리 세정 공정 후에, 상기 제 1 주면에 잔존하는 겔막 잔사를 가열에 의해 졸화시키는 졸화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면에 공급하는 겔화제 함유액 공급 공정과,
상기 겔화제 함유액 공급 공정 후, 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체를 냉각 유체 노즐로부터 상기 제 2 주면을 향하여 토출하는 냉각 유체 토출 공정과,
상기 냉각 유체 토출 공정 후, 상기 제 1 주면을 향하여 세정액을 분사하는 세정액 분사 공정과,
상기 세정액 분사 공정 후, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 린스액 노즐로부터 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는 린스액 토출 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
겔화제를 함유하는 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는 겔화제 함유액 노즐과,
상기 제 2 주면을 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도까지 냉각하는 냉각 유닛과,
상기 제 1 주면을 세정하는 세정액을 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는 세정액 노즐과,
상기 제 1 주면을 향하여, 상기 겔화제의 융점 이상의 온도를 갖는 린스액을 토출하는 린스액 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 냉각 유닛이, 상기 겔화제 함유액 노즐로부터 상기 제 1 주면 상에 공급된 상기 겔화제 함유액이 상기 제 1 주면 상에 존재하는 상태에서, 상기 제 2 주면을 냉각하고,
상기 세정액 노즐이, 상기 제 1 주면 상의 상기 겔화제 함유액이 상기 냉각 유닛에 의해 냉각되어 상기 제 1 주면 상에 겔이 형성되어 있는 상태에서, 상기 제 1 주면을 향하여 상기 세정액을 분사하고,
상기 린스액 노즐이, 상기 제 1 주면 상을 향하여 상기 세정액 노즐로부터 상기 세정액이 분사된 후에, 상기 린스액을 상기 제 1 주면을 향하여 공급하는, 기판 처리 장치. - 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 겔화제 함유액 노즐이, 융점이 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하이고, 또한, 응고점이 15 ℃ 이상 25 ℃ 이하인 상기 겔화제를 함유하는 상기 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는, 기판 처리 장치. - 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 겔화제 함유액 노즐이, 젤라틴, 한천, 또는 이들의 혼합물인 상기 겔화제를 함유하는 상기 겔화제 함유액을 상기 제 1 주면을 향하여 토출하는, 기판 처리 장치. - 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정액 노즐이, 세정액의 복수의 액적을 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는 스프레이 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치. - 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정액 노즐이, 상기 겔화제의 융점보다 낮은 온도를 갖는 세정액을 상기 제 1 주면을 향하여 분사하는, 기판 처리 장치. - 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 유닛이, 상기 겔화제의 응고점 이하의 온도를 갖는 냉각 유체를 상기 제 2 주면에 공급하는 냉각 유체 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치.
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