KR101864001B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘발성을 갖는 건조액을 이용하여 기판을 건조시킬 때에, 기판 표면에 워터마크가 발생하여 미세한 파티클이 부착되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액으로 건조 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판에 처리액을 공급하여 처리하는 공정과, 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판을 가열하는 공정과, 상기 처리액의 액막이 형성된 기판에 휘발성 처리액을 공급하는 공정과, 상기 기판에의 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정과, 상기 휘발성 처리액을 제거하여 기판을 건조하는 공정을 가지며, 상기 기판을 가열하는 공정은 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정보다 이전에 시작되고, 상기 기판의 표면이 상기 휘발성 처리액에 노출되는 것보다 이전에, 상기 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록 상기 기판이 가열되는 것으로 하였다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액으로 건조 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 부품이나 플랫 디스플레이 등을 제조하는 경우에는, 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판에 대하여 기판 처리 장치를 이용하여 각종 처리액으로 액처리를 실시하고, 그 후, 처리액이 부착된 기판을 건조시키는 건조 처리를 실시하고 있다. 여기서, 기판 처리 장치에서의 처리액에 의한 액처리로서는, 세정액이나 에칭액 등의 약액으로 기판의 표면을 세정 처리나 에칭 처리하는 것이나, 세정 처리나 에칭 처리한 기판의 표면을 순수 등의 린스액으로 린스 처리하는 것 등이 있다.
이 기판 처리에서의 건조 처리에서는, IPA(Isopropyl alcohol) 등의 휘발성을 갖는 약액을 건조액으로서 이용하여, 기판 표면에 휘발성 처리액을 토출하여 린스액 등으로 치환하는 것에 의해 기판을 신속히 건조시키도록 하고 있다(예컨대 특허문헌 1 참조.).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-227467호 공보
그런데, 최근 기판 표면에 형성되는 회로 패턴이나 에칭 마스크 패턴 등의 미세화에 수반하여, 기판 처리시에 기판 표면에 잔존하는 보다 미세한 파티클도 문제가 되어 왔다. 상기 종래의 기판 처리에서는, 건조 처리시에 휘발성 처리액의 기화에 수반하여 기판이 냉각되고 대기중의 수분이 기판 위에서 결로되어 워터마크가 발생해버려, 기판 표면에 의해 미세한 파티클이 부착될 우려가 있었다.
이 때문에, 휘발성 처리액으로 건조 처리하는 기판 처리 장치의 내부에 대량의 건조 공기를 흘려 저습도 환경하에서 건조시키는 기판 처리도 행해지고 있다.
그러나, 상기 종래의 기판 처리에서는, 건조 공기를 필요로 하기 때문에, 기판 처리에 요하는 운전 비용이 증대된다.
그래서, 본 발명에서는, 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액을 공급하는 것에 의해 건조 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 표면 및 이면에 처리액을 공급하여 처리하는 공정과, 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판을 가열하는 공정과, 상기 처리액의 액막이 형성된 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하는 공정과, 상기 기판에의 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정과, 상기 휘발성 처리액을 제거하여 기판을 건조하는 공정을 가지며, 상기 기판을 가열하는 공정은, 상기 처리액으로 처리하는 공정의 도중으로부터 가열한 처리액을 상기 기판의 이면에 공급하는 것에 의해, 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정보다 이전에 시작되고, 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정에서 상기 기판의 표면에 상기 휘발성 처리액을 공급하는 것과 함께 상기 기판의 이면에 가열한 처리액을 일정 시간 공급하고, 상기 기판의 표면이 상기 휘발성 처리액에 노출되는 것보다 이전에, 상기 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록 상기 기판이 가열되는 것으로 하였다.
또한, 상기 처리액은, 기판의 표면에 공급된 약액을 제거하여 린스하는 공정을 위한 린스액이며, 상기 린스하는 공정 이전에 상기 기판을 약액으로 처리하는 공정을 더 포함하고, 상기 기판을 가열하는 공정은, 고온의 린스액을 이용하여 상기 기판을 가열시키는 것으로 하였다.
또한, 상기 고온의 린스액으로서 30℃∼70℃의 린스액을 이용하는 것으로 하였다.
또한, 상기 휘발성 처리액으로서 20℃∼70℃의 휘발성 처리액을 이용하고, 고온의 린스액으로서 30℃∼70℃의 린스액을 이용하는 것으로 하였다.
또한, 본 발명에서는, 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액을 공급하는 것에 의해 건조 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판의 표면 및 이면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 수단과, 상기 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하기 위한 휘발성 처리액 공급 수단과, 상기 기판을 가열하기 위한 기판 가열 수단과, 상기 휘발성 처리액 공급 수단 및 상기 기판 가열 수단을 제어하기 위한 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단은, 상기 처리액 공급 수단으로부터 상기 기판의 표면 및 이면에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정과, 상기 기판 가열 수단에 의해 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판을 가열하는 공정과, 상기 휘발성 처리액 공급 수단으로부터 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하는 공정과, 상기 휘발성 처리액 공급 수단으로부터 상기 기판에의 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정과, 상기 휘발성 처리액을 제거하여 상기 기판을 건조하는 공정을 실행하고, 상기 기판을 가열하는 공정은, 상기 처리액으로 처리하는 공정의 도중으로부터 가열한 처리액을 상기 기판의 이면에 공급하는 것에 의해, 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정보다 이전에 시작되고, 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정에서 상기 기판의 표면에 상기 휘발성 처리액을 공급하는 것과 함께 상기 기판의 이면에 가열한 처리액을 일정 시간 공급하고, 상기 기판의 표면이 상기 휘발성 처리액에 노출되는 것보다 이전에, 상기 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록, 상기 기판 가열 수단이 상기 기판을 가열하는 것으로 하였다.
또한, 상기 처리액은, 기판의 표면에 공급된 약액을 제거하여 린스하는 공정을 위한 린스액이며, 상기 린스하는 공정 이전에 상기 기판을 약액으로 처리하는 공정을 더 포함하고, 상기 기판을 가열하는 공정은, 고온의 린스액을 이용하여 상기 기판을 가열시키는 것으로 하였다.
또한, 상기 고온의 린스액으로서 30℃∼70℃의 린스액을 이용하는 것으로 하였다.
또한, 상기 휘발성 처리액으로서 20℃∼70℃의 휘발성 처리액을 이용하고, 고온의 린스액으로서 30℃∼70℃의 린스액을 이용하는 것으로 하였다.
또한, 본 발명에서는, 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액을 공급하는 것에 의해 건조 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판의 표면 및 이면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 수단과, 상기 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하기 위한 휘발성 처리액 공급 수단과, 상기 기판을 가열하기 위한 기판 가열 수단과, 기판 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 가지며, 상기 기판 처리 프로그램은, 상기 처리액 공급 수단으로부터 상기 기판의 표면 및 이면에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정과, 상기 기판 가열 수단에 의해 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판을 가열하는 공정과, 상기 휘발성 처리액 공급 수단으로부터 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하는 공정과, 상기 휘발성 처리액 공급 수단으로부터 상기 기판에의 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정과, 상기 휘발성 처리액을 제거하여 상기 기판을 건조하는 공정을 실행하고, 상기 기판을 가열하는 공정은, 상기 처리액으로 처리하는 공정의 도중으로부터 가열한 처리액을 상기 기판의 이면에 공급하는 것에 의해, 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정보다 이전에 시작되고, 상기 휘발성 처리액을 공급하는 공정에서 상기 기판의 표면에 상기 휘발성 처리액을 공급하는 것과 함께 상기 기판의 이면에 가열한 처리액을 일정 시간 공급하고, 상기 기판의 표면이 상기 휘발성 처리액에 노출되는 것보다 이전에, 상기 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록, 상기 기판 가열 수단이 상기 기판을 가열하는 것으로 하였다.
그리고, 본 발명에서는, 휘발성 처리액을 이용한 건조 처리에서, 기판 표면이 휘발성 처리액에 노출되기 전에 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록 기판을 가열함으로써, 건조 처리시에 휘발성 처리액의 기화열에 의해 기판의 표면 온도가 저하되어도, 건조 처리중인 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높아져 있기 때문에, 기판 표면에서 결로가 생기지 않고, 기판 표면에 워터마크가 발생하여 미세한 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 도시하는 평면도.
도 2는 기판 처리부를 도시하는 모식도.
도 3은 기판 처리 방법을 도시하는 공정도.
도 4는 기판 처리부의 동작 설명도(기판 수취 공정).
도 5는 기판 처리부의 동작 설명도(세정 처리 공정).
도 6은 기판 처리부의 동작 설명도(린스 처리 공정).
도 7은 기판 처리부의 동작 설명도(기판 가열 공정).
도 8은 기판 처리부의 동작 설명도(건조 처리 공정 전반).
도 9는 기판 처리부의 동작 설명도(건조 처리 공정 후반).
도 10은 기판 처리부의 동작 설명도(기판 전달 공정).
도 11은 다른 기판 처리부를 도시하는 모식도.
도 12는 다른 기판 처리부를 도시하는 모식도.
이하에, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 이 기판 처리 장치에서 이용되는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 기판을 처리시키기 위한 기판 처리 프로그램의 구체적인 구성에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 기판 반입출대(4)와, 기판 반송실(5)과, 기판 처리실(6)을 구비하고 있다. 기판 반입출대(4)는, 기판 처리 장치(1)의 전단부에 형성되고, 복수매(예컨대 25장)의 기판(2)(여기서는 반도체 웨이퍼)을 수평 상태로 수용하는 캐리어(3)를 배치한다. 기판 반송실(5)은, 기판 반입출대(4)의 후측부에 형성되어, 기판(2)을 반송한다. 기판 처리실(6)은, 기판 반송실(5)의 후측부에 형성되어, 기판(2)의 세정이나 건조 등의 각종 처리를 실시한다.
기판 반입출대(4)는, 4개의 캐리어(3)를 기판 반송실(5)의 전측 벽(7)에 밀착시킨 상태로 좌우로 간격을 두고 배치한다.
기판 반송실(5)은, 내부에 기판 반송 장치(8)와 기판 전달대(9)를 수용하고 있다. 기판 반송 장치(8)는, 기판 반입출대(4)에 배치된 어느 1개의 캐리어(3)와 기판 전달대(9) 사이에서 기판(2)을 반송한다.
기판 처리실(6)은, 중앙부에 기판 반송 장치(10)를 수용한다. 기판 처리부(11∼22)는, 기판 반송 장치(10)의 좌우 양측에 나열하여 배치되어 있다.
그리고, 기판 반송 장치(10)는, 기판 반송실(5)의 기판 전달대(9)와 각 기판 처리부(11∼22) 사이에서 기판(2)을 1장씩 반송한다. 각 기판 처리부(11∼22)는, 기판(2)을 1장씩 처리한다.
각 기판 처리부(11∼22)는, 같은 구성으로 되어 있고, 대표로 기판 처리부(11)의 구성에 대해서 설명한다. 기판 처리부(11)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판(2)을 수평으로 유지하면서 회전시키기 위한 기판 유지 수단(23)과, 기판 유지 수단(23)으로 유지된 기판(2)의 상면을 향해 처리액(세정액이나 린스액)을 토출하기 위한 처리액 공급 수단(24)과, 기판 유지 수단(23)으로 유지된 기판(2)의 상면을 향해 휘발성을 갖는 건조액을 토출하는 휘발성 처리액 공급 수단(25)과, 기판 유지 수단(23)으로 유지된 기판의 상면을 향해 비활성 가스를 토출하는 비활성 가스 토출 수단(26)을 갖고 있다. 이들 기판 유지 수단(23)과 처리액 공급 수단(24)과 휘발성 처리액 공급 수단(25)과 비활성 가스 토출 수단(26)은, 제어 수단(27)에 의해 제어된다. 또한, 제어 수단(27)은 기판 반송 장치(8, 10) 등 기판 처리 장치(1) 전체를 제어한다.
기판 유지 수단(23)은, 회전축(28)의 상단부에 원판형의 테이블(29)을 수평으로 갖고 있다. 테이블(29)의 주연부에는, 기판(2)의 주연부와 접촉하여 기판(2)을 수평으로 유지하는 복수개의 기판 유지체(30)가 원주 방향으로 간격을 두고 부착되어 있다. 회전축(28)에는, 회전 구동 기구(31)가 접속되어 있다. 회전 구동 기구(31)가 회전축(28) 및 테이블(29)을 회전시키는 것에 의해, 기판 유지체(30)로 유지한 기판(2)을 회전시킨다. 이 회전 구동 기구(31)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 회전 제어된다.
또한, 기판 유지 수단(23)은, 테이블(29) 주위에 위쪽을 개구시킨 승강 가능한 컵(32)을 갖고 있다. 컵(32)은, 테이블(29)에 배치된 기판(2)을 둘러싸 처리액이나 건조액의 비산을 방지하고, 처리액이나 건조액을 회수한다. 컵(32)에는, 승강 기구(33)가 접속되어 있고, 승강 기구(33)에 의해 컵(32)을 기판(2)에 대하여 상대적으로 상하로 승강시키도록 하고 있다. 이 승강 기구(33)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 승강 제어된다.
처리액 공급 수단(24)은, 테이블(29)보다 위쪽으로 처리액 토출 노즐(34)을 이동 가능하게 배치하고 있다. 처리액 토출 노즐(34)에는, 이동 기구(35)가 접속되어 있고, 이동 기구(35)에 의해 처리액 토출 노즐(34)을, 기판(2) 바깥쪽의 후퇴 위치와 기판(2)의 중앙 바로 위쪽의 토출 시작 위치 사이에서 이동시킨다. 이 이동 기구(35)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 이동 제어된다.
또한, 처리액 공급 수단(24)에는, 처리액 토출 노즐(34)에 세정액(불화수소)을 공급하기 위한 세정액 공급원(36)과 린스액(순수)을 공급하기 위한 린스액 공급원(37)이, 세정액의 공급·린스액의 공급·정지의 전환이 가능한 전환 밸브(38)를 통해 접속되어 있다. 세정액 공급원(36)과 전환 밸브(38) 사이에는, 유량 조정기(39)를 개재하고 있어, 유량 조정기(39)에 의해 처리액 토출 노즐(34)로부터 기판(2)에 공급하는 세정액의 유량을 조정한다. 이 유량 조정기(39)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 유량 제어된다. 한편, 린스액 공급원(37)과 전환 밸브(38) 사이에는, 유량 조정기(40)와 가열 수단으로서의 히터(41)를 개재하고 있어, 유량 조정기(40)에 의해 처리액 토출 노즐(34)로부터 기판(2)에 공급하는 린스액의 유량을 조정하며, 히터(41)에 의해 린스액의 액온을 조정하도록 하고 있다. 이 유량 조정기(40) 및 히터(41)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 유량 제어 및 온도 제어된다. 또한, 처리액 공급 수단(24)은, 히터(41)에 의해 가열된 린스액을 기판(2)에 공급함으로써 기판(2)을 가열할 수 있어, 기판 가열 수단으로서의 기능을 구비하고 있다.
휘발성 처리액 공급 수단(25)은, 테이블(29)보다 위쪽으로 건조액 토출 노즐(42)을 이동 가능하게 배치하고 있다. 건조액 토출 노즐(42)에는, 이동 기구(43)가 접속되어 있고, 이동 기구(43)에 의해 건조액 토출 노즐(42)을, 기판(2) 바깥쪽의 후퇴 위치와 기판(2)의 중앙 위쪽의 토출 시작 위치 사이에서 이동시킨다. 이 이동 기구(43)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 이동 제어된다.
또한, 휘발성 처리액 공급 수단(25)에는, 건조액 토출 노즐(42)에 휘발성 처리액으로서의 건조액(IPA)을 공급하기 위한 건조액 공급원(44)이, 유량 조정기(45)와 히터(51)를 통해 접속되어 있다. 유량 조정기(45)에 의해 건조액 토출 노즐(42)로부터 기판(2)에 공급하는 건조액의 유량 조정이나 공급 정지를 행하고, 히터(51)에 의해 건조액의 액온을 조정한다. 이 유량 조정기(45) 및 히터(51)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 유량 제어 및 온도 제어된다.
비활성 가스 토출 수단(26)은, 테이블(29)보다 위쪽에 비활성 가스 토출 노즐(46)을 이동 가능하게 배치하고 있다. 비활성 가스 토출 노즐(46)에는, 이동 기구(47)가 접속되어 있고, 이동 기구(47)에 의해 비활성 가스 토출 노즐(46)을, 기판(2) 바깥쪽의 후퇴 위치와 기판(2)의 중앙 위쪽의 토출 시작 위치 사이에서 이동시킨다. 이 이동 기구(47)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 이동 제어된다.
또한, 비활성 가스 토출 수단(26)은, 비활성 가스 토출 노즐(46)에 비활성 가스(질소 가스)를 공급하기 위한 비활성 가스 공급원(48)을 유량 조정기(49)를 통해 접속하고 있고, 유량 조정기(49)에 의해 비활성 가스 토출 노즐(46)로부터 기판(2)에 공급하는 비활성 가스의 유량 조정이나 공급 정지를 행한다. 이 유량 조정기(49)는, 제어 수단(27)에 접속되어 있어, 제어 수단(27)에 의해 유량 제어된다.
기판 처리 장치(1)는, 이상에 설명한 바와 같이 구성되어 있고, 제어 수단(27)(컴퓨터)으로 판독 가능한 기록 매체(50)에 기록한 기판 처리 프로그램에 따라 각 기판 처리부(11∼22)에서 기판(2)을 처리하도록 되어 있다. 또한, 기록매체(50)는, 기판 처리 프로그램 등의 각종 프로그램을 기록할 수 있는 매체이면 좋고, ROM이나 RAM 등의 반도체 메모리형의 기록 매체여도, 하드디스크나 CD-ROM 등의 디스크형 기록 매체여도 좋다.
상기 기판 처리 장치(1)에서는, 기판 처리 프로그램에 의해 도 3에 도시하는 공정도에 따라 이하에 설명하도록 하여 기판(2)을 처리하도록 하고 있다.
우선, 기판 처리 프로그램은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판 반송 장치(10)로부터 기판(2)을 각 기판 처리부(11∼22)의 기판 유지 수단(23)으로 수취하는 기판 수취 공정을 실행한다.
이 기판 수취 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 기판 유지 수단(23)의 승강 기구(33)를 제어하여 컵(32)을 정해진 위치까지 강하시킨다. 그 후, 기판 유지체(30)는, 기판 반송 장치(10)로부터 기판(2)을 수취하고, 지지한다. 그 후, 제어 수단(27)에 의해 기판 유지 수단(23)의 승강 기구(33)를 제어하여, 컵(32)을 정해진 위치까지 상승시킨다.
다음에, 기판 처리 프로그램은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판 수취 공정에서 수취한 기판(2)에 대하여 처리액(여기서는, 불화수소 및 순수)으로 액처리하는 액처리 공정을 실행한다. 여기서, 액처리 공정은, 기판(2)에 대하여 불화수소로 세정 처리하는 세정 처리 공정과, 세정 처리 공정 후에 기판(2)에 대하여 순수를 공급하여 불화수소를 기판(2)으로부터 제거하는 린스 처리를 행하는 린스 처리 공정으로 구성되어 있다.
세정 처리 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 회전 구동 기구(31)를 제어하여 기판 유지 수단(23)의 테이블(29) 및 테이블(29)의 기판 유지체(30)로 유지하는 기판(2)을 정해진 회전 속도로 회전시킨다. 또한 제어 수단(27)에 의해 이동 기구(35)를 제어하여 처리액 공급 수단(24)의 처리액 토출 노즐(34)을 기판(2)의 중앙부 위쪽으로 이동시킨다. 그리고, 제어 수단(27)에 의해 유량 조정기(39)를 개방 및 유량 제어하여, 세정액 공급원(36)으로부터 공급되는 상온의 불화수소를 처리액 토출 노즐(34)로부터 기판(2)의 상면을 향해 일정 시간 토출시킨다. 그 후, 제어 수단(27)에 의해 유량 조정기(39)를 폐색 제어하여, 처리액 토출 노즐(34)로부터의 불화수소의 토출을 정지시킨다. 또한, 처리액 토출 노즐(34)은, 기판(2)의 중앙부 위쪽에서 정지한 상태로 불화수소를 기판(2)의 상면 중앙부에 토출하여도 좋고, 이동 기구(35)로 기판(2)의 중앙부 위쪽과 기판(2)의 외주 단부 가장자리 위쪽 사이에서 이동하면서 불화수소를 기판(2)의 상면에 토출하여도 좋다.
그 후, 린스 처리 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 회전 구동 기구(31)를 제어하여, 기판 유지 수단(23)의 테이블(29) 및 테이블(29)의 기판 유지체(30)로 유지하는 기판(2)을 정해진 회전 속도로 회전시킨다. 이 상태에서, 제어 수단(27)에 의해 이동 기구(35)를 제어하여 처리액 공급 수단(24)의 처리액 토출 노즐(34)을 기판(2)의 중앙부 위쪽으로 이동시킨다. 그리고, 제어 수단(27)에 의해 히터(41)를 정지 제어한 상태로 유량 조정기(40)를 개방 및 유량 제어하여, 린스액 공급원(37)으로부터 공급되는 순수를 히터(41)로 가열하지 않고 상온 그대로 처리액 토출 노즐(34)로부터 기판(2)의 상면을 향해 일정 시간 토출시킨다.
*다음에, 기판 처리 프로그램은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 액처리 공정에서 액처리한 기판(2)을 가열하는 기판 가열 공정을 실행한다.
이 기판 가열 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 회전 구동 기구(31)를 제어하여, 기판 유지 수단(23)의 테이블(29) 및 테이블(29)의 기판 유지체(30)로 유지하는 기판(2)을 정해진 회전 속도로 회전시킨다. 이 상태에서, 제어 수단(27)에 의해 히터(41)를 구동 제어하고 유량 조정기(40)를 개방 및 유량 제어하여, 린스액 공급원(37)으로부터 공급되는 순수를 히터(41)로 정해진 온도(예컨대 60℃)로 가열하여 처리액 토출 노즐(34)로부터 기판(2)의 상면을 향해 일정 시간 토출시킨다. 그 후, 제어 수단(27)에 의해 유량 조정기(40)를 폐색 제어하여 처리액 토출 노즐(34)로부터의 순수의 토출을 정지시키고 히터(41)를 정지 제어한다.
이와 같이, 기판 가열 공정에서는, 액처리 공정에서 이용한 처리액의 온도보다 고온의 액체(린스액)를 기판(2)의 상면에 토출시킴으로써, 열전도에 의해 기판(2)을 가열하도록 하고 있다. 여기서, 기판(2)의 가열은, 후술하는 건조 처리 공정중의 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지는 온도까지 가열하도록 되어 있다.
여기서, 린스 처리 공정과 기판 가열 공정을 다른 공정으로서 기재했지만, 기판 가열 공정에서 고온의 린스액을 기판(2) 상면에 토출한 경우에는, 기판 가열 공정을 린스 처리와 동시에 행할 수 있다. 이것에 의해, 기판 처리 장치(1)에서의 기판 처리 시간을 단축할 수 있어, 작업 처리량을 향상시킬 수 있다. 한편, 고온의 린스액을 이용함으로써 린스 처리 공정보다 이전 공정(여기서는, 세정 처리 공정이지만, 에칭 처리 공정 등인 경우도 있음)에서의 처리에 영향을 미치는 경우(예컨대 기판(2)의 온도가 오름으로써 에칭액에 의한 에칭이 진행되는 경우 등)에는, 기판 가열 공정 전에 상온의 린스액으로 린스 처리 공정을 행하도록 하면, 기판(2)을 가열하는 것에 의해 생길 우려가 있는 악영향을 방지할 수 있다.
다음에, 기판 처리 프로그램은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판 가열 공정에서 가열한 기판(2)에 대하여 건조 처리를 행하는 건조 처리 공정을 실행한다.
이 건조 처리 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 회전 구동 기구(31)를 제어하여, 기판 유지 수단(23)의 테이블(29) 및 테이블(29)의 기판 유지체(30)로 유지하는 기판(2)을 정해진 회전 속도로 회전시킨다. 이 상태에서, 제어 수단(27)에 의해 이동 기구(43)를 제어하여 휘발성 처리액 공급 수단(25)의 건조액 토출 노즐(42)을 기판(2)의 중앙부 위쪽으로 이동시키고, 제어 수단(27)에 의해 유량 조정기(45)를 개방 및 유량 제어하여, 건조액 공급원(44)으로부터 공급되는 고온(예컨대 50℃)의 IPA를 건조액 토출 노즐(42)로부터 기판(2)의 상면을 향해 일정 시간 토출시킨다. 여기서도, 건조액 토출 노즐(42)은, 기판(2)의 중앙부 위쪽에서 정지한 상태로 고온의 IPA를 기판(2)의 상면 중앙부에 토출하여도 좋고, 이동 기구(43)로 기판(2)의 중앙부 위쪽과 기판(2)의 외주 단부 가장자리 위쪽 사이에서 이동하면서 고온의 건조액을 기판(2)의 상면에 토출하여도 좋다.
또한, 건조 처리 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 회전 구동 기구(31)를 제어하여 기판 유지 수단(23)의 테이블(29) 및 테이블(29)의 기판 유지체(30)로 유지하는 기판(2)을 정해진 회전 속도로 회전시킨다. 이 상태에서, 제어 수단(27)에 의해 이동 기구(43)를 제어하여, 휘발성 처리액 공급 수단(25)의 건조액 토출 노즐(42)을 기판(2)의 외주 단부 가장자리 위쪽을 향해 이동시킨다. 이 때, 제어 수단(27)에 의해 이동 기구(47)를 제어하여, 비활성 가스 토출 수단(26)의 비활성 가스 토출 노즐(46)을 기판(2)의 중앙부 위쪽으로 이동시킨 후, 건조액 토출 노즐(42)에 추종하여 기판(2)의 외주 단부 가장자리 위쪽을 향해 이동시킨다. 제어 수단(27)에 의해 유량 조정기(45, 49)를 개방 및 유량 제어하여, 건조액 공급원(44) 및 비활성 가스 공급원(48)으로부터 공급되는 고온(예컨대 50℃)의 IPA와 상온의 질소 가스를 건조액 토출 노즐(42) 및 비활성 가스 토출 노즐(46)로부터 기판(2)의 상면을 향해 일정 시간 토출시킨다. 그 후, 제어 수단(27)에 의해 유량 조정기(45, 49)를 폐색 제어하여 건조액 토출 노즐(42) 및 비활성 가스 토출 노즐(46)로부터의 IPA 및 질소 가스의 토출을 정지시킨다.
이와 같이, 건조 처리 공정에서는, 기판(2)의 상면을 향해 휘발성을 갖는 건조액을 토출함으로써, 기판(2)의 상면에서 잔류하는 수분을 건조액으로 치환하고, 수분과 함께 건조액을 증발시켜 기판(2)의 상면을 건조시키도록 하고 있다.
이 때에, 휘발성을 갖는 건조액을 이용하고 있기 때문에, 건조액이 기화할 때에 기화열을 기판(2)으로부터 빼앗는 것이 되어, 기판(2) 표면의 전체 또는 일부의 온도가 저하된다. 기판(2) 표면 근방의 공기의 습도가 70%인 경우에는, 기판(2) 표면에서의 노점 온도가 19.1℃이지만, 기판(2)의 표면 온도가 상온(25℃)인 경우, 기화열에 의해 기판(2)의 표면 온도가 상온으로부터 노점 온도 이하까지 저하된다. 이것에 의해, 기판(2) 표면에서 대기중의 수분이 결로되어, 결로에 의해 기판(2) 표면에 워터마크가 발생하고, 미세한 파티클이 부착되는 것이 실험에 의해 확인되었다.
그래서, 본 발명에서는, 건조 처리 공정 직전에 기판 가열 공정을 행하여, 기판(2) 표면이 건조액에 노출되기 전에 건조 처리중인 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록 미리 기판(2)의 표면을 가열하는 것으로 하였다(예컨대 기판(2)의 표면을 60℃의 린스액으로 가열하여, 기판(2)의 표면 온도가 35℃가 되도록 가열하는 것으로 하였다).
그렇게 하면, 건조 처리 공정에서 건조 처리중인 기판(2)의 표면 온도가 건조액의 기화열에 의해 저하되어도, 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높은 온도로 유지되어, 기판(2)의 표면에서 결로가 생기지 않게 되어, 기판(2) 표면에 워터마크가 발생하여 미세한 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 기판(2)의 가열은, 기판(2)의 표면이 건조액에 노출되기 전에 건조 처리중인 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록 기판(2)을 가열하면 좋지만, 린스액 등의 고온의 액체를 이용하여 기판(2)을 가열하는 경우에는, 액체의 수분에 의해 기판(2)의 표면 근방의 습도가 증가하고, 그것에 수반하여, 노점 온도도 상승해버린다(예컨대 온도가 25℃이고 습도가 70%일 때는 노점 온도가 19.1℃이지만, 습도가 90%가 되면 노점 온도가 23.2℃로 상승해버린다). 즉, 린스액 등의 액체를 이용하여 기판(2)을 가열하는 경우에는, 액체의 온도가 너무 낮으면(예컨대 30℃ 미만), 건조 처리중인 기판(2)의 표면 온도를 노점 온도보다 높게 할 수 없고, 한편 액체의 온도가 너무 높아도(예컨대 70℃ 초과), 습도의 증가에 따라 노점 온도가 상승하여, 결국 건조 처리중인 기판(2)의 표면 온도를 노점 온도보다 높게 할 수 없게 된다. 따라서, 습도의 증가에 수반하는 노점 온도의 상승도 고려하여 정해진 온도 범위의 액체를 이용하여 기판(2)을 가열해야 한다. 따라서, 린스액으로서는, 30℃∼70℃의 린스액을 이용하는 것이 바람직하고, 그 경우에, 건조액으로서는, 20℃∼70℃의 건조액을 이용하는 것이 바람직하다.
기판 처리 프로그램은, 마지막에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(2)을 각 기판 처리부(11∼22)의 기판 유지 수단(23)으로부터 기판 반송 장치(10)에 전달하는 기판 전달 공정을 실행한다.
이 기판 전달 공정에서 기판 처리 프로그램은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제어 수단(27)에 의해 기판 유지 수단(23)의 승강 기구(33)를 제어하여, 컵(32)을 정해진 위치까지 강하시킨다. 그리고, 기판 유지체(30)로 지지한 기판(2)을 기판 반송 장치(10)에 전달한다. 그 후, 제어 수단(27)에 의해 기판 유지 수단(23)의 승강 기구(33)를 제어하여 컵(32)을 정해진 위치까지 상승시킨다. 또한, 이 기판 전달 공정은, 앞의 기판 수취 공정과 동시에 행하도록 할 수도 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 기판 처리 프로그램에 수반하여 실행하는 기판 처리 방법에서, 기판(2)에의 휘발성 처리액의 공급을 시작하는 공정과, 기판(2)에의 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정을 실행하고, 기판(2)에의 휘발성 처리액의 공급을 정지하기 전, 특히 기판(2) 표면이 건조액에 노출되기 전에 기판(2)을 가열하는 기판 가열 공정을 실행하여, 건조 처리중인 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높아지도록 기판(2)을 가열하고, 그 후, 건조 처리를 행하도록 하고 있다.
이 때문에 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 건조 처리시에 휘발성을 갖는 건조액의 기화열에 의해 기판(2)의 표면 온도가 저하되어도, 기판(2) 표면이 건조액에 노출되기 전의 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높아져 있기 때문에, 기판(2) 표면에서 결로가 생기지 않고, 기판(2) 표면에 워터마크가 발생하여 미세한 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 장치(1)에서는, 기판 가열 공정에서 기판(2)에 고온의 린스액을 공급함으로써 기판(2)을 가열하도록 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 고온의 건조액을 기판(2)에 공급하여 기판(2)을 가열하도록 하여도 좋다. 또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 기판 처리부(52)로서 테이블(29) 위쪽에 LED 램프(53)를 배치하고, LED 램프(53)로 기판(2)을 조사함으로써 기판(2)을 가열하도록 구성할 수도 있다. LED 램프(53)의 조사에 의해 기판(2)의 온도를 급속하게 승온할 수 있기 때문에, 기판(2) 표면이 건조액에 노출되지 않도록 건조액의 액막을 유지하는 시간이 짧아도 좋아, 건조액의 소비량을 억제할 수 있다. 또한, 건조액의 공급을 시작하기 전에, 기판 표면의 온도를 노점 온도보다 높아질 때까지 승온하여도 좋다. 또한 도 12에 도시하는 바와 같이, 기판 처리부(54)로서 테이블(29) 중앙부에 토출구(55)를 형성하고, 토출구(55)로부터 고온의 유체(여기서는, 린스액)를 공급하여, 기판(2) 이면으로부터 기판(2)을 가열하도록 구성할 수도 있다. 이들 실시형태에서도, 기판(2) 표면 위에 린스액이나 건조액의 액막을 유지하여, 기판(2) 표면을 노출시키지 않고, 기판 표면의 온도가 노점 온도보다 높아질 때까지 가열하도록 하고 있다.
또한, 기판 가열 공정은, 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 건조 처리 공정보다 이전에 행하도록 하고 있지만, 기판(2) 표면이 건조액에 노출되기 전에 기판(2)을 가열하도록 하면 좋고, 건조 처리 공정 시작시에 노점 온도보다 높은 온도까지 승온시키지 않아도 좋다. 즉, 건조 처리 공정중에 기판 가열 공정을 행하도록 하여도 좋다. 예컨대 액처리 공정(린스 처리 공정)이 종료된 후에, 건조액을 기판(2)에 공급하고, 기판(2) 이면에 고온(예컨대 30℃∼80℃)의 순수를 일정 시간(예컨대 5초간) 공급하고 정지하여 기판(2)을 가열하며, 그 후(예컨대, 5초 후), 건조액과 함께 비활성 가스를 기판(2)에 공급하도록 하여도 좋다. 이 경우, 기판(2)의 이면에 고온의 건조액을 공급하여도 좋지만, 건조액의 소비량을 억제하기 위해서는, 고온의 순수를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 기판(2)의 표면 온도가 노점 온도보다 높은 온도까지 가열된 시점에서, 고온의 순수나 건조액의 공급을 정지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 세정액으로서 불화수소를 이용하고, 린스액으로서 순수를 이용하며, 휘발성 처리액으로서 IPA를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 처리액을 이용한 경우나 에칭 처리 등 다른 처리를 행하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
1: 기판 처리 장치, 2: 기판, 3: 캐리어, 4: 기판 반입출대, 5: 기판 반송실, 6: 기판 처리실, 7: 전측 벽, 8: 기판 반송 장치, 9: 기판 전달대, 10: 기판 반송 장치, 11∼22: 기판 처리부, 23: 기판 유지 수단, 24: 처리액 공급 수단, 25: 휘발성 처리액 공급 수단, 26: 비활성 가스 토출 수단, 27: 제어 수단, 28: 회전축, 29: 테이블, 30: 기판 유지체, 31: 회전 구동 기구, 32: 컵, 33: 승강 기구, 34: 처리액 토출 노즐, 35: 이동 기구, 36: 세정액 공급원, 37: 린스액 공급원, 38: 혼합기, 39: 유량 조정기, 40: 유량 조정기, 41: 히터, 42: 건조액 토출 노즐, 43: 이동 기구, 44: 건조액 공급원, 45: 유량 조정기, 46: 비활성 가스 토출 노즐, 47: 이동 기구, 48: 비활성 가스 공급원, 49: 유량 조정기, 50: 기록 매체, 51: 히터, 52: 기판 처리부, 53: LED 램프, 54: 기판 처리부, 55: 토출구

Claims (8)

  1. 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액을 공급하는 것에 의해 건조 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 기판의 표면에 처리액을 공급하여 액처리하는 공정과,
    상기 처리액의 액막이 형성된 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하는 공정과,
    상기 휘발성 처리액의 액막이 형성된 상기 기판을 가열하는 공정과,
    상기 기판에의 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정과,
    상기 휘발성 처리액을 제거하여 기판을 건조하는 공정
    을 포함하고,
    상기 기판을 가열하는 공정은, 가열한 상기 처리액을 상기 기판의 이면에 공급하는 것에 의해, 상기 휘발성 처리액의 액막을 유지한 상태에서 상기 기판의 표면을 노출시키지 않고, 상기 기판 표면의 온도가 노점 온도보다 높아질 때까지 가열하고,
    상기 기판에의 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정은, 상기 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높은 온도에서, 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열된 처리액으로서 30℃∼70℃의 처리액을 이용한 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가열된 처리액으로서 30℃∼70℃의 처리액을 이용하고, 상기 휘발성 처리액으로서 20℃∼70℃의 휘발성 처리액을 이용한 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 휘발성 처리액은 가열된 휘발성 처리액이고,
    상기 기판의 건조 공정은, 상기 가열된 처리액을 정지시킨 후, 상기 가열된 휘발성 처리액을 기판 표면의 중심으로부터 기판 표면의 외주를 향하여 이동시켜 공급하는 것을 포함한 기판 처리 방법.
  5. 기판을 처리액으로 액처리한 후에 휘발성 처리액을 공급하는 것에 의해 건조 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 기판의 표면 및 이면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 수단과,
    상기 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하기 위한 휘발성 처리액 공급 수단과,
    상기 기판을 가열하기 위한 기판 가열 수단과,
    상기 휘발성 처리액 공급 수단 및 상기 기판 가열 수단을 제어하기 위한 제어 수단
    을 포함하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 처리액 공급 수단으로부터 상기 기판의 표면에 처리액을 공급하여 상기 기판을 액처리하는 공정과,
    상기 휘발성 처리액 공급 수단으로부터 상기 처리액의 액막이 형성된 상기 기판의 표면에 휘발성 처리액을 공급하는 공정과,
    상기 기판 가열 수단에 의해서 상기 휘발성 처리액의 액막이 형성된 상기 기판을 가열하는 공정과,
    상기 휘발성 처리액 공급 수단으로부터 상기 기판에의 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정과,
    상기 휘발성 처리액을 제거하여 상기 기판을 건조하는 공정
    을 실행하고,
    상기 기판을 가열하는 공정은, 가열한 상기 처리액을 상기 기판의 이면에 공급하는 것에 의해 상기 휘발성 처리액의 액막을 유지한 상태에서, 상기 기판의 표면을 노출시키지 않고, 상기 기판 표면의 온도가 노점 온도보다 높아질 때까지 가열하고,
    상기 기판에의 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 공정은, 상기 기판의 표면 온도가 노점 온도보다 높은 온도에서, 상기 휘발성 처리액의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가열된 처리액으로서 30℃∼70℃의 처리액을 이용한 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 가열된 처리액으로서 30℃∼70℃의 처리액을 이용하고, 상기 휘발성 처리액으로서 20℃∼70℃의 휘발성 처리액을 이용한 기판 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 휘발성 처리액은 가열된 휘발성 처리액이고,
    상기 기판의 건조 공정은, 상기 가열된 처리액을 정지시킨 후, 상기 가열된 휘발성 처리액을 기판 표면의 중심으로부터 기판 표면의 외주를 향하여 이동시켜 공급하는 것을 포함한 기판 처리 장치.
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