KR102035950B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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도모미 이와타
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 수평 자세로 유지된 기판을, 처리액을 사용하여 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 기판의 상면에 부착되어 있는 처리액을, 당해 처리액보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체로 치환하는 치환 공정을 포함하고, 상기 치환 공정은, 상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면 중앙부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 중앙부 토출 공정과, 상기 중앙부 토출 공정과 병행하여, 상기 상면을 따라 흐르는 기류를 형성하기 위해, 상기 기판의 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정과, 상기 중앙부 토출 공정 및 상기 불활성 가스 공급 공정과 병행하여, 상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면 주연부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 주연부 토출 공급 공정을 실행한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
본 발명은, 저표면 장력 액체를 사용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판의 예에는, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면이 처리액으로 처리된다. 기판을 1 매씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치는, 기판을 거의 수평으로 유지하면서, 그 기판을 회전시키는 스핀 척과, 이 스핀 척에 의해 회전되는 기판의 표면에 처리액을 공급하기 위한 노즐을 구비하고 있다.
전형적인 기판 처리 공정에서는, 스핀 척에 유지된 기판에 대해 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급되고, 그것에 의해, 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 그 후, 기판 상의 린스액을 배제하기 위한 스핀 드라이 공정이 실시된다. 스핀 드라이 공정에서는, 기판이 고속 회전됨으로써, 기판에 부착되어 있는 린스액이 털어져 제거 (건조) 된다. 일반적인 린스액은 탈이온수이다.
기판의 표면에 미세한 패턴이 형성되어 있는 경우에, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴의 내부에 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있고, 그것에 의해, 건조 불량이 생길 우려가 있다. 그래서, 린스액에 의한 처리 후의 기판의 표면에, 이소프로필알코올 (isopropyl alcohol ： IPA) 등의 유기 용제를 공급하여, 기판의 표면의 패턴의 간극에 들어간 린스액을 유기 용제로 치환함으로써 기판의 표면을 건조시키는 수법이 제안되고 있다.
도 18 에 나타내는 바와 같이, 기판의 고속 회전에 의해 기판을 건조시키는 스핀 드라이 공정에서는, 액면 (공기와 액체의 계면) 이, 패턴 내에 형성된다. 이 경우, 액면과 패턴의 접촉 위치에, 액체의 표면 장력이 작용한다. 이 표면 장력은, 패턴을 도괴시키는 원인의 하나이다.
하기 특허문헌 1 에 기재된 바와 같이, 린스 처리 후 스핀 드라이 공정 전에 유기 용제의 액체를 기판의 표면에 공급하는 경우에는, 유기 용제의 액체가 패턴의 사이에 들어간다. 유기 용제의 표면 장력은, 전형적인 린스액인 물보다 낮다. 그 때문에, 표면 장력에서 기인하는 패턴 도괴의 문제가 완화된다.
또, 특허문헌 1 에 기재된 기판 처리 장치는, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 상면 중앙부에 대향 배치되고, 기판의 상면 중앙부를 향하여 IPA 를 토출하는 용제 노즐과, 용제 노즐을 내포하면서 유지하고, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 상방에서 불활성 가스를 토출하는 중심 기체 노즐을 포함한다.
린스 처리 후에 있어서, 중심 기체 노즐로부터 불활성 가스가 토출된다. 이로써, 기판의 상면 전역을 덮는 순수 (純水) 의 액막을 따라 방사상으로 흐르는 질소 가스의 기류가 형성된다. 또, 중심 기체 노즐로부터의 불활성 가스의 토출에 병행하여, 회전 상태의 기판의 상면 중앙부를 향하여 용제 노즐로부터 IPA 가 토출된다.
일본 공개특허공보 2014－110404호
특허문헌 1 에 기재된 수법에서는, 기판의 상면 중앙부에 대향 배치된 용제 노즐로부터 저표면 장력 액체 (IPA) 가 토출되므로, 용제 노즐로부터 토출된 저표면 장력 액체는, 기판의 상면 중앙부에 공급된다. 그 때문에, 기판의 상면 주연부 (周緣部) 에 충분한 양의 저표면 장력 액체가 널리 퍼지지 않고, 기판의 상면 주연부에 부착되어 있는 린스액이, 저표면 장력 액체로 양호하게 치환되지 않을 우려가 있다. 즉, 기판의 상면 주연부에 있어서의 저표면 장력 액체로의 치환 성능이 낮을 우려가 있다. 치환 공정에 있어서 기판의 상면 주연부에서의 치환 성능이 낮으면, 그 후에 실행되는 스핀 드라이 공정에 있어서, 기판의 상면 주연부에서 패턴이 도괴될 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 기판의 상면 주연부에 있어서의 패턴의 도괴를 보다 효과적으로 억제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명은, 수평 자세로 유지된 기판을, 처리액을 사용하여 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 기판의 상면에 부착되어 있는 처리액을, 당해 처리액보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체로 치환하는 치환 공정을 포함하고, 상기 치환 공정은, 상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면 중앙부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 중앙부 토출 공정과, 상기 중앙부 토출 공정과 병행하여, 상기 상면을 따라 흐르는 기류를 형성하기 위해, 상기 기판의 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정과, 상기 중앙부 토출 공정 및 상기 불활성 가스 공급 공정과 병행하여, 상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면 주연부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 주연부 토출 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
또한, 괄호 내의 숫자 등은, 후술하는 실시 형태에 있어서의 대응 구성 요소 등을 나타내지만, 이것은, 물론, 본 발명이 그들의 실시 형태에 한정되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 이하, 이 항에 있어서 동일하다.
이 방법에 의하면, 치환 공정에 있어서, 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터의 기판의 상면 중앙부로의 저표면 장력 액체의 토출과, 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터의 기판의 상면 주연부로의 저표면 장력 액체의 토출과, 기판의 상방으로의 불활성 가스의 공급을 서로 병행하여 실시한다.
기판의 상면 중앙부로의 저표면 장력 액체의 토출에 병행하여, 기판의 상면 주연부로의 저표면 장력 액체의 토출을 실시하므로, 기판의 상면 중앙부 뿐만이 아니라 기판의 상면 주연부에도, 충분한 양의 저표면 장력 액체를 널리 퍼지게 할 수 있다.
또, 기판의 상면으로의 저표면 장력 액체의 공급에 병행하여, 기판의 상방에 불활성 가스를 공급함으로써, 기판의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류가 형성된다. 이 불활성 가스의 기류에 의해, 기판의 상면 상의 공간의 습도를 낮게 유지할 수 있다. 기판의 상면 상의 공간의 습도가 높은 상태로 기판의 상면에 저표면 장력 액체를 공급한다고 가정하면, 기판의 상면에 공급된 저표면 장력 액체가 상기 공간의 분위기에 포함되는 수분에 용해됨으로써, 기판의 상면 상에 존재하는 저표면 장력 액체의 양이 감소하고, 그 결과, 저표면 장력 액체로의 치환 성능이 저하될 우려가 있다. 이것에 대해, 본 발명에서는, 치환 공정에 있어서의, 기판의 상면 상의 공간의 습도를 낮게 유지함으로써, 기판에 공급된 저표면 장력 액체가, 기판의 상면 상의 공간의 분위기 중의 수분에 용해되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, 기판의 상면 상에 공급된 저표면 장력 액체의 액량의 감소를 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
따라서, 충분한 액량의 저표면 장력 액체를 기판의 상면 주연부에 공급할 수 있음과 함께, 기판의 상면 주연부에 공급된 저표면 장력 액체의 감소를 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 기판의 상면 주연부에 있어서의 저표면 장력 액체로의 치환 성능의 향상을 도모할 수 있다. 그러므로, 기판의 상면 주연부에 있어서의 패턴의 도괴를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 주연부 토출 공정은, 상기 저표면 장력 액체의 액적을 상기 상면 주연부에 토출하는 액적 토출 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 상면 주연부에 공급되는 저표면 장력 액체는, 저표면 장력 액체의 액적이다. 그 때문에, 기판의 상면 주연부에 있어서의 저표면 장력 액체의 액적의 공급 영역에는, 저표면 장력 액체의 액적의 충돌에 의해, 물리력이 부여된다. 이로써, 기판의 상면 주연부에 있어서의 저표면 장력 액체로의 치환 성능의 향상을, 보다 한층 도모할 수 있다.
또, 상기 액적 토출 공정은, 상기 저표면 장력 액체와 기체를 혼합시킴으로써 생성된 상기 저표면 장력 액체의 액적을 토출하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 저표면 장력 액체와 기체를 혼합시킴으로써, 저표면 장력 액체의 액적을 제조할 수 있다. 이로써, 저표면 장력 액체의 액적의 기판의 상면으로의 공급을, 간단하게 실현할 수 있다.
또, 상기 액적 토출 공정은, 복수의 분사구로부터 상기 저표면 장력 액체의 액적을 분사하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 액적 토출 공정에 있어서 기판의 상면을 향하여 기체를 내뿜지 않기 때문에, 저표면 장력 액체의 액적을 기판의 상면에 공급할 때에, 기판의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류를 저해하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이 결과, 기판의 주연부의 상방을 불활성 가스에 의해 확실하게 덮을 수 있고, 이로써, 기판의 주연부의 상방의 분위기를 보다 한층 저습도로 유지할 수 있다.
또, 상기 방법은, 상기 액적 토출 공정과 병행하여, 상기 상면에 있어서의 상기 저표면 장력 액체의 상기 액적의 공급 영역을, 상기 상면 주연부에서 이동시키는 공급 영역 이동 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 액적 토출 공정에 있어서 기판의 상면에 있어서의 저표면 장력 액체의 액적의 공급 영역을 상면 주연부에서 이동시킨다. 그 때문에, 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터 분사된 저표면 장력 액체의 액적을 기판의 상면 주연부의 광범위에 공급할 수 있다. 이로써, 기판의 상면 주연부의 광범위에 있어서, 저표면 장력 액체로의 치환 성능을 향상시킬 수 있다.
이 발명은, 처리액을 사용하여 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치로서, 상기 기판을 수평 자세로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판의 상방에 배치되어, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 상기 처리액보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체를 토출하기 위한 제 1 저표면 장력 액체 노즐과, 상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 제 1 저표면 장력 액체 공급 기구와, 상기 기판의 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과, 상기 기판의 상방에 배치되어, 상기 상면 주연부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하기 위한 제 2 저표면 장력 액체 노즐과, 상기 제 2 저표면 장력 액체 노즐에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 제 2 저표면 장력 액체 공급 기구를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 저표면 장력 액체 공급 기구 그리고 상기 불활성 가스 공급 유닛을 제어하여, 상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면 중앙부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 중앙부 토출 공정과, 상기 중앙부 토출 공정 과 병행하여, 상기 상면을 따라 흐르는 기류를 형성하기 위해, 상기 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정과, 상기 중앙부 토출 공정 및 상기 불활성 가스 공급 공정과 병행하여, 상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면 주연부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하는 주연부 토출 공급 공정을 실행하는 제어 장치를 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 치환 공정에 있어서, 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터의 기판의 상면 중앙부로의 저표면 장력 액체의 토출과, 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터의 기판의 상면 주연부로의 저표면 장력 액체의 토출과, 기판의 상방으로의 불활성 가스의 공급을 서로 병행하여 실시한다.
기판의 상면 중앙부로의 저표면 장력 액체의 토출에 병행하여, 기판의 상면 주연부로의 저표면 장력 액체의 토출을 실시하므로, 기판의 상면 중앙부 뿐만이 아니라 기판의 상면 주연부에도, 충분한 양의 저표면 장력 액체를 널리 퍼지게 할 수 있다.
또, 기판의 상면으로의 저표면 장력 액체의 공급에 병행하여, 기판의 상방에 불활성 가스를 공급함으로써, 기판의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류가 형성된다. 이 불활성 가스의 기류에 의해, 기판의 상면 상의 공간의 습도를 낮게 유지할 수 있다. 기판의 상면 상의 공간의 습도가 높은 상태로 기판의 상면에 저표면 장력 액체를 공급한다고 가정하면, 기판의 상면에 공급된 저표면 장력 액체가 상기 공간의 분위기에 포함되는 수분에 용해됨으로써, 기판의 상면 상에 존재하는 저표면 장력 액체의 양이 감소하고, 그 결과, 저표면 장력 액체로의 치환 성능이 저하될 우려가 있다. 이것에 대해, 본 발명에서는, 치환 공정에 있어서의, 기판의 상면 상의 공간의 습도를 낮게 유지함으로써, 기판에 공급된 저표면 장력 액체가, 기판의 상면 상의 공간의 분위기 중의 수분에 용해되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, 기판의 상면 상에 공급된 저표면 장력 액체의 액량의 감소를 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
따라서, 충분한 액량의 저표면 장력 액체를 기판의 상면 주연부에 공급할 수 있음과 함께, 기판의 상면 주연부에 공급된 저표면 장력 액체의 감소를 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 기판의 상면 주연부에 있어서의 저표면 장력 액체로의 치환 성능의 향상을 도모할 수 있다. 그러므로, 기판의 상면 주연부에 있어서의 패턴의 도괴를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 기판의 상방에서 불활성 가스를 토출함으로써, 상기 상면을 따라 상기 상면 중앙부로부터 상기 상면 주연부로 방사상으로 퍼지는 상기 기류를 형성시키는 불활성 가스 노즐을 포함하고, 상기 제 2 저표면 장력 액체 노즐은, 상기 기판의 주연부의 상방이고 또한 상기 기류보다 상방에 배치되어 있다.
이 구성에 의하면, 불활성 가스 노즐로부터 토출된 불활성 가스는, 기판의 상면을 따라, 기판의 상면 중앙부로부터 상면 주연부로 방사상으로 퍼지는 기류를 형성한다. 이 불활성 가스의 기류의 상방에, 제 2 저표면 장력 액체 노즐을 배치한다. 그 때문에, 제 2 저표면 장력 액체 노즐이, 기판의 상면 중앙부로부터 상면 주연부를 향하여 기판의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류를 저해하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 기판의 주연부의 상방의 분위기를 보다 한층 저습도로 유지할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 추가로 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시 형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시 형태에 관련된 기판 처리 방법을 실행하기 위한 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치에 구비된 제 1 유기 용제 노즐의 구성을 도해적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 공통 노즐의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
도 5 는, 제 1 유기 용제 노즐 및 공통 노즐의 이동을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 6 은, 스핀 척 및 하면 노즐을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 7 은, 하면 노즐의 모식적인 평면도이다.
도 8 은, 노즐부의 길이 방향으로 하면 노즐을 본 부분 단면도이다.
도 9 는, 도 8 에 나타내는 IX-IX 선을 따른 하면 노즐의 단면도이다.
도 10 은, 도 7 에 나타내는 X-X 선을 따른 노즐부의 연직 단면을 나타내는 도면이다.
도 11 은, 노즐부가 온조액을 토출하고 있는 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 12 는, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13 은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14 는, 상기 치환 공정 및 상기 스핀 드라이 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 15a ∼ 15b 는, 상기 치환 공정의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 15c ∼ 15d 는, 상기 치환 공정의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 15e 는, 제 1 스핀 드라이 공정의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 15f 는, 제 2 스핀 드라이 공정의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 16 은, 이 발명의 다른 실시 형태에 관련된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 17a 는, 처리 유닛에 포함되는 액적 노즐의 구성을 도해적으로 나타내는 단면도이다.
도 17b 는, 액적 노즐의 모식적인 평면도이다.
도 18 은, 표면 장력에 의한 패턴 도괴의 원리를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시 형태에 관련된 기판 처리 방법을 실행하기 위한 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을, 유기 용제나 처리 가스에 의해 1 매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 유기 용제를 사용하여 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 에서 처리되는 복수매의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다. 반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 반송 로봇 (CR) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
처리 유닛 (2) 은, 내부 공간을 갖는 상자형의 처리 챔버 (4) 와, 처리 챔버 (4) 내에서 1 매의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하여, 기판 (W) 의 중심을 통과하는 연직인 회전 축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 유닛) (5) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에, 처리액의 일례로서의 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛 (6) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에, 처리액의 일례로서의 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛 (7) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면 (기판 (W) 의 표면) 에, 유기 용제 (저표면 장력 액체) 의 일례의 IPA 를 공급하기 위한 제 1 유기 용제 공급 유닛 (8) 과, 유기 용제의 일례의 IPA 를 공급하기 위한 제 2 유기 용제 공급 유닛 (9) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상방에, 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급 유닛 (10) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 하면 (기판 (W) 의 이면) 에, 온조 유체의 일례인 온수를 공급하는 하면 공급 유닛 (11) 과, 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 통형상의 처리 컵 (12) 을 포함한다.
처리 챔버 (4) 는, 상자형의 격벽 (13) 과, 격벽 (13) 의 상부로부터 격벽 (13) 내 (처리 챔버 (4) 내에 상당) 에 청정 공기를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU (팬·필터·유닛) (14) 와, 격벽 (13) 의 하부로부터 처리 챔버 (4) 내의 기체를 배출하는 배기 장치 (15) 를 포함한다.
FFU (14) 는 격벽 (13) 의 상방에 배치되어 있고, 격벽 (13) 의 천정에 장착되어 있다. FFU (14) 는, 격벽 (13) 의 천정으로부터 처리 챔버 (4) 내에 청정 공기를 보낸다. 배기 장치 (15) 는, 처리 컵 (12) 내에 접속된 배기 덕트 (16) 를 개재하여 처리 컵 (12) 의 저부에 접속되어 있고, 처리 컵 (12) 의 저부로부터 처리 컵 (12) 의 내부를 흡인한다. FFU (14) 및 배기 장치 (15) 에 의해, 처리 챔버 (4) 내에 다운 플로우 (하강류) 가 형성된다.
스핀 척 (5) 으로서 기판 (W) 을 수평 방향으로 끼워 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 협지식의 척이 채용되고 있다. 구체적으로는, 스핀 척 (5) 은, 스핀 모터 (17) 와, 이 스핀 모터 (17) 의 구동축과 일체화된 스핀축 (18) 과, 스핀축 (18) 의 상단에 대략 수평으로 장착된 원판상의 스핀 베이스 (19) 를 포함한다.
스핀 베이스 (19) 는, 기판 (W) 의 외경 (약 300 mm) 보다 큰 외경을 갖는 수평인 원형의 상면 (19a) 을 포함한다. 상면 (19a) 에는, 그 주연부에 복수개 (3 개 이상. 예를 들어 4 개) 의 협지 부재 (20) (도 6 을 아울러 참조) 가 배치되어 있다. 복수개의 협지 부재 (20) 는, 스핀 베이스 (19) 의 상면 주연부에 있어서, 기판 (W) 의 외주 형상에 대응하는 원주 상에서 적당한 간격을 두고 예를 들어 등간격으로 배치되어 있다.
약액 공급 유닛 (6) 은, 약액 노즐 (21) 을 포함한다. 약액 노즐 (21) 은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐이며, 스핀 척 (5) 의 상방에서, 그 토출구를 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 고정적으로 배치되어 있다. 약액 노즐 (21) 에는, 약액 공급원으로부터의 약액이 공급되는 약액 배관 (22) 이 접속되어 있다. 약액 배관 (22) 의 도중부에는, 약액 노즐 (21) 로부터의 약액의 토출/공급 정지를 전환하기 위한 약액 밸브 (23) 가 끼워 장착되어 있다. 약액 밸브 (23) 가 열리면, 약액 배관 (22) 으로부터 약액 노즐 (21) 에 공급된 연속류의 약액이, 약액 노즐 (21) 의 하단에 설정된 토출구로부터 토출된다. 또, 약액 밸브 (23) 가 닫혀지면, 약액 배관 (22) 으로부터 약액 노즐 (21) 로의 약액의 토출이 정지된다.
약액의 구체예는, 에칭액 또는 세정액이다. 한층 더 구체적으로는, 약액은, 불산, SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액), SC2 (염산과산화수소수 혼합액), 불화암모늄, 버퍼드불산 (불산과 불화암모늄의 혼합액) 등이어도 된다.
린스액 공급 유닛 (7) 은, 린스액 노즐 (24) 을 포함한다. 린스액 노즐 (24) 은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐이며, 스핀 척 (5) 의 상방에서, 그 토출구를 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 고정적으로 배치되어 있다. 린스액 노즐 (24) 에는, 린스액 공급원으로부터의 린스액이 공급되는 린스액 배관 (25) 이 접속되어 있다. 린스액 배관 (25) 의 도중부에는, 린스액 노즐 (24) 로부터의 린스액의 토출/공급 정지를 전환하기 위한 린스액 밸브 (26) 가 끼워 장착되어 있다. 린스액 밸브 (26) 가 열리면, 린스액 배관 (25) 으로부터 린스액 노즐 (24) 에 공급된 연속류의 린스액이, 린스액 노즐 (24) 의 하단에 설정된 토출구로부터 토출된다. 또, 린스액 밸브 (26) 가 닫혀지면, 린스액 배관 (25) 으로부터 린스액 노즐 (24) 로의 린스액의 토출이 정지된다. 린스액은, 예를 들어 탈이온수 (DIW) 이지만, DIW 에 한정하지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
또한, 약액 노즐 (21) 및 린스액 노즐 (24) 은, 각각, 스핀 척 (5) 에 대해 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 예를 들어, 스핀 척 (5) 의 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 아암에 장착되고, 이 아암의 요동에 의해 기판 (W) 의 상면에 있어서의 처리액 (약액 또는 린스액) 의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다.
제 1 유기 용제 공급 유닛 (8) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 유기 용제의 액적을 공급하기 위한 제 1 유기 용제 노즐 (제 1 저표면 장력 액체 노즐) (27) 과, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 이 선단부에 장착된 제 1 노즐 아암 (28) 과, 제 1 노즐 아암 (28) 에 접속되어, 제 1 요동 축선 (A2) 둘레로 제 1 노즐 아암 (28) 을 요동시키는 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 을 포함한다. 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 이 제 1 노즐 아암 (28) 을 요동함으로써, 평면에서 보아 기판 (W) 의 상면 중앙부를 지나는 궤적 (X1) (도 5 참조) 을 따라 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을 수평으로 이동시킨다.
제 1 유기 용제 노즐 (27) 은, 유기 용제의 미소의 액적을 분출하는 이류체 노즐의 형태를 가지고 있다. 제 1 유기 용제 노즐 (27) 에는, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 에 유기 용제와 기체를 공급하는 제 1 유기 용제 공급 기구 (제 1 저표면 장력 액체 공급 기구) (27A) 가 접속되어 있다. 제 1 유기 용제 공급 기구 (27A) 는, 유기 용제 공급원으로부터의 상온의 액체의 유기 용제 (IPA) 를 제 1 유기 용제 노즐 (27) 에 공급하는 제 1 유기 용제 배관 (30) 과, 기체 공급원으로부터의 기체를 제 1 유기 용제 노즐 (27) 에 공급하는 기체 배관 (31) 을 포함한다.
제 1 유기 용제 배관 (30) 에는, 제 1 유기 용제 배관 (30) 으로부터 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로의 유기 용제의 토출 및 공급 정지를 전환하는 제 1 유기 용제 밸브 (32) 와, 제 1 유기 용제 배관 (30) 의 개도를 조절하여, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터 토출되는 유기 용제의 유량을 조정하기 위한 제 1 유량 조정 밸브 (33) 가 끼워 장착되어 있다. 도시는 하지 않지만, 제 1 유량 조정 밸브 (33) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와 개방 위치와 폐쇄 위치의 사이에서 밸브체를 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 동일하다.
기체 배관 (31) 에는, 기체 배관 (31) 으로부터 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로의 기체의 토출 및 공급 정지를 전환하는 기체 밸브 (34) 가 끼워 장착되어 있다. 제 1 유기 용제 노즐 (27) 에 공급되는 기체로서는, 일례로서 질소 가스 (N2) 를 예시할 수 있지만, 질소 가스 이외의 불활성 가스, 예를 들어 건조 공기나 청정 공기 등을 채용할 수도 있다.
도 3 은, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 구성을 도해적으로 나타내는 단면도이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 은, 거의 원기둥상의 외형을 가지고 있다. 제 1 유기 용제 노즐 (27) 은, 케이싱을 구성하는 외통 (36) 과 외통 (36) 의 내부에 끼워넣어진 내통 (37) 을 포함한다.
외통 (36) 및 내통 (37) 은, 각각 공통의 중심 축선 (CL) 상에 동축 배치되어 있고, 서로 연결되어 있다. 내통 (37) 의 내부 공간은, 제 1 유기 용제 배관 (30) 으로부터의 유기 용제가 유통되는 직선상의 유기 용제 유로 (38) 로 되어 있다. 또, 외통 (36) 및 내통 (37) 의 사이에는, 기체 배관 (31) 으로부터 공급되는 기체가 유통되는 원통상의 기체 유로 (39) 가 형성되어 있다.
유기 용제 유로 (38) 는, 내통 (37) 의 상단에서 유기 용제 도입구 (40) 로서 개구되어 있다. 유기 용제 유로 (38) 에는, 이 유기 용제 도입구 (40) 를 통하여 제 1 유기 용제 배관 (30) 으로부터의 유기 용제가 도입된다. 또, 유기 용제 유로 (38) 는, 내통 (37) 의 하단에서, 중심 축선 (CL) 상에 중심을 갖는 원형의 유기 용제 토출구 (41) 로서 개구되어 있다. 유기 용제 유로 (38) 에 도입된 유기 용제는, 이 유기 용제 토출구 (41) 로부터 토출된다.
기체 유로 (39) 는, 중심 축선 (CL) 과 공통의 중심 축선을 갖는 원통상의 간극이며, 외통 (36) 및 내통 (37) 의 상단부에서 폐색되고, 외통 (36) 및 내통 (37) 의 하단에서, 중심 축선 (CL) 상에 중심을 가지며, 유기 용제 토출구 (41) 를 둘러싸는 원환상의 기체 토출구 (42) 로서 개구되어 있다. 기체 유로 (39) 의 하단부는, 기체 유로 (39) 의 길이 방향에 있어서의 중간부보다 유로 면적이 작게 되고, 하방으로 향해 소직경으로 되어 있다. 또, 외통 (36) 의 중간부에는, 기체 유로 (39) 에 연통하는 기체 도입구 (43) 가 형성되어 있다.
기체 도입구 (43) 에는, 외통 (36) 을 관통한 상태로 기체 배관 (31) 이 접속되어 있고, 기체 배관 (31) 의 내부 공간과 기체 유로 (39) 가 연통되어 있다. 기체 배관 (31) 으로부터의 기체는, 이 기체 도입구 (43) 를 통하여 기체 유로 (39) 에 도입되고, 기체 토출구 (42) 로부터 토출된다.
기판 (W) 의 상면에 유기 용제 토출구 (41) 가 대향하도록, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을 기판 (W) 의 상방에 배치한다. 이 실시 형태에서는, 이 배치 상태에 있는 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 하단 (외통 (36) 의 하단) 과 기판 (W) 의 사이의 간격 (W2) 은, 예를 들어 약 20 mm 로 설정되어 있다. 이 간격 (W2) 은, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 하단이, 후술하는 기판 (W) 의 상면을 따라 흐르는 방사상 기류 (기체 토출구 (55, 56, 57) 로부터 토출되는 불활성 가스의 기류) 의 높이 위치보다 높아지도록 설정되어 있다.
기체 밸브 (34) 를 열어 기체 토출구 (42) 로부터 기체를 토출시키면서, 제 1 유기 용제 밸브 (32) 를 열어 유기 용제 토출구 (41) 로부터 유기 용제를 토출시킴으로써, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 근방에서 유기 용제에 기체를 충돌 (혼합) 시킴으로써 유기 용제의 미소의 액적을 생성할 수 있고, 유기 용제를 분무상으로 토출할 수 있다. 이로써, 유기 용제의 액적의 기판 (W) 의 상면으로의 공급을, 간단하게 실현할 수 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 유기 용제 공급 유닛 (9) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 유기 용제의 연속류를 공급하기 위한 제 2 유기 용제 노즐 (제 2 저표면 장력 액체 노즐) (44) 과, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 이 선단부에 장착된 제 2 노즐 아암 (45) 과, 제 2 노즐 아암 (45) 에 접속되고, 제 2 요동 축선 (A3) 둘레로 제 2 노즐 아암 (45) 을 요동시키는 제 2 노즐 이동 유닛 (46) 을 포함한다. 제 2 노즐 이동 유닛 (46) 이 제 2 노즐 아암 (45) 을 요동함으로써, 평면에서 보아 기판 (W) 의 상면 중앙부를 지나는 궤적 (X2) (도 5 참조) 을 따라 제 2 유기 용제 노즐 (44) 을 수평으로 이동시킨다.
제 2 유기 용제 노즐 (44) 은, 연직 방향을 따른 직관으로 구성되어 있다. 제 2 유기 용제 노즐 (44) 에는, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 에 유기 용제를 공급하는 제 2 유기 용제 공급 기구 (제 2 저표면 장력 액체 공급 기구) (44C) 가 접속되어 있다. 제 2 유기 용제 공급 기구 (44C) 는, 유기 용제 공급원으로부터의 상온의 유기 용제 (IPA) 의 액체를 제 2 유기 용제 노즐 (44) 에 공급하는 제 2 유기 용제 배관 (47) 과, 제 2 유기 용제 배관 (47) 에 끼워 장착되고, 제 2 유기 용제 배관 (47) 으로부터 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로의 유기 용제의 토출 및 공급 정지를 전환하는 제 2 유기 용제 밸브 (48) 와, 제 2 유기 용제 배관 (47) 에 끼워 장착되고, 제 2 유기 용제 배관 (47) 의 개도를 조절하여, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터 토출되는 유기 용제의 유량을 조정하기 위한 제 2 유량 조정 밸브 (49) 를 포함한다. 제 2 유기 용제 밸브 (48) 가 열리면, 제 2 유기 용제 배관 (47) 으로부터 제 2 유기 용제 노즐 (44) 에 공급된 연속류의 유기 용제가, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 의 하단에 설정된 토출구로부터 토출된다. 또, 제 2 유기 용제 밸브 (48) 가 닫혀지면, 제 2 유기 용제 배관 (47) 으로부터 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로의 유기 용제의 토출이 정지된다.
불활성 가스 공급 유닛 (10) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 기체를 토출하기 위한 불활성 가스 노즐 (52) 을 구비하고 있다. 불활성 가스 노즐 (52) 은, 기판 (W) 의 상방을 질소 가스 분위기로 덮기 위한 노즐이다. 불활성 가스 노즐 (52) 에는, 불활성 가스 배관 (50) 이 결합되어 있다. 불활성 가스 배관 (50) 에는, 그 유로를 개폐하는 불활성 가스 밸브 (51) 가 끼워 장착되어 있다.
이 실시 형태에서는, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 에, 불활성 가스 노즐 (52) 이 일체로 결합되어 있다. 그 때문에, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 및 불활성 가스 노즐 (52) 이, 공통 노즐 (CN) 에 구비되어 있다. 즉, 공통 노즐 (CN) 은, 유기 용제를 토출하는 유기 용제 노즐로서의 기능과, 질소 가스 등의 불활성 가스를 토출하는 불활성 가스 노즐로서의 기능을 가지고 있다.
도 4 는, 공통 노즐 (CN) (불활성 가스 노즐 (52)) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
불활성 가스 노즐 (52) 은, 하단에 플랜지부 (53) 를 갖는 원통상의 노즐 본체 (54) 를 가지고 있다. 노즐 본체 (54) 의 최외경은, 예를 들어 약 95 ∼ 약 120 mm 이다. 플랜지부 (53) 의 측면인 외주면에는, 상측 기체 토출구 (55) 및 하측 기체 토출구 (56) 가, 각각 환상으로 외방을 향하여 개구하고 있다. 상측 기체 토출구 (55) 및 하측 기체 토출구 (56) 는, 상하로 간격을 두고 배치되어 있다. 노즐 본체 (54) 의 하면에는, 중심 기체 토출구 (57) 가 배치되어 있다.
노즐 본체 (54) 에는, 불활성 가스 배관 (50) 으로부터 불활성 가스가 공급되는 기체 도입구 (58, 59) 가 형성되어 있다. 기체 도입구 (58, 59) 에 대해, 개별의 불활성 가스 배관이 결합되어도 된다. 노즐 본체 (54) 내에는, 기체 도입구 (58) 와 상측 기체 토출구 (55) 및 하측 기체 토출구 (56) 를 접속하는 통형상의 기체 유로 (61) 가 형성되어 있다. 또, 노즐 본체 (54) 내에는, 기체 도입구 (59) 에 연통하는 통형상의 기체 유로 (62) 가 제 2 유기 용제 노즐 (44) 의 주위에 형성되어 있다. 기체 유로 (62) 의 하방에는 버퍼 공간 (63) 이 연통되어 있다. 버퍼 공간 (63) 은, 또한, 펀칭 플레이트 (64) 를 통하여, 그 하방의 공간 (65) 에 연통되어 있다. 이 공간 (65) 이 중심 기체 토출구 (57) 에 개방되어 있다. 기체 도입구 (58, 59) 에 공급되는 불활성 가스로서는, 일례로서 질소 가스 (N2) 를 예시할 수 있지만, 질소 가스 이외의 불활성 가스, 예를 들어 건조 공기나 청정 공기 등을 채용할 수도 있다.
기체 도입구 (58) 로부터 도입된 불활성 가스는, 기체 유로 (61) 를 통하여 상측 기체 토출구 (55) 및 하측 기체 토출구 (56) 에 공급되고, 이들 기체 토출구 (55, 56) 로부터 방사상으로 토출된다. 이로써, 상하 방향과 겹쳐지는 2 개의 방사상 기류가 기판 (W) 의 상방에 형성된다. 한편, 기체 도입구 (59) 로부터 도입된 불활성 가스는, 기체 유로 (62) 를 통하여 버퍼 공간 (63) 에 비축되고, 또한 펀칭 플레이트 (64) 를 지나 확산된 후에, 공간 (65) 을 지나 중심 기체 토출구 (57) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 하방으로 토출된다. 이 불활성 가스는, 기판 (W) 의 상면에 부딪쳐 방향을 바꾸고, 방사 방향의 불활성 가스류를 기판 (W) 의 상방에 형성한다.
따라서, 중심 기체 토출구 (57) 로부터 토출되는 불활성 가스가 형성하는 방사상 기류와, 기체 토출구 (55, 56) 로부터의 토출되는 2 층의 방사상 기류를 합하여, 3 층의 방사상 기류가 기판 (W) 의 상방에 형성되게 된다. 이 3 층의 방사상 기류에 의해, 기판 (W) 의 상면이 보호된다. 특히, 후술하는 바와 같이, 기판 (W) 을 고속 회전할 때에, 3 층의 방사상 기류에 의해 기판 (W) 의 상면이 보호됨으로써, 액적이나 미스트가 기판 (W) 의 표면에 부착되는 것을 회피할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 치환 공정 (S4) 에 있어서, 공통 노즐 (CN) 은, 기판 (W) 의 상면에 근접 배치되어 있고, 이 때, 공통 노즐 (CN) (불활성 가스 노즐 (52)) 의 하단면과 기판 (W) 사이의 간격 (W1) 은, 예를 들어 약 4 mm 로 설정되어 있다. 이 상태에서, 토출구 (55, 56, 57) 로부터 토출되는 방사상 기류는, 예를 들어, 기판 (W) 의 상면으로부터 미소 간격을 사이에 둔 상태, 또는 기판 (W) 의 상면에 밀접하면서, 기판 (W) 의 상면을 따라 흐른다. 환언하면, 이 방사상 기류는, 상하 방향에 관해서, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 하단보다 하방 영역을 흐른다.
제 2 유기 용제 노즐 (44) 은, 기체 유로 (62), 버퍼 공간 (63) 및 펀칭 플레이트 (64) 를 관통하여 상하 방향으로 연장되어 있다. 제 2 유기 용제 노즐 (44) 의 하단의 토출구 (44a) 는, 펀칭 플레이트 (64) 의 하방에 위치하고 있고, 기판 (W) 의 상면을 향하여 연직 상방으로부터 유기 용제를 토출한다.
도 5 는, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 및 공통 노즐 (CN) 의 이동을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 은, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면 중앙부 (구체적으로는, 회전 축선 (A1)) 를 지나는 원호상의 궤적 (X1) 을 따라 수평으로 이동시킨다. 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 은, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터 토출된 유기 용제가 기판 (W) 의 상면에 착액되는 처리 위치와, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 이 평면에서 보아 스핀 척 (5) 의 주위에 설정된 홈 위치의 사이에서, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을 수평으로 이동시킨다. 또한, 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 은, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을, 기판 (W) 의 상면 주연부의 내측 부근의 제 1 주연 위치 (도 5 에 2 점 쇄선으로 도시) 와, 기판 (W) 의 상면 주연부의 외측 부근의 제 2 주연 위치 (도 5 에 일점 쇄선으로 도시) 의 사이에서 수평 이동시킨다. 제 1 유기 용제 노즐 (27) 이 제 1 주연 위치에 위치할 때에는, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 유기 용제의 공급 영역 (착액 영역) (DA) (도 15c 참조) 이, 기판 (W) 의 주단연 (周端緣) 으로부터 기판 (W) 의 회전 축선 (A1) 측에 약 40 ∼ 50 mm 떨어진 소정 위치에 배치된다. 한편, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 이 제 2 주연 위치에 위치할 때에는, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 유기 용제의 공급 영역 (DA) (도 15c 참조) 이 기판 (W) 의 주단연에 배치된다. 제 1 주연 위치 및 제 2 주연 위치는, 모두 처리 위치이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 2 노즐 이동 유닛 (46) 은, 공통 노즐 (CN) 을, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면 중앙부 (구체적으로는, 회전 축선 (A1) 상) 를 지나는 원호상의 궤적 (X2) 을 따라 수평으로 이동시킨다. 제 2 노즐 이동 유닛 (46) 은, 공통 노즐 (CN) 을, 기판 (W) 중앙부의 상방의 처리 위치 (도 5 에 실선으로 도시) 와, 기판 (W) 의 상방으로부터 측방으로 퇴피한 홈 위치 (도 5 에 2 점 쇄선으로 도시) 의 사이에서 이동시킨다. 공통 노즐 (CN) 이 처리 위치에 있는 상태에서는, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터 토출된 유기 용제가, 기판 (W) 의 상면 중앙부 (구체적으로는 회전 축선 (A1) 상) 에 착액된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 하면 공급 유닛 (11) 은, 온조 유체의 일례인 온조액을 상방으로 토출하는 하면 노즐 (70) 과, 하면 노즐 (70) 로 온조액을 유도하는 온조액 배관 (67) 과, 온조액 배관 (67) 에 끼워 장착된 온조액 밸브 (68) 와, 온조액 배관 (67) 에 끼워 장착되고, 온조액 배관 (67) 의 개도를 조절하여, 하면 노즐 (70) 로부터 상방으로 토출되는 온조액의 유량을 조정하기 위한 제 3 유량 조정 밸브 (69) 를 포함한다. 온조액 밸브 (68) 가 열리면, 온조액 공급원으로부터의 온조액이, 제 3 유량 조정 밸브 (69) 의 개도에 대응하는 유량으로, 온조액 배관 (67) 으로부터 하면 노즐 (70) 에 공급된다. 이로써, 고온 (예를 들어, IPA 의 비점 (약 80 ℃) 에 가까운 온도 75 ℃) 의 온조액이, 하면 노즐 (70) 로부터 토출된다. 하면 노즐 (70) 에 공급되는 온조액은, 가열된 순수이다. 하면 노즐 (70) 에 공급되는 온조액의 종류는, 순수에 한정하지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, IPA (이소프로필알코올) 또는 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수, 등이어도 된다. 또, 공급되는 온조 유체는, 온조액에 한정되지 않고, 온조액 대신에 온조 가스 (가열 가스) 를 기판 (W) 의 하면에 공급해도 된다.
도 6 은, 스핀 척 (5) 및 하면 노즐 (70) 을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 도 7 은, 하면 노즐 (70) 의 모식적인 평면도이다. 도 8 은, 노즐부 (73) 의 길이 방향으로 하면 노즐을 본 부분 단면도이다. 도 9 는, 도 8 에 나타내는 IX-IX 선을 따른 하면 노즐 (70) 의 단면도이다. 도 10 은, 도 7 에 나타내는 X-X 선을 따른 노즐부 (73) 의 연직 단면을 나타내는 도면이다. 도 11 은, 노즐부 (73) 가 온조액을 토출하고 있는 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
이하, 도 2, 및 도 6 ∼ 도 11 을 참조하면서, 하면 노즐 (70) 의 구성에 대해 설명한다.
하면 노즐 (70) 은, 노즐부 (73) 를 구비한, 이른바 바 노즐의 형태를 가지고 있다. 하면 노즐 (70) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 온조액을 토출하는 복수의 토출구 (99) 가, 기판 (W) 의 회전 반경 방향을 따라 배열된 노즐부 (73) 와, 노즐부 (73) 를 지지하는 베이스부 (74) 를 포함한다. 하면 노즐 (70) 은, PTFE (polytetrafluoroethylene) 등의 내약품성을 갖는 합성 수지를 사용하여 형성되어 있다. 베이스부 (74) 는, 회전 축선 (A1) 과 동축의 원기둥상이다. 베이스부 (74) 는, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 대향하는 위치에 배치된다. 베이스부 (74) 는, 스핀 베이스 (19) 의 상면 (19a) 의 중앙부로부터 상방으로 돌출하고 있다. 노즐부 (73) 는, 베이스부 (74) 의 상방에 배치되어 있다. 노즐부 (73) 는, 기판 (W) 의 하면과 스핀 베이스 (19) 의 상면 (19a) 의 사이에 배치된다.
노즐부 (73) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아 베이스부 (74) 와 겹쳐지는 근원부와, 베이스부 (74) 보다 직경 방향 외방에 배치된 선단부와, 근원부로부터 선단부로 연장되는 중간부를 포함한다. 회전 축선 (A1) 및 길이 방향 (회전 반경 방향을 따른 방향) (DL) 의 양방에 직교하는 가상 직선 (V1) 으로부터 노즐부 (73) 의 선단까지의 길이 방향 (DL) 의 거리 L1 은, 가상 직선 (V1) 으로부터 노즐부 (73) 의 근원까지의 길이 방향 (DL) 의 거리 L4 보다 크다. 회전 축선 (A1) 으로부터 노즐부 (73) 의 선단까지의 직경 방향의 거리는, 기판 (W) 의 반경보다 작다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 하면 노즐 (70) 은, 복수의 토출구 (99) 에 온조액을 공급하는 온조액 공급로 (75) 를 포함한다. 온조액 공급로 (75) 는, 노즐부 (73) 에 형성된 하류부 (79) 와, 베이스부 (74) 에 형성된 상류부 (76) 를 포함한다. 상류부 (76) 및 하류부 (79) 는, 복수의 토출구 (99) 보다 상류의 위치에서 서로 접속되어 있다. 노즐부 (73) 의 연직 단면 (90) (도 8 참조) 의 형상은, 길이 방향 (DL) 방향의 대략 전역에 걸쳐 균일하다.
도 8 ∼ 도 10 에 나타내는 바와 같이, 각 온조액 공급로 (75) 의 하류부 (79) 는, 복수의 토출구 (99) 에 공급되는 온조액을 안내하는 주류로 (81) 와, 주류로 (81) 내의 온조액을 복수의 토출구 (99) 에 공급하는 복수의 분기 유로 (82) 를 포함한다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 주류로 (81) 는, 노즐부 (73) 내를 길이 방향 (DL) 으로 연장하는 원기둥상이다. 주류로 (81) 는, 노즐부 (73) 의 근원부에 장착된 플러그 (83) 와 노즐부 (73) 의 선단부의 사이에 배치되어 있다. 주류로 (81) 의 유로 면적 (유체가 흐르는 방향에 직교하는 단면의 면적) 은, 어느 분기 유로 (82) 의 유로 면적보다 크다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 주류로 (81) 의 단면의 반경 (R1) 은, 어느 분기 유로 (82) 의 유로 길이 (분기 유로 (82) 의 상류단으로부터 분기 유로 (82) 의 하류단까지의 길이) 보다 크다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 복수의 분기 유로 (82) 는, 각각, 복수의 토출구 (99) 에 접속되어 있다. 분기 유로 (82) 의 상류단은, 연직 방향에 있어서의 연직 단면 (90) 의 중앙을 지나는 수평인 중앙면 (C1) 보다 상방의 위치에서 주류로 (81) 에 접속되어 있다. 분기 유로 (82) 의 하류단은, 복수의 토출구 (99) 중 어느 하나에 접속되어 있다.
도 8 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 노즐부 (73) 의 외면은, 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류를 향해 경사 상으로 연장되는 상측 상류 경사면 (84) 과, 상측 상류 경사면 (84) 으로부터 회전 방향 (Dr) 으로 수평으로 연장되는 상측 수평면 (85) 과, 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류를 향해 상측 수평면 (85) 으로부터 경사 아래로 연장되는 상측 하류 경사면 (86) 을 포함한다. 노즐부 (73) 의 외면은, 또한, 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류를 향해 경사 아래로 연장되는 하측 상류 경사면 (87) 과, 하측 상류 경사면 (87) 으로부터 회전 방향 (Dr) 으로 수평으로 연장되는 하측 수평면 (88) 과, 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류를 향해 하측 수평면 (88) 으로부터 경사 상으로 연장되는 하측 하류 경사면 (89) 을 포함한다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 상측 상류 경사면 (84) 은, 상측 하류 경사면 (86) 보다 폭 방향 (Ds) (길이 방향 (DL) 에 직교하는 수평 방향) 으로 길다. 동일하게, 하측 상류 경사면 (87) 은, 하측 하류 경사면 (89) 보다 폭 방향 (Ds) 으로 길다. 상측 상류 경사면 (84) 및 하측 상류 경사면 (87) 은, 노즐부 (73) 의 연직 단면 (90) 에 있어서의 가장 상류의 위치 (상류단 (91a)) 에서 교차하고 있다. 상측 하류 경사면 (86) 및 하측 하류 경사면 (89) 은, 노즐부 (73) 의 연직 단면 (90) 에 있어서의 가장 하류의 위치 (하류단 (92a)) 에서 교차하고 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 노즐부 (73) 의 연직 단면 (90) 은, 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 상류측에 볼록한 삼각형상의 상류 단부 (91) 와, 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류측에 볼록한 삼각형상의 하류 단부 (92) 를 포함한다. 상류 단부 (91) 의 상측 가장자리는, 상측 상류 경사면 (84) 의 일부이며, 상류 단부 (91) 의 하측 가장자리는, 하측 상류 경사면 (87) 의 일부이다. 동일하게, 하류 단부 (92) 의 상측 가장자리는, 상측 하류 경사면 (86) 의 일부이며, 하류 단부 (92) 의 하측 가장자리는, 하측 하류 경사면 (89) 의 일부이다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 상류 단부 (91) 는, 노즐부 (73) 의 연직 단면 (90) 에 있어서 가장 상류측에 배치된 상류단 (91a) 을 포함한다. 하류 단부 (92) 는, 노즐부 (73) 의 연직 단면 (90) 에 있어서 가장 하류측에 배치된 하류단 (92a) 을 포함한다. 상류 단부 (91) 의 두께 (연직 방향의 길이), 상류단 (91a) 에 가까워짐에 따라 감소하고 있다. 하류 단부 (92) 의 두께 (연직 방향의 길이) 는, 하류단 (92a) 에 가까워짐에 따라 감소하고 있다.
노즐부 (73) 에 형성된 복수의 토출구 (99) 는, 상측 하류 경사면 (86) 에서 개구되어 있다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 복수의 토출구 (99) 는, 간격을 두고 노즐부 (73) 의 길이 방향 (DL) 으로 배열되어 있다. 각 토출구 (99) 의 개구 면적은, 서로 동일하다. 단, 토출구 (99) 의 개구 면적을 서로 다르게 하도록 해도 된다. 예를 들어, 기판 (W) 의 주연측의 토출구 (99) 의 개구 면적을, 회전 축선 (A1) 측의 토출구 (99) 의 개구 면적보다 크게 해도 된다. 회전 중의 기판 (W) 은 주연측이 중심측보다 저온이 되기 쉽기 때문에, 토출구의 개구 면적을 이와 같이 서로 다르게 함으로써 기판 (W) 을 반경 방향으로 균일하게 가열할 수 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 토출구 (99) 는, 기판 (W) 의 하면 내의 착액위치 (P1) 를 향하여 토출 방향 (D1) 으로 온조액을 토출한다. 착액 위치 (P1) 는, 토출구 (99) 보다 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류의 위치이다. 착액 위치 (P1) 는, 기판 (W) 의 하면의 중심으로부터 떨어진 위치이다. 토출 방향 (D1) 은, 토출구 (99) 로부터 착액 위치 (P1) 를 향하는 경사 상방향이다. 토출 방향 (D1) 은, 기판 (W) 의 하면에 대해 회전 방향 (Dr) 에 있어서의 하류측으로 기울어져 있다. 연직 방향에 대한 토출 방향 (D1) 의 기울기 각도 θ 는, 예를 들어 30 °이다. 각 토출구 (99) 로부터 기판 (W) 의 하면까지의 연직 방향의 거리는, 예를 들어 1.3 mm 이다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 토출구 (99) 및 착액 위치 (P1) 는, 회전 축선 (A1) 에 직교하는 방향에서 보았을 때에, 즉 평면에서 보아 폭 방향 (Ds) 으로 늘어서 있다. 착액 위치 (P1) 는, 토출구 (99) 에 대해, 토출 방향 (D1) 으로 예를 들어 2.25 mm 떨어져 배치되어 있다. 토출 방향 (D1) 은, 평면에서 보아 가상 직선 (V1) 에 평행한 방향이며, 이것은 평면에서 보아 기판 (W) 의 반경 방향에 교차 (이 경우에는, 직교) 하는 방향이다. 또, 토출구 (99) 는, 평면에서 보아 기판 (W) 의 회전 방향 (Dr) 을 따른 방향으로 온조액을 토출한다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 토출구 (99) 로부터 토출된 온조액은, 착액 위치 (P1) 에 착액한 기세로 기판 (W) 의 하면을 따라 퍼져, 착액 위치 (P1) 를 덮는, 온조액의 액막을 형성한다. 착액 위치 (P1) 는, 기판 (W) 의 하면의 중심 (회전 축선 (A1)) 으로부터 떨어진 위치이다.
도 12 는, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
제어 장치 (3) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, 스핀 모터 (17), 배기 장치 (15), 노즐 이동 유닛 (29, 46) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (23), 린스액 밸브 (26), 제 1 유기 용제 밸브 (32), 제 1 유량 조정 밸브 (33), 기체 밸브 (34), 제 2 유기 용제 밸브 (48), 제 2 유량 조정 밸브 (49), 불활성 가스 밸브 (51), 온조액 밸브 (68), 제 3 유량 조정 밸브 (69) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 13 은, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 14 는, 치환 공정 (S4) 및 스핀 드라이 공정 (S5) 을 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 2, 도 13 및 도 14 를 참조하여 설명한다.
미처리 기판 (W) 은, 반송 로봇 (IR, CR) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 처리 챔버 (4) 내에 반입되고, 기판 (W) 이 그 표면 (패턴 형성면) 을 상방을 향한 상태로 스핀 척 (5) 에 받아 넘겨져, 스핀 척 (5) 에 기판 (W) 이 유지된다 (S1 ： 기판 유지 공정). 기판 (W) 의 반입에 앞서, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 은, 스핀 척 (5) 의 측방에 설정된 홈 위치 (도 5 에 실선으로 도시) 로 퇴피되어 있다. 또, 공통 노즐 (CN) 도, 스핀 척 (5) 의 측방에 설정된 홈 위치 (도 5 에 2 점 쇄선으로 도시) 로 퇴피되어 있다.
반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 외로 퇴피된 후, 제어 장치 (3) 는, 약액 공정 (스텝 S2) 을 실행한다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (17) 를 구동하여 스핀 베이스 (19) 를 소정의 액 처리 회전 속도로 회전시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (23) 를 연다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여, 약액 노즐 (21) 로부터 약액이 토출된다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전역에 널리 퍼져, 기판 (W) 에 약액을 사용한 약액 처리가 실시된다. 약액의 토출 개시부터 미리 정하는 기간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (23) 를 닫아, 약액 노즐 (21) 로부터의 약액의 토출을 정지한다.
이어서, 제어 장치 (3) 는, 린스 공정 (스텝 S3) 을 실행한다. 린스 공정은, 기판 (W) 상의 약액을 린스액으로 치환하여 기판 (W) 상으로부터 약액을 배제하는 공정이다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는 린스액 밸브 (26) 를 연다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여, 린스액 노즐 (24) 로부터 린스액이 토출된다. 공급된 린스액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면의 전역에 널리 퍼진다. 이 린스액에 의해, 기판 (W) 상에 부착되어 있는 약액이 씻겨진다.
린스액의 토출 개시부터 미리 정하는 기간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (17) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전 속도를 액 처리 회전 속도 (예를 들어 약 300 rpm) 로부터 패들 속도 (예를 들어 약 10 rpm) 까지 단계적으로 감속시키고, 그 후, 기판 (W) 의 회전 속도를 패들 속도로 유지한다 (패들 린스 공정). 이로써, 기판 (W) 의 상면에, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막 (110) (도 15a 참조) 이 패들상으로 지지된다. 린스액의 토출 개시부터 미리 정하는 기간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 린스액 밸브 (26) 를 닫아, 린스액 노즐 (24) 로부터의 린스액의 토출을 정지한다. 또, 패들 속도로서 10 rpm 의 저속을 예시했지만, 패들 속도는, 50 rpm 이하의 저속이어도 되고, 영이어도 된다.
이어서, 제어 장치 (3) 는, 치환 공정 (스텝 S4) 을 실행한다. 치환 공정 (S4) 은, 기판 (W) 상의 린스액을, 린스액 (물) 보다 표면 장력이 낮은 유기 용제인 유기 용제로 치환하는 공정이다.
또, 치환 공정 (S4) 에서는, 제어 장치 (3) 는, 불활성 가스 밸브 (51) 를 열어, 질소 가스를 3 개의 기체 토출구 (55, 56, 57) (도 4 참조) 로부터 토출시킨다. 치환 공정 (S4) 의 전기간에 걸쳐, 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 공급에 병행하여, 기판 (W) 의 상방에 불활성 가스를 공급하므로, 치환 공정 (S4) 의 전기간에 걸쳐, 기판 (W) 의 상면의 공간 (SP) 의 습도를 낮게 유지할 수 있다.
또한, 치환 공정 (S4) 에서는, 하면 노즐 (70) 의 각 토출구 (99) 로부터 온조액이 상향으로 토출되고, 기판 (W) 의 하면 (이면) 에 온조액이 공급된다. 구체적으로는, 도 15b 에 나타내는 바와 같이, 길이 방향 (DL) 을 따라 배열된 복수의 토출구 (99) (도 10 및 도 11 을 아울러 참조) 로부터 온조액이, 기판 (W) 의 하면 (이면) 을 향하여 토출된다. 토출구 (99) 로부터의 온조액의 토출과 병행하여 기판 (W) 을 회전시킴으로써, 기판 (W) 의 하면 (이면) 의 전역에 온조액을 공급할 수 있다.
도 14 에 나타내는 바와 같이, 치환 공정 (S4) 은, 제 1 액막 형성 공정 T1 (도 15b 를 아울러 참조) 과, 액적 토출 공정 T2 (도 15c 를 아울러 참조) 와, 제 2 액막 형성 공정 T3 (도 15d 를 아울러 참조) 을 포함한다.
도 15a ∼ 15d 는, 치환 공정 (S4) 의 각 공정의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 2, 도 12, 도 13 및 도 14 를 참조하면서, 치환 공정 (S4) 에 대해 설명한다. 도 15a ∼ 15d 에 대해서는 적절히 참조한다.
제 1 액막 형성 공정 T1 (도 15a 참조) 은, 기판 (W) 을 비교적 저속 (예를 들어 약 10 rpm) 으로 회전시키면서, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제를 공급함으로써, 기판 (W) 의 상면에, 당해 상면의 전역을 덮는 유기 용제의 액막 (120) 을 형성하는 공정이다.
제어 장치 (3) 는, 제 1 액막 형성 공정 T1 의 개시에 앞서, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 을 포함하는 공통 노즐 (CN) 을, 도 15a 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (5) 의 측방의 홈 위치로부터 처리 위치 (기판 (W) 의 상면 중앙부의 상방) 로 이동시킨다. 공통 노즐 (CN) 이 처리 위치에 배치된 상태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 공통 노즐 (CN) 의 중심 축선이 회전 축선 (A1) 에 일치하고 있다.
공통 노즐 (CN) 이 처리 위치에 배치된 후, 제어 장치 (3) 는, 제 2 노즐 이동 유닛 (46) 을 제어하여, 공통 노즐 (CN) 을 상위치로부터, 상위치보다 기판 (W) 에 접근하는 근접 위치로 하강시킨다. 공통 노즐 (CN) 이 하위치에 있는 상태에서는, 공통 노즐 (CN) 의 하면과 기판 (W) 의 상면의 사이의 간격 (W1) 은, 예를 들어 4 mm 이다.
제 1 액막 형성 공정 T1 의 개시 타이밍이 되면, 제어 장치 (3) 는, 제 2 유기 용제 밸브 (48) 를 연다. 이로써, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 의 토출구 (44a) 로부터 유기 용제의 액체가 토출된다 (커버 IPA 토출). 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터의 유기 용제의 토출 유량은, 예를 들어 약 0.3 (리터/분) 으로 설정되어 있다. 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터 토출되는 유기 용제의 액체는, 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 공급되고, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 전면에 널리 퍼지고, 그것에 의해, 기판 (W) 의 상면의 린스액의 액막 (110) 에 포함되는 린스액이 유기 용제로 순차 치환되어 간다. 이로써, 기판 (W) 의 상면에, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 유기 용제의 액막 (120) 이 형성되고, 이 유기 용제의 액막 (120) 이 패들상으로 지지된다. 또, 패들이란, 기판 (W) 의 회전 속도가 영 또는 저속 상태로 실시되기 때문에 유기 용제에 영 또는 작은 원심력밖에 작용하지 않는 결과, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제가 체류하여 액막을 형성하는 상태를 말한다.
또, 기판 (W) 의 상면에 대한 유기 용제의 토출 개시 (제 1 액막 형성 공정 T1 의 개시) 와 동기하여, 제어 장치 (3) 는, 온조액 밸브 (68) 를 연다. 그것에 의해, 하면 노즐 (70) 의 각 토출구 (99) 로부터 온조액이 상향으로 토출되고, 기판 (W) 의 하면 (이면) 에 온조액이 공급 개시된다. 그것에 의해, 하면 노즐 (70) 의 각 토출구 (99) 로부터 토출된 온조액은, 기판 (W) 의 하면에 착액된다. 하면 노즐 (70) 로부터의 온조액의 토출 유량은, 예를 들어 약 1.8 (리터/분) 로 설정되어 있고, 이 토출 유량은, 당해 온조액이 기판 (W) 의 주연부로부터 표면측으로 돌아 들어가지 않도록 설정되어 있다. 이와 같이 기판 (W) 의 하면 (이면) 에 온조 유체를 공급하기 때문에, 기판 (W) 상의 유기 용제의 액막 (120) 을 온도 조정하면서 제 1 액막 형성 공정 T1 을 실행할 수 있다. 이로써, 린스액으로부터 유기 용제로의 치환 성능을 향상시킬 수 있다.
이 실시 형태에서는, 온조액은, 수직 방향으로부터 기울기 각도 θ (도 10 참조) 만큼 경사진 각도로 각 토출구 (99) 로부터 기판 (W) 의 하면에 입사한다. 또, 온조액은 복수의 토출구 (99) 로부터 공급된다. 이들의 점에서, 본 실시 형태에서는 기판 (W) 의 하면에서의 온조액의 물보라가 생기기 어렵고, 기판 (W) 의 표면에의 온조액의 물보라의 부착이 억제되어 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 각 토출구 (99) 는, 상면에서 보아 기판 (W) 의 반경 방향에 교차하는 방향으로, 또한 기판 (W) 의 회전 방향 (Dr) 을 따른 방향으로 온조액을 토출한다. 이 때문에, 기판 (W) 의 하면측에서 기판 (W) 의 상면으로의 온조액의 돌아 들어감이 생기기 어렵다.
또, 기판 (W) 의 상면에 대한 유기 용제의 토출 개시 (제 1 액막 형성 공정 T1 의 개시) 와 동기하여, 제어 장치 (3) 는, 불활성 가스 밸브 (51) 를 열어, 질소 가스를 불활성 가스 노즐 (52) 의 3 개의 기체 토출구 (상측 기체 토출구 (55) (도 4 참조), 하측 기체 토출구 (56) (도 4 참조) 및 중심 기체 토출구 (57) (도 4 참조)) 로부터 토출 개시시킨다. 이 때에 있어서의, 상측 기체 토출구 (55), 하측 기체 토출구 (56) 및 중심 기체 토출구 (57) 로부터의 질소 가스의 토출 유량은, 각각, 예를 들어 100 (리터/분), 100 (리터/분) 및 50 (리터/분) 이다. 이로써, 상하 방향으로 겹쳐지는 3 층의 환상 기류가 기판 (W) 의 상방에 형성되고, 이 3 층의 환상 기류에 의해 기판 (W) 의 상면이 보호된다.
제 1 액막 형성 공정 T1 에서는, 제 1 액막 형성 공정 T1 의 개시 후 예를 들어 약 3.5 초간, 기판 (W) 의 회전 속도가 패들 속도로 유지된 후, 기판 (W) 의 회전은, 예를 들어 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 약 300 rpm. 예를 들어 상기의 액 처리 회전 속도와 동등하게 설정되어 있다) 까지 가속되고, 이 유기 용제 처리 속도로 유지된다. 그리고, 제 1 액막 형성 공정 T1 의 개시부터, 미리 정하는 기간 (예를 들어 약 12 초간) 이 경과하면, 제 1 액막 형성 공정 T1 이 종료하고, 이어서, 액적 토출 공정 T2 (도 15c 참조) 가 개시된다.
액적 토출 공정 T2 는, 기판 (W) 을 회전시키면서, 유기 용제의 연속류를 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급함과 함께, 유기 용제의 액적을 기판 (W) 의 상면 주연부에 공급하는 공정 (중앙부 토출 공정, 주연부 토출 공급 공정) 이다. 액적 토출 공정 T2 는, 제 1 액막 형성 공정 T1 에 계속해서, 질소 가스의 공급을 실시한다. 즉, 이들의 유기 용제의 공급과 병행하여, 기판 (W) 의 상방으로의 질소 가스의 공급을 실시한다 (불활성 가스 공급 공정). 또, 이 실시 형태에 있어서, 기판 (W) 으로서 직경 300 mm 의 기판을 채용하는 경우, 기판 (W) 의 주연부는, 기판 (W) 의 주단연으로부터 그 내측에 들어간 폭 40 mm ∼ 50 mm 의 영역이다.
제어 장치 (3) 는, 액적 토출 공정 T2 의 개시에 앞서, 도 15c 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 을 제어하여 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을, 스핀 척 (5) 의 측방의 홈 위치로부터 처리 위치 (기판 (W) 의 상면 주연부 상방) 로 이동시킨다. 제 1 유기 용제 노즐 (27) 이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에서는, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 하단과 기판 (W) 의 상면의 사이의 간격 (W2) 은, 예를 들어 20 mm 이다.
액적 토출 공정 T2 의 개시 타이밍이 되면, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 회전을 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 약 300 rpm) 로 유지하고, 또한 제 2 유기 용제 밸브 (48), 불활성 가스 밸브 (51) 및 온조액 밸브 (68) 를 개방 상태로 유지하면서, 제 1 유기 용제 밸브 (32) 및 기체 밸브 (34) 를 연다. 이로써, 이류체 노즐인 제 1 유기 용제 노즐 (27) 에 유기 용제 및 기체 (질소 가스) 가 동시에 공급되고, 공급된 유기 용제 및 기체는, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 외부의 토출구 (유기 용제 토출구 (41) (도 5 참조)) 근방에서 혼합된다. 이로써, 유기 용제의 미소한 액적의 분류가 형성되고, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터 하방을 향하여 유기 용제의 액적의 분류가 토출되고 (이류체 IPA 토출), 기판 (W) 의 상면 주연부에 원형의 공급 영역 (DA) 이 형성된다. 이 때의 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터의 유기 용제의 토출 유량은, 예를 들어 약 0.1 (리터/분) 로 설정되어 있다.
또, 액적 토출 공정 T2 에서는, 제어 장치 (3) 는, 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 을 제어하여, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을, 제 1 주연 위치 (도 5 에 2 점 쇄선으로 도시) 와 제 2 주연 위치 (도 5 에 일점 쇄선으로 도시) 의 사이를, 궤적 (X1) (도 5 와 동등한 궤도) 을 따라 수평으로 왕복 이동시킨다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을 제 2 주연 위치 (도 5 에 일점 쇄선으로 도시) 에 배치한 후, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터의 토출을 개시함과 함께, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 이동을 개시한다. 이 때에 있어서의 유기 용제 노즐 (27) 의 이동 속도 (즉, 공급 영역 (DA) 의 스캔 속도) 는, 예를 들어, 약 7 mm/초로 설정되어 있다. 이로써, 공급 영역 (DA) 이 기판 (W) 의 상면 주연부의 전역을 광범위하게 주사한다. 그 때문에, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터 분사된 유기 용제의 액적을 기판 (W) 의 상면 주연부의 광범위에 공급할 수 있다. 기판 (W) 의 상면에 공급된 유기 용제는, 기판 (W) 의 주연부로부터 기판 (W) 외로 배출된다.
기판 (W) 의 상면에 있어서의 유기 용제의 액적의 공급 영역 (DA) 에는, 유기 용제의 액적의 충돌에 의해, 물리력이 부여된다. 그 때문에, 기판의 상면 주연부에 있어서의, 유기 용제로의 치환 성능을 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 기판 (W) 의 상면의 주연부는, 유기 용제로의 치환성이 낮다고 여겨지고 있다. 그러나, 기판 (W) 의 상면의 주연부에, 유기 용제의 액적의 공급 영역 (DA) 을 설정함으로써, 기판 (W) 의 상면의 주연부에 있어서의, 유기 용제로의 치환성을 개선할 수 있다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 유기 용제를 공급하는 제 2 유기 용제 노즐 (44) 과는 별도로 기판 (W) 의 상면 주연부에 유기 용제를 공급하는 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을 형성하고, 이 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을 제 2 유기 용제 노즐 (44) 에 대해 이동 가능하게 형성함으로써, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터의 유기 용제의 공급 위치를 주사 가능하게 형성하고 있다. 특히, 공급 영역 (DA) 을 기판 상면 중앙부에는 주사시키지 않고, 기판 (W) 의 상면 주연부에 집중하여 주사시킴으로써, 유기 용제의 액적을 기판 (W) 의 상면 중앙부에 선택적으로 공급할 수 있고, 이로써, 기판 (W) 의 상면의 주연부에 있어서의, 유기 용제로의 치환성을 개선할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 공급에 병행하여, 기판 (W) 의 상방에 불활성 가스를 공급하므로, 기판 (W) 의 상면 상의 유기 용제의 액막 (120) 의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류가 형성된다. 이 불활성 가스의 기류에 의해, 기판 (W) 의 상면 상의 공간 (SP) 의 습도를 낮게 유지할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 에 공급된 유기 용제가, 공간 (SP) 의 분위기 중의 수분에 용해되는 것을 억제 또는 방지할 수 있는 결과, 기판 (W) 의 상면 상에 공급된 유기 용제의 액량의 감소를 억제 또는 방지할 수 있고, 이로써, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 유기 용제로의 치환성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.
또, 액적 토출 공정 T2 에 있어서, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터의 유기 용제의 액적의 분사에 병행하여, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터의 유기 용제의 연속류가 기판 (W) 의 상면에 토출된다. 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터의 유기 용제의 토출 유량은, 예를 들어 약 0.3 (리터/분) 으로 유지되어 있다. 이로써, 액적 토출 공정 T2 에 있어서, 기판 (W) 의 상면에, 당해 상면의 전역을 덮는 유기 용제의 액막 (120) 을 계속 유지할 수 있다. 따라서, 액적 토출 공정 T2 에 있어서 기판 (W) 의 상면이 액막 (120) 으로부터 노출되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 유기 용제의 액적이 건조 상태의 기판 (W) 의 상면에 직접 충돌하는 것을, 보다 한층 회피할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 액적의 공급에 앞서, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제의 연속류 (커버 IPA 토출) 를 공급하고, 당해 연속류의 공급에 의해 기판 (W) 의 상면에, 상면 전역을 덮는 유기 용제의 액막 (120) 을 형성한다. 그 때문에, 액적 토출 공정 T2 에 있어서 기판 (W) 의 상면 주연부를 향하여 토출된 유기 용제의 액적은, 유기 용제의 액적의 토출 개시 시에, 공급 영역 (DA) 을 덮는 유기 용제의 액막 (120) 에 충돌한다. 즉, 유기 용제의 액적의 토출 개시 시에 있어서, 유기 용제의 액적이 건조 상태의 기판 (W) 의 상면에 직접 충돌하는 것을 회피할 수 있다.
또, 액적 토출 공정 T2 에 있어서도, 기판 (W) 의 하면으로의 온조액의 토출은 속행되고 있다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 유기 용제의 액막 (120) 을 따뜻하게 하면서 액적 토출 공정 T2 를 실행할 수 있다. 이로써, 유기 용제로의 치환 성능을 향상시킬 수 있다.
액적 토출 공정 T2 의 개시부터, 미리 정하는 기간 (예를 들어 약 61 초간) 이 경과하면, 액적 토출 공정 T2 가 종료한다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 회전을 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 약 300 rpm) 로 유지하고 또한 제 2 유기 용제 밸브 (48), 불활성 가스 밸브 (51) 및 온조액 밸브 (68) 를 개방 상태로 유지하면서, 제 1 유기 용제 밸브 (32) 및 기체 밸브 (34) 를 연다. 또, 제어 장치 (3) 는, 액적 토출 공정 T2 의 개시에 앞서, 제 1 노즐 이동 유닛 (29) 을 제어하여 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을, 처리 위치 (기판 (W) 의 상면 주연부의 상방) 로부터, 스핀 척 (5) 의 측방의 홈 위치로 이동시킨다. 이어서, 제 2 액막 형성 공정 T3 (도 15d 참조) 이 개시된다.
제 2 액막 형성 공정 T3 (도 15d 참조) 은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 유기 용제의 연속류를 공급함으로써, 액적 토출 공정 T2 에 계속해서, 기판 (W) 의 상면의 전역을 덮는 유기 용제의 액막 (120) 을 당해 상면에 형성하는 공정이다.
제 2 액막 형성 공정 T3 에서는, 제 1 액막 형성 공정 T1 의 경우와 동일하게, 정지 상태로 배치된 공통 노즐 (CN) 의 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터만 유기 용제의 연속류가 토출되고 (커버 IPA 토출), 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터 유기 용제는 토출되지 않는다. 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터 토출된 유기 용제의 연속류는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액되어, 기판 (W) 의 상면 외주를 향하여 퍼진다.
제 2 액막 형성 공정 T3 에서는, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터의 유기 용제의 토출 유량은, 예를 들어 약 0.3 (리터/분) 으로 설정되어 있다. 또, 기판 (W) 의 회전 속도는 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 약 300 rpm) 로 유지되어 있다.
또, 제 2 액막 형성 공정 T3 (도 15d 참조) 에 있어서도, 기판 (W) 의 하면으로의 온조액의 토출은 속행되고 있다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 유기 용제의 액막을 따뜻하게 하면서 제 2 액막 형성 공정 T3 을 실행할 수 있다. 이로써, 유기 용제로의 치환 성능을 향상시킬 수 있다.
제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터의 유기 용제의 액적의 토출 정지로부터 미리 정하는 기간 (예를 들어 10.0 초간) 이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 제 1 유기 용제 밸브 (32) 를 닫음으로써, 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 토출을 정지한다. 그것에 의해, 제 2 액막 형성 공정 T3 이 종료한다. 이 때, 온조액 밸브 (68) 및 불활성 가스 밸브 (51) 는 열린 상태인 채이다. 이어서, 스핀 드라이 공정 (S5) 이 개시된다.
이 실시 형태에서는, 스핀 드라이 공정 (S5) 은, 제 1 스핀 드라이 공정 T4 (도 15e 참조) 와, 제 2 스핀 드라이 공정 T5 (도 15f 참조) 를 포함한다. 도 2, 도 12, 도 13 및 도 14 를 참조하면서, 치환 공정 (S4) 에 대해 설명한다. 도 15e, 15f 에 대해서는 적절히 참조한다.
제 1 스핀 드라이 공정 T4 는, 제 2 스핀 드라이 공정 T5 의 개시에 앞서, 기판 (W) 의 회전 속도를, 미리 정하는 제 1 건조 속도 (예를 들어 약 1000 rpm) 까지 상승시키는 공정이다. 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (17) 를 제어하여, 도 15e 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전 속도를, 유기 용제 처리 속도 (약 300 rpm) 로부터 제 1 건조 속도까지 상승시킨다. 기판 (W) 의 회전 속도가 제 1 건조 속도에 도달하면, 그 제 1 건조 속도로 유지된다.
스핀 드라이 공정 (S5) 에서는, 치환 공정 (S4) 에 계속해서, 불활성 가스 노즐 (52) (공통 노즐 (CN)) 로부터의 3 개의 기체 토출구 (상측 기체 토출구 (55) (도 4 참조), 하측 기체 토출구 (56) (도 4 참조) 및 중심 기체 토출구 (57) (도 4 참조)) 로부터 불활성 가스가 토출되고 있다. 이 때에 있어서의, 상측 기체 토출구 (55), 하측 기체 토출구 (56) 및 중심 기체 토출구 (57) 로부터의 불활성 가스의 토출 유량은, 예를 들어, 치환 공정 (S4) 의 경우와 동등하다.
또, 제 1 스핀 드라이 공정 T4 에서는, 치환 공정 (S4) 에 계속해서, 기판 (W) 의 하면으로의 온조액의 토출이 속행되고 있다. 제 1 스핀 드라이 공정 T4 에서는, 기판 (W) 의 회전이 가속되는 과정에서 유기 용제의 액체가 기판 (W) 의 상면으로부터 주위로 비산하기 시작한다.
기판 (W) 의 회전 속도가 제 1 건조 속도에 도달한 후, 소정의 타이밍이 되면, 제어 장치 (3) 는, 온조액 밸브 (78) 를 닫아, 기판 (W) 의 하면으로의 온조액의 토출을 정지한다. 이로써, 제 1 스핀 드라이 공정 T4 는 종료하고, 계속해서 제 2 스핀 드라이 공정 T5 가 개시된다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (17) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 미리 정하는 제 1 건조 속도 (예를 들어 약 1000 rpm) 인 채 유지한다.
기판 (W) 의 하면으로의 온조액의 토출 정지 (제 2 스핀 드라이 공정 T5 의 개시) 로부터 소정의 기간 (예를 들어 10 초간) 이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (17) 를 제어하여, 도 15f 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전 속도를 미리 정하는 제 2 건조 속도 (예를 들어 약 2500 rpm) 까지 상승시킨다. 이로써, 기판 (W) 상의 유기 용제가 보다 한층 털어져 기판 (W) 이 건조되어 간다.
기판 (W) 의 회전 속도가 미리 정하는 제 2 건조 속도로 가속되고 나서 미리 정하는 기간 (예를 들어 10 초간) 이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (17) 를 제어하여 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 회전을 정지시킨 후, 불활성 가스 밸브 (51) 를 닫고, 3 개의 기체 토출구 (55, 56, 57) 로부터의 기체의 토출을 정지시키고, 또한 제 2 노즐 이동 유닛 (46) 을 제어하여, 공통 노즐 (CN) 을 홈 위치로 퇴피시킨다. 그 후, 기판 (W) 이 처리 챔버 (4) 로부터 반출된다.
이상에 의해 이 실시 형태에 의하면, 치환 공정 (S4) 에 있어서, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로부터의 기판 (W) 의 상면 중앙부로의 유기 용제의 토출과, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터의 기판 (W) 의 상면 주연부로의 유기 용제의 토출과, 기판 (W) 의 상방으로의 불활성 가스의 공급을 서로 병행하여 실시한다.
기판 (W) 의 상면 중앙부로의 유기 용제의 토출에 병행하여, 기판 (W) 의 상면 주연부로의 유기 용제의 토출을 실시하므로, 기판 (W) 의 상면 중앙부 뿐만이 아니라 기판 (W) 의 상면 주연부에도, 충분한 양의 유기 용제를 널리 퍼지게 할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 공급에 병행하여, 기판 (W) 의 상방에 불활성 가스를 공급함으로써, 기판 (W) 의 상면 상의 유기 용제의 액막 (120) 의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류가 형성된다. 이 불활성 가스의 기류에 의해, 기판 (W) 의 상면 상의 공간 (SP) 의 습도를 낮게 유지할 수 있다. 기판 (W) 의 상면 상의 공간 (SP) 의 습도가 높은 상태로 기판 (W) 의 상면에 유기 용제를 공급한다고 가정하면, 기판 (W) 의 상면에 공급된 유기 용제가 공간 (SP) 의 분위기에 포함되는 수분에 용해됨으로써, 기판 (W) 의 상면 상에 존재하는 유기 용제의 양이 감소하고, 그 결과, 유기 용제로의 치환 성능이 저하될 우려가 있다.
이것에 대해, 본 실시 형태에서는, 치환 공정 (S4) 에 있어서의 공간 (SP) 의 습도를 낮게 유지함으로써, 기판 (W) 에 공급된 유기 용제가, 공간 (SP) 의 분위기 중의 수분에 용해되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 상에 공급된 유기 용제의 액량의 감소를 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
따라서, 기판 (W) 의 상면 주연부에 충분한 액량의 유기 용제를 공급할 수 있음과 함께, 기판 (W) 의 상면 주연부에 공급된 유기 용제의 감소를 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 기판 (W) 의 상면 주연부에 있어서의 유기 용제로의 치환 성능의 향상을 도모할 수 있다. 그러므로, 기판 (W) 의 상면 주연부에 있어서의 패턴의 도괴를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 불활성 가스 노즐 (52) (공통 노즐 (CN)) 을 기판 (W) 의 상면 중앙부의 상방에 배치하고 있고, 토출구 (55, 56, 57) 로부터 기판 (W) 의 주연까지의 거리가 크다. 그 때문에, 불활성 가스 노즐 (52) (공통 노즐 (CN)) 로부터의 불활성 가스가, 기판 (W) 의 상면 주연부까지 충분히 널리 퍼지지 않고, 그 결과, 기판 (W) 의 상면 주연부의 상방을 저습도로 유지할 수 없을 우려가 있다. 이 경우, 유기 용제로의 치환 효율이 부족할 우려가 있다.
그러나, 이 실시 형태에서는, 기판 (W) 의 상면 주연부에 공급되는 유기 용제는, 유기 용제의 액적이다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 주연부에 있어서의 유기 용제의 액적의 공급 영역 (DA) 에는, 유기 용제의 액적의 충돌에 의해 물리력이 부여된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 주연부에 있어서의 유기 용제로의 치환 성능의 향상을, 보다 한층 도모할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면으로의 유기 용제의 공급에 병행하여, 기판 (W) 의 상방에 불활성 가스를 공급함으로써, 치환 공정 (S4) 의 종료 후, 즉, 스핀 드라이 공정 (S5) 의 개시 전에, 기판 (W) 의 상면을 건조시킨 상태로 할 수 있다. 이로써, 스핀 드라이 공정 (S5) 의 종료 후에, 기판 (W) 을 보다 확실하게 건조 상태로 할 수 있다.
또, 액적 토출 공정 T2 에 있어서 기판 (W) 의 상면에 있어서의 유기 용제의 액적의 공급 영역 (DA) 을 상면 주연부에서 이동시킨다. 그 때문에, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터 분사된 유기 용제의 액적을 기판 (W) 의 상면 주연부에 광범위하게 공급할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 주연부의 광범위에 있어서, 유기 용제로의 치환 성능을 향상시킬 수 있다.
또, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 을, 불활성 가스 노즐 (52) 과 마찬가지로, 기판 (W) 의 상면에 근접 배치하면, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 보디가 불활성 가스의 방사상 기류와 간섭하여, 당해 기류를 저해할 우려가 있다. 이 경우, 기판 (W) 의 상면 주연부의 상방의 분위기를 저습으로 유지할 수 없고, 그 결과, 기판 (W) 의 상면 주연부에 있어서, 유기 용제로의 치환 효율이 저하될 우려가 있다.
이 실시 형태에서는, 불활성 가스의 방사상 기류의 상방에, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 을 배치한다. 그 때문에, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 이, 불활성 가스의 방사상 기류를 저해하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이 결과, 기판 (W) 의 주연부의 상방을 불활성 가스에 의해 확실하게 덮을 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 주연부의 상방의 분위기를 보다 한층 저습도로 유지할 수 있다.
또, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제를 공급하는 제 2 액막 형성 공정 T3 의 종료에 연속해서, 기판 (W) 의 상방에 불활성 가스를 공급하면서, 기판 (W) 을 휘둘러 회전시키는 스핀 드라이 공정 (S5) 이 실행된다. 그 때문에, 만일, 커버용의 유기 용제를 토출하는 제 2 유기 용제 노즐 (44) 을, 불활성 가스 노즐 (52) 과 별개로 형성하는 경우에는, 제 2 액막 형성 공정 T3 의 종료 후 스핀 드라이 공정 (S5) 의 개시에 앞서, 기판 (W) 의 상방에 배치되는 노즐을, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 로부터 불활성 가스 노즐 (52) 로 바꾸어 넣는 작업이 필요하고, 그 교체 작업을 위해서 시간을 필요로 한다. 이 경우, 전체의 처리 시간이 길어져, 스루풋이 악화될 우려가 있다. 또, 노즐 교체 작업을 실시하는 경우에는, 그 시간 로스에 의해, 기판 (W) 이 온도 저하될 우려도 있다.
이것에 대해, 이 실시 형태에서는, 제 2 유기 용제 노즐 (44) 과 불활성 가스 노즐 (52) 을 일체로 형성하므로, 제 2 액막 형성 공정 T3 의 종료 후 스핀 드라이 공정 (S5) 의 개시에 앞서, 노즐을 바꿔 넣을 필요가 없다. 그 때문에, 노즐 교체 작업이 불필요하게 되어, 전체의 처리 시간을 단축할 수 있다. 이로써, 스루풋의 향상을 도모할 수 있음과 함께, 노즐 교체 작업에 수반하는, 스핀 드라이 공정 (S5) 의 개시 전에 있어서의 기판 (W) 의 온도 저하를 억제할 수 있다.
도 16 은, 이 발명의 다른 실시 형태에 관련된 처리 유닛 (202) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 17a 는, 처리 유닛 (202) 에 포함되는 액적 노즐 (209) (제 1 저표면 장력 액체 노즐) 의 구성을 도해적으로 나타내는 단면도이다. 도 17b 는, 액적 노즐 (209) 의 모식적인 평면도이다. 도 17b 에 있어서, 액적 노즐 (209) 은, 그 하면 (209a) 만이 나타나 있다. 도 16 ∼ 17b 에 있어서, 전술한 실시 형태에 나타낸 각 부에 대응하는 부분에는, 전술한 도 1 ∼ 도 15f 의 경우와 동일한 참조 부호를 부여하여 나타내고, 설명을 생략한다.
도 16 ∼ 17b 에 관련된 처리 유닛 (202) 이, 전술한 도 1 ∼ 도 15f 에 관련된 처리 유닛 (2) 과 상이한 점은, 제 1 유기 용제 공급 유닛 (8) 대신에, 제 3 유기 용제 공급 유닛 (208) 을 구비한 점에 있다.
제 3 유기 용제 공급 유닛 (208) 은, 잉크젯 방식에 의해 다수의 액적을 분사하는 잉크젯 노즐로 구성되어 있다. 액적 노즐 (209) 에는, 액적 노즐 (209) 에 유기 용제를 공급하는 제 3 유기 용제 공급 기구 (제 1 저표면 장력 액체 공급 기구) (209C) 가 접속되어 있다. 제 3 유기 용제 공급 기구 (209C) 는, 액적 노즐 (209) 에 접속된 유기 용제 배관 (210) 과, 유기 용제 배관 (210) 에 접속된 유기 용제 공급원 (211) 에 접속되어 있다. 유기 용제 배관 (210) 에는, 제 3 유기 용제 밸브 (212) 가 끼워 장착되어 있다. 또한, 액적 노즐 (209) 은, 배출 밸브 (215) 가 끼워 장착된 배액 배관 (214) 에 접속되어 있다. 유기 용제 공급원 (211) 은, 예를 들어, 펌프를 포함한다. 유기 용제 공급원 (211) 은, 상시, 소정 압력 (예를 들어, 10 MPa 이하) 으로 유기 용제를 액적 노즐 (209) 에 공급하고 있다. 제어 장치 (3) 는, 유기 용제 공급원 (211) 을 제어함으로써, 액적 노즐 (209) 에 공급되는 유기 용제의 압력을 임의의 압력으로 변경할 수 있다.
또, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 액적 노즐 (209) 은, 액적 노즐 (209) 의 내부에 배치된 압전 소자 (piezo element) (216) 를 포함한다. 압전 소자 (216) 는, 배선 (217) 을 통하여 전압 인가 유닛 (218) 에 접속되어 있다. 전압 인가 유닛 (218) 은, 예를 들어, 인버터를 포함한다. 전압 인가 유닛 (218) 은, 교류 전압을 압전 소자 (216) 에 인가한다. 교류 전압이 압전 소자 (216) 에 인가되면, 인가된 교류 전압의 주파수에 대응하는 주파수에서 압전 소자 (216) 가 진동한다. 제어 장치 (3) 는, 전압 인가 유닛 (218) 을 제어함으로써, 압전 소자 (216) 에 인가되는 교류 전압의 주파수를 임의의 주파수 (예를 들어, 수백 KHz ∼ 수 MHz) 로 변경할 수 있다. 따라서, 압전 소자 (216) 의 진동의 주파수는, 제어 장치 (3) 에 의해 제어된다.
처리 유닛 (202) 은, 액적 노즐 (209) 을 선단에 유지하는 제 3 노즐 아암 (219) 을 포함한다. 제 3 노즐 이동 유닛 (220) 은, 예를 들어, 모터나 볼나사 기구를 포함한다. 제 3 노즐 이동 유닛 (220) 은, 스핀 척 (5) 의 주위에 형성된 연직인 제 3 요동 축선 (A4) 주위에 제 3 노즐 아암 (219) 을 요동시킴과 동시에, 제 3 노즐 아암 (219) 을 연직 방향으로 승강시킨다. 이로써, 액적 노즐 (209) 은, 수평 방향으로 이동함과 함께, 연직 방향으로 이동한다.
제 3 노즐 이동 유닛 (220) 은, 스핀 척 (5) 의 상방을 포함하는 수평면 내에서 액적 노즐 (209) 을 수평으로 이동시킨다. 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 따라 연장하고, 기판 (W) 의 상면의 중앙부 (예를 들어 회전 축선 (A1) 상) 를 지나는 원호상의 궤적 (궤적 (X1) (도 5 참조) 과 동등한 궤적) 을 따라 액적 노즐 (209) 을 수평으로 이동시킨다. 액적 노즐 (209) 이 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상방에 위치하는 상태에서, 제 3 노즐 이동 유닛 (220) 이 액적 노즐 (209) 을 강하시키면, 액적 노즐 (209) 이 기판 (W) 의 상면에 근접한다. 유기 용제의 액적을 기판 (W) 에 충돌시킬 때는, 액적 노즐 (209) 이 기판 (W) 의 상면에 근접하고 있는 상태에서, 제어 장치 (3) 가, 제 3 노즐 이동 유닛 (220) 을 제어함으로써, 상기의 궤적을 따라 액적 노즐 (209) 을 수평으로 이동시킨다.
도 17a 에 나타내는 바와 같이, 액적 노즐 (209) 은, 유기 용제의 액적을 분사하는 본체 (221) 와, 본체 (221) 를 덮는 커버 (222) 와, 커버 (222) 에 의해 덮인 압전 소자 (216) 와, 본체 (221) 와 커버 (222) 의 사이에 개재되는 시일 (223) 을 포함한다. 본체 (221) 및 커버 (222) 는, 모두 내약성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 본체 (221) 는, 예를 들어, 석영에 의해 형성되어 있다. 커버 (222) 는, 예를 들어, 불소계의 수지에 의해 형성되어 있다. 시일 (223) 은, 예를 들어, EPDM (에틸렌-프로필렌-디엔고무) 등의 탄성 재료에 의해 형성되어 있다. 본체 (221) 는, 내압성을 가지고 있다. 본체 (221) 의 일부와 압전 소자 (216) 는, 커버 (222) 의 내부에 수용되어 있다. 배선 (217) 의 단부는, 예를 들어 땜납 (solder) 에 의해, 커버 (222) 의 내부에서 압전 소자 (216) 에 접속되어 있다. 커버 (222) 의 내부는, 시일 (223) 에 의해 밀폐되어 있다.
도 17a 에 나타내는 바와 같이, 본체 (221) 는, 유기 용제가 공급되는 공급구 (224) 와, 공급구 (224) 에 공급된 유기 용제를 배출하는 배출구 (225) 와, 공급구 (224) 와 배출구 (225) 를 접속하는 유기 용제 유통로 (226) 와, 유기 용제 유통로 (226) 에 접속된 복수의 분사구 (227) 를 포함한다. 유기 용제 유통로 (226) 는, 본체 (221) 의 내부에 형성되어 있다. 공급구 (224), 배출구 (225), 및 분사구 (227) 는, 본체 (221) 의 표면에서 개구되어 있다. 공급구 (224) 및 배출구 (225) 는, 분사구 (227) 보다 상방에 위치하고 있다. 본체 (221) 의 하면 (209a) 은, 예를 들어, 수평인 평탄면이며, 분사구 (227) 는, 본체 (221) 의 하면 (209a) 에서 개구되어 있다. 분사구 (227) 는, 예를 들어 수 ㎛ ∼ 수십 ㎛ 의 직경을 갖는 미세 구멍이다. 유기 용제 배관 (210) 및 배액 배관 (214) 은, 각각, 공급구 (224) 및 배출구 (225) 에 접속되어 있다.
도 17b 에 나타내는 바와 같이, 복수의 분사구 (227) 는, 복수 (도 17b 에서는, 예를 들어 4 개) 의 열 (L) 을 구성하고 있다. 각 열 (L) 은, 등간격으로 배열된 다수 (예를 들어 10 개 이상) 의 분사구 (227) 에 의해 구성되어 있다. 각 열 (L) 은, 수평인 길이 방향 (D2) 을 따라 직선상으로 연장되어 있다. 각 열 (L) 은, 직선상으로 한정하지 않고, 곡선상이어도 된다. 4 개의 열 (L) 은, 서로 평행이다. 4 개의 열 (L) 중 2 개의 열 (L) 은, 길이 방향 (D2) 에 직교하는 수평인 방향으로 인접하고 있다. 동일하게, 나머지 2 개의 열 (L) 도, 길이 방향 (D2) 에 직교하는 수평인 방향으로 인접하고 있다. 인접하는 2 개의 열 (L) 은, 대를 이루고 있다. 대의 2 개의 열 (L) 에 있어서, 일방의 열 (L) 을 구성하는 복수의 분사구 (227) (도 17b 의 분사구 (227a)) 와, 타방의 열 (L) 을 구성하는 복수의 분사구 (227) (도 17b 의 분사구 (227b)) 는, 길이 방향 (D2) 으로 어긋나 있다. 액적 노즐 (209) 은, 연직 방향에서 보았을 때에, 예를 들어, 4 개의 열 (L) 이 궤적 (궤적 (X1) (도 5 와 동등한 궤도) 과 동등한 궤도) 에 교차하도록 제 3 노즐 아암 (219) (도 16 참조) 에 유지되어 있다.
유기 용제 공급원 (211) (도 17a 참조) 은, 상시, 고압으로 유기 용제를 액적 노즐 (209) 에 공급하고 있다. 유기 용제 배관 (210) 을 통하여 유기 용제 공급원 (211) 으로부터 공급구 (224) 에 공급된 유기 용제는, 유기 용제 유통로 (226) 에 공급된다. 배출 밸브 (215) 가 닫혀져 있는 상태에서는, 유기 용제 유통로 (226) 에서의 유기 용제의 압력 (액압) 이 높다. 그 때문에, 배출 밸브 (215) 가 닫혀져 있는 상태에서는, 액압에 의해 각 분사구 (227) 로부터 유기 용제가 분사된다. 또한, 배출 밸브 (215) 가 닫혀져 있는 상태에서, 교류 전압이 압전 소자 (216) 에 인가되면, 유기 용제 유통로 (226) 를 흐르는 유기 용제에 압전 소자 (216) 의 진동이 부여되고, 각 분사구 (227) 로부터 분사되는 유기 용제가, 이 진동에 의해 분단된다. 그 때문에, 배출 밸브 (215) 가 닫혀져 있는 상태에서, 교류 전압이 압전 소자 (216) 에 인가되면, 유기 용제의 액적이 각 분사구 (227) 로부터 분사된다. 이로써, 입경이 균일한 다수의 유기 용제의 액적이 균일한 속도로 동시에 분사된다.
한편, 배출 밸브 (215) 가 열려 있는 상태에서는, 유기 용제 유통로 (226) 에 공급된 유기 용제가, 배출구 (225) 로부터 배액 배관 (214) 에 배출된다. 즉, 배출 밸브 (215) 가 열려 있는 상태에서는, 유기 용제 유통로 (226) 에서의 액압이 충분히 상승하고 있지 않기 때문에, 유기 용제 유통로 (226) 에 공급된 유기 용제는, 미세 구멍인 분사구 (227) 로부터 분사되지 않고, 배출구 (225) 로부터 배액 배관 (214) 에 배출된다. 따라서, 분사구 (227) 로부터의 유기 용제의 토출은, 배출 밸브 (215) 의 개폐에 의해 제어된다. 제어 장치 (3) 는, 액적 노즐 (209) 을 기판 (W) 의 처리에 사용하지 않는 동안 (액적 노즐 (209) 의 대기 중) 은, 배출 밸브 (215) 를 열고 있다. 그 때문에, 액적 노즐 (209) 의 대기 중이어도, 액적 노즐 (209) 의 내부에서 유기 용제가 유통하고 있는 상태가 유지된다.
제 3 노즐 이동 유닛 (220) 의 동작은, 제어 장치 (3) 에 의해 제어된다. 또, 제어 장치 (3) 는, 제 3 유기 용제 밸브 (212) 및 배출 밸브 (215) 의 개폐 등을 제어한다.
도 16 ∼ 도 17b 의 실시 형태에서는, 도 13 및 도 14 에 나타내는 기판 처리와 동등한 처리가 실행된다. 단, 치환 공정 (S4) 의 액적 토출 공정 T2 에 대해, 다음에 기술하는 처리가 실행된다.
제어 장치 (3) 는, 액적 토출 공정 T2 의 개시에 앞서, 제 3 노즐 이동 유닛 (220) 을 제어하여 액적 노즐 (209) 을, 스핀 척 (5) 의 측방에 설정된 홈 위치로부터 처리 위치 (기판 (W) 의 상면 주연부의 상방) 로 이동시킨다. 액적 노즐 (209) 이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에서는, 액적 노즐 (209) 의 하단과 기판 (W) 의 상면의 사이의 간격 (W3) (＞ W1. 도 17a 참조) 은, 예를 들어 20 mm 이다. 액적 노즐 (209) 의 배치 위치는, 기판 (W) 의 상방에 형성되는 불활성 가스의 방사상 기류보다 상방이다.
액적 토출 공정 T2 의 개시 타이밍이 되면, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 회전을 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 약 300 rpm) 로 유지하고 또한 제 2 유기 용제 밸브 (48) 및 온조액 밸브 (68) 를 개방 상태로 유지하면서, 배출 밸브 (215) 를 닫아 유기 용제 유통로 (226) 의 압력을 상승시킴과 함께, 압전 소자 (216) 를 구동함으로써, 유기 용제 유통로 (226) 내의 유기 용제에 진동을 가한다. 이로써, 액적 노즐 (209) 의 각 분사구 (227) 로부터, 입경이 균일한 다수의 유기 용제의 액적이 균일한 속도로 동시에 분사된다.
그리고, 도 17b 에 나타내는 바와 같이, 액적 노즐 (209) 로부터 분사된 다수의 액적은, 기판 (W) 의 상면 내의 2 개의 공급 영역 (DB) 에 분사된다. 즉, 일방의 공급 영역 (DB) 은, 일방의 대의 2 개의 열 (L) 의 바로 아래의 영역이며, 이 2 개의 열 (L) 을 구성하는 분사구 (227) 로부터 분사된 유기 용제의 액적은, 일방의 공급 영역 (DB) 에 분사된다. 동일하게, 타방의 공급 영역 (DB) 은, 타방의 대의 2 개의 열 (L) 의 바로 아래의 영역이며, 이 2 개의 열 (L) 을 구성하는 분사구 (227) 로부터 분사된 유기 용제의 액적은, 타방의 공급 영역 (DB) 에 분사된다. 도 17b 에 나타내는 바와 같이, 각 공급 영역 (DB) 은, 길이 방향 (D2) 으로 연장되는 평면에서 보아 직방 형상이며, 2 개의 공급 영역 (DB) 은, 평행이다.
또, 액적 토출 공정 T2 에서는, 제어 장치 (3) 는, 제 3 노즐 이동 유닛 (220) 을 제어하여, 액적 노즐 (209) 을, 제 1 주연 위치 (도 5 에 2 점 쇄선으로 도시하는 위치와 동등한 위치) 와 제 2 주연 위치 (도 5 에 일점 쇄선으로 도시하는 위치와 동등한 위치) 의 사이를, 궤적 (X1) (도 5 와 동등한 궤도) 을 따라 수평으로 왕복 이동시킨다. 이로써, 공급 영역 (DB) 이 기판 (W) 의 상면 주연부의 전역을 광범위하게 주사한다. 그 때문에, 액적 노즐 (209) 로부터 분사된 유기 용제의 액적을 기판 (W) 의 상면 주연부에 광범위하게 공급할 수 있다.
액적 토출 공정 T2 의 개시부터, 미리 정하는 기간이 경과하면, 액적 토출 공정 T2 가 종료한다.
도 16 ∼ 도 17b 의 실시 형태에 의하면, 전술한 도 1 ∼ 도 15f 의 실시 형태에 기재된 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
더하여, 액적 토출 공정 (S6) 에 있어서 기판 (W) 의 상면을 향하여 기체를 내뿜지 않기 때문에, 유기 용제의 액적을 기판 (W) 의 상면에 공급할 때에, 기판 (W) 의 상면을 따라 흐르는 불활성 가스의 기류를 저해하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이 결과, 기판 (W) 의 주연부의 상방을 불활성 가스에 의해 확실하게 덮을 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 주연부의 상방의 분위기를 보다 한층 저습도로 유지할 수 있다.
이상, 이 발명의 2 개의 실시 형태에 대해 설명했지만, 이 발명은 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 제 1 실시 형태에 있어서, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로서, 노즐 보디 외 (외통 (36) (도 3 참조)) 에서 기체와 액체를 충돌시켜 그것들을 혼합하여 액적을 생성하는 외부 혼합형의 이류체 노즐을 예로 들어 설명했지만, 노즐 보디 내에서 기체와 액체를 혼합하여 액적을 생성하는 내부 혼합형의 이류체 노즐을, 제 1 유기 용제 노즐 (27) 로서 채용할 수도 있다.
또, 전술한 각 실시 형태에서는, 액적 토출 공정 T2 에 있어서, 공통 노즐 (CN) 이 제 1 유기 용제 노즐 (27) (액적 노즐 (209)) 보다 기판 (W) 의 상면에 근접하도록 배치되어 있다고 하여 설명했지만, 공통 노즐 (CN) 의 하면과 제 1 유기 용제 노즐 (27) (액적 노즐 (209)) 의 하면이 서로 동일한 정도의 위치에 배치되어 있어도 된다.
또, 각 실시 형태의 액적 토출 공정 T2 에 있어서, 공급 영역 (DA) (도 15c 참조) 이나 공급 영역 (DB) (도 17b 참조) 을, 스캔시키지 않고, 기판 (W) 의 상면 주연부 상에서 정지시켜도 된다. 이 경우, 제 1 유기 용제 노즐 (27) (액적 노즐 (209)) 및 제 2 유기 용제 노즐 (44) 은, 공급 위치를 주사시키지 않는 고정 노즐의 양태를 채용하고 있어도 된다.
또, 치환 공정 (S4) 은, 제 1 액막 형성 공정 T1, 액적 토출 공정 T2 및 제 2 액막 형성 공정 T3 의 3 공정을 포함한다고 하여 설명했지만, 적어도 액적 토출 공정 T2 를 포함하고 있으면 다른 2 공정을 생략할 수도 있다.
또, 불활성 가스 노즐 (52) 이 3 개의 기체 토출구 (55, 56, 57) 를 가지고 있다고 하여 설명했지만, 3 개의 기체 토출구 (55, 56, 57) 의 모두를 가지지 않아도, 적어도 1 개의 기체 토출구를 가지고 있으면 된다.
또, 하면 노즐 (70) 이, 노즐부 (73) 를 1 개만 구비하고 있다고 하여 설명했지만, 2 개 또는 그 이상의 노즐부 (73) 를 구비하고 있어도 된다. 또, 하면 노즐 (70) 이 노즐부 (73) 를 구비한 바 노즐이라고 하여 설명했지만, 하면 노즐이, 노즐부 (73) 를 구비하지 않는 구성 (예를 들어, 중심축 노즐) 이어도 된다. 또, 하면 노즐 (70) 을 폐지해도 된다. 즉, 기판 (W) 으로의 온조 유체의 공급을 생략해도 된다.
또, 전술한 각 실시 형태에 있어서, 치환 공정 (S4) 에 있어서 기판 (W) 의 주연부에, 유기 용제의 액적은 아니고 유기 용제의 연속류를 공급하도록 해도 된다. 이 경우, 이류체 노즐로 이루어지는 제 1 유기 용제 노즐 (27) 의 구성, 및 액적 노즐 (209) 의 구성을 폐지하는 것도 가능하고, 그 결과, 비용 절감을 도모할 수 있다.
또, 전술한 각 실시 형태에 있어서, 커버용의 유기 용제를 토출하는 제 2 유기 용제 노즐 (44) 을, 불활성 가스 노즐 (52) 과 별개로 (불활성 가스 노즐 (52) 에 대해 이동 가능하게) 형성하도록 해도 된다.
또, 본 발명에 사용되는 유기 용제 (린스액보다 표면 장력이 낮고 또한 린스액보다 비점이 낮은 유기 용제) 는 IPA 에 한정되지 않는다. 유기 용제는, IPA, 메탄올, 에탄올, HFE (하이드로플로로에테르), 아세톤 및 Trans-1,2디클로로에틸렌 중의 적어도 1 개를 포함한다. 또, 유기 용제로서는, 단체 성분만으로 이루어지는 경우 뿐만이 아니고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, IPA 와 아세톤의 혼합액이어도 되고, IPA 와 메탄올의 혼합액이어도 된다.
또, 전술한 실시 형태에서는, 기판 처리 장치 (1) 가 원판상의 기판을 처리하는 장치인 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치 (1) 는, 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 다각형의 기판을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 불과하고, 본 발명은 이들의 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2015 년 9 월 29 일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015－192156호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 삽입되는 것으로 한다.
1 ： 기판 처리 장치
2 ： 처리 유닛
3 ： 제어 장치
5 ： 스핀 척 (기판 유지 유닛)
10 ： 불활성 가스 공급 유닛
27 ： 제 1 유기 용제 노즐 (제 1 저표면 장력 액체 노즐)
27A ： 제 1 유기 용제 공급 기구 (제 1 저표면 장력 액체 공급 기구)
44 ： 제 2 유기 용제 노즐 (제 2 저표면 장력 액체 노즐)
44C ： 제 2 유기 용제 공급 기구 (제 2 저표면 장력 액체 공급 기구)
52 ： 불활성 가스 노즐
202 ： 처리 유닛
209 ： 액적 노즐 (제 1 저표면 장력 액체 노즐)
209C ： 제 3 유기 용제 공급 기구 (제 1 저표면 장력 액체 공급 기구)
DA ： 공급 영역
DB ： 공급 영역
W ： 기판

Claims (8)

  1. 수평 자세로 유지된 기판을, 처리액을 사용하여 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 기판의 상면에 부착되어 있는 처리액을, 당해 처리액보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체로 치환하는 치환 공정을 포함하고,
    상기 치환 공정은,
    상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면의 중앙부에 상기 저표면 장력 액체를 공급함으로써, 상기 기판의 상면의 전체를 덮는 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 제 1 액막 형성 공정과,
    상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터의 상기 저표면 장력 액체의 공급에 병행하여, 상기 기판의 상방에 배치되어 있는 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 저표면 장력 액체의 액적을 상기 기판의 상면 주연부에 공급하는 액적 토출 공정과,
    상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터의 상기 저표면 장력 액체의 공급의 전기간에 걸쳐, 상기 상면을 따라 흐르는 기류를 형성하기 위해, 상기 기판의 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 치환 공정은,
    상기 저표면 장력 액체의 상기 액적의 공급을 정지시키고, 또한 상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 상면 중앙부에 상기 저표면 장력 액체를 공급함으로써, 상기 기판의 상면의 전체를 덮는 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 제 2 액막 형성 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액적 토출 공정은, 상기 저표면 장력 액체와 기체를 혼합시킴으로써 생성된 상기 저표면 장력 액체의 액적을 토출하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액적 토출 공정은, 복수의 분사구로부터 상기 저표면 장력 액체의 액적을 분사하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액적 토출 공정과 병행하여, 상기 상면에 있어서의 상기 저표면 장력 액체의 상기 액적의 공급 영역을, 상기 상면의 주연부에서 이동시키는 공급 영역 이동 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 처리액을 사용하여 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치로서,
    상기 기판을 수평 자세로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판의 상방에 배치되어, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 상기 처리액보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체를 토출하기 위한 제 1 저표면 장력 액체 노즐과,
    상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐에 상기 저표면 장력 액체를 공급하는 제 1 저표면 장력 액체 공급 기구와,
    상기 기판의 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛과,
    상기 기판의 상방에 배치되어, 상기 상면의 주연부를 향하여 상기 저표면 장력 액체를 토출하기 위한 제 2 저표면 장력 액체 노즐과,
    상기 제 2 저표면 장력 액체 노즐에 상기 저표면 장력 액체의 액적을 공급하는 제 2 저표면 장력 액체 공급 기구와,
    상기 기판의 상면에 부착되어 있는 처리액을, 상기 저표면 장력 액체로 치환하는 치환 공정을 실행하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 치환 공정은,
    상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 상면의 중앙부에 상기 저표면 장력 액체를 공급함으로써, 상기 기판의 상면의 전체를 덮는 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 제 1 액막 형성 공정과,
    상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터의 상기 저표면 장력 액체의 공급에 병행하여, 상기 제 2 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 저표면 장력 액체의 상기 액적을 상기 기판의 상면 주연부에 공급하는 액적 토출 공정과,
    상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터의 상기 저표면 장력 액체의 공급의 전기간에 걸쳐, 상기 상면을 따라 흐르는 기류를 형성하기 위해, 상기 상방에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 유닛은, 상기 기판의 상방에서 불활성 가스를 토출함으로써, 상기 상면을 따라 상기 상면 중앙부로부터 상기 상면 주연부로 방사상으로 퍼지는 상기 기류를 형성시키는 불활성 가스 노즐을 포함하고,
    상기 제 2 저표면 장력 액체 노즐은, 상기 기판의 주연부의 상방이고 또한 상기 기류보다 상방에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 치환 공정은,
    상기 저표면 장력 액체의 상기 액적의 공급을 정지시키고, 또한 상기 제 1 저표면 장력 액체 노즐로부터 상기 기판의 상면 중앙부에 상기 저표면 장력 액체를 공급함으로써, 상기 기판의 상면의 전체를 덮는 상기 저표면 장력 액체의 액막을 형성하는 제 2 액막 형성 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
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