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KR102390749B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR102390749B1
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liquid
ipa
liquid film
processing
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나오히코 요시하라
겐지 고바야시
마나부 오쿠타니
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Priority claimed from JP2014063697A external-priority patent/JP6376554B2/ja
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Abstract

기판 고온화 공정에 병행하여, 액면 센서를 사용하여 IPA 의 액막의 부상의 유무를 감시한다. IPA 의 액막이 기판의 상면으로부터 부상한 것에 따라, 유기 용제 배제 공정을 개시한다. 유기 용제 배제 공정의 종료 시에는, 시각 센서를 사용하여, 기판의 상면에 있어서의 IPA 의 액적 나머지를 검출한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 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 표면 (front surface) 이 처리액으로 처리된다. 기판을 1 매씩 처리하는 매엽식 (single substrate processing type) 의 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.
매엽식의 기판 처리 장치에서는, 스핀 척에 유지된 기판에 대해 약액이 공급된다. 그 후, 린스액이 기판에 공급된다. 이로써, 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.
이와 같은 스핀 드라이 공정에서는, 기판에 형성된 패턴의 내부에 침투된 린스액을 충분히 제거할 수 없는 결과, 건조 불량이 생길 우려가 있다. 그 때문에, 예를 들어 일본 공개특허공보 평9－38595호에 기재되어 있는 바와 같이, 린스 처리 후의 기판의 표면에, 이소프로필알코올 (isopropyl alcohol ： IPA) 액 등의 유기 용제의 액체를 공급하여, 패턴의 내부에 침투된 린스액을 유기 용제의 액체로 치환하고, 기판의 표면을 건조시키는 수법이 제안되어 있다.
본 발명자는, 매엽식의 기판 처리 장치를 사용하여, 이하와 같이, 기판의 상면을 건조시키는 수법을 검토하고 있다.
구체적으로는, 린스 처리 후의 기판의 상면 (표면) 에 유기 용제를 공급한다. 그리고, 기판을 하방으로부터 가열함으로써, 기판의 상면의 유기 용제의 액막을 기판의 상면으로부터 부상 (浮上) 시킨다. 이 상태에서, 기판의 측방을 향하는 힘을 액막에 작용시킴으로써, 기판의 상방으로부터 유기 용제의 액막을 배제한다. 이로써, 기판의 상면이 건조된다.
후술하는 바와 같이, 본 발명자는, 본 수법을 실행하는 경우에 있어서, 기판 상의 유기 용제의 상태를 감시하는 것의 필요성을 알아냈다. 즉, 기판 상의 유기 용제를 가열하고 있을 때에 유기 용제의 액막이 확실하게 기판의 상방에 부상하고 있는 것과, 유기 용제의 액막을 배제했을 때에 유기 용제의 액적이 기판 상에 잔류하고 있지 않은 것 등을 감시하는 것이 필요하다고 알았다.
본 발명의 목적의 하나는, 기판 상의 처리액 상태를 양호하게 검출하고, 이로써, 기판의 상면을 양호하게 건조시키는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는, 수평으로 유지되어 있는 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판을 가열함으로써, 상기 처리액을 상기 기판의 상면에서 가열하는 기판 가열 유닛과, 상기 처리액을 상기 기판의 상면으로부터 배제하는 처리액 배제 유닛과, 상기 기판의 상면에 있어서의 상기 처리액의 상태를 검출하는 처리액 상태 검출 유닛과, 상기 처리액 상태 검출 유닛의 검출 결과에 기초하여, 상기 처리액 공급 유닛, 상기 기판 가열 유닛 및 상기 처리액 배제 유닛 중 적어도 하나를 제어하는 제어 장치를 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
기판의 상면에 패턴이 형성되어 있는 경우, 기판의 상면은, 모재 (예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 의 상면과, 패턴의 표면을 포함한다.
이 구성에 의하면, 기판의 상면에 있어서의 처리액의 상태가, 처리액 상태 검출 유닛에 의해 검출된다. 이로써, 제어 장치는, 기판의 상면의 처리액의 상태에 따른 처리를, 처리액 공급 유닛, 기판 가열 유닛 및 처리액 배제 유닛 중 적어도 하나에 실행시키는 것이 가능하다. 따라서, 처리액이 공급된 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 유닛은, 상기 기판의 상면을 덮는 처리액의 액막의 액면을 검출하는 액면 검출 유닛을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제어 장치는, 기판 상의 처리액의 액막의 액면 높이를, 액면 검출 유닛으로부터의 신호에 기초하여 판단할 수 있다. 그 때문에, 기판 상의 처리액의 액막 상태를 양호하게 검출할 수 있다. 이로써, 제어 장치는, 기판의 상면의 처리액의 상태에 따른 처리를, 처리액 공급 유닛, 기판 가열 유닛 및 처리액 배제 유닛 중 적어도 하나에 실행시키는 것이 가능하다. 따라서, 처리액이 공급된 기판의 상면을 양호하게 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 액면 검출 유닛은, 상기 처리액 공급 유닛에 의한 처리액의 공급과 병행하여, 상기 기판의 상면을 덮는 처리액의 액막의 액면을 검출해도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 액면 검출 유닛의 검출 결과에 기초하여, 상기 처리액 공급 유닛에 의한 상기 처리액의 공급을 정지시켜도 된다.
이 구성에 의하면, 제어 장치는, 기판의 상면으로부터의 액막의 높이 (액막의 두께에 상당) 에 기초하여, 기판에 대한 처리액의 공급을 정지하는 시기를 결정한다. 즉, 액막의 액면이 소정의 높이 위치에 도달하면, 제어 장치는, 처리액 공급 유닛에 처리액의 공급을 정지시킨다. 소정의 높이 위치가, 예를 들어, 기판의 상면 전체 영역을 덮을 수 있는 처리액의 액막의 두께의 최소치 또는 그것보다 조금 큰 값이면, 제어 장치가 이와 같이 처리액 공급 유닛을 제어하면, 처리액의 소비량을 억제하면서, 기판의 상면 전체 영역을 확실하게 덮을 수 있다. 이로써, 처리액 공급 유닛에 의한 기판의 상면에 대한 처리액의 공급을 적절한 타이밍에서 정지시킬 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 액면 검출 유닛은, 상기 기판 가열 유닛에 의한 상기 처리액의 가열과 병행하여, 상기 기판의 상면을 덮는 처리액의 액막의 액면을 검출해도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 액면 검출 유닛의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판 가열 유닛에 의한 상기 처리액의 가열을 정지시켜도 된다.
이 구성에 의하면, 기판 가열 유닛에 의한 처리액의 가열을 적절한 타이밍에서 정지시킬 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 유닛은, 상기 기판의 상면에 있어서의 상기 처리액의 분포를 나타내는 상기 처리액의 면내 상황을, 상기 기판 가열 유닛에 의한 상기 기판의 가열과 병행하여 검출하는 면내 상황 검출 유닛을 포함하고 있어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 면내 검출 유닛의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판의 상면 상의 상기 액막의 형체가 이상 (예를 들어, 크랙, 균열, 또는 구멍 등의 발생) 인지의 여부를 판단해도 된다.
이 구성에 의하면, 제어 장치는, 기판의 상면의 처리액의 액막의 형체가 이상인지의 여부의 판단을 적절히 실행할 수 있고, 액막의 형체가 이상이라고 판단한 경우에는 에러 처리를 실시할 수 있다. 예를 들어, 형체의 이상 내용과 당해 이상이 발생한 기판의 식별 번호를 포함하는 로그를 기억부에 기억하는 에러 처리를 제어 장치가 실행하면, 이상이 발생한 기판과 이상의 내용을 기판의 처리 후에 특정할 수 있다. 액막의 형체 이상이 발생하고 있으면, 건조 후의 기판에 문제가 생기고 있을 우려가 있지만, 이 구성에서는, 이와 같은 문제의 존재를 파악하는 것이 가능하다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 유닛은, 상기 기판의 상면에 있어서의 상기 처리액의 분포를 나타내는 상기 처리액의 면내 상황을, 상기 처리액 배제 유닛에 의한 상기 처리액의 배제와 병행하여 검출하는 면내 상황 검출 유닛을 포함하고 있어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 면내 상황 검출 유닛의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판의 상면에 상기 처리액의 액적의 나머지가 있는지의 여부를 판단해도 된다.
이 구성에 의하면, 제어 장치는, 기판의 상면에 있어서의 처리액의 액적의 나머지를 적절히 판단할 수 있고, 또, 액적의 나머지가 있다고 판단한 경우에는 에러 처리를 실시할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 기판 가열 유닛은, 상기 기판의 상면 전체 영역을 가열하는 복수의 히터를 포함하고 있어도 된다. 상기 제어 장치는, 기판의 표면 상태를 포함하는 기판 정보가 입력되는 정보 접수부와, 상기 정보 접수부에 입력된 상기 기판 정보에 기초하여 상기 히터마다 상기 복수의 히터의 온도를 설정하는 온도 설정부를 포함하고 있어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 기판의 상면 전체 영역이 처리액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 처리액의 비점 이상의 온도에서 상기 기판을 균일하게 가열함으로써, 상기 처리액을 증발시켜, 상기 처리액의 액막과 상기 기판의 상면의 사이에 기상을 형성하는 균일 가열 공정을 실행해도 된다. 상기 처리액 배제 유닛은, 상기 처리액의 액막과 상기 기판의 상면의 사이에 상기 기상이 개재되어 있는 상태에서, 상기 기판에 대해 상기 처리액의 액막을 이동시킴으로써, 상기 기판으로부터 상기 처리액의 액막을 배제해도 된다.
이 구성에 의하면, 수평으로 유지되어 있는 기판의 상면에 처리액이 공급되어, 기판의 상면 전체 영역을 덮는 처리액의 액막이 형성된다. 그 후, 처리액의 비점 이상의 온도에서 기판이 가열되어, 기판의 온도가 처리액의 비점 이상의 값에 도달한다. 이로써, 처리액과 기판의 상면의 계면에서 처리액이 증발하여, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 형성된다. 이 때, 처리액의 액막은 기판의 상면으로부터 부상하므로, 기판 상의 처리액의 액막에 작용하는 마찰 저항은, 영으로 간주할 수 있을 만큼 작다. 그 때문에, 처리액의 액막은, 기판의 상면을 따라 미끄러지기 쉬운 상태에 있다. 처리액 배제 유닛은, 기판의 상면으로부터 부상하고 있는 처리액의 액막을 배제한다.
고속 회전에 의해 기판을 건조시키는 스핀 드라이 공정에서는, 인접하는 2 개의 구조물에 걸치는 액면 (기액의 계면) 이 형성된다. 패턴을 도괴시키는 표면장력은, 액면과 패턴의 접촉 위치 (기체, 액체, 및 고체의 계면) 에 작용한다. 이에 대하여, 기판의 온도가 처리액의 비점 이상인 경우에는, 처리액이 기판의 상면에 접촉했다고 해도, 이 액체는 곧바로 증발한다. 그 때문에, 종래의 스핀 드라이 공정 때와 같은 액면이 형성되지 않고, 패턴을 도괴시키는 표면장력이 패턴에 가해지지 않는다. 따라서, 패턴 도괴의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 기판 상에서 액막을 증발시키면, 워터 마크나 파티클 등의 결함이 발생할 우려가 있다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 액막을 기판에 대해 이동시킴으로써 배제한다. 따라서, 워터 마크나 파티클 등의 발생을 저감할 수 있다. 특히, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 개재되어 있고, 처리액의 액막이 기판의 상면을 따라 미끄러지기 쉬운 상태에 있으므로, 재빠르게 단시간에 액막을 배제할 수 있다. 이로써, 기판의 상면이 처리액의 액막으로부터 부분적으로 노출되어 있는 시간을 저감할 수 있으므로, 보다 균일한 처리를 기판에 실시할 수 있다.
제어 장치의 온도 설정부는, 제어 장치의 정보 접수부에 입력된 기판 정보에 기초하여 히터마다 복수의 히터의 온도를 설정한다. 보다 구체적으로는, 온도 설정부는, 패턴의 형상, 패턴의 크기, 및 패턴의 재질 중 적어도 하나에 기초하여, 히터마다 복수의 히터의 온도를 설정한다. 예를 들어, 기판의 상면 주연부 (周緣部) 에 형성된 패턴의 어스펙트비가 상대적으로 큰 경우에는, 기판의 상면 중앙부보다 높은 온도에서 기판의 상면 주연부가 가열되도록, 제어 장치가 복수의 히터의 온도를 설정한다. 이로써, 기판의 표면 상태에 관계없이, 기판 상의 처리액의 액막을 균일하게 가열할 수 있기 때문에, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 개재되는 기상을 기판의 상면 전체 영역에 형성할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 기판 정보는, 패턴의 형상, 패턴의 크기, 및 패턴의 재질 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 처리액 배제 유닛은, 상기 처리액을 상기 기판의 상면으로부터 배제하는 유도 부재를 포함하고 있어도 된다. 상기 유도 부재는, 예를 들어, 상기 처리액의 액막과 상기 기판의 상면의 사이에 상기 기상이 개재되어 있는 상태에서 상기 기판 상의 상기 처리액의 액막의 주연부에 접촉하는 외방 유도면을 포함하고, 상기 외방 유도면과 상기 처리액의 액막의 접촉에 의해, 상기 처리액을 상기 기판의 상면으로부터 상기 기판의 주위로 유도한다.
이 구성에 의하면, 유도 부재의 외방 유도면은, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 개재되어 있는 상태에서 기판 상의 처리액의 액막의 주연부에 접촉한다. 외방 유도면에 접촉한 처리액은, 유도 부재를 따라 기판의 주위에 배출된다. 이 유도 부재와 액막의 접촉을 계기로, 기판의 주연부를 향하는 외향의 흐름이 처리액의 액막에 형성된다. 따라서, 기판 상의 처리액의 액막은, 이 흐름에 의해, 다수의 소적 (小滴) 으로 분열하는 일 없이, 덩어리채 기판으로부터 배제된다. 이로써, 처리액의 액막을 기판으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 처리액 배제 유닛은, 상기 처리액의 액막과 상기 기판의 상면의 사이에 상기 기상이 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판의 상면을 향하여 기체를 토출함으로써, 상기 처리액이 배제된 건조 영역을 상기 기판의 상면의 일부의 영역에 형성하는 기체 토출 유닛을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 형성되어 있는 상태에서, 기판의 상면의 일부의 영역인 분사 위치에 기체가 분사된다. 분사 위치에 있는 처리액은, 기체의 공급에 의해 그 주위로 밀려난다. 이로써, 분사 위치에 건조 영역이 형성된다. 또한, 처리액이 기체의 공급에 의해 분사 위치로부터 그 주위로 이동하므로, 기판의 주연부를 향하는 외향의 흐름이 처리액의 액막에 형성된다. 따라서, 기판 상의 처리액의 액막은, 이 흐름에 의해, 다수의 소적으로 분열되는 일 없이, 덩어리채 기판으로부터 배제된다. 이로써, 처리액의 액막을 기판으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 균일 가열 공정 후에, 상기 처리액의 액막과 상기 기판의 상면의 사이에 상기 기상이 형성되어 있는 상태에서, 상기 처리액의 비점 이상의 저온 영역과 상기 저온 영역보다 고온의 고온 영역을 상기 기판의 상면에 형성하는 온도차 발생 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액의 비점 이상의 온도에서 기판이 균일하게 가열된다. 이로써, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 형성된다. 그 후, 서로 온도가 상이한 고온 영역 및 저온 영역이, 기판의 상면에 형성된다. 그 때문에, 처리액의 액막 내에 온도차가 발생하여, 저온쪽으로 이동하는 흐름이 처리액의 액막에 형성된다. 따라서, 기판 상의 처리액의 액막은, 이 흐름에 의해, 다수의 소적으로 분열되는 일 없이, 덩어리채 기판으로부터 배제된다. 이로써, 처리액의 액막을 기판으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다.
상기 일 실시형태에 있어서, 상기 처리액 배제 유닛은, 상기 기판 가열 유닛과 상기 기판의 간격을 일정하게 유지하면서, 상기 기판을 비스듬하게 기울이는 자세 변경 유닛을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 형성되어 있는 상태에서, 기판의 상면이 비스듬하게 기울어진다. 이로써, 기판 상의 처리액의 액막은, 기판의 상면을 따라 하방으로 흘러 떨어진다. 따라서, 기판 상의 처리액의 액막을 기판으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다. 게다가, 기판의 상면에 수직인 방향에 있어서의 기판 가열 유닛과 기판의 간격이 일정하게 유지되므로, 기판만을 기울이는 경우에 비해 가열의 불균일이 발생하기 어려워, 안정적인 기판의 가열을 계속할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 수평으로 유지되어 있는 기판의 상면을 건조시키는 기판 처리 방법을 제공한다. 상기 기판 처리 방법은, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판을 가열함으로써, 상기 처리액을 상기 기판의 상면에서 가열하는 기판 가열 공정과, 상기 처리액을 상기 기판의 상면으로부터 배제하는 처리액 배제 공정과, 상기 처리액 공급 공정, 상기 기판 가열 공정 및 상기 처리액 배제 공정 중 적어도 하나와 병행하여, 상기 기판의 상면에 있어서의 상기 처리액의 상태를 검출하는 처리액 상태 검출 공정과, 상기 처리액 상태 검출 공정의 검출 결과에 기초하여, 상기 처리액 공급 공정, 상기 기판 가열 공정 및 상기 처리액 배제 공정 중 적어도 하나를 제어하는 제어 공정을 포함한다. 이 방법에 의하면, 전술한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
상기 다른 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 공정은, 상기 처리액공급 공정과 병행하여, 상기 기판의 상면을 덮는 처리액의 액막의 액면 높이를 검출해도 된다. 상기 제어 공정은, 상기 처리액 상태 검출 공정에서 검출된 상기 액막의 액면 높이에 기초하여, 상기 처리액 공급 공정에 있어서의 상기 처리액의 공급을 정지시켜도 된다. 이 방법에 의하면, 전술한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
상기 다른 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 공정은, 상기 기판 가열 공정과 병행하여, 상기 기판의 상면을 덮는 처리액의 액막의 액면 높이를 검출해도 된다. 상기 제어 공정은, 상기 처리액 상태 검출 공정에서 검출된 상기 액막의 액면 높이에 기초하여, 상기 기판 가열 공정에 있어서의 상기 처리액의 가열을 정지시켜도 된다. 이 방법에 의하면, 전술한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
상기 다른 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 공정은, 상기 기판 가열 공정과 병행하여, 상기 기판의 상면 상의 상기 처리액의 액막의 형체를 검출해도 된다. 상기 제어 공정은, 상기 처리액 상태 검출 공정에서 검출된 상기 액막의 형체에 기초하여, 상기 처리액의 상기 액막의 형체가 이상인지의 여부를 판단해도 된다. 이 방법에 의하면, 전술한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
상기 다른 실시형태에 있어서, 상기 처리액 상태 검출 공정은, 상기 처리액배제 공정과 병행하여, 상기 기판의 상면에 있어서의 상기 처리액 상태를 검출해도 된다. 상기 제어 공정은, 상기 처리액 상태 검출 공정에서 검출된 상기 처리액의 상태에 기초하여, 상기 기판의 상면에 상기 처리액의 액적의 나머지가 있는지의 여부를 판단해도 된다. 이 방법에 의하면, 전술한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
상기 다른 실시형태에 있어서, 상기 기판 가열 공정은, 상기 기판의 상면이 상기 처리액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 기판의 상면을 상기 처리액의 비점 이상의 온도에 도달시키고, 상기 기판의 상면 전체 영역에 있어서 상기 처리액의 액막과 상기 기판의 상면의 사이에 상기 처리액의 기상을 형성하여, 상기 처리액의 액막을 상기 기판의 상방에 부상시켜도 된다. 이 방법에 의하면, 전술한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 추가로 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 모식적인 평면도.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 모식적인 연직 단면도.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 제 1 기판 유지 유닛 및 제 2 기판 유지 유닛의 평면도.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 IV－IV 선을 따른 제 1 단면도.
도 5 는, 도 3 에 나타내는 IV－IV 선을 따른 제 2 단면도.
도 6 은, 도 3 에 나타내는 IV－IV 선을 따른 제 3 단면도.
도 7 은, 고정핀을 수평으로 본 모식도.
도 8 은, 가동핀 및 척 개폐 유닛을 수평으로 본 모식도.
도 9 는, 액면 센서를 수평으로 본 제 1 도면.
도 10 은, 액면 센서를 수평으로 본 제 2 도면.
도 11 은, 액면 센서를 나타내는 평면도.
도 12 는, 시각 센서를 수평으로 본 도면.
도 13 은, 처리 대상의 기판의 표면을 확대하여 나타내는 단면도.
도 14 는, 처리 유닛에서 실행되는 기판의 처리예에 대해 설명하기 위한 공정도.
도 15a 는, 도 14 에 나타내는 처리예를 설명하기 위한 모식도.
도 15b 는, 도 15a 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 15c 는, 도 15b 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 15d 는, 도 15c 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 15e 는, 도 15d 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 15f 는, 도 15e 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 15g 는, 도 15f 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 15h 는, 도 15g 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 16a 는, 도 14 에 나타내는 처리예에 있어서의 기판의 상면 상태를 설명하기 위한 모식적인 단면도.
도 16b 는, 도 14 에 나타내는 처리예에 있어서의 기판의 상면 상태를 설명하기 위한 모식적인 단면도.
도 16c 는, 도 14 에 나타내는 처리예에 있어서의 기판의 상면 상태를 설명하기 위한 모식적인 단면도.
도 17 은, 유기 용제 치환 공정, 기판 고온화 공정 및 유기 용제 배제 공정에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 제 1 플로우 차트.
도 18 은, 유기 용제 치환 공정, 기판 고온화 공정 및 유기 용제 배제 공정에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 제 2 플로우 차트.
도 19 는, 유기 용제 치환 공정, 기판 고온화 공정 및 유기 용제 배제 공정에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 제 3 플로우 차트.
도 20 은, 기판 고온화 공정에 있어서, IPA 의 액막을 수평으로 본 모식도.
도 21 은, 기판 고온화 공정에 있어서, IPA 의 액막에 발생하는 크랙의 일 양태를 나타내는 평면도.
도 22 는, 기판 고온화 공정에 있어서, IPA 의 액막에 발생하는 크랙의 다른 양태를 나타내는 평면도.
도 23 은, 기판 고온화 공정에 있어서, IPA 의 액막에 발생하는 크랙의 다른 양태를 나타내는 평면도.
도 24 는, 유기 용제 배제 공정에 있어서, IPA 의 액막이 정상적으로 배출되고 있는 상태를 나타내는 제 1 평면도.
도 25 는, 유기 용제 배제 공정에 있어서, IPA 의 액막이 정상적으로 배출되고 있는 상태를 나타내는 제 2 평면도.
도 26 은, 유기 용제 배제 공정에 있어서, IPA 의 액막이 분열되면서 배출되고 있는 상태를 나타내는 제 1 평면도.
도 27 은, 유기 용제 배제 공정에 있어서, IPA 의 액막이 분열되면서 배출되고 있는 상태를 나타내는 제 2 평면도.
도 28 은, 유기 용제 배제 공정에 있어서, IPA 의 액막이 분열되면서 배출되고 있는 상태를 나타내는 제 3 평면도.
도 29 는, 유기 용제 배제 공정에 있어서, IPA 의 액막에 발생하는 형체 이상의 일 양태를 나타내는 평면도.
도 30 은, 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관련된 액면 센서를 나타내는 도면.
도 31 은, 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 액면 센서를 나타내는 도면.
도 32 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛의 모식적인 연직 단면도.
도 33 은, 제 1 기판 유지 유닛 및 제 2 기판 유지 유닛을 나타내는 평면도.
도 34 는, 가동핀을 나타내는 평면도.
도 35 는, 유도 부재의 단면을 나타내는 처리 유닛의 일부의 모식도.
도 36 은, 복수의 유도 부재와 기판의 위치 관계를 나타내는 평면도.
도 37 은, 고정핀을 수평으로 본 모식도.
도 38 은, 가동핀 및 척 개폐 유닛을 수평으로 본 모식도.
도 39a 는, 도 38 에 나타내는 IX－IX 선을 따른 단면도로, 가동핀이 폐쇄 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내는 도면.
도 39b 는, 도 38 에 나타내는 IX－IX 선을 따른 단면도로, 가동핀이 개방 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내는 도면.
도 40 은, 처리 유닛에 의해 실시되는 기판의 처리의 일례에 대해 설명하기 위한 공정도.
도 41 은, IPA 의 액막이 기판의 상면으로부터 부상하고 있는 상태를 나타내는 모식도.
도 42 는, 기판 상의 IPA 의 액막이 유도 부재에 의해 유도되고 있는 상태를 나타내는 모식도.
도 43a 는, 기판의 표면 상태와 이것에 대응하는 히터의 온도 설정의 관계의 제 1 예를 나타내는 모식도.
도 43b 는, 기판의 표면 상태와 이것에 대응하는 히터의 온도 설정의 관계의 제 2 예를 나타내는 모식도.
도 43c 는, 기판의 표면 상태와 이것에 대응하는 히터의 온도 설정의 관계의 제 3 예를 나타내는 모식도.
도 44 는, 기판 처리 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 45 는, 기판 정보가 기판 처리 장치에 입력되고 나서 기판의 처리가 실행되기까지의 흐름의 일례를 나타내는 공정도.
도 46 은, 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 변형예에 관련된 유기 용제 배제 공정을 나타내는 모식도.
도 47a 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 유기 용제 배제 공정을 나타내는 모식도로, 저온 영역과 고온 영역이 기판의 상면에 형성되어 있는 상태를 나타내는 도면.
도 47b 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 제 3 변형예에 관련된 유기 용제 배제 공정에 있어서, 고온 영역을 외방으로 확대시키고 있는 상태를 나타내는 모식도.
도 48a 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 제 4 변형예에 관련된 자세 변경 유닛을 수평으로 본 모식도.
도 48b 는, 자세 변경 유닛에 의해 기판 및 핫 플레이트가 기울어져 있는 상태를 나타내는 모식도.
제 1 실시형태
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 모식적인 평면도이다. 도 2 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 처리 유닛 (202) 의 모식적인 연직 단면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을 1 매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액으로 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (202) 과, 처리 유닛 (202) 에서 처리되는 복수 매의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (202) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR) 및 반송 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다.
처리 유닛 (202) 은, 원판상의 기판 (W) 의 표면 (패턴 형성면) 에 대해, 약액을 사용한 약액 처리를 실시하기 위한 매엽식의 유닛이다. 각 처리 유닛 (202) 은, 내부 공간을 갖는 박스형의 아우터 챔버 (204) 와, 아우터 챔버 (204) 내에서 1 매의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하면서, 기판 (W) 의 중심을 통과하는 연직인 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 기판 유지 회전 유닛으로서의 제 1 기판 유지 유닛 (205) 과, 기판 (W) 을 가열하는 핫 플레이트 (기판 가열 유닛) (206) 를 포함하는 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 과, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 및 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 을 수용하는 개폐 가능한 이너 챔버 (209) 를 포함한다.
처리 유닛 (202) 은, 또한, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 에, 약액, 린스액 등의 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 또는 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에, 물보다 표면장력이 낮은 유기 용제의 액체의 일례인 IPA 의 액체를 공급하는 유기 용제 공급 유닛과, 핫 플레이트 (206) 에 의해 가열되고 있는 기판 (W) 상에 형성되는 IPA 의 액막 (111) (도 9 등 참조) 의 액면 높이를 검출하는 액면 센서 (액면 검출 유닛) (207) 와, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 IPA 의 분포를 나타내는 IPA 의 면내 상황을 시각적으로 검출하는 시각 센서 (면내 상황 검출 유닛) (208) 를 포함한다.
도 3 은, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 및 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 의 평면도이다. 도 4 ∼ 도 6 은, 도 3 에 나타내는 IV－IV 선을 따른 단면도이다. 도 4 는, 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 이 하(下)위치에 위치하는 상태를 나타내고, 도 5 는, 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 이 상(上)위치에 위치하는 상태를 나타낸다. 도 6 은, 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 의 경사 자세를 나타낸다.
도 2 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 은, 기판 (W) 보다 큰 외경을 갖는 원환상의 회전링 (211) 을 가지고 있다. 회전링 (211) 은, 내약성을 갖는 수지 재료로 작성되어 있고, 기판 (W) 의 회전축선 (A1) 과 동심의 회전 중심을 가지고 있다. 회전링 (211) 은, 수평으로 평탄한 원환상의 상면 (211a) 을 가지고 있다. 상면 (211a) 에는, 회전링 (211) 에 대해 부동의 복수개 (예를 들어 6 개) 의 고정핀 (210) 과, 회전링 (211) 에 대해 가동의 복수개 (예를 들어 3 개) 의 가동핀 (212) 이 형성되어 있다.
복수개의 고정핀 (210) 은, 회전링 (211) 의 상면 (211a) 에 있어서, 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 복수개의 가동핀 (212) 은, 회전링 (211) 의 상면 (211a) 에 있어서, 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 3 개의 가동핀 (212) 은, 둘레 방향으로 연속해서 늘어선 3 개의 고정핀 (210) 에 1 대 1 로 대응되어 있다. 3 개의 가동핀 (212) 은, 대응하는 3 개의 고정핀 (210) 의 근방에 각각 배치되어 있다. 3 개의 가동핀 (212) 은, 둘레 방향으로 치우쳐 배치되어 있다.
회전링 (211) 에는, 회전링 (211) 을 회전축선 (A1) 둘레로 회전시키는 링 회전 유닛 (213) 이 결합되어 있다. 링 회전 유닛 (213) 은, 예를 들어, 전동 모터와, 전동 모터의 동력을 전달하는 전달 기구를 포함한다.
도 2 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 는, 예를 들어 세라믹이나 탄화규소 (SiC) 로 제조된 원판상의 부재이다. 핫 플레이트 (206) 의 상면은, 평탄한 원형상의 기판 대향면 (206a) 을 가지고 있다. 기판 대향면 (206a) 의 외경은, 회전링 (211) 의 내경보다 작다. 핫 플레이트 (206) 와 제 1 기판 유지 유닛 (205) 의 회전링 (211) 은, 연직 방향으로 중복되어 있지 않다. 핫 플레이트 (206) 의 내부에는, 예를 들어 전기식의 히터 (215) 가 매설되어 있다. 히터 (215) 에의 통전에 의해 히터 (215) 가 발열한다. 이로써, 기판 대향면 (206a) 을 포함하는 핫 플레이트 (206) 전체가 가열된다.
도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 는, 기판 대향면 (206a) 으로부터 상방에 돌출하는 복수개의 지지핀 (261) 을 가지고 있다. 복수개의 지지핀 (261) 은, 기판 대향면 (206a) 의 전체 영역에 배치되어 있어도 되고, 기판 대향면 (206a) 의 주연부에만 배치되어 있어도 된다. 지지핀 (261) 은, 핫 플레이트 (206) 와 별도의 부재여도 되고, 핫 플레이트 (206) 와 일체여도 된다. 기판 (W) 은, 복수개의 지지핀 (261) 과 기판 (W) 의 하면의 맞닿음에 의해, 기판 (W) 의 하면이 기판 대향면 (206a) 으로부터 미소 간격 (Wa) 만큼 상방으로 떨어진 위치에서 지지된다.
또한, 핫 플레이트 (206) 는, 기판 대향면 (206a) 에 지지핀 (261) 을 가지지 않아도 된다. 요컨대, 기판 대향면 (206a) 에 기판 (W) 이 직접 재치되어도 된다.
기판 (W) 이 핫 플레이트 (206) 에 지지된 상태에서 히터 (215) 가 발열하면, 이 열이, 기판 (W) 에 전달된다. 구체적으로는, 히터 (215) 의 열은, 기판 대향면 (206a) 과 기판 (W) 사이의 유체나 지지핀 (261) 을 통해서 기판 (W) 에 전달된다. 또, 히터 (215) 의 열은, 열복사에 의해 기판 (W) 에 전달된다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 에 의해 지지되어 있는 기판 (W) 이 가열된다.
도 2, 도 4 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 에는, 연직으로 연장되는 플레이트 지지축 (214) 이 하방으로부터 고정되어 있다. 플레이트 지지축 (214) 은 예를 들어 중공축이며, 플레이트 지지축 (214) 의 내부에는, 히터 (215) 에의 급전선 (도시 생략) 이 삽입 통과되고 있다. 플레이트 지지축 (214) 에는, 플레이트 지지축 (214) 을 승강시키는 플레이트 승강 유닛 (216) (도 2 등 참조) 이 결합되어 있다. 플레이트 승강 유닛 (216) 은, 예를 들어, 전동 모터와, 전동 모터의 동력을 전달하는 전달 기구 (볼나사 기구 등) 를 포함한다.
플레이트 승강 유닛 (216) 이 플레이트 지지축 (214) 을 승강시키면, 플레이트 지지축 (214), 후술하는 복수개의 신축 유닛 (224), 지지 부재 (217) 및 핫 플레이트 (206) 가 일체적으로 승강된다. 플레이트 승강 유닛 (216) 의 구동에 의해, 핫 플레이트 (206) 는, 하위치 (도 4 에 나타내는 위치) 와 상위치 (도 5 에 나타내는 위치) 의 사이에서 승강된다. 하위치는, 핫 플레이트 (206) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치가, 복수개의 고정핀 (210) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치의 하방에 위치하는 높이이다. 상위치는, 핫 플레이트 (206) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치가, 복수개의 고정핀 (210) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치의 상방에 위치하는 높이이다. 전술한 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 와 제 1 기판 유지 유닛 (205) 의 회전링 (211) 이 연직 방향으로 중복되어 있지 않기 때문에, 핫 플레이트 (206) 의 승강 시에, 핫 플레이트 (206) 및 제 1 기판 유지 유닛 (205) 은 서로 간섭하지 않는다.
도 2 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 는, 복수개 (예를 들어 3 개) 의 신축 유닛 (224) 과, 신축 유닛 (224) 을 지지하는 지지 부재 (217) 를 통하여, 플레이트 지지축 (214) 에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 지지 부재 (217) 는, 예를 들어 원판상 또는 링상의 부재이다. 도 2 는, 지지 부재 (217) 가 원판상인 예를 나타내고 있다. 지지 부재 (217) 는, 수평으로 평탄한 지지면 (217a) 을 가지며, 플레이트 지지축 (214) 의 상단에 고정되어 있다. 지지 부재 (217) 의 지지면 (217a) 의 주연부에는, 3 개의 신축 유닛 (224) 이 둘레 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 각 신축 유닛 (224) 은, 평면에서 보아, 3 개의 고정핀 (210) 의 내방에 각각 배치되어 있다.
신축 유닛 (224) 은, 지지 부재 (217) 상에서 지지 부재 (217) 에 고정된 실린더 본체와, 실린더 본체로부터 연직 상방으로 돌출하는 신축 로드를 포함하는 실린더이다. 신축 유닛 (224) 의 길이는, 신축 로드의 돌출량이 최소의 최대 수축 상태로부터 신축 로드의 돌출량이 최대의 최대 신장 상태까지의 범위에서 연속적으로 조정된다. 각 신축 유닛 (224) 은, 핫 플레이트 (206) 의 주연부를 하방으로부터 지지하고 있다. 복수의 신축 유닛 (224) 은, 각각 동일한 제원 (諸元) 을 가지고 있다. 그 때문에, 복수의 신축 유닛 (224) 은, 최대 수축 상태에서 동등한 길이를 가지고 있다. 각 신축 유닛 (224) 에는, 각 신축 로드를 연직 방향으로 신축시키는 구동 유체를 공급하는 신축 구동 유닛 (225) 이 결합되어 있다. 이 실시형태에서는, 신축 유닛 (224) 및 신축 구동 유닛 (225) 의 각각이, 별도의 부재에 의해 형성되어 있지만, 전자 액츄에이터 등의 단체의 부재로 신축 유닛 (224) 을 구성해도 된다.
도 4 에 나타내는 상태 또는 도 5 에 나타내는 상태에서는, 모든 신축 유닛 (224) 이 최대 수축 상태로 유지되어 있다. 모든 신축 유닛 (224) 은, 동등한 길이를 가지고 있다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 가 수평 자세로 유지되어 있다. 이 상태에서는, 핫 플레이트 (206) 의 기판 대향면 (206a) 이 수평면에 배치된다. 핫 플레이트 (206) 상의 기판 (W) 은, 기판 (W) 과 지지핀 (261) 의 사이에 작용하는 마찰력에 의해, 핫 플레이트 (206) 상에서 이동하지 않고, 정지 상태로 유지된다.
도 6 에 나타내는 상태에서는, 3 개의 신축 유닛 (224) 중 하나가 최대 수축 상태로 유지되어 있고, 나머지 2 개가 최대 수축 상태보다 길다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 가 경사 자세로 유지되어 있다. 이와 같이, 복수의 신축 유닛 (224) 을 포함하는 간단한 구성의 자세 변경 유닛에 의해, 핫 플레이트 (206) 를, 수평 자세와 경사 자세의 사이에서 자세 변경할 수 있다.
이하에서는 도 6 을 참조하면서, 핫 플레이트 (206) 의 자세 변경에 대해 상세히 서술한다. 여기서는, 3 개의 신축 유닛 (224) 중 하나를 신축 유닛 (224a) 이라고 하고, 나머지 2 개를 신축 유닛 (224b) 이라고 한다.
핫 플레이트 (206) 를 수평 자세로부터 경사 자세로 변화시킬 때는, 1 개의 신축 유닛 (224a) 의 길이를 그대로 하면서, 다른 2 개의 신축 유닛 (224b) (도 6 에서는 1 개만 도시) 의 길이를, 그때까지 보다 길게 한다. 이 때의 2 개의 신축 유닛 (224b) 의 신장량은 서로 동일하다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 를 경사 자세로 자세 변경할 수 있다.
핫 플레이트 (206) 의 경사 자세에서는, 기판 대향면 (206a) 이 수평면에 대해 경사져 있다. 이 때의 경사 각도는, 예를 들어 약 1 °이다. 즉, 핫 플레이트 (206) 의 경사 자세에서는, 기판 대향면 (206a) 이 수평면에 대해 예를 들어 약 1˚ 경사져 있다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 에 의해 지지되어 있는 기판 (W) 의 상면도, 수평면에 대해 예를 들어 약 1˚ 경사져 있다. 이 때, 핫 플레이트 (206) 는, 핫 플레이트 (206) 의 둘레 방향에 관한 2 개의 신축 유닛 (224b) 의 위치의 중간 위치가 가장 높고, 신축 유닛 (224a) 의 위치가 가장 낮다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 가 기울면, 핫 플레이트 (206) 에 지지되어 있는 기판 (W) 도 기운다. 기판 (W) 및 핫 플레이트 (206) 가 경사 자세에 있을 때, 기판 대향면 (206a) 을 따른 방향의 힘 (기판 (W) 에 작용하는 자중의 분력) 이 기판 (W) 에 작용한다. 이 힘이, 기판 (W) 과 지지핀 (261) 의 사이에 작용하는 마찰력을 상회하면, 기판 (W) 이, 기판 대향면 (206a) 을 따른 방향으로 이동할 우려가 있다.
기판 (W) 의 주연부의 가장 낮은 부분 (도 6 에 있어서의 기판 (W) 의 좌단부) 은, 6 개의 고정핀 (210) 중 하나 (고정핀 (210a)) 의 내방에 배치되어 있다. 이 고정핀 (210a) 은, 핫 플레이트 (206) 가 경사 자세일 때에 가장 짧아지는 신축 유닛 (224a) 과, 핫 플레이트 (206) 의 직경 방향으로 늘어서 있다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (206) 가 경사 자세일 때에, 기판 (W) 이 핫 플레이트 (206) 에 대해 기판 대향면 (206a) 을 따른 방향으로 이동했다고 해도, 기판 (W) 과 고정핀 (210a) 의 접촉에 의해, 핫 플레이트 (206) 에 대한 기판 (W) 의 이동이 규제된다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 상으로부터의 기판 (W) 의 활락 (滑落) 을 확실히 방지하면서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (206) 의 쌍방을 경사 자세로 유지할 수 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 유닛은, 약액을 토출하는 약액 노즐 (226) 과, 린스액을 토출하는 린스액 노즐 (227) 을 포함한다. 약액 노즐 (226) 및 린스액 노즐 (227) 은, 토출구를 하방으로 향한 상태에서, 수평으로 연장되는 아암 (229) 의 선단에 장착되어 있다. 아암 (229) 은 소정의 회전축선 둘레로 요동 가능하게 형성되어 있다. 약액 노즐 (226) 및 린스액 노즐 (227) 은, 아암 (229) 의 요동 방향으로 늘어서 있다. 아암 (229) 에는, 소정 각도 범위 내에서 아암 (229) 을 요동시키는 아암 요동 유닛 (230) 이 결합되어 있다. 아암 (229) 의 요동에 의해, 약액 노즐 (226) 및 린스액 노즐 (227) 은, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 또는 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 중앙부의 상방과, 이너 챔버 (209) 외에 설정된 퇴피 위치의 사이를 이동한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 약액 노즐 (226) 은, 예를 들어, 약액을 하방으로 토출함으로써 약액의 연속류를 형성하는 스트레이트 노즐이다. 약액 노즐 (226) 에는, 약액 공급원으로부터의 약액이 흐르는 공급 통로를 형성하는 약액 배관 (231) 이 접속되어 있다. 약액 배관 (231) 에는, 약액의 공급을 제어하는 약액 밸브 (232) 가 개재되어 장착되어 있다. 약액 밸브 (232) 가 열리면, 약액 배관 (231) 으로부터 약액 노즐 (226) 에 약액이 공급된다. 또, 약액 밸브 (232) 가 닫히면, 약액 배관 (231) 으로부터 약액 노즐 (226) 로의 약액의 공급이 정지된다. 약액으로서, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH ： 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액을 채용할 수 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 린스액 노즐 (227) 은, 예를 들어, 린스액을 하방으로 토출함으로써 린스액의 연속류를 형성하는 스트레이트 노즐이다. 린스액 노즐 (227) 에는, 린스액 공급원으로부터의 린스액이 흐르는 공급 통로를 형성하는 린스액 배관 (233) 이 접속되어 있다. 린스액 배관 (233) 에는, 린스액의 공급을 제어하는 린스액 밸브 (234) 가 개재되어 장착되어 있다. 린스액 밸브 (234) 가 열리면, 린스액 배관 (233) 으로부터 린스액 노즐 (227) 에 린스액이 공급된다. 또, 린스액 밸브 (234) 가 닫히면, 린스액 배관 (233) 으로부터 린스액 노즐 (227) 로의 린스액의 공급이 정지된다.
또한, 도 2 에서는, 약액 노즐 (226) 및 린스액 노즐 (227) 을 1 개의 아암 (229) 에 배치하는 경우를 나타내고 있지만, 약액 노즐 (226) 및 린스액 노즐 (227) 은, 각각의 아암에 유지되어 있어도 된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 이너 챔버 (209) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 및 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 을 수용하는 챔버 본체 (237) 와, 챔버 본체 (237) 의 개구 (238) 를 폐색하는 덮개 부재 (239) 를 구비하고 있다. 덮개 부재 (239) 가 챔버 본체 (237) 의 개구 (238) 를 폐색함으로써, 밀폐 챔버로서의 이너 챔버 (209) 의 내부에 밀폐 공간이 형성된다.
챔버 본체 (237) 는, 원형의 개구 (238) 가 상면에 형성된 유저 (有底) 원통상이다. 챔버 본체 (237) 는, 원판상의 저벽부 (240) 와, 저벽부 (240) 로부터 상방으로 기립된 둘레벽부 (241) 를 일체적으로 구비하고 있다. 둘레벽부 (241) 는, 회전축선 (A1) 과 동심의 원통상이다. 둘레벽부 (241) 는, 원환상의 상단면 (241a) 을 가지고 있다. 저벽부 (240) 의 상면에는, 폐액로 (도시 생략) 의 일단이 접속되어 있다. 폐액로의 타단은, 기판 처리 장치 (1) 의 밖에 설치된 폐액 설비 (도시 생략) 에 접속되어 있다.
둘레벽부 (241) 의 주위에는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 또는 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 비산하는 처리액을 포획하는 포획 컵 (도시 생략) 이 배치 형성되어 있다. 포획 컵은, 기판 처리 장치 (1) 의 밖에 설치된 폐액 설비 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 플레이트 지지축 (214) 과 저벽부 (240) 의 중심부의 사이는, 원환상의 시일 부재 (243) 에 의해 시일되어 있다.
덮개 부재 (239) 는, 챔버 본체 (237) 의 상방에 있어서, 그 중심이 기판 (W) 의 회전축선 (A1) 상에 위치하도록, 수평인 자세로 배치되어 있다. 덮개 부재 (239) 에는, 덮개 승강 유닛 (254) 이 결합되어 있다. 덮개 승강 유닛 (254) 은, 예를 들어, 전동 모터와, 전동 모터의 동력을 전달하는 전달 기구 (볼나사 기구 등) 를 포함한다. 덮개 승강 유닛 (254) 의 구동에 의해, 덮개 부재 (239) 는, 챔버 본체 (237) 의 개구 (238) 를 폐색하는 덮개 폐쇄 위치와, 챔버 본체 (237) 보다 상방으로 퇴피하여 챔버 본체 (237) 의 개구 (238) 를 개방하는 덮개 개방 위치의 사이에서 승강된다.
덮개 부재 (239) 의 하면은, 수평으로 평탄한 원형상의 중앙부 (239a) 를 포함한다. 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지된 기판 (W) 의 상면의 중앙부, 또는 핫 플레이트 (206) 에 유지된 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 대향하고 있다.
덮개 부재 (239) 의 하면의 주연부 (239c) 에는, 시일 고리 (253) 가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 시일 고리 (253) 는, 예를 들어 합성 수지 등의 탄성 재료로 제조되어 있다. 덮개 부재 (239) 가 덮개 폐쇄 위치에 위치할 때, 덮개 부재 (239) 의 하면의 주연부 (239c) 에 배치된 시일 고리 (253) 가, 그 둘레 방향 전체 영역에서 챔버 본체 (237) 의 상단면 (241a) 에 맞닿고, 덮개 부재 (239) 와 챔버 본체 (237) 의 사이가 시일된다. 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 및 주연부 (239c) 를 제외한 영역에는, 덮개 부재 (239) 와 동심의 원통상의 상(上)환상 홈 (239b) 이 형성되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 린스액 상배관 (244), 유기 용제 상배관 (245) 및 질소 가스 상배관 (246) 은, 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 에서 개구하는 구멍에 삽입되어 있다.
린스액 상배관 (244) 의 하단은, 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 에서 개구하고, 린스액 토출구 (247) 를 형성하고 있다. 린스액 상배관 (244) 에는, 린스액 공급원이 접속되어 있다. 린스액 상배관 (244) 에는, 린스액이, 린스액 공급원으로부터 공급된다. 린스액 상배관 (244) 에는, 린스액의 공급을 제어하는 린스액 상밸브 (248) 가 개재되어 장착되어 있다.
유기 용제 상배관 (245) 의 하단은, 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 에서 개구하고, 유기 용제 토출구 (249) 를 형성하고 있다. 유기 용제 상배관 (245) 에는, 유기 용제 공급원이 접속되어 있다. 유기 용제 상배관 (245) 에는, IPA 가, IPA 공급원으로부터 공급된다. 유기 용제 상배관 (245) 에는, IPA 의 공급을 제어하는 유기 용제 밸브 (250) 가 개재되어 장착되어 있다. 유기 용제 상배관 (245) 및 유기 용제 밸브 (250) 에 의해, 유기 용제 공급 유닛이 구성되어 있다. 유기 용제 공급 유닛은, 처리액 공급 유닛의 일례이기도 하다.
질소 가스 상배관 (246) 의 하단은, 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 에서 개구하고, 불활성 가스의 일례로서의 질소 가스 (N2) 를 토출하는 질소 가스 토출구 (251) 를 형성하고 있다. 질소 가스 상배관 (246) 에는, 질소 가스 공급원이 접속되어 있다. 질소 가스 공급원으로부터의 질소 가스는, 질소 가스 공급 통로를 형성하는 질소 가스 상배관 (246) 을 통하여 질소 가스 토출구 (251) 에 공급된다. 질소 가스 상배관 (246) 에는, 질소 가스의 공급을 제어하는 질소 가스 밸브 (252) 가 개재되어 장착되어 있다.
도 7 은, 고정핀 (210) 을 수평으로 본 모식도이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 각 고정핀 (210) 은, 회전링 (211) 에 결합된 제 1 하축부 (271) 와, 제 1 하축부 (271) 의 상단에 일체적으로 형성된 제 1 상축부 (272) 를 포함한다. 제 1 하축부 (271) 및 제 1 상축부 (272) 의 각각은, 원주 형상이다. 제 1 상축부 (272) 는, 제 1 하축부 (271) 의 중심축선으로부터 편심되어 있다. 제 1 하축부 (271) 가 제 1 상축부 (272) 에 연결되는 부분에는, 상방향으로 끝이 가늘어진 테이퍼면 (273) 이 형성되어 있다.
도 8 은, 가동핀 (212) 및 척 개폐 유닛 (276) 을 수평으로 본 모식도이다. 각 가동핀 (212) 은, 회동 (回動) 축선 (A2) 둘레로 회동 가능하게 회전링 (211) 에 결합된 연직 방향으로 연장되는 제 2 하축부 (274) 와, 중심축선이 회동 축선 (A2) 으로부터 편심된 상태에서 제 2 하축부 (274) 에 고정된 제 2 상축부 (275) 를 포함한다. 제 2 상축부 (275) 는, 기판 (W) 의 둘레단에 맞닿음 가능한 원통면 (275a) 을 가지고 있다. 제 2 하축부 (274) 의 회전에 의해, 제 2 상축부 (275) 의 원통면 (275a) 은, 기판 (W) 의 회전축선 (A1) (도 2 참조) 으로부터 떨어진 개방 위치와, 회전축선 (A1) 에 근접한 유지 위치의 사이에서 변위된다. 각 가동핀 (212) 은, 척 개폐 유닛 (276) 에 접속되어 있다. 척 개폐 유닛 (276) 은, 제 2 상축부 (275) 의 위치를 개방 위치와 유지 위치의 사이에서 변위시킴으로써, 기판 (W) 의 협지를 실행 또는 정지한다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 복수개의 고정핀 (210) 에 의해 기판 (W) 이 하방으로부터 지지되어 있는 상태에서는, 각 고정핀 (210) 의 테이퍼면 (273) 에 기판 (W) 의 둘레단이 맞닿고 있다. 이 상태에 있어서, 복수개의 가동핀 (212) 의 제 2 상축부 (275) 가 개방 위치로부터 유지 위치 (도 8 참조) 로 변위된다. 각 제 2 상축부 (275) 가 개방 위치로부터 유지 위치로 변위되면, 원통면 (275a) 이 기판 (W) 의 둘레단에 맞닿음과 함께, 원통면 (275a) 에 맞닿아 있는 접촉 부분 (기판 (W) 의 둘레단의 일부) 이 기판 (W) 의 내방으로 밀린다. 이로써, 회전축선 (A1) 을 사이에 두고 상기 접촉 부분의 반대측에 위치하는 반대 부분 (기판 (W) 의 둘레단의 일부) 이, 회전축선 (A1) 을 사이에 두고 가동핀 (212) 의 반대측에 위치하는 고정핀 (210) 의 제 1 상축부 (272) 에 가압된다. 이와 같이, 복수개의 가동핀 (212) 의 제 2 상축부 (275) 가 개방 위치로부터 유지 위치로 변위됨으로써, 복수개의 가동핀 (212) 이 협지 상태가 된다. 이로써, 기판 (W) 이, 복수개의 고정핀 (210) 및 복수개의 가동핀 (212) 에 의해, 수평 자세로 협지된다.
또한, 원통면 (275a) 에서 기판 (W) 의 둘레단을 가압하는 구성 대신에, 회전축선 (A1) 측으로 향하고 또한 수평 방향으로 열리는 V 홈을 원통면 (275a) 에 갖는 복수개의 가동핀 (212) 을 채용해도 된다. 이와 같은 복수개의 가동핀 (212) 에 의해서도, 당해 V 홈을 구성하는 상하의 테이퍼면을 기판 (W) 의 둘레단에 맞닿게 함으로써, 기판 (W) 을 협지할 수 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 예를 들어 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성되어 있다. 제어 장치 (3) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라, 플레이트 승강 유닛 (216), 링 회전 유닛 (213), 아암 요동 유닛 (230), 덮개 승강 유닛 (254), 척 개폐 유닛 (276) 등의 동작을 제어한다. 또, 제어 장치 (3) 는, 히터 (215) 에 공급되는 전력을 조정한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (232), 린스액 밸브 (234), 린스액 상밸브 (248), 유기 용제 밸브 (250), 질소 가스 밸브 (252) 등의 개폐를 제어한다.
도 9 및 도 10 은, 액면 센서 (207) 를 수평으로 본 도면이다. 도 11 은, 액면 센서 (207) 를 나타내는 평면도이다.
액면 센서 (207) 는, 기판 (W) 상에 형성되는 IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이가, 소정의 높이 위치에 도달하고 있는지의 여부를 검출하는 위치 센서이다. 액면 센서 (207) 는, 예를 들어, IPA 의 액막 (111) 을 광학적으로 검출하는 광전 센서이다. 액면 센서 (207) 는, IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이가, 미리 정하는 제 1 높이 위치 (LV1), 및 미리 정하는 제 2 높이 위치 (LV2) 에 도달하고 있는 것을, 각각 검출한다. 제 2 높이 위치 (LV2) 는, 제 1 높이 위치 (LV1) 보다 상방의 높이 위치이다.
액면 센서 (207) 는, 도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 액면 센서 (277) 와, 제 2 액면 센서 (278) 를 포함한다.
*제 1 액면 센서 (277) 는, 제 1 높이 위치 (LV1) 로 설정된 제 1 검출 라인 (L1) 에, IPA 의 액막 (111) 이 도달하고 있는지의 여부를 검출한다. 제 1 높이 위치 (LV1) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 완전히 덮을 수 있는, 요컨대, 당해 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮을 수 있는 최소의 두께를 갖는 IPA 의 액막 (111) 의 액면의 높이 이상으로 설정되어 있다. 따라서, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 의 액면이, 제 1 액면 센서 (277) 에 의해 검출되는 경우, 기판 (W) 의 상면을 완전히 덮을 수 있는 IPA 의 액막이 형성되었다고 판단된다.
제 2 액면 센서 (278) 는, 제 2 높이 위치 (LV2) 로 설정된 제 2 검출 라인 (L2) 에, IPA 의 액막 (111) 이 도달하고 있는지의 여부를 검출한다. 제 2 높이 위치 (LV2) 는, 핫 플레이트 (206) 상에 유지되어 있는 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 의 액면이, 후술하는 기판 가열 공정 (S6) 에 있어서 기판 (W) 의 상방에 양호하게 부상하고 있을 때의 IPA 의 액막 (111) 의 액면의 높이로 설정되어 있다. 따라서, 핫 플레이트 (206) 상에 유지되어 있는 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 의 액면이, 제 2 액면 센서 (278) 에 의해 검출되는 경우, IPA 의 액막 (111) 이 기판 (W) 의 상방에 양호하게 부상하고 있다고 판단된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 액면 센서 (277) 는, 1 쌍 이상의 발광 소자 (277A) 및 수광 소자 (277B) 를 포함하는 투과형의 센서이다. 마찬가지로, 제 2 액면 센서 (278) 는, 1 쌍 이상의 발광 소자 (278A) 및 수광 소자 (278B) 를 포함하는 투과형의 센서이다. 도 11 은, 복수쌍의 발광 소자 및 수광 소자가 형성되어 있는 예를 나타내고 있다. 제 1 액면 센서 (277) 및 제 2 액면 센서 (278) 의 검출치는, 제어 장치 (도 1 참조) 에 부여된다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 은, 평면에서 보아 쌍의 발광 소자 (277A) 및 수광 소자 (277B) 의 사이에 배치되어 있고, 평면에서 보아 쌍의 발광 소자 (278A) 및 수광 소자 (278B) 의 사이에 배치되어 있다. 발광 소자 (277A) 및 발광 소자 (278A) 의 광은, 기판 (W) 의 상방을 통과한 후, 수광 소자 (277B) 및 수광 소자 (278B) 에 입사한다. 도 9 ∼ 도 11 에서는, 발광 소자 (277A) 로부터 수광 소자 (277B) 를 향하는 광을, 검출 라인 (L1) 으로 나타내고 있고, 발광 소자 (278A) 로부터 수광 소자 (278B) 를 향하는 광을, 검출 라인 (L2) 으로 나타내고 있다.
도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 액면 센서 (277) 및 제 2 액면 센서 (278) 는, 검출 라인 (L1) 이 검출 라인 (L2) 보다 하방의 위치를 통과하도록 배치되어 있다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 액면 센서 (277) 는, 복수개의 검출 라인 (L1) 이 서로 평행하게 또한 수평으로 연장되도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 제 2 액면 센서 (278) 는, 복수개의 검출 라인 (L2) 이 서로 평행하게 또한 수평으로 연장되도록 배치되어 있다. 검출 라인 (L1) 끼리 및 검출 라인 (L2) 끼리는, 서로 평행하지 않아도 된다.
도 12 는, 시각 센서 (208) 를 수평으로 본 도면이다.
시각 센서 (208) 는, 기판 (W) 의 상면을 촬영 (촬상) 하는 카메라 (281) 와, 카메라 (281) 에 의해 촬영된 화상을 처리 취득 (재생) 하고, 또한 당해 화상을 해석하는 화상 처리부 (면내 상황 판정부) (282) 를 포함한다.
카메라 (281) 는, 예를 들어, CCD 나 CMOS 등의 이미지 센서를 내장하고 있다. 카메라 (281) 는, 예를 들어 덮개 부재 (239) 의 하면에, 입광면을 하방을 향하여 고정적으로 장착된다. 이 때, 카메라 (281) 의 촬영 범위는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 또는 제 2 기판 유지 유닛 (206b) 에 의해 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면의 전체 영역을 포함한다.
도 2 에는, 카메라 (281) 를, 덮개 부재 (239) 의 하면의 중앙부 (239a) 에 배치한 경우를 예로 들고 있지만, 카메라 (281) 가, 중앙부 (239a) 를 제외한 덮개 부재 (239) 의 하면에 배치되어 있어도 되고, 덮개 부재 (239) 와는 다른 부재에 지지되어 있어도 된다. 요컨대, 카메라 (281) 의 위치는, 기판 (W) 의 상방이면 된다.
화상 처리부 (282) 는, 예를 들어 제어 장치 (3) 에 포함되어 있다. 화상 처리부 (282) 는, 카메라 (281) 로부터 제어 장치 (3) 에 부여되는 전기 신호에 기초하여, 카메라 (281) 에 의해 촬영된 화상을 처리 (재생) 하고, 또한 당해 화상을 해석한다.
카메라 (281) 에 의해 기판 (W) 의 상면이 촬영되고, 화상 처리부 (282) 에 의해, 기판 (W) 의 상면의 평면 화상이 취득된다. 이 평면 화상에 기초하여, 화상 처리부 (282) 는, 평면에서 보아 기판 (W) 의 상면과 IPA 의 액막 (111) 의 경계 위치의 X 좌표 및 Y 좌표 (기판 (W) 의 상면에 평행한 평면을 X－Y 평면으로 했을 때의 X 축 방향의 좌표 및 Y 축 방향의 좌표) 를 취득한다. 즉, 화상 처리부 (282) 는, IPA 의 액막 (111) 의 면내 상황을 판단한다. 이로써, 시각 센서 (208) 에 의해, 기판 (W) 상면에 있어서의 IPA 의 면내 상황을 시각적으로 검출할 수 있다. 제어 장치 (3) 는, 카메라 (281) 에 의한 촬영 동작을 제어하고 있다.
도 13 은, 처리 유닛 (202) 에 의해 처리되는 기판 (W) 의 표면을 확대하여 나타내는 단면도이다. 처리 대상의 기판 (W) 은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼이다. 기판 (W) 의 패턴 형성면인 표면 (상면 (100)) 에, 패턴 (101) 이 형성되어 있다. 패턴 (101) 은, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 볼록 형상 (기둥상) 을 갖는 구조체 (102) 가 행렬상으로 배치된 패턴이어도 된다.
이 경우, 구조체 (102) 의 선폭 (W1) 은, 예를 들어 10 nm ∼ 45 nm 정도로 형성되어 있다. 또, 패턴 (101) 의 간극 (W2) 은, 예를 들어 10 nm ∼ 수 ㎛ 정도로 형성되어 있다. 패턴 (101) 의 막두께 (T) 는, 예를 들어, 50 nm ∼ 5 ㎛ 정도이다. 또, 패턴 (101) 은, 예를 들어, 어스펙트비 (선폭 (W1) 에 대한 막두께 (T) 의 비) 가, 예를 들어, 5 ∼ 500 정도여도 된다 (전형적으로는, 5 ∼ 50 정도이다).
패턴 (101) 은, 예를 들어 절연막을 포함한다. 또, 패턴 (101) 은, 도체막을 포함하고 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 패턴 (101) 은, 복수의 막을 적층한 적층막에 의해 형성되어 있어도 된다. 적층막은, 절연막과 도체막을 포함하고 있어도 된다. 패턴 (101) 은, 단층막으로 구성되는 패턴이어도 된다. 절연막은, 실리콘 산화막 (SiO2 막) 이나 실리콘 질화막 (SiN 막) 이어도 된다. 또, 도체막은, 저저항화를 위한 불순물을 도입한 아모르퍼스 실리콘막이어도 되고, 금속막 (예를 들어 금속 배선막) 이어도 된다.
또한, 패턴 (101) 은, 미세한 트렌치에 의해 형성된 라인상의 패턴이, 반복하여 늘어서는 것이어도 된다. 또, 패턴 (101) 은, 박막에, 복수의 미세공 (보이드 (void) 또는 포어 (pore)) 을 형성함으로써 형성되어도 된다.
도 14 는, 처리 유닛 (202) 에서 실행되는 기판 (W) 의 처리예에 대해 설명하기 위한 공정도이다. 도 15a ∼ 도 15h 는, 처리예를 설명하기 위한 모식도이다. 도 16a ∼ 도 16c 는, 처리예에 있어서의 기판 (W) 의 상면의 상태를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 17 ∼ 도 19 는, 유기 용제 치환 공정 (S5), 기판 고온화 공정 (S6) 및 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 21 ∼ 도 23 은, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서, IPA 의 액막 (111) 에 발생하는 크랙 (113) 의 양태를 나타내는 평면도이다. 도 23 은, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서, IPA 의 액막을 수평으로 본 모식도이다. 도 24 및 도 25 는, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, IPA 의 액막 (111) 이 정상적으로 배출되고 있는 상태를 나타내는 평면도이다. 도 26 ∼ 도 28 은, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, IPA 의 액막이 분열되면서 배출되고 있는 상태를 나타내는 평면도이다.
이하, 도 1, 도 2, 도 14 를 참조한다. 도 4 ∼ 도 6 및 도 9 ∼ 도 28 에 대해서는 적절히 참조한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 「기판 (W) 의 표면 (상면)」 은, 기판 (W) 자체의 표면 (상면) 및 패턴 (101) 의 표면 (상면) 을 포함한다.
처리 유닛 (202) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 아우터 챔버 (204) 내에 미처리 기판 (W) 을 반입하는 기판 반입 공정 (단계 S1) 이 실시된다. 기판 반입 공정 (S1) 에 앞서, 제어 장치 (3) 는, 히터 (215) 를 온 (통전 상태) 으로 해 두고, 핫 플레이트 (206) 를, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 의한 기판 (W) 의 유지 위치로부터 하방으로 크게 퇴피한 하위치에 배치시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 모든 노즐을 제 1 기판 유지 유닛 (205) 의 상방으로부터 퇴피시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 모든 가동핀 (212) 을 개방 상태로 한다.
기판 반입 공정 (S1) 에서는, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 을 유지하고 있는 반송 로봇 (CR) (도 1 참조) 의 핸드 (H) 를 아우터 챔버 (204) 내에 진입시켜, 반송 로봇 (CR) 의 기판 (W) 을 제 1 기판 유지 유닛 (205) 위에 배치시킨다. 이로써, 기판 (W) 은, 패턴 형성면 (표면) 이 위로 향해진 상태에서, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 의 복수개의 고정핀 (210) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 복수개의 가동핀 (212) 을 모두 협지 상태로 한다. 이로써, 도 15a 에 나타내는 바와 같이, 복수개의 고정핀 (210) 및 복수개의 가동핀 (212) 에 의해 기판 (W) 이 수평 자세로 협지된다 (도 15a 에서는, 고정핀 (210) 만을 도시). 제어 장치 (3) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 기판 (W) 이 넘겨진 후, 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 아우터 챔버 (204) 내로부터 퇴피시킨다.
복수개의 고정핀 (210) 및 복수개의 가동핀 (212) 에 의해 기판 (W) 이 협지되면, 제어 장치 (3) 는, 링 회전 유닛 (213) 을 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 개시시킨다. 기판 (W) 의 회전 속도는, 미리 정하는 액처리 회전 속도 (예를 들어 100 rpm ∼ 1500 rpm 정도) 까지 상승되고, 그 액처리 회전 속도로 유지된다.
또한, 기판 반입 공정 (S1) 으로부터 히터 (215) 가 온 상태로 제어되고, 핫 플레이트 (206) 가 발열 상태로 되어 있다. 그러나, 하위치에 있는 핫 플레이트 (206) 와 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 간격이 충분히 크기 때문에, 핫 플레이트 (206) 로부터의 열이 기판 (W) 에 충분히 미치지 않는다.
이어서, 약액을 기판 (W) 에 공급하는 약액 공급 공정 (단계 S2) 이 실시된다.
구체적으로는, 도 15b 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 아암 요동 유닛 (230) 을 제어함으로써, 아암 (229) 을 홈 포지션으로부터 요동시켜, 약액 노즐 (226) 을 퇴피 위치로부터 기판 (W) 상으로 이동시킨다. 이로써, 약액 노즐 (226) 이 처리 위치 (약액 노즐 (226) 이 기판 (W) 의 상면 중앙부에 대향하는 위치) 에 배치된다. 약액 노즐 (226) 이 처리 위치에 배치된 후, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (232) 를 연다. 이로써, 약액 노즐 (226) 의 토출구로부터 약액이 토출되어, 기판 (W) 의 상면에 약액이 공급된다.
기판 (W) 의 상면의 중앙부에 공급된 약액은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 상면을 기판 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체 영역에 약액이 공급되어, 기판 (W) 의 상면의 전체 영역에 약액에 의한 처리가 실시된다. 기판 (W) 의 상면 주연부에 도달한 약액은, 기판 (W) 의 측방을 향하여 비산한다. 그 때문에, 약액의 액적이, 기판 (W) 의 주연부로부터 외방으로 비산한다.
기판 (W) 의 주연부로부터 비산하는 약액은, 전술한 포획 컵의 내벽에 받아들여져, 폐액로 (도시 생략) 를 통하여, 폐액 설비 (도시 생략) 로 보내진다. 약액은, 폐액 설비에서 처리된다. 약액은, 폐액 설비가 아니고, 회수 설비로 보내져 재이용되어도 된다.
약액의 토출 개시부터, 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (232) 를 닫고, 약액 노즐 (226) 로부터의 약액의 토출을 정지한다.
이어서, 기판 (W) 으로부터 약액을 제거하기 위한 린스 공정 (단계 S3) 이 실시된다.
구체적으로는, 도 15c 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 아암 요동 유닛 (230) 을 제어함으로써 아암 (229) 을 요동시켜, 린스액 노즐 (227) 을 처리 위치에 배치시킨다. 린스액 노즐 (227) 이 처리 위치에 배치된 후, 제어 장치 (3) 는, 린스액 밸브 (234) 를 연다. 이로써, 린스액 노즐 (227) 의 토출구로부터 린스액이 토출된다.
기판 (W) 의 상면의 중앙부에 공급된 린스액은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 상면을 기판 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체 영역에 린스액이 공급되어, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있는 약액이 씻겨 나간다. 기판 (W) 의 상면에 공급된 린스액은, 기판 (W) 의 주연부로부터 기판 (W) 의 측방을 향하여 비산한다.
기판 (W) 의 주연부로부터 비산하는 린스액은, 챔버 본체 (237) 의 둘레벽부 (241) 의 내벽에 받아들여지고, 이 내벽을 따라 챔버 본체 (237) 의 저부에 고인다. 챔버 본체 (237) 의 저부에 고인 린스액은, 폐액로 (도시 생략) 를 통하여, 폐액 설비 (도시 생략) 로 보내진다. 린스액은, 폐액 설비에서 처리된다.
린스액의 토출 개시부터, 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 린스액 밸브 (234) 를 닫고, 린스액 노즐 (227) 로부터의 린스액의 토출을 정지함과 함께, 아암 요동 유닛 (230) 을 제어하여, 아암 (229) 을, 그 홈 포지션으로 되돌린다. 이로써, 약액 노즐 (226), 및 린스액 노즐 (227) 이, 퇴피 위치로 되돌아간다.
이어서, 제어 장치 (3) 는, 덮개 승강 유닛 (254) 을 제어하여, 도 15d 에 나타내는 바와 같이, 덮개 부재 (239) 를 덮개 폐쇄 위치까지 하강시킨다. 덮개 폐쇄 위치로 하강한 덮개 부재 (239) 에 의해, 챔버 본체 (237) 의 개구 (238) 가 폐색된다. 이 상태에서, 로크 부재 (도시 생략) 에 의해 덮개 부재 (239) 와 챔버 본체 (237) 가 결합되면, 덮개 부재 (239) 의 하면의 주연부 (239c) 에 배치된 시일 고리 (253) 가, 그 둘레 방향 전체 영역에 걸쳐 챔버 본체 (237) 의 상단면 (241a) 에 맞닿고, 챔버 본체 (237) 와 덮개 부재 (239) 의 사이가 시일된다. 이로써, 챔버 본체 (237) 및 덮개 부재 (239) 의 내부 공간이 밀폐된다. 이 상태에서, 린스액 토출구 (247), 유기 용제 토출구 (249) 및 질소 가스 토출구 (251) 의 각각이, 기판 (W) 의 상면에 대향하여 배치되어 있다.
이어서, 최종 린스 공정 (단계 S4) 이 기판 (W) 에 실시된다.
구체적으로는, 도 15d 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 린스액 상밸브 (248) 를 열고, 린스액 상배관 (244) 의 린스액 토출구 (247) 로부터 린스액을 토출한다. 린스액 토출구 (247) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 착액된다.
기판 (W) 의 상면의 중앙부에 공급된 린스액은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 상면을 기판 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체 영역에 린스액이 공급되어, 기판 (W) 의 상면에 린스 처리가 실시된다. 최종 린스 공정 (S4) 에 있어서, 기판 (W) 의 상면 (100) 에 형성된 패턴 (101) 의 간극의 저부 (당해 간극에 있어서의 기판 (W) 자체의 상면 (100) 에 매우 가까운 위치) 까지 린스액이 널리 퍼진다 (도 13 도 아울러 참조).
또, 기판 (W) 의 주연부로부터 비산하는 린스액은, 챔버 본체 (237) 의 둘레벽부 (241) 의 내벽에 받아들여지고, 이 내벽을 따라 챔버 본체 (237) 의 저부에 고인다. 챔버 본체 (237) 의 저부에 고인 린스액은, 폐액로 (도시 생략) 를 통하여, 폐액 설비 (도시 생략) 로 보내진다. 린스액은, 폐액 설비에서 처리된다.
린스액의 토출 개시부터, 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 린스액 상밸브 (248) 를 닫고, 린스액 토출구 (247) 로부터의 린스액의 토출을 정지한다.
이어서, 기판 (W) 의 상면에 IPA 의 액체를 공급하여, 기판 (W) 의 상면의 린스액을 IPA 로 치환하는 유기 용제 치환 공정 (단계 S5) 이 실시된다.
유기 용제 치환 공정 (S5) 에 있어서 IPA 의 토출 타이밍이 되면 (단계 S21 에서 예), 제어 장치 (3) 는, 도 15e 에 나타내는 바와 같이, 유기 용제 밸브 (250) 를 열고, 유기 용제 상배관 (245) 의 유기 용제 토출구 (249) 로부터 IPA 의 액체를 토출시킨다. 이로써, IPA 의 토출이 개시된다 (단계 S22). 유기 용제 토출구 (249) 로부터 토출되는 IPA 는, 상온 (예를 들어 25 ℃), 즉 IPA 의 비점 (82.4 ℃) 미만의 액 온도를 갖는 액체이다. 유기 용제 토출구 (249) 로부터 토출된 IPA 의 액체는, 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 착액된다. IPA 의 토출 개시에 의해, 유기 용제 치환 공정 (S5) 이 개시된다.
기판 (W) 의 상면의 중앙부에 공급된 IPA 의 액체는, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 상면을 기판 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 공급된 IPA 의 액체를 주연부를 향하여 확산시킬 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 상면의 전체 영역에 IPA 의 액체를 널리 퍼지게 할 수 있다. 이 때, 핫 플레이트 (206) 는 하위치에 있고, 기판 (W) 은 핫 플레이트 (206) 로부터의 열이 충분히 전달되고 있지 않다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면의 온도는 예를 들어 상온이며, IPA 의 액체는, 상온을 유지한 채로, 기판 (W) 의 상면을 흐른다. 이로써, 도 15e 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면에, 당해 상면을 덮는 IPA 의 액막 (111) (도 9 등도 아울러 참조) 이 형성된다. IPA 의 토출 개시 후는, 제어 장치 (3) 는, IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이를 액면 센서 (207) 에 의해 감시한다 (단계 S23 (액면 높이 검출 공정)).
기판 (W) 의 상면에 공급되는 IPA 는 액체이기 때문에, 도 16a 에 나타내는 바와 같이, 패턴 (101) 의 간극에 존재하는 린스액을, 양호하게 치환할 수 있다. IPA 의 액막 (111) 이, 기판 (W) 의 상면의 전체 영역을 덮으므로, 기판 (W) 의 상면의 전체 영역에 있어서, 린스액을 IPA 의 액체로 양호하게 치환할 수 있다.
IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이가, 제 1 높이 위치 (LV1) (도 9 참조) 에 도달했을 때에는, 제어 장치 (3) 는, IPA 의 액막 (111) 의 두께가 설정치에 도달했다고 판단하고 (단계 S24 에서 예), 유기 용제 토출구 (249) 로부터의 IPA 의 액체의 토출을 정지한다 (단계 S25). 제 1 높이 위치 (LV1) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 완전히 덮을 수 있는 IPA 의 액막 (111) 의 두께의 최소치에 상당한다.
IPA 의 액막 (111) 이 원하는 두께가 된 후에 IPA 의 공급이 정지되므로, IPA 의 소비량을 저감할 수 있다. 또, IPA 의 액막 (111) 의 두께가 필요 이상으로 증가하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 다음에 기술하는 기판 고온화 공정 (S6) 에서, 기판 (W) 의 상방으로 부상하는 IPA 의 액막 (111) 의 두께를 얇게 할 수 있고, 그 후에 실행되는 유기 용제 배제 공정 (S7) 의 실행 기간을 단축할 수 있다.
또한, 유기 용제 치환 공정 (S5) 에 있어서, 기판 (W) 의 회전이 정지되고, 또는, 10 rpm 정도의 저속 (패들 속도) 으로 기판 (W) 이 회전되어도 된다. 이와 같은 기판 (W) 의 감속에 수반하여, 기판 (W) 상의 IPA 의 액체에 작용하는 원심력이 영 또는 작아지고, IPA 에 작용하는 원심력이 IPA 와 기판 표면의 사이에 작용하는 힘보다 작아진다. 그 결과, IPA 가 기판 (W) 의 주연부로부터 배출되지 않고 기판 (W) 의 상면에 체류하고, 기판 (W) 의 상면에, 패들 상태의 IPA 의 액막이 유지된다.
전술한 제 1 높이 위치 (LV1) 는, 유기 용제 치환 공정 (S5) 에 있어서의 기판 (W) 의 회전에 따라 변경해도 된다. 구체적으로는, 기판 (W) 을 패들 속도로 회전시키는 경우에는, 패들 속도보다 고속으로 기판 (W) 을 회전시키는 경우보다, 제 1 높이 위치 (LV1) 를 높게 설정해도 된다. 즉, 기판 (W) 의 회전 속도에 따라 제 1 높이 위치 (LV1) 를 변경해도 된다.
IPA 의 공급 개시부터, 미리 정하는 시간이 경과하면 (단계 S26 에서 예), 제어 장치 (3) 는, 플레이트 승강 유닛 (216) 을 제어하여, 핫 플레이트 (206) 를, 하위치 (도 4 에 나타내는 위치) 로부터 상위치 (도 5 에 나타내는 위치) 까지 상승시킨다. 핫 플레이트 (206) 가 회전링 (211) 과 동일한 높이까지 상승되면, 기판 (W) 의 하면에 핫 플레이트 (206) 가 맞닿는다. 제어 장치 (3) 가 핫 플레이트 (206) 를 계속해서 상승시키면, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 으로부터 기판 (W) 이 떨어져, 기판 (W) 이, 핫 플레이트 (206) 만으로 지지된다. 이로써, 기판 (W) 이, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 으로부터 핫 플레이트 (206) 에 수수된다. 핫 플레이트 (206) 에 인도된 기판 (W) 은, 복수개의 지지핀 (261) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 기판 (W) 이 인도된 후도 핫 플레이트 (206) 의 상승은 속행되고, 상위치에 도달하면 핫 플레이트 (206) 의 상승이 정지된다. 핫 플레이트 (206) 가 상위치에 배치된 상태를, 도 15f 및 도 5 에 나타낸다.
핫 플레이트 (206) 에 기판 (W) 이 인도됨으로써 기판 (W) 의 하면의 가열이 개시되고 (단계 S27), 이로써, 기판 고온화 공정 (단계 S6) 이 개시된다. 히터 (215) 는 항상 온 상태로 제어되어 있기 때문에, 핫 플레이트 (206) (기판 대향면 (206a)) 가 발열 상태로 되어 있다. 핫 플레이트 (206) 상에 기판 (W) 이 재치된 상태에서는, 기판 대향면 (206a) 으로부터의 열이 기판 (W) 의 하면에 부여된다. 이로써, 기판 (W) 이 가열되어, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 도 가열된다. 기판 (W) 에 부여되는 단위 면적당 열량은, 기판 (W) 의 전체 영역에 있어서 거의 균일하다.
기판 (W) 의 가열 개시 후는, 제어 장치 (3) 는, IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이를, 액면 센서 (207) 에 의해 감시하는 액면 높이 검출 공정 (단계 S28) 을 실행한다. 또, 기판 (W) 의 가열 개시 후는, 제어 장치 (3) 는, 시각 센서 (208) 의 카메라 (281) 에 의해, IPA 의 액막 (111) 의 형체를 감시하는 제 1 형체 이상 검출 공정 (단계 S29) 을 실행한다.
기판 고온화 공정 (S6) 에서는, 핫 플레이트 (206) 에 의한 기판 (W) 에의 가열에 의해, 기판 (W) 의 상면이, IPA 의 비점 (82.4 ℃) 보다 40 ∼ 120 ℃ 높은 미리 정하는 액막 부상 온도 (소정의 온도) (TE1) 까지 승온된다.
도 16a 및 도 16b 를 참조하여, 기판 (W) 의 상면의 온도가 액막 부상 온도 (TE1) 에 도달한 후, 기판 (W) 의 상면의 온도 (패턴 (101) 의 상면, 보다 상세하게는, 각 구조체 (102) 의 상단면 (102A) 의 온도) 는, 액막 부상 온도 (TE1) 로 유지된다. 기판 (W) 의 상면의 전체 영역은, 액막 부상 온도 (TE1) 로 유지된다. 이 때, 히터 (215) 의 단위 시간당 발열량은, 핫 플레이트 (206) 에 재치되어 있는 기판 (W) 의 상면이 액막 부상 온도 (TE1) 로 유지되도록 설정되어 있다.
기판 (W) 의 상면의 온도가 액막 부상 온도 (TE1) 에 도달하고 나서 잠시 후에, 패턴 (101) 의 간극이, IPA 의 액막 (111) 으로부터 발생한 IPA 의 증발로 채워진다. 또한, IPA 의 증발은, 기판 (W) 의 상면 (각 구조체 (102) 의 상단면 (102A)) 의 상방 공간에 IPA 의 기상 (112) 을 형성한다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 (각 구조체 (102) 의 상단면 (102A)) 으로부터 IPA 의 액막 (111) 이 부상한다 (도 16b 참조).
이와 같이, 패턴 (101) 의 간극이 기상의 IPA 에 의해 채워지므로, 이웃하는 구조체 (102) 의 사이에는, 매우 작은 표면장력밖에 생기지 않는다. 그 결과, 표면장력에서 기인하는 패턴 (101) 의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다. 또, 도 16b 의 상태에서는, IPA 의 액막 (111) 이, 기판 (W) 의 상면 (각 구조체 (102) 의 상단면 (102A)) 으로부터 부상하고 있기 때문에, 기판 (W) 의 상면과 IPA 의 액막 (111) 의 사이에 생기는 마찰력의 크기는 대략 영이다.
또, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 액면 센서 (207) 에 의해 검출되고 있는 IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이가, 제 2 높이 위치 (LV2) 에 도달했을 때에는 (단계 S32 에서 예), 제어 장치 (3) 는, IPA 의 액막 (111) 이 양호하게 부상하고 있다고 판단한다. 즉, 기판 고온화 공정 (S6) 에서는, IPA 의 액막 (111) 의 부상에 수반하여 IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이가 상승하므로, IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이를 검출함으로써, IPA 의 액막 (111) 이 부상하고 있는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서의, IPA 의 액막 (111) 의 부상을 확인할 수 있다.
그런데, 기판 (W) 의 상방으로 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에, 크랙 (113) 이 생기는 경우가 있다. 크랙 (113) 의 양태로서는, 도 21 에 나타내는 균열 (113A) 의 양태나, 도 22 에 나타내는 구멍 (113B) 의 양태, 도 23 에 나타내는 원호상의 절결 (113C) 의 양태를 예시할 수 있다. 이들의 크랙 (113) 이 생기는 결과, 그 부분에 IPA 의 액적과 기판 (W) 의 사이에 액고 (液固) 계면이 형성되고, 건조 시에 생기는 표면장력에서 기인하여 패턴이 도괴될 우려가 있다. 또, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 크랙 (113) 의 발생 부분에는, 건조 후에 워터 마크 등의 결함이 생길 우려도 있다. 그 때문에, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에, 크랙 (113) (형체 이상) 이 발생하고 있는지의 여부가 조사된다.
부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에 크랙 (113) 이 생기는 요인으로서, 기판 (W) 의 국소 과열이 생각된다. 핫 플레이트 (206) 에 의한 기판 (W) 의 가열에 불균일이 생기고 있는 경우에는, 기판 (W) 이 부분적으로 과열 상태가 되고, 그 부분에서, 다량의 IPA 의 증발이 발생한다. 다량의 IPA 의 증발이 발생함으로써, IPA 의 기상 (112) 이 그 상방의 IPA 의 액막 (111) 을 찢어 당해 IPA 의 액막 (111) 의 상방으로 분출하고, 그 결과, IPA 의 액막 (111) 에 크랙 (113) 을 발생시킬 우려가 있다 (도 16c 를 아울러 참조).
또, 기판 고온화 공정 (S6) 에서는, 부상 전의 IPA 의 액막 (111) 에, 크랙 (113) 이 생기고 있는 경우도 있다.
IPA 의 액막 (111) 에 있어서의 크랙 (113) 의 발생이 검출되면 (단계 S30 에서 예), 제어 장치 (3) 는, 에러 처리 공정 (단계 S31) 을 실행한다. 화상 처리부 (282) 가, 기판 (W) 의 상면과 IPA 의 액막 (111) 의 경계 위치의 X 좌표 및 Y 좌표를 취득하고 있으므로, 크랙 (113) 의 발생 시에는, 제어 장치 (3) 는, 카메라 (281) 로부터의 화상 신호에 의해, 크랙 (113) 의 위치나 크기, 형상 등을 취득할 수 있다. 에러 처리 (S31) 에서는, 제어 장치 (3) 는, 당해 기판 (W) 에 형체 이상이 발생한 것을 제어 장치 (3) 의 기억부에 로그로서 기억해 둠과 함께, 크랙 (113) 의 위치나 크기, 형상 등을 로그에 기억해 둔다.
IPA 의 액막 (111) 의 부상이 확인된 후 (단계 S32 에서 예), 제어 장치 (3) 는, 유기 용제 토출구 (249) 로부터의 IPA 의 토출을 정지함과 함께, 기판 고온화 공정 (S6) 을 종료한다. 이어서, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 상면의 상방에 위치하는 IPA 의 액막 (111) 을 배제하는 유기 용제 배제 공정 (단계 S7) 을 실행한다.
IPA 의 액막 (111) 의 부상이 확인되면 (단계 S32 에서 예), 제어 장치 (3) 는, 즉시, 액막 (111) 을 기판 (W) 의 측방을 향하여 이동시키는 힘을 IPA 의 액막 (111) 에 작용시킨다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 도 15g 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 신축 구동 유닛 (225) 을 제어하여 핫 플레이트 (206) (기판 (W) 의 상면) 를 수평 자세로부터 경사 자세로 변경한다 (단계 S33).
기판 (W) 의 상면의 경사 후는, 제어 장치 (3) 는, 시각 센서 (208) 의 카메라 (281) 에 의해, IPA 의 액막 (111) 의 형체를 감시하는 제 2 형체 이상 검출 공정 (단계 S34) 을 실행한다. 이로써, IPA 의 액막 (111) 이 정상적인 형체를 유지하면서 (예를 들어, 분열되지 않고) 기판 (W) 외로 배제되어 있는지의 여부가 조사된다.
유기 용제 배제 공정 (S7) 의 개시 시점에 있어서, 전술한 바와 같이, 기판 (W) 의 상면과 IPA 의 액막 (111) 의 사이에 생기는 마찰력의 크기는 대략 영이다. 그 때문에, IPA 의 액막 (111) 은 기판 (W) 의 상면을 따라 이동하기 쉽다. 유기 용제 배제 공정 (S7) 에서는, 기판 (W) 의 상면이 수평면에 대해 경사지므로, 도 24 및 도 25 에 나타내는 바와 같이, IPA 의 액막 (111) 은, 그 자중에 의해, 경사져 있는 기판 (W) 의 주연부의 가장 낮은 부분을 향하는 배출 방향 (DD) 을 향하여, 기판 (W) 의 상면을 따라 이동한다. IPA 의 액막 (111) 의 이동은, 다수의 소적으로 분열되는 일 없이 액 덩어리 상태를 유지하면서 실시된다. 이로써, IPA 의 액막 (111) 이 기판 (W) 의 상방으로부터 배제된다.
그런데, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, 배출 방향 (DD) 을 향하여 배출되고 있는 IPA 의 액막 (111) 에, 도 26 에 나타내는 바와 같은 크랙 (113) 이 발생하면, 도 27 에 나타내는 바와 같이, IPA 의 액막 (111) 의 액 덩어리 상태가 유지되지 않고, 분열되면서 기판 (W) 외로 배출된다. 이 경우, 건조 후의 기판 (W) 의 상면에 다수의 워터 마크가 발생할 우려가 있다.
기판 (W) 의 건조 후에는, 기판 (W) 의 상면에 있어서 IPA 가 마지막으로 증발하는 부분에, 워터 마크가 발생한다. 그 워터 마크는, 기판 (W) 의 상면의 주연부에 발생시키는 것이 바람직하고, 게다가, 다수가 아니고, 가능하면 1 지점에서만 발생시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서는, IPA 의 액막 (111) 을 액 덩어리 상태로 배제하여, 당해 IPA 의 액막 (111) 에 포함되는 IPA 를, 기판 (W) 의 주연부의 1 지점에서 증발시킬 필요가 있다. 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, IPA 의 액막 (111) 의 액 덩어리 상태가 유지되지 않는 상태에서 기판 (W) 외로 배출되면, 도 28 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면의 주연부에, 복수의 IPA 의 소적 (114) 과 복수의 건조 영역이 혼재하는 상태가 되고, 그 후, IPA 의 소적 (114) 이 증발하는 결과, 건조 후의 기판 (W) 의 상면에 다수의 워터 마크가 발생할 우려가 있다.
기판 (W) 의 상방으로부터 배출되고 있는 IPA 의 액막 (111) 에, 도 26 ∼ 도 28 에 나타내는 바와 같은 형체 이상이 생기고 있는 것이 검출되면 (단계 S35 에서 아니오), 제어 장치 (3) 는, 에러 처리 공정 (단계 S36) 을 실행한다. 에러 처리 (S36) 에서는, 제어 장치 (3) 는, 당해 기판 (W) 에 형체 이상이 발생한 취지를 로그에 기억한다.
도 19 의 단계 S35 에서 검출되는, IPA 의 액막 (111) 의 형체 이상은, IPA 의 액막 (111) 의 분열에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, 기판 (W) 의 상면 주연부의 전체 영역이 건조 영역이며, 또한 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 IPA 의 액막 (111) 이 형성되어 있는 것이 검출된 경우에도, IPA 의 액막 (111) 의 형체 이상이라고 하여, 제어 장치 (3) 는, 에러 처리 (S36) 를 실행하도록 해도 된다.
유기 용제 배제 공정 (S7) 의 개시부터, 미리 정하는 기간이 경과하면 (단계 S37 에서 예), 제어 장치 (3) 는, 시각 센서 (208) 의 카메라 (281) 에 의해, IPA 의 액적이 기판 (W) 의 상면에 잔류하고 있는지의 여부를 검출하는 액적 나머지 검출 공정 (단계 S38) 을 실행한다.
기판 (W) 의 상면에 있어서 IPA 의 액적이 검출되지 않을 때 (단계 S39 에서 아니오) 에는, 제어 장치 (3) 는, 신축 구동 유닛 (225) 을 제어하여 핫 플레이트 (206) 를 수평 자세로 되돌리고 (단계 S40), 또한 플레이트 승강 유닛 (216) 을 제어하여, 핫 플레이트 (206) 를, 상위치 (도 5 에 나타내는 위치) 로부터 하위치 (도 4 에 나타내는 위치) 까지 하강시킨다.
핫 플레이트 (206) 의 하강에 의해, 핫 플레이트 (206) 로부터 기판 (W) 이 떨어져, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 기판 (W) 이 인도된다. 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 받아들여진 기판 (W) 은, 복수개의 고정핀 (210) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 이 때, 가동핀 (212) 은 개방 상태에 있고, 그 때문에, 기판 (W) 은, 고정핀 (210) 이나 가동핀 (212) 등에 협지되지 않는다.
핫 플레이트 (206) 가 하위치까지 하강된 후는, 핫 플레이트 (206) 와 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 간격이, 핫 플레이트 (206) 가 상위치에 있을 때보다 충분히 커지기 때문에, 핫 플레이트 (206) 의 열이 기판 (W) 에 충분히 미치지 않는다. 이로써, 핫 플레이트 (206) 에 의한 기판 (W) 의 가열이 종료되고 (단계 S41), 기판 (W) 의 온도가 상온까지 서서히 저하된다.
한편, 도 19 의 단계 S38 의 액적 검출에 있어서, 기판 (W) 의 상면에 IPA 의 액적이 남아 있는 것이 검출된 경우 (단계 S39 에서 예) 에는, IPA 의 액적이 검출되지 않게 될 때까지 대기한 후, 제어 장치 (3) 는, 핫 플레이트 (206) 를 수평 자세로 되돌리고, 또한 핫 플레이트 (206) 를 하위치 (도 4 에 나타내는 위치) 까지 하강시킨다. IPA 의 액적이 검출되지 않게 되고 나서 유기 용제 배제 공정 (단계 S7) 을 종료하므로, 유기 용제 배제 공정 후의 기판 (W) 의 상면에 IPA 의 액적이 잔류하지 않는다.
또, 제어 장치 (3) 는, 로크 부재 (도시 생략) 를 구동하여, 덮개 부재 (239) 와 챔버 본체 (237) 의 결합을 해제한다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 도 15h 에 나타내는 바와 같이, 덮개 승강 유닛 (254) 을 제어하여, 덮개 부재 (239) 를 개방 위치까지 상승시킨다. 그 후, 반송 로봇 (CR) (도 1 참조) 에 의해, 처리 완료된 기판 (W) 을 아우터 챔버 (204) 로부터 반출하는 기판 반출 공정 (단계 S8) 이 실시된다.
오퍼레이터는, 기판 반출 공정 후에 제어 장치 (3) 의 기억부에 기억된 로그를 기판 처리 장치 (1) 의 표시부 등을 사용하여 참조할 수 있다. 이로써, 오퍼레이터는, 건조 후에 문제가 발생하고 있는 기판 (W) 을 특정하는 것이 가능하고, 당해 기판 (W) 의 상면 (표면) 중, 문제가 발생하고 있는 영역을 특정하는 것이 가능하다.
이상에 의해, 기판 고온화 공정 (S6) 에 병행하여, IPA 의 액막 (111) 의 액면을 검출한다. 기판 고온화 공정 (S6) 에서는, IPA 의 액막 (111) 의 부상에 수반하여 IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이가 상승하므로, IPA 의 액막 (111) 의 액면 높이를 검출함으로써, IPA 의 액막 (111) 이 부상했는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서의, IPA 의 액막 (111) 의 부상을 확인할 수 있다.
또, IPA 의 액막 (111) 이 기판 (W) 의 상면으로부터 부상한 것에 따라, 유기 용제 배제 공정 (S7) 을 개시한다. 이 경우, 기판 고온화 공정 (S6) 의 개시부터 소정의 기간이 경과하는 것을 기다리고 나서 유기 용제 배제 공정 (S7) 을 개시하는 경우와 비교하여, 총 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 기판 고온화 공정 (S6) 과 병행하여, IPA 의 액막 (111) 의 형체 이상을 검출한다. 따라서, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에 있어서의 크랙 (113) 의 발생을 양호한 정밀도로 검출할 수 있다. 이로써, 오퍼레이터는, 건조 후에 문제가 발생하고 있는 기판 (W) 을 특정할 수 있다. 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서 IPA 의 액막 (111) 에 크랙이 발생하고 있으면, 건조 후의 기판 (W) 에 문제가 생기고 있을 (즉, 불량품일) 우려가 있지만, 이와 같은 불량품의 존재를 파악해 두는 것이 가능하다.
또, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서 IPA 의 액적 나머지를 검출하므로, 유기 용제 배제 공정 (S7) 후에 기판 (W) 의 상면에 IPA 의 액적이 잔류하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 유기 용제 배제 공정 (S7) 과 병행하여, 기판 (W) 의 상방으로부터 배출되고 있는 IPA 의 액막 (111) 의 형체 이상을 검출한다. 따라서, IPA 의 액막 (111) 이 정상적인 형체를 유지하면서 (예를 들어 분열되지 않고) 기판 (W) 외로 배제되고 있는지의 여부를 검출할 수 있다. 유기 용제의 액막이 분열되면서 기판 (W) 외로 배출되면, 건조 후의 기판 (W) 에 문제가 생기고 있을 우려가 있지만, 이와 같은 불량품의 존재를 파악해 두는 것이 가능하다.
또한, 도 14 의 처리예에 있어서, 챔버 본체 (237) 및 덮개 부재 (239) 의 내부 공간이 밀폐된 상태에서 최종 린스 공정 (S4) 이 실행된다고 설명했지만, 챔버 본체 (237) 및 덮개 부재 (239) 의 내부 공간이 개방되어 있는 (덮개 부재 (239) 가 개방 위치에 있는) 상태에서 최종 린스 공정 (S4) 이 실행되어도 된다. 린스액 상배관 (244) 의 린스액 토출구 (247) 로부터의 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급해도 되고, 린스액 노즐 (227) 을 기판 (W) 의 상면에 대향하여 배치시키고, 린스액 노즐 (227) 로부터의 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급해도 된다. 이 경우, 최종 린스 공정 (S4) 후, 챔버 본체 (237) 및 덮개 부재 (239) 의 내부 공간이 밀폐 상태로 된다.
또, 도 14 의 처리예에 있어서, 약액 공급 공정 (S2) 이 1 회만인 경우를 예시했지만, 약액 공급 공정을 복수회 (2 회 이상) 반복해도 된다.
또, 도 14 의 처리예의 약액 공급 공정 (S2) 및 린스 공정 (S3) 에 있어서, 기판 (W) 의 상면 처리만을 예로 들어 설명했지만, 이들의 공정 (S2, S3) 에 있어서, 상하 양면 처리를 실행해도 된다.
또, 도 14 의 처리예에 있어서, 린스 공정 (S3) 을 생략해도 된다.
이상, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이하와 같이 실시할 수도 있다.
예를 들어, 도 30 및 도 31 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 의 액면과의 사이의 거리를 검출하는 변위 센서를, 액면 센서 (207) 로서 채용해도 된다. 이 경우, 액면 센서 (207) 는, 레이저 빔 등을 사용하여 광학적으로 IPA 의 액체를 검출하는 광학 센서여도 되고, 초음파를 사용하여 IPA 의 액체를 검출하는 초음파 센서여도 되고, 그 밖의 변위 센서여도 된다.
전술한 도 14 의 처리예에서는, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, IPA 의 액막 (111) 을 기판 (W) 의 측방을 향하여 이동시키기 위해서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (206) 의 양방의 자세를 경사 자세로 변화시켰다. 이와 같은 구성 및 방법 대신에, 유도면을 갖는 유도 부재 (유도핀이나 유도링) 를, 기판의 주연부에 대향하도록 형성해 두고, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, 유도 부재를 기판 (W) 을 향하여 이동시켜, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에 유도 부재의 유도면을 접촉시켜도 된다.
기판 (W) 의 상면과 IPA 의 액막 (111) 의 사이에 생기는 마찰력의 크기는 대략 영이므로, 유도 부재의 유도면과 IPA 의 액막 (111) 의 접촉에 의해, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 이, 액 덩어리 상태를 유지하면서 (다수의 소적으로 분열되는 일 없이) 유도면을 따라 기판 (W) 의 측방으로 안내된다. 이로써, IPA 의 액막 (111) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 완전히 배제할 수 있다. 이와 같은 구성 및 방법을 채용하는 경우, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (206) 의 양방의 자세를 수평 자세로 유지하는 것이 가능하다.
이 경우, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 병행하여, 제 2 형체 이상 검출 공정 (도 19 의 단계 S34) 이 실행된다.
또, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (206) 의 양방의 자세를 경사 자세로 변화시키는 구성 및 방법 대신에, 질소 가스 밸브 (252) 를 열어 질소 가스 토출구 (251) 로부터 질소 가스를 토출하고, 이 질소 가스를 기판 (W) 의 상면에서 중앙부에 분사해도 된다. 이로써, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 의 중앙부에, 직경이 작은 원형상의 건조 영역이 형성된다. 기판 (W) 의 상면과 IPA 의 액막 (111) 의 사이에 생기는 마찰력의 크기는 대략 영이므로, 질소 가스 토출구 (251) 로부터의 질소 가스의 토출에 수반하여, 상기의 건조 영역은 확대되어, 건조 영역이 기판 (W) 의 상면의 전체 영역으로 퍼진다. 이로써, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 이, 액 덩어리 상태를 유지하면서 (다수의 소적으로 분열되는 일 없이), 기판 (W) 의 측방으로 안내된다. 그 결과, IPA 의 액막 (111) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 완전히 배제할 수 있다.
이 경우에도, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 병행하여, 제 2 형체 이상 검출 공정 (도 19 의 단계 S34) 이 실행된다.
또, 이 경우, 시각 센서 (208) 를 사용한 면내 상황의 검출에 의해, IPA 의 액막 (111) 의 중앙부에 형성되는 건조 영역의 발생의 유무를 검출하도록 해도 된다.
또, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 있어서, 상기의 유도 부재를 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 을 향하여 이동시키면서, 혹은, 핫 플레이트 (206) 및 기판 (W) 을 경사시키면서, 질소 가스를 기판 (W) 의 상면에서 중앙부에 분사해도 된다. 이 경우, 시각 센서 (208) 를 사용한 면내 상황의 검출에 의해, IPA 의 액막 (111) 의 중앙부에 형성되는 건조 영역의 발생을 검출해도 된다. 또한, 건조 영역의 발생의 검출에 따라, 상기의 유도 부재의 이동이나, 핫 플레이트 (206) (기판 (W)) 의 경사를 개시시켜도 된다.
또, 전술한 실시형태에서는, 액면 높이 검출 공정 (도 17 의 단계 S23, 도 18 의 단계 S28) 을, 유기 용제 치환 공정 (S5) 및 기판 고온화 공정 (S6) 의 쌍방에 병행하여 실행한다고 설명했지만, 액면 높이 검출 공정이 기판 고온화 공정 (S6) 에만 병행하여 실행되어도 된다.
또, 액면 높이 검출 공정 (도 17 의 단계 S23, 도 18 의 단계 S28) 이, 유기 용제 치환 공정 (S5) 및 기판 고온화 공정 (S6) 에 병행하여 실행된다고 설명했지만, 액면 높이 검출 공정이, 유기 용제 배제 공정 (S7) 에도 병행하여 실행되어도 된다.
또, 기판 고온화 공정 (S6) 및 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 병행하여, 시각 센서 (208) 에 의한 IPA 의 면내 상황의 검출을 실시한다 (도 18 의 단계 S29, 도 19 의 단계 S34) 고 설명했지만, 시각 센서 (208) 에 의한 IPA 의 면내 상황의 검출이, 기판 고온화 공정 (S6) 및 유기 용제 배제 공정 (S7) 에 더하여, 유기 용제 치환 공정 (S5) 과 병행하여 실행되어도 된다. 이 경우, 시각 센서 (208) 에 의해, IPA 의 액막이 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮었는지의 여부 (기판 (W) 의 상면 전체 영역의 커버리지가 완료되었는지의 여부) 를 검출해도 된다.
또, 면내 상황 검출 유닛으로서, 카메라 (281) 를 포함하는 시각 센서 (208) 를 채용했지만, 예를 들어, 기판의 상면을 따라 기판 (W) 의 상방에 배치된 복수개의 변위 센서를, 카메라 (281) 를 포함하는 시각 센서 (208) 대신에 혹은 당해 시각 센서 (208) 와 함께 사용해도 된다. 이 경우, 각 변위 센서에 의해, 당해 변위 센서에 대향하는 부분의 IPA 의 액면 높이를 검출함으로써, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 IPA 의 면내 상황을 검출해도 된다.
또, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서 IPA 의 액막 (111) 에 발생하는 크랙 (113) 을 검출했을 때에, 기판 (W) 에의 가열을 정지하거나, 핫 플레이트 (206) 의 온도를 저하시켜도 된다.
또, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서, 기판 고온화 공정 (S6) 의 개시부터 미리 정하는 기간이 경과해도, IPA 의 액막 (111) 의 부상을 검출할 수 없는 경우에 (도 18 의 단계 S32 에서 아니오), 제어 장치 (3) 는, 가열 부족 (부상하고 있지 않다) 의 에러로서 처리해도 된다. 또, 이 경우, 제어 장치 (3) 는, 핫 플레이트 (206) 의 발열 온도를 그때까지 보다 상승시켜도 된다.
또, 기판 처리 장치 (1) 가, 액면 센서 (207) 및 시각 센서 (208) 를 사용하여, IPA 의 액면의 높이와 IPA 의 면내 상황의 양방을 검출하는 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치 (1) 는, IPA 의 액면의 높이와 IPA 의 면내 상황의 일방만을 검출해도 된다.
또, 전술한 실시형태에서는, 핫 플레이트 (206) 를 승강시킴으로써, 핫 플레이트 (206) 와 제 1 기판 유지 유닛 (205) 의 사이에서 기판 (W) 을 수수하는 구성을 예로 들어 설명했지만, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 을 승강시킴으로써, 기판 (W) 을 수수하도록 해도 된다. 또, 핫 플레이트 (206) 와 제 1 기판 유지 유닛 (205) 의 쌍방을 승강시킴으로써, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 과 핫 플레이트 (206) 의 사이에서 기판 (W) 의 수수를 실시해도 된다.
또, 전술한 실시형태에서는, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서, 핫 플레이트 (206) 에 기판 (W) 이 재치된 상태에서 기판 (W) 을 가열한다고 설명했지만, 기판 고온화 공정 (S6) 에 있어서, 기판 (W) 은, 제 1 기판 유지 유닛 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 하면에 핫 플레이트 (206) 를 근접 배치하여 가열해도 된다. 이 경우, 핫 플레이트 (206) 와 기판 (W) 의 간격을 변화시킴으로써, 기판 (W) 에 부여되는 열량을 조정할 수 있다.
또, 물보다 낮은 표면장력을 갖는 유기 용제로서 IPA 를 예로 들어 설명했지만, IPA 이외에, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 및 HFE (하이드로플루오로에테르) 등을 채용할 수 있다.
또, 1 종류의 약액을 사용하는 것은 아니고, 복수 종류 (2 종류 이상) 의 약액을 사용하여 기판 (W) 에 처리를 실시해도 된다.
또, 전술한 실시형태의 약액 처리 (에칭 처리, 세정 처리 등) 는, 대기압하에서 실행했지만, 처리 분위기의 압력은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 덮개 부재 (239) 와 챔버 본체 (237) 로 구획되는 밀폐 공간의 분위기를, 소정의 압력 조정 유닛을 사용하여 가압 또는 감압함으로써, 대기압보다 높은 고압 분위기 또는 대기압보다 낮은 감압 분위기로 조정하고, 각 실시형태의 에칭 처리, 세정 처리 등을 실행해도 된다.
제 2 실시형태
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 도 32 이후에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 31 에 나타낸 각 부와 동등한 구성 부분에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 1 매의 기판 (W) 을 수평한 자세로 유지하면서, 기판 (W) 의 중앙부를 통과하는 연직인 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 제 1 기판 유지 유닛 (15) 과, 1 매의 기판 (W) 을 수평한 자세로 유지하면서 가열하는 제 2 기판 유지 유닛 (29) 을 포함한다. 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 은, 기판 유지 유닛의 일례이다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 추가로 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 을 수용하는 개폐 가능한 이너 챔버 (7) 와, 회전축선 (A1) 둘레에 이너 챔버 (7) 를 둘러싸는 통형상의 컵 (38) 과, 이너 챔버 (7) 및 컵 (38) 을 수용하는 아우터 챔버 (4) 를 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 아우터 챔버 (4) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 등을 수용하는 박스형의 챔버 본체 (5) 와, 챔버 본체 (5) 에 형성된 반입·반출구를 개폐하는 셔터 (6) 를 포함한다. 도시는 하지 않지만, 아우터 챔버 (4) 는, 추가로 반입·반출구가 열리는 개방 위치와 반입·반출구가 닫히는 폐쇄 위치의 사이에서 셔터 (6) 를 이동시키는 셔터 개폐 유닛을 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 이너 챔버 (7) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 을 수용하는 유저 통형상의 챔버 본체 (8) 와, 챔버 본체 (8) 의 상단에 형성된 개구를 개폐하는 상덮개 (11) 와, 챔버 본체 (8) 의 개구가 열리는 상위치와 챔버 본체 (8) 의 개구가 상덮개 (11) 로 닫히는 하위치의 사이에서, 상덮개 (11) 를 아우터 챔버 (4) 내에서 연직 방향으로 승강시키는 덮개 승강 유닛 (14) 을 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 챔버 본체 (8) 는, 아우터 챔버 (4) 의 바닥면 (床面) 을 따라 배치된 원판상의 저벽부 (9) 와, 저벽부 (9) 의 외주부로부터 상방으로 연장되는 원통상의 하둘레벽부 (10) 를 포함한다. 상덮개 (11) 는, 챔버 본체 (8) 의 상방에서 수평인 자세로 유지된 원판상의 상벽부 (12) 와, 상벽부 (12) 의 외주부로부터 하방으로 연장되는 원통상의 상둘레벽부 (13) 를 포함한다. 상덮개 (11) 의 상벽부 (12) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 의 상방에 배치되어 있다. 챔버 본체 (8) 의 하둘레벽부 (10) 는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 을 둘러싸고 있다. 상덮개 (11) 의 상둘레벽부 (13) 는, 챔버 본체 (8) 의 하둘레벽부 (10) 의 상방에 배치되어 있다. 챔버 본체 (8) 는, 챔버 본체 (8) 내로부터 배출된 액체를 안내하는 배액 배관 (도시 생략) 에 접속되어 있다.
도 32 및 도 35 에 나타내는 바와 같이, 덮개 승강 유닛 (14) 은, 상위치 (도 32 에 나타내는 위치) 와 하위치 (도 35 에 나타내는 위치) 의 사이에서 상덮개 (11) 를 연직 방향으로 승강시킨다. 하위치는, 챔버 본체 (8) 의 개구가 닫히는 밀폐 위치이다. 상위치는, 상덮개 (11) 가 챔버 본체 (8) 로부터 상방으로 퇴피한 퇴피 위치이다. 덮개 승강 유닛 (14) 이 상덮개 (11) 를 하위치로 이동시키면, 상둘레벽부 (13) 의 환상의 하면이, 하둘레벽부 (10) 의 환상의 상면에 근접하여, 상둘레벽부 (13) 와 하둘레벽부 (10) 사이의 간극이, 상둘레벽부 (13) 에 유지된 환상의 시일 부재 (SL1) 에 의해 밀폐된다. 이로써, 이너 챔버 (7) 의 내부의 밀폐도가 높아진다. 그 한편, 덮개 승강 유닛 (14) 이 상덮개 (11) 를 상위치로 이동시키면, 상둘레벽부 (13) 의 환상의 하면이, 하둘레벽부 (10) 의 환상의 상면으로부터 상방으로 멀어져, 상둘레벽부 (13) 의 하면과 하둘레벽부 (10) 의 상면의 간격이, 상둘레벽부 (13) 와 하둘레벽부 (10) 의 사이에 스캔 노즐이 진입 가능한 크기까지 확대된다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 은, 기판 (W) 을 수평한 자세로 지지하는 복수개 (예를 들어, 6 개) 의 고정핀 (16) 과, 복수개의 고정핀 (16) 과 협동하여 기판 (W) 을 수평인 자세로 파지하는 복수개 (예를 들어, 3 개) 의 가동핀 (19) 을 포함한다. 제 1 기판 유지 유닛 (15) 은, 추가로, 복수개의 고정핀 (16) 과 복수개의 가동핀 (19) 을 유지하는 지지링 (23) 과, 지지링 (23) 에 대해 복수개의 가동핀 (19) 을 이동시키는 척 개폐 유닛 (25) 과, 회전축선 (A1) 둘레로 지지링 (23) 을 회전시키는 링 회전 유닛 (24) 을 포함한다. 도시는 하지 않지만, 링 회전 유닛 (24) 은, 지지링 (23) 과 함께 회전축선 (A1) 둘레로 회전하는 로터와, 이너 챔버 (7) 의 챔버 본체 (8) 에 유지된 스테이터를 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 은, 지지링 (23) 으로부터 상방에 돌출되어 있다. 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 은, 지지링 (23) 에 유지되어 있다. 도 33 에 나타내는 바와 같이, 6 개의 고정핀 (16) 은, 등간격으로 둘레 방향으로 배열되어 있다. 3 개의 가동핀 (19) 은, 둘레 방향으로 이웃하는 3 개의 고정핀 (16) 의 근방에 각각 배치되어 있다. 평면에서 보아 3 개의 가동핀 (19) 을 통과하는 원호의 중심각은 180 도 미만이며, 3 개의 가동핀 (19) 은, 둘레 방향으로 치우쳐 배치되어 있다. 고정핀 (16) 은, 지지링 (23) 에 대해 이동 불능이며, 가동핀 (19) 은, 지지링 (23) 에 대해 이동 가능하다. 지지링 (23) 은, 기판 (W) 의 외경보다 큰 외경을 가지고 있다. 지지링 (23) 은, 이너 챔버 (7) 의 챔버 본체 (8) 내에 유지되어 있다.
도 37 에 나타내는 바와 같이, 고정핀 (16) 은, 기판 (W) 의 하면 주연부에 접촉함으로써 기판 (W) 을 수평한 자세로 지지하는 고정 지지부 (17) 와, 고정 지지부 (17) 에 지지되어 있는 기판 (W) 의 주연부에 가압되는 고정 파지부 (18) 를 포함한다. 고정 지지부 (17) 는, 경사 아래에 내방으로 연장되는 지지면을 포함한다. 복수개의 고정핀 (16) 은, 고정 지지부 (17) 와 기판 (W) 의 하면 주연부와의 접촉에 의해, 기판 (W) 을 수평한 자세로 유지한다. 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치는, 이너 챔버 (7) 의 하둘레벽부 (10) 의 상단보다 상방의 위치이다.
도 34 에 나타내는 바와 같이, 가동핀 (19) 은, 상하 방향으로 연장되는 샤프트부 (20) 와, 샤프트부 (20) 에 지지된 베이스부 (21) 와, 베이스부 (21) 로부터 상방에 돌출하는 원주상의 가동 파지부 (22) 를 포함한다. 가동핀 (19) 은, 가동 파지부 (22) 가 기판 (W) 의 주연부에 가압되는 폐쇄 위치 (실선으로 나타내는 위치) 와, 가동 파지부 (22) 가 기판 (W) 으로부터 멀어지는 개방 위치 (2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 의 사이에서, 연직인 회동 축선 (A2) (샤프트부 (20) 의 중심선) 둘레로 지지링 (23) 에 대해 이동 가능하다. 복수개의 가동핀 (19) 은, 복수개의 고정핀 (16) 의 고정 파지부 (18) 와 협동하여, 기판 (W) 을 파지한다. 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 에 의한 기판 (W) 의 파지 위치는, 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치와 동일한 위치이다.
척 개폐 유닛 (25) 은, 필요한 경우만 가동핀 (19) 을 폐쇄 위치로부터 이동시키는, 상시 폐쇄 유닛이다. 도 39a 및 도 39b 에 나타내는 바와 같이, 척 개폐 유닛 (25) 은, 가동핀 (19) 과 함께 회동 축선 (A2) 둘레로 회동하는 가동 자석 (M1) 과, 가동핀 (19) 을 폐쇄 위치로 이동시키는 자력을 가동 자석 (M1) 에 부여하는 고정 자석 (M2) 을 포함한다. 가동 자석 (M1) 및 고정 자석 (M2) 은, 모두 영구 자석이다. 가동 자석 (M1) 및 고정 자석 (M2) 은, 가동핀 (19) 을 폐쇄 위치로 이동시키는 클로즈 유닛에 상당한다.
가동 자석 (M1) 은, 가동핀 (19) 에 유지되어 있고, 지지링 (23) 에 대해 이동 가능하다. 고정 자석 (M2) 은, 지지링 (23) 에 고정되어 있고, 지지링 (23) 에 대해 이동 불능이다. 가동핀 (19) 은, 가동 자석 (M1) 및 고정 자석 (M2) 의 사이에서 작용하는 척력 또는 인력에 의해, 폐쇄 위치의 방향으로 탄성 지지되어 있다. 따라서, 가동 자석 (M1) 및 고정 자석 (M2) 의 사이에서 작용하는 자력 이외의 힘이, 가동핀 (19) 에 가해지지 않는 경우, 가동핀 (19) 은 폐쇄 위치에 배치된다.
도 39a 및 도 39b 에 나타내는 바와 같이, 척 개폐 유닛 (25) 은, 가동핀 (19) 과 함께 회동 축선 (A2) 둘레로 회동하는 2 개의 피조작편 (26) 과, 가동핀 (19) 을 개방 위치로 이동시키는 동력을 발생하는 레버 조작 유닛 (27) 과, 레버 조작 유닛 (27) 의 동력을 2 개의 피조작편 (26) 의 일방에 전달하는 조작 레버 (28) 를 포함한다. 피조작편 (26), 레버 조작 유닛 (27), 및 조작 레버 (28) 는, 가동핀 (19) 을 개방 위치로 이동시키는 오픈 유닛에 상당한다.
도 39a 및 도 39b 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 피조작편 (26) 은, 중량의 치우침을 저감하기 위해서, 회동 축선 (A2) 에 관해서 180 도 반대측에 배치되어 있다. 도시는 하지 않지만, 레버 조작 유닛 (27) 은, 예를 들어, 핫 플레이트 (30) 에 유지된 실린더 본체와, 실린더 본체에 대해 이동 가능한 로드를 포함하는, 에어 실린더이다. 조작 레버 (28) 는, 로드에 장착되어 있다. 레버 조작 유닛 (27) 및 조작 레버 (28) 는, 핫 플레이트 (30) 와 함께 연직 방향으로 승강된다.
도 38 에 나타내는 바와 같이, 조작 레버 (28) 의 선단부는, 핫 플레이트 (30) 로부터 외방 (회전축선 (A1) 으로부터 멀어지는 방향) 으로 연장되어 있다. 조작 레버 (28) 의 선단부는, 피조작편 (26) 에 수평으로 대향한 상태에서 피조작편 (26) 을 가압함으로써 피조작편 (26) 을 회동시켜, 가동핀 (19) 을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시킨다. 후술하는 바와 같이, 핫 플레이트 (30) 는 제 1 기판 수수 공정 (단계 S7) 으로부터 제 2 기판 수수 공정 (단계 S10) 에 걸쳐 상하 방향으로 이동하고, 그것에 따라 조작 레버 (28) 의 선단 부분도 상하 방향으로 이동한다. 조작 레버 (28) 의 선단 부분이 이와 같이 상하 방향으로 이동해도, 조작 레버 (28) 의 선단부가 피조작편 (26) 과 항상 맞닿음 가능해지도록, 조작 레버 (28) 의 선단부와 피조작편 (26) 은 상하 방향으로 충분한 두께를 가지고 있다.
가동핀 (19) 을 개방 위치로 이동시키는 경우, 도 39b 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 조작 레버 (28) 의 선단부가 일방의 피조작편 (26) 에 수평으로 대향하도록, 지지링 (23) 의 회전각과 핫 플레이트 (30) 의 높이를 제어한다. 조작 레버 (28) 의 선단부가 일방의 피조작편 (26) 에 수평으로 대향하고 있는 상태에서, 조작 레버 (28) 가 외방으로 이동하면, 도 39b 에 나타내는 바와 같이, 일방의 피조작편 (26) 이 조작 레버 (28) 에 밀려 가동핀 (19) 이 개방 위치쪽으로 이동한다. 이로써, 가동핀 (19) 이 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동한다.
반송 로봇 (CR) 은, 핸드 (H) (도 1 참조) 에 의해 아래로부터 지지하고 있는 기판 (W) 을 복수개의 고정핀 (16) 의 고정 지지부 (17) 에 놓고, 복수개의 고정핀 (16) 의 고정 지지부 (17) 에 지지되어 있는 기판 (W) 을 핸드 (H) 로 아래에서 건져올린다. 기판 (W) 이 복수개의 고정핀 (16) 에 지지되어 있는 상태에서, 가동핀 (19) 이 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하면, 가동핀 (19) 의 가동 파지부 (22) 가 기판 (W) 의 주연부에 가압되어, 가동핀 (19) 과는 반대측으로 기판 (W) 이 수평으로 이동한다. 이로써, 가동핀 (19) 과는 반대측의 위치에 있어서 기판 (W) 의 주연부가 고정핀 (16) 의 고정 파지부 (18) 에 가압되어, 기판 (W) 이, 고정핀 (16) 과 가동핀 (19) 에 의해 파지된다. 그 때문에, 기판 (W) 이 수평한 자세로 강고하게 유지된다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 제 2 기판 유지 유닛 (29) 은, 기판 (W) 을 수평한 자세로 지지하는 지지 플레이트로서의 핫 플레이트 (30) 와, 핫 플레이트 (30) 를 지지하는 지지 테이블 (34) 과, 지지 테이블 (34) 을 연직 방향으로 이동시킴으로써 핫 플레이트 (30) 를 연직 방향으로 승강시키는 플레이트 승강 유닛 (37) 을 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (30) 는, 수평으로 평탄한 원형상의 상면 (31a) 을 갖는 플레이트 본체 (31) 와, 기판 (W) 의 하면이 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 에 근접한 상태에서 기판 (W) 을 플레이트 본체 (31) 의 상방에서 지지하는 복수개의 지지핀 (32) 과, 복수개의 지지핀 (32) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 그 하방으로부터 실온 (예를 들어, 20 ∼ 30 ℃) 보다 높은 온도에서 가열하는 복수의 히터 (33) 를 포함한다. 복수의 히터 (33) 는, 기판 가열 유닛의 일례이다.
도 33 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 본체 (31) 는, 기판 (W) 의 외경보다 작은 (예를 들어, 6 mm 작은) 외경을 가지고 있다. 플레이트 본체 (31) 는, 지지링 (23) 의 내측의 공간을 상하 방향으로 통과 가능하다. 지지핀 (32) 은, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 으로부터 상방으로 돌출하는 반구상의 돌출부를 포함한다. 복수개의 지지핀 (32) 은, 각 돌출부와 기판 (W) 의 하면과의 점접촉에 의해, 기판 (W) 의 하면과 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 이 평행 또는 대략 평행한 상태에서, 기판 (W) 을 플레이트 본체 (31) 의 상방에서 지지한다.
지지핀 (32) 은, 플레이트 본체 (31) 와 일체여도 되고, 플레이트 본체 (31) 와는 다른 부재여도 된다. 또, 각 지지핀 (32) 의 높이는, 일정해도 되고, 상이해도 된다. 기판 (W) 에 휨이 생길 때, 그 휘는 방향 (중앙부가 위로 볼록한지 아래로 볼록한지) 은, 이미 실시된 기판 (W) 의 처리에 기초하여 어느 정도 예상할 수 있는 경우가 있다. 그 때문에, 기판 (W) 이 복수개의 지지핀 (32) 에 균일하게 지지되도록, 기판 (W) 의 휨에 맞추어 각 지지핀 (32) 의 높이가 미리 조정되어도 된다.
도 33 에 나타내는 바와 같이, 복수의 히터 (33) 는, 플레이트 본체 (31) 의 내부에 배치되어 있다. 복수의 히터 (33) 는, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 전체 영역을 가열한다. 복수의 히터 (33) 는, 기판 (W) 의 상면의 복수의 영역을 영역마다 독립된 온도에서 개별적으로 가열한다. 따라서, 제어 장치 (3) 는, 복수의 히터 (33) 를 제어함으로써, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 전체 영역을 균일한 온도에서 가열하거나, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 에 온도차를 발생시키거나 할 수 있다. 히터 (33) 는, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 중앙부를 가열하는 중앙 히터와, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 중앙부를 둘러싸는 환상의 상면 중간부를 가열하는 중간 히터와, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 중간부를 둘러싸는 환상의 상면 주연부를 가열하는 주연 히터를 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 복수개의 지지핀 (32) 은, 기판 (W) 의 하면이 예를 들어 0.1 mm 정도의 간격을 두고 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 에 대향하도록, 기판 (W) 을 플레이트 본체 (31) 의 상방에서 지지한다. 히터 (33) 의 열은, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 에 전달된다. 히터 (33) 의 열은, 기판 (W) 과 플레이트 본체 (31) 사이의 공간을 통하여 기판 (W) 에 전달된다. 또, 히터 (33) 의 열은, 기판 (W) 의 하면에 점접촉하는 지지핀 (32) 을 통하여 기판 (W) 에 전달된다. 기판 (W) 과 플레이트 본체 (31) 가 근접해 있으므로, 기판 (W) 의 가열 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 기판 (W) 과 지지핀 (32) 의 접촉 면적이 작기 때문에, 기판 (W) 의 온도의 균일성의 저하를 억제할 수 있다.
기판 (W) 의 하면이 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 에 면접촉하고 있는 경우, 기판 (W) 의 하면과 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 이 상하 방향으로 떨어질 때, 양자간에서 부압이 발생하고, 기판 (W) 이 플레이트 본체 (31) 에 흡착되는 경우가 있다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은, 기판 (W) 의 하면이 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 으로부터 떨어진 상태에서, 복수개의 지지핀 (32) 에 지지된다. 따라서, 이와 같은 현상의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 기판 (W) 의 하면이 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 으로부터 떨어져 있으므로, 플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a) 에 있는 이물질이 기판 (W) 에 부착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 지지 테이블 (34) 은, 핫 플레이트 (30) 를 지지하는 원판상의 테이블부 (35) 와, 테이블부 (35) 의 중앙부로부터 회전축선 (A1) 을 따라 하방으로 연장되는 샤프트부 (36) 를 포함한다. 샤프트부 (36) 는, 이너 챔버 (7) 의 저벽부 (9) 를 통과하여 이너 챔버 (7) 내에서 이너 챔버 (7) 외로 연장되어 있다. 지지 테이블 (34) 의 샤프트부 (36) 와 이너 챔버 (7) 의 저벽부 (9) 사이의 간극은, 환상의 시일 부재 (SL2) 에 의해 밀폐되어 있다. 플레이트 승강 유닛 (37) 은, 샤프트부 (36) 에 접속되어 있다.
처리 유닛 (2) 내부에 반입된 기판 (W) 은, 최초, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 의 복수개의 고정핀 (16) 에 유지된다. 이 때, 핫 플레이트 (30) 는 제 1 기판 유지 유닛 (15) 보다 하방으로 퇴피하고 있다. 그 후, 핫 플레이트 (30) 가 상승한다. 핫 플레이트 (30) 가 상승하는 과정에서 제 1 기판 유지 유닛 (15) 으로부터 핫 플레이트 (30) 에 기판 (W) 이 수수된다. 핫 플레이트 (30) 가 더욱 상승하면, 기판 (W) 은 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치에서 상방까지 이동한다. 이 상태로부터 핫 플레이트 (30) 를 하강시키면, 핫 플레이트 (30) 로부터 복수개의 고정핀 (16) 에 기판 (W) 이 수수된다. 이와 같이 기판 (W) 은 핫 플레이트 (30) 의 승강에 의해, 복수개의 고정핀 (16) 과 핫 플레이트 (30) 의 사이에서 서로 수수된다.
도 32 및 도 35 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 승강 유닛 (37) 은, 지지 테이블 (34) 을 이동시킴으로써, 상위치 (도 35 에 나타내는 위치) 와 하위치 (도 32 에 나타내는 위치) 의 사이에서 핫 플레이트 (30) 를 연직 방향으로 승강시킨다. 상위치는, 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치가, 핫 플레이트 (30) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치의 상방에 위치하는 높이이다. 하위치는, 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치가, 핫 플레이트 (30) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치의 하방에 위치하는 높이이다. 하위치는, 핫 플레이트 (30) 가 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치보다 하방으로 퇴피한 퇴피 위치이다. 플레이트 승강 유닛 (37) 은, 상위치로부터 하위치까지의 임의의 높이에 핫 플레이트 (30) 를 위치시킬 수 있다.
도 32 및 도 35 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 의 복수개의 고정핀 (16) 이 기판 (W) 을 지지하고 있는 상태 (기판 (W) 의 파지가 해제되어 있는 상태) 에서, 플레이트 승강 유닛 (37) 이 핫 플레이트 (30) 를 기판 (W) 의 하면보다 상방의 높이까지 상승시키면, 기판 (W) 은 복수개의 고정핀 (16) 으로부터 핫 플레이트 (30) 로 이동한다. 이것과는 반대로, 핫 플레이트 (30) 가 기판 (W) 을 지지하고 있는 상태에서, 플레이트 승강 유닛 (37) 이 핫 플레이트 (30) 를 복수개의 고정핀 (16) 보다 하방의 높이까지 하강시키면, 기판 (W) 은 핫 플레이트 (30) 로부터 복수개의 고정핀 (16) 으로 이동한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 핫 플레이트 (30) 의 상면 중앙부에서 개구하는 상향 토출구 (40) 에 기체를 공급하는 하기체 배관 (41) 과, 하기체 배관 (41) 에 개재되어 장착된 하기체 밸브 (42) 와, 하기체 배관 (41) 으로부터 상향 토출구 (40) 에 공급되는 기체를 가열하는 인라인 히터를 포함한다. 상향 토출구 (40) 에 공급되는 기체는, 질소 가스이다. 상향 토출구 (40) 에 공급되는 기체는, 질소 가스에 한정되지 않고, 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 되고, 건조 공기 또는 청정 공기여도 된다. 상향 토출구 (40) 에 공급되는 기체의 온도는, 실온이어도 되고, 실온보다 높아도 된다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 처리액 또는 처리 가스를 하방으로 토출하는 스캔 노즐과, 스캔 노즐이 선단부에 장착된 노즐 아암 (49) 과, 노즐 아암 (49) 을 이동시키는 아암 요동 유닛 (50) 을 포함한다. 도 32 는, 처리 유닛 (2) 이 2 개의 스캔 노즐 (약액 노즐 (43) 및 린스액 노즐 (46)) 을 포함하는 예를 나타내고 있다. 약액 노즐 (43) 은, 약액 밸브 (45) 가 개재되어 장착된 약액 배관 (44) 에 접속되어 있다. 린스액 노즐 (46) 은, 린스액 밸브 (48) 가 개재되어 장착된 린스액 배관 (47) 에 접속되어 있다.
약액 노즐 (43) 로부터 토출되는 약액의 예는, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH ： 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이다.
린스액 노즐 (46) 로부터 토출되는 린스액은, 순수 (純水) (탈이온수 ： Deionized Water) 이다. 린스액 노즐 (46) 로부터 토출되는 린스액은, 순수에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
아암 요동 유닛 (50) 은, 이너 챔버 (7) 의 챔버 본체 (8) 와 이너 챔버 (7) 의 상덮개 (11) 사이의 공간을 통해서, 노즐 아암 (49) 의 선단부를 이너 챔버 (7) 의 내부와 이너 챔버 (7) 의 외부의 사이에서 이동시킨다. 이로써, 스캔 노즐로부터 토출된 처리액이 기판 (W) 의 상면에 착액되는 처리 위치와, 스캔 노즐이 기판 (W) 의 주위로 퇴피한 퇴피 위치의 사이에서, 스캔 노즐이 수평으로 이동한다. 처리 위치는, 처리액이 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액되는 중앙 위치와, 처리액이 기판 (W) 의 상면 주연부에 착액되는 주연 위치를 포함한다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 처리액 또는 처리 가스를 하방으로 토출하는 고정 노즐을 포함한다. 도 32 는, 처리 유닛 (2) 이 3 개의 고정 노즐 (상린스액 노즐 (51), 상용제 노즐 (54), 및 상기체 노즐 (57)) 을 포함하는 예를 나타내고 있다. 상린스액 노즐 (51), 상용제 노즐 (54), 및 상기체 노즐 (57) 은, 상덮개 (11) 에 유지되어 있고, 상덮개 (11) 와 함께 연직 방향으로 승강된다. 상린스액 노즐 (51), 상용제 노즐 (54), 및 상기체 노즐 (57) 은, 상덮개 (11) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공 내에 배치되어 있다. 상 린스액 노즐 (51) 은, 상린스액 밸브 (53) 가 개재되어 장착된 상린스액 배관 (52) 에 접속되어 있다. 상용제 노즐 (54) 은, 상용제 밸브 (56) 가 개재되어 장착된 상용제 배관 (55) 에 접속되어 있다. 상기체 노즐 (57) 은, 상기체 밸브 (59) 가 개재되어 장착된 상기체 배관 (58) 에 접속되어 있다.
상린스액 노즐 (51) 로부터 토출되는 린스액은, 순수이다. 상린스액 노즐 (51) 로부터 토출되는 린스액은, 순수에 한정되지 않고, 전술한 다른 린스액이어도 된다.
상용제 노즐 (54) 로부터 토출되는 용제의 액체는, 실온의 IPA 의 액체이다. IPA 의 액체는, 물보다 표면장력이 작고, 물보다 비점이 낮은 저표면장력액의 일례이다. 저표면장력액은, IPA 에 한정되지 않고, HFE (하이드로플루오로에테르) 의 액체여도 된다.
상기체 노즐 (57) 에 공급되는 기체는, 실온의 질소 가스이다. 상기체 노즐 (57) 에 공급되는 기체는, 질소 가스에 한정되지 않고, 아르곤 가스 등의 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 되고, 건조 공기 또는 청정 공기여도 된다. 또, 상기체 노즐 (57) 에 공급되는 기체의 온도는, 실온보다 높아도 된다.
도 32 에 나타내는 바와 같이, 컵 (38) 은, 상위치 (도 32 에 나타내는 위치) 와 하위치의 사이에서 연직 방향으로 승강 가능하다. 상위치는, 컵 (38) 의 상단이 이너 챔버 (7) 의 하둘레벽부 (10) 의 상단과 노즐 아암 (49) 사이의 높이에 위치하는 처리 위치이다. 하위치는, 컵 (38) 의 상단이 이너 챔버 (7) 의 하둘레벽부 (10) 의 상단보다 하방에 위치하는 퇴피 위치이다. 처리 유닛 (2) 은, 컵 (38) 을 상위치와 하위치의 사이에서 연직 방향으로 승강시키는 컵 승강 유닛 (도시 생략) 을 포함한다. 상덮개 (11) 및 컵 (38) 이 상위치에 위치하고 있는 상태에서는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 에 유지되어 있는 기판 (W) 으로부터 그 주위에 배출된 처리액이, 컵 (38) 에 의해 받아들여져, 컵 (38) 내에 모인다. 그리고, 컵 (38) 내에 모인 처리액은, 도시되지 않은 회수 장치 또는 배액 장치로 보내진다.
도 36 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 상의 액체를 외방으로 유도하는 복수 (3 개 이상. 예를 들어, 4 개) 의 유도 부재 (60) 를 포함한다. 도 35 에 나타내는 바와 같이, 유도 부재 (60) 는, 상하 방향으로 연장되는 제 1 부분 (61) 과, 제 1 부분 (61) 으로부터 내방 (회전축선 (A1) 을 향하는 방향) 으로 연장되는 제 2 부분 (62) 을 갖는다. 유도 부재 (60) 는, 상덮개 (11) 에 유지되어 있고, 상덮개 (11) 와 함께 연직 방향으로 승강된다. 도 36 에 나타내는 바와 같이, 복수의 유도 부재 (60) 는, 등간격으로 기판 (W) 의 둘레 방향으로 배열되어 있다. 유도 부재 (60) 의 내단 (60i) 은, 평면에서 보아 기판 (W) 에 겹쳐지는 위치에 배치되어 있다. 유도 부재 (60) 의 외단 (60o) 은, 평면에서 보아 기판 (W) 에 겹쳐지지 않는 위치 (기판 (W) 의 주위) 에 배치되어 있다.
이하, 상덮개 (11) 가 하위치에 위치하는 상태를 기준으로 하여 유도 부재 (60) 의 설명을 계속한다. 도 35 에 나타내는 바와 같이, 유도 부재 (60) 는, 간격을 두고 기판 (W) 의 상면 및 주연부에 대향하는 내면을 갖는다. 유도 부재 (60) 의 내면은, 경사 아래에 외방으로 연장되는 외방 유도면 (63) 과, 외방 유도면 (63) 의 외단 (63o) (하단) 으로부터 하방으로 연직으로 연장되는 하방 유도면 (64) 을 갖는다. 외방 유도면 (63) 의 내단 (63i) 의 높이는, 후술하는 유기 용제 가열 공정 및 유기 용제 배제 공정 시에 있어서의 기판 (W) 의 상면의 평탄 부분보다 상방에 위치하는 높이로 설정되어 있다. 외방 유도면 (63) 의 외단 (63o) 은, 기판 (W) 보다 외방에 배치되어 있다. 외방 유도면 (63) 의 외단 (63o) 의 높이는, 유기 용제 가열 공정 및 유기 용제 배제 공정 시에 있어서의 기판 (W) 의 상면보다 하방이고, 또한, 기판 (W) 의 하면보다 상방에 배치되는 높이로 설정되어 있다. 하방 유도면 (64) 의 하단은, 유기 용제 가열 공정 및 유기 용제 배제 공정 시에 있어서의 기판 (W) 보다 하방에 배치되어 있다.
도 16a 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 에 의해 처리되는 기판 (W) 은, 예를 들어, 패턴 형성면인 그 표면 (상면 (100)) 에 패턴 (101) 이 형성된 실리콘 웨이퍼이다.
도 16a 에 나타내는 바와 같이, 패턴 (101) 은, 볼록 형상 (기둥형) 을 갖는 구조체 (102) 가 행렬상으로 배치된 패턴이어도 된다. 이 경우, 구조체 (102) 의 선폭 (W1) 은 예를 들어 10 nm ∼ 45 nm 정도이며, 인접하는 구조체 (102) 간의 간극 (W2) 은 예를 들어 10 nm ∼ 수 ㎛ 정도이다. 또, 패턴 (101) 의 막두께 (T) (도 16a 참조) 는, 예를 들어, 50 nm ∼ 5 ㎛ 정도이다. 또, 패턴 (101) 은, 예를 들어, 어스펙트비 (선폭 (W1) 에 대한 막두께 (T) 의 비) 가, 예를 들어, 5 ∼ 500 정도여도 된다 (전형적으로는, 5 ∼ 50 정도이다).
패턴 (101) 은, 예를 들어 절연막을 포함한다. 또, 패턴 (101) 은, 도체막을 포함하고 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 패턴 (101) 은, 복수의 막을 적층한 적층막에 의해 형성되어 있어도 된다. 적층막은, 절연막과 도체막을 포함하고 있어도 된다. 패턴 (101) 은, 단층막으로 구성되는 패턴이어도 된다. 절연막은, 실리콘 산화막 (SiO2 막) 이나 실리콘 질화막 (SiN 막) 이어도 된다. 또, 도체막은, 저저항화를 위한 불순물을 도입한 아모르퍼스 실리콘막이어도 되고, 금속막 (예를 들어 금속 배선막) 이어도 된다.
또한, 패턴 (101) 은, 미세한 트렌치에 의해 형성된 라인상의 패턴이, 반복하여 늘어서는 것이어도 된다. 또, 패턴 (101) 은, 박막에, 복수의 미세공 (보이드 (void) 또는 포어 (pore)) 을 형성함으로써 형성되어 있어도 된다.
다음으로, 처리 유닛 (2) 에 의해 실시되는 기판 (W) 의 처리의 일례에 대해 설명한다. 이하에서는, 도 32 및 도 40 을 참조한다. 처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 아우터 챔버 (4) 내에 기판 (W) 을 반입하는 반입 공정 (도 40 의 단계 S1) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 상덮개 (11), 노즐 아암 (49), 및 컵 (38) 을 퇴피시킨 상태에서, 기판 (W) 을 유지하고 있는 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 아우터 챔버 (4) 내에 진입시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 핸드 (H) 위의 기판 (W) 이 복수개의 고정핀 (16) 위에 놓여지도록, 반송 로봇 (CR) 을 제어한다. 이 때, 핫 플레이트 (30) 는, 기판 (W) 의 하면 (이면 ： rear surface) 에 접촉하는 높이로부터 하방으로 떨어져 있지만, 척 개폐 유닛 (25) 이 가동핀 (19) 을 구동 가능한 높이로 배치되어 있다. 또한, 척 개폐 유닛 (25) 은, 가동핀 (19) 을 개방 위치에 위치시키고 있다. 제어 장치 (3) 는, 디바이스 형성면인 표면이 위로 향해진 상태에서 기판 (W) 이 복수개의 고정핀 (16) 위에 놓여진 후, 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 아우터 챔버 (4) 내로부터 퇴피시킨다.
제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 이 복수개의 고정핀 (16) 의 고정 지지부 (17) 위에 놓여진 후, 척 개폐 유닛 (25) 에 의해 가동핀 (19) 을 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시킨다. 이로써, 가동핀 (19) 의 가동 파지부 (22) 가 기판 (W) 의 주연부에 가압됨과 함께, 고정핀 (16) 의 고정 파지부 (18) 가 기판 (W) 의 주연부에 가압된다. 그 때문에, 기판 (W) 이 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 에 의해 수평한 자세로 파지된다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 이 파지된 후, 링 회전 유닛 (24) 에 기판 (W) 의 회전을 개시시킨다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 으로부터 배출된 처리액을 컵 (38) 이 받아들이는 상위치로 컵 (38) 을 상승시킨다.
다음으로, 약액을 기판 (W) 에 공급하는 약액 공급 공정 (도 40 의 단계 S2) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 아암 요동 유닛 (50) 을 제어함으로써 상덮개 (11) 가 상위치로 퇴피하고, 핫 플레이트 (30) 가 기판 (W) 으로부터 떨어진 상태에서, 노즐 아암 (49) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 이로써, 약액 노즐 (43) 은, 이너 챔버 (7) 의 하둘레벽부 (10) 와 이너 챔버 (7) 의 상둘레벽부 (13) 의 사이를 통과하여, 기판 (W) 의 상방으로 이동한다. 제어 장치 (3) 는, 약액 노즐 (43) 을 기판 (W) 의 상방으로 이동시킨 후, 약액 밸브 (45) 를 열고, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 약액 노즐 (43) 에 토출시킨다. 제어 장치 (3) 는, 이 상태에서 아암 요동 유닛 (50) 을 제어함으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 약액의 착액 위치를 중앙부와 주연부의 사이에서 이동시킨다. 그리고, 약액 밸브 (45) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (45) 를 닫고, 약액의 토출을 정지시킨다.
약액 노즐 (43) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그리고, 기판 (W) 의 주연부로부터 그 주위에 비산한 약액은, 이너 챔버 (7) 의 하둘레벽부 (10) 의 상방을 통과하여, 컵 (38) 에 받아들여진다. 약액은, 기판 (W) 의 상면 전체 영역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮는 액막을 형성한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 약액의 착액 위치를 중앙부와 주연부의 사이에서 이동시키므로, 약액의 착액 위치가, 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 통과한다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면이 균일하게 약액으로 처리된다.
다음으로, 린스액의 일례인 순수를 기판 (W) 에 공급하는 제 1 린스액 공급 공정 (도 40 의 단계 S3) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 노즐 아암 (49) 에 유지되어 있는 린스액 노즐 (46) 이 기판 (W) 의 상방에 위치하고 있고, 핫 플레이트 (30) 가 기판 (W) 으로부터 떨어진 상태에서, 린스액 밸브 (48) 를 연다. 이로써, 순수가, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (46) 로부터 토출된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 약액이 순수에 의해 씻겨나가, 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮는 순수의 액막이 형성된다. 그리고, 린스액 밸브 (48) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 린스액 밸브 (48) 를 닫고, 순수의 토출을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 아암 요동 유닛 (50) 을 제어함으로써, 노즐 아암 (49) 을 처리 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킨다.
다음으로, 이너 챔버 (7) 를 닫는 이너 챔버 밀폐 공정 (도 40 의 단계 S4) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 덮개 승강 유닛 (14) 을 제어함으로써, 노즐 아암 (49) 이 퇴피 위치로 퇴피하고 있고, 기판 (W) 의 상면 전체 영역이 순수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상덮개 (11) 를 상위치로부터 하위치로 이동시킨다. 이로써, 상덮개 (11) 의 상둘레벽부 (13) 와 챔버 본체 (8) 의 하둘레벽부 (10) 사이의 간극이 밀폐된다. 이 때, 기판 (W) 은, 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 에 파지되어 있다. 또, 핫 플레이트 (30) 는, 가령 히터 (33) 가 발열하고 있어도 히터 (33) 의 열이 기판 (W) 에 충분히 전해지지 않는 높이까지 기판 (W) 으로부터 떨어져 있다.
다음으로, 린스액의 일례인 순수를 기판 (W) 에 공급하는 제 2 린스액 공급 공정 (도 40 의 단계 S5) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 상덮개 (11) 가 하위치로 이동한 후, 상린스액 밸브 (53) 를 열고, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 상린스액 노즐 (51) 에 순수를 토출시킨다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮는 액막이, 상린스액 노즐 (51) 로부터 토출된 순수에 의해 형성된다. 또, 기판 (W) 의 주연부로부터 그 주위에 비산한 순수는, 챔버 본체 (8) 의 저벽부 (9) 로부터 배출된다. 상린스액 밸브 (53) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 상린스액 밸브 (53) 를 닫고, 순수의 토출을 정지시킨다.
다음으로, 이너 챔버 (7) 가 닫혀진 상태에서, 유기 용제의 일례인 IPA 의 액체를 기판 (W) 에 공급하는 유기 용제 공급 공정 (도 40 의 단계 S6) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 이너 챔버 (7) 가 닫혀져 있고, 기판 (W) 의 상면 전체 영역이 순수의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상용제 밸브 (56) 를 연다. 이 때, 기판 (W) 은, 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 에 파지되어 있고, 핫 플레이트 (30) 는, 기판 (W) 으로부터 떨어져 있다. 상용제 노즐 (54) 로부터 토출된 IPA 의 액체는, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액되고, 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이로써, 기판 (W) 상의 순수가 IPA 의 액체로 치환되고, 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮는 IPA 의 액막이 형성된다. 그리고, 상용제 밸브 (56) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 상용제 밸브 (56) 를 닫고, IPA 의 토출을 정지시킨다.
상용제 노즐 (54) 이 IPA 의 액체를 토출하고 있는 동안, 기판 (W) 의 회전 속도는, 일정해도 되고, 변경되어도 된다. 예를 들어, 순수로부터 IPA 로의 치환을 촉진하기 위해서, IPA 의 액체가 토출되는 기간의 초기만 치환 촉진 속도 (예를 들어 800 rpm) 로 기판 (W) 을 회전시킨 후, 치환 촉진 속도보다 작은 치환 후 속도로 기판 (W) 을 회전시켜도 된다. 또, IPA 로의 치환이 완료한 후, IPA 의 토출을 정지한 상태에서, 기판 (W) 의 상면 전체 영역을 덮는 IPA 의 패들을 기판 (W) 상에 유지시켜도 된다. 구체적으로는, 기판 (W) 의 회전 속도를 패들 속도 (0 을 초과하는 50 rpm 미만의 속도. 예를 들어 20 rpm) 까지 저하시킨 후, 혹은, 기판 (W) 의 회전을 정지시킨 후, 상용제 노즐 (54) 로부터의 IPA 의 토출을 정지시켜도 된다. 이 경우, 원심력의 저하에 의해 기판 (W) 으로부터의 IPA 의 배출량이 감소하므로, 소정의 막두께를 갖는 IPA 의 패들이 기판 (W) 상에 유지된다.
다음으로, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 으로부터 제 2 기판 유지 유닛 (29) 에 기판 (W) 을 이동시키는 제 1 기판 수수 공정 (도 40 의 단계 S7) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 지지링 (23) 의 회전각과 핫 플레이트 (30) 의 높이를 제어함으로써, 핫 플레이트 (30) 에 유지된 척 개폐 유닛 (25) 이 지지링 (23) 상의 가동핀 (19) 을 구동 가능한 위치로, 척 개폐 유닛 (25) 및 가동핀 (19) 을 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 척 개폐 유닛 (25) 을 제어함으로써, 가동핀 (19) 을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시킨다. 이로써, 고정핀 (16) 및 가동핀 (19) 에 의한 기판 (W) 의 파지가 해제되어, 비파지 상태로 기판 (W) 이 복수개의 고정핀 (16) 에 지지된다. 제어 장치 (3) 는, 플레이트 승강 유닛 (37) 을 제어함으로써, 핫 플레이트 (30) 를 상방으로 이동시킨다. 이로써, 기판 (W) 은 핫 플레이트 (30) 의 지지핀 (32) 에 의해 들어올려지고, 복수개의 고정핀 (16) 으로부터 떨어져 상승된다. 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막이 전술한 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 및 하방 유도면 (64) (도 35 참조) 에 접촉하는 앞까지 핫 플레이트 (30) 를 상승시킨다.
다음으로, 기판 (W) 상의 IPA 의 액체를 증발시킴으로써, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 기상을 형성하는 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 히터 (33) 에의 통전을 개시함으로써, 히터 (33) 를 발열시킨다. 히터 (33) 의 발열은, 기판 (W) 이 핫 플레이트 (30) 에 지지됨과 동시에 개시되어도 되고, 기판 (W) 이 핫 플레이트 (30) 에 지지되기 전 또는 후에 개시되어도 된다. 히터 (33) 의 발열에 의해, 핫 플레이트 (30) 의 온도 (플레이트 본체 (31) 의 온도) 가, IPA 의 비점 (82.4 ℃) 보다 높은 액막 부상 온도 (예를 들어, IPA 의 비점보다 10 ∼ 50 ℃ 높은 온도) 에 도달하고, 그 온도로 유지된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면의 모든 위치에서 IPA 의 액체가 증발하여, IPA 의 액막이 기판 (W) 의 상면으로부터 떨어진다. 또한, 이 때, 기판 (W) 과 복수의 유도 부재 (60) 는, 부상 후의 IPA 의 액막이 복수의 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 및 하방 유도면 (64) 에 접하지 않는 위치 관계로 설정되어 있다. IPA 의 액막의 부상의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
다음으로, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 기상이 개재되어 있는 상태에서, IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 배제하는 유기 용제 배제 공정 (도 40 의 단계 S9) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, IPA 의 액막이 기판 (W) 의 상면으로부터 부상한 상태에서, 복수의 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 을 IPA 의 액막의 주연부에 접촉시킨다. 제어 장치 (3) 는, 예를 들어, 핫 플레이트 (30) 를 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 때보다 미소량 상승시켜, 복수의 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 을 기판 (W) 상의 IPA 의 액막에 접촉시킨다. 이것에 한정되지 않고, 핫 플레이트 (30) 의 높이는 유기 용제 가열 공정 시와 유기 용제 배제 공정 시에, 동일해도 된다. 즉, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막은 유기 용제 가열 공정 (단계 S8) 의 단계로부터 복수의 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 에 접촉하고 있어도 된다. IPA 의 액막은, 복수의 유도 부재 (60) 와의 접촉에 의해 기판 (W) 에 대해 이동하여, 기판 (W) 으로부터 배제된다. IPA 의 액막의 배제의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
또한, 유기 용제 가열 공정 (단계 S8) 으로부터 유기 용제 배제 공정 (단계 S9) 에 걸쳐 핫 플레이트 (30) 를 미소량 상승시키는 경우, 및 상승시키지 않는 경우, 어느 경우도, 유기 용제 배제 공정 (S9) 시의 복수의 유도 부재 (60) 와 기판 (W) 의 위치 관계는, 복수의 유도 부재 (60) 의 높이가 복수개의 고정핀 (16) 에 의한 기판 (W) 의 지지 위치보다 상방이 되도록 설정되어 있다.
다음으로, 제 2 기판 유지 유닛 (29) 으로부터 제 1 기판 유지 유닛 (15) 에 기판 (W) 을 이동시키는 제 2 기판 수수 공정 (도 40 의 단계 S10) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 지지링 (23) 의 회전각과 핫 플레이트 (30) 의 높이를 제어함으로써, 척 개폐 유닛 (25) 이 가동핀 (19) 을 구동 가능한 위치까지 척 개폐 유닛 (25) 및 가동핀 (19) 을 이동시킨다. 척 개폐 유닛 (25) 은 상시 폐쇄의 유닛이기 때문에, 가동핀 (19) 은 폐쇄 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 제어 장치 (3) 는, 척 개폐 유닛 (25) 을 제어함으로써, 가동핀 (19) 을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시킨다. 제어 장치 (3) 는, 플레이트 승강 유닛 (37) 을 제어함으로써, 이 상태에서 핫 플레이트 (30) 를 하방으로 이동시킨다. 이로써, 복수개의 고정핀 (16) 이 기판 (W) 의 하면에 접촉하고, 핫 플레이트 (30) 가, 기판 (W) 의 하면으로부터 떨어진다.
다음으로, 이너 챔버 (7) 를 여는 이너 챔버 해방 공정 (도 40 의 단계 S11) 과, 아우터 챔버 (4) 내로부터 기판 (W) 을 반출하는 반출 공정 (도 40 의 단계 S12) 이 실시된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 덮개 승강 유닛 (14) 을 제어함으로써, 상덮개 (11) 를 하위치로부터 상위치로 이동시킨다. 이 때, 핫 플레이트 (30) 는, 기판 (W) 으로부터 떨어져 있지만, 척 개폐 유닛 (25) 이 가동핀 (19) 을 구동 가능한 위치에 배치되어 있다. 척 개폐 유닛 (25) 은, 가동핀 (19) 을 개방 위치에 위치시키고 있다. 제어 장치 (3) 는, 상덮개 (11) 가 상위치로 퇴피하고 있고, 컵 (38) 이 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 아우터 챔버 (4) 내에 진입시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 복수개의 고정핀 (16) 에 지지되어 있는 기판 (W) 을 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 에 지지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 아우터 챔버 (4) 내로부터 퇴피시킨다. 이로써, 처리 완료된 기판 (W) 이 아우터 챔버 (4) 로부터 반출된다.
다음으로, 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서의 IPA 의 액막의 부상에 대해 상세하게 설명한다.
상면 전체 영역이 IPA 의 액막으로 덮인 기판 (W) 은, 전술한 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서 액막 부상 온도에서 균일하게 가열되어, 액막 부상 온도로 유지된다. 또한, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막의 가열은, 기판 (W) 이 회전하고 있지 않고, 정지하고 있는 상태에서 실시된다. 액막 부상 온도는, IPA 의 비점 (82.4 ℃) 보다 소정 온도 (예를 들어, 10 ∼ 50 ℃) 높은 온도이다. 액막 부상 온도는, 부상하고 있는 IPA 의 액막이 비등하지 않을 정도의 온도이다.
기판 (W) 의 온도가 IPA 의 비점보다 높기 때문에, 기판 (W) 의 상면의 각 부에서 IPA 의 액체가 증발하여, IPA 의 증기가 발생한다. 또한, IPA 의 액체의 온도 상승에 의해, IPA 의 액체에 포함되는 미량의 기체가 팽창한다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 (모재의 상면 및 패턴의 표면) 근방에서 기포가 발생한다.
도 16a 에 나타내는 바와 같이, 패턴 (101) 의 내부 (인접하는 2 개 구조물 사이의 공간 또는 통형상의 구조물의 내부 공간) 는, IPA 의 액체로 채워져 있다. IPA 의 증기의 발생에 의해, 패턴 (101) 의 내부는 기체로 채워진다. 요컨대, 도 16b 에 나타내는 바와 같이, 패턴 (101) 내의 IPA 의 액체는, 기판 (W) 의 가열에 의해 패턴 (101) 내로부터 순시에 배출된다. 또한, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막 (111) 은, IPA 의 증기의 발생에 의해 서서히 들어 올려져, 패턴 (101) 으로부터 떨어진다. 요컨대, IPA 의 증기를 포함하는 기상 (112) 이, 패턴 (101) 의 상면 (구조체 (102) 의 상단면 (102A)) 과 IPA 의 액막 (111) 의 사이에 개재되고, IPA 의 액막 (111) 이, 기상 (112) 을 통하여 기판 (W) 에 지지된다.
도 16c 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면으로부터 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에, 균열이나 크랙 (113) (이하, 「균열 등 (113)」 이라고 한다) 이 생기는 경우가 있다. 균열 등 (113) 이 생긴 부분에는, 건조 후에 워터 마크 등의 결함이 생길 우려가 있다. 그 때문에, 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서, 부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에 균열 등 (113) 이 발생하는 것을 억제 또는 방지할 필요가 있다.
부상하고 있는 IPA 의 액막 (111) 에 균열 등 (113) 이 생기는 요인으로서, 다음 2 개의 요인을 들 수 있다.
첫 번째 요인은, 기판 (W) 의 장시간의 가열에 의한 다량의 IPA 의 증기의 발생 또는 IPA 의 액막 (111) 의 비등이다. 다량의 IPA 의 증기가 발생하거나, IPA 의 액막 (111) 이 비등하면, IPA 의 증기가 상방에 위치하는 IPA 의 액막 (111) 을 찢어, 당해 IPA 의 액막 (111) 으로부터 상방으로 분출된다. 그 결과, IPA 의 액막 (111) 에 균열 등 (113) 을 일으킬 우려가 있다. 첫 번째 요인은, 액막 부상 온도나 액막의 가열 시간을 조정함으로써 대처하고 있다.
두 번째 요인은, 기판 (W) 의 회전에 수반하는 원심력을 받음으로써 발생하는, IPA 의 액막 (111) 의 분열이다. 두 번째 요인은, 기판 (W) 의 회전을 정지시키고 있음으로써 대처하고 있다. 즉, 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서, 기판 (W) 의 회전을 정지시키고 있다. 그 때문에, 원심력에서 기인하는 분열이 IPA 의 액막 (111) 에 생기는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 균열 등 (113) 의 발생을 방지할 수 있다.
또, 패턴의 어스펙트비가 커지면, 패턴의 표면과 IPA 의 액체의 접촉 면적이 증가하고, 기판 (W) 으로부터 IPA 의 액체로의 열의 전달 효율이 높아지는 결과, 기판 (W) 의 온도가 저하되기 쉽다. 또한, 패턴의 어스펙트비가 커지면, 패턴의 내부에 존재하는 IPA 의 액량이 증가하므로, 보다 많은 열을 기판 (W) 에 부여하지 않으면, 패턴 내의 IPA 의 액체를 단시간에 배제할 수 없다. 따라서, 패턴의 어스펙트비에 따라, 핫 플레이트 (30) 의 온도를 조정해도 된다.
다음으로, 유기 용제 배제 공정 (도 40 의 단계 S9) 에 있어서의 IPA 의 액막의 배제에 대해 상세하게 설명한다.
기상이 IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 개재되어 있을 때, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막에 작용하는 마찰 저항은, 영으로 간주할 수 있을 만큼 작다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면에 평행한 방향의 힘이, 부상하고 있는 IPA 의 액막에 가해지면, IPA 의 액막은 간단히 이동한다.
유기 용제 배제 공정 (도 40 의 단계 S9) 에서는, 유도 부재 (60) 는, IPA 의 액막이 기판 (W) 의 상면으로부터 부상하고 있는 상태 (도 41 에 나타내는 상태) 에서, IPA 의 액막의 주연부에 접촉한다. 도 42 에 나타내는 바와 같이, 유도 부재 (60) 가 IPA 의 액막의 주연부에 접촉하면, IPA 의 액막의 일부 (IPA 의 액체) 가, 기판 (W) 으로부터 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 으로 이동하여, 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 을 따라 외방으로 흐른다. 또한, 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 에 의해 외방으로 유도된 IPA 는, 유도 부재 (60) 의 하방 유도면 (64) 에 의해 하방으로 유도된다. 이로써, IPA 의 액체가 기판 (W) 의 상면 외주부로부터 배출된다.
기판 (W) 상의 IPA 의 액체가 유도 부재 (60) 를 따라 배출되면, 외향의 흐름이 IPA 의 액막에 형성된다. 요컨대, 기판 (W) 의 상면에 평행한 방향의 성분을 갖는 힘이, 부상하고 있는 IPA 의 액막에 가해진다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 IPA 의 액체는, 기판 (W) 상을 차례차례로 외방으로 이동하여, 유도 부재 (60) 를 따라, 혹은 둘레 방향에 인접하는 2 개의 유도 부재 (60) 의 사이를 통과하여 (도 36 참조), 기판 (W) 으로부터 배출된다. 이로써, IPA 의 액막은, 기판 (W) 의 상면에서 분산되는 일 없이, 연속적으로 연결된 하나의 덩어리채, 기판 (W) 의 주연부를 따라 기판 (W) 으로부터 배제된다.
IPA 의 액막은, 기판 (W) 의 상면으로부터 부상한 상태, 요컨대, 패턴 (101) 의 내부가 액체로 채워지지 않은 상태에서 기판 (W) 으로부터 배제된다. IPA 의 액막이 기판 (W) 으로부터 배제된 후는, 기판 (W) 상에 액체가 잔류하고 있지 않아, 기판 (W) 은 건조되어 있다. 가령, IPA 의 액체가 잔류하고 있었다고 해도, 그 양은 패턴 (101) 의 도괴나 워터 마크의 발생에 영향을 미치지 않는 극히 미량으로, 즉시 증발한다. 따라서, 기판 (W) 은, 패턴 (101) 의 내부가 액체로 채워지지 않은 상태에서 건조된다. 패턴 (101) 의 내부가 액체로 채워져 있는 상태에서 기판 (W) 을 건조시키면, 표면장력에서 기인하는 힘이, 액체로부터 패턴 (101) 에 가해지므로, 패턴 (101) 이 도괴하는 경우가 있다. 이에 대하여, 제 2 실시형태에서는, 패턴 (101) 의 내부로부터 액체가 배제되어 있으므로, 패턴 (101) 의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
다음으로, 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서의 히터 (33) 의 온도 설정에 대해 상세하게 설명한다.
도 43a 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면에 형성된 패턴이 낮은 경우, 제어 장치 (3) 는, 액막 부상 온도 (핫 플레이트 (30) 의 온도) 를 IPA 의 비점 이상의 범위에서 조금 낮게 설정한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 필요에 따라, (1L) 및 (2L) 중 적어도 하나를 실행한다. (1L) 소비 전력을 감소시키기 위해서, 핫 플레이트 (30) 가 액막 부상 온도에서 기판 (W) 을 가열하고 있는 시간을 감소시킨다. (2L) IPA 의 액체의 소비량을 감소시키기 위해서, 유기 용제 공급 공정 (도 40 의 단계 S6) 에 있어서 형성되는 기판 (W) 의 IPA 의 액막의 두께, 즉, 기판 (W) 상의 IPA 의 액량을 감소시킨다.
이것과는 반대로, 도 43b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면에 형성된 패턴이 높은 경우, 제어 장치 (3) 는, 액막 부상 온도를 IPA 의 비점 이상의 범위에서 조금 높게 설정한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 필요에 따라, (1H) 및 (2H) 중 적어도 하나를 실행한다. (1H) IPA 의 액막을 보다 확실하게 부상시키기 위해서, 핫 플레이트 (30) 가 액막 부상 온도에서 기판 (W) 을 가열하고 있는 시간을 증가시킨다. (2H) 모든 패턴을 IPA 의 액막에 의해 확실히 덮기 위해, 유기 용제 공급 공정 (도 40 의 단계 S6) 에 있어서 형성되는 기판 (W) 의 IPA 의 액막의 두께, 즉, 기판 (W) 상의 IPA 의 액량을 증가시킨다.
도 43a 에 나타내는 바와 같이, 패턴이 낮고, 패턴의 높이가 균일한 경우, 제어 장치 (3) 는, 예를 들어, 액막 부상 온도 (가열 온도) 의 저하, 가열 시간의 감소, 및 IPA 의 액량의 감소 모두를 실행한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 핫 플레이트 (30) 에 기판 (W) 의 상면을 균일하게 가열시킨다.
도 43b 에 나타내는 바와 같이, 패턴이 높고, 패턴의 높이가 균일한 경우, 제어 장치 (3) 는, 예를 들어, 액막 부상 온도 (가열 온도) 의 상승, 가열 시간의 증가, 및 IPA 의 액량의 증가 모두를 실행한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 핫 플레이트 (30) 에 기판 (W) 의 상면을 균일하게 가열시킨다.
도 43c 에 나타내는 바와 같이, 패턴의 높이가 균일하지 않은 경우, 제어 장치 (3) 는, 복수의 히터 (33) 를 제어함으로써, 핫 플레이트 (30) 의 온도 분포를 패턴의 높이에 따라 조정한다. 예를 들어, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 형성된 패턴이 낮고, 기판 (W) 의 상면 주연부에 형성된 패턴이 높은 경우, 제어 장치 (3) 는, 핫 플레이트 (30) 의 주연부가 핫 플레이트 (30) 의 중앙부보다 고온이 되도록, 복수의 히터 (33) 를 제어한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 가열 시간의 증가와 IPA 의 액량의 증가를 실행한다.
하나의 로트를 구성하는 복수 매의 기판 (W) 이 수용된 캐리어 (C) (도 1 참조) 가, 기판 처리 장치 (1) 의 로드 포트 (LP) 에 놓여지면, 이 캐리어 (C) 내의 기판 (W) 의 정보를 나타내는 기판 정보가, 호스트 컴퓨터로부터 제어 장치 (3) 에 보내진다 (도 45 의 단계 S21). 호스트 컴퓨터는, 반도체 제조 공장에 설치된 복수의 기판 처리 장치를 통괄하는 컴퓨터이다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 호스트 컴퓨터로부터 보내진 기판 정보에 기초하여 기판 (W) 의 처리 조건을 설정한다 (도 45 의 단계 S22). 그리고, 제어 장치 (3) 는, 설정된 처리 조건에 따라 캐리어 (C) 내의 기판 (W) 을 기판 처리 장치 (1) 에 처리시킨다 (도 45 의 단계 S23). 새로운 캐리어 (C) 가 로드 포트 (LP) 에 놓여지면, 이 일련의 흐름이 반복된다. 요컨대, 기판 (W) 의 처리 조건은, 로트마다 설정된다.
기판 정보는, 패턴의 형상, 패턴의 크기, 및 패턴의 재질 중 적어도 하나를 포함한다. 패턴의 형상은, 예를 들어, 기판 (W) 에 형성되어 있는 패턴이, 라인상의 패턴인지, 실린더상의 패턴인지 등을 나타낸다. 라인상의 패턴이 기판 (W) 에 형성되어 있는 경우, 패턴의 크기는, 패턴의 높이, 폭, 및 길이를 포함한다. 실린더상의 패턴이 기판 (W) 에 형성되어 있는 경우, 패턴의 크기는, 패턴의 외경, 내경, 및 높이를 포함한다. 패턴의 재질은, 예를 들어, 패턴이 금속으로 형성되어 있는 것인지, 절연 재료로 형성되어 있는 것인지 등을 나타낸다. 패턴이 적층막에 의해 구성되어 있는 경우, 패턴의 재질은, 적층막에 포함되는 각 막의 재질을 포함한다.
도 44 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 기판 정보가 입력되는 정보 접수부 (78) 와, 기판 정보와 복수의 히터 (33) 의 설정 온도의 대응 관계를 나타내는 맵과 기판 (W) 의 처리 조건을 나타내는 레시피가 기억된 기억부 (79) 와, 정보 접수부 (78) 에 입력된 기판 정보에 기초하여 히터 (33) 마다 복수의 히터 (33) 의 온도를 설정하는 온도 설정부 (80) 와, 레시피에서 지정된 조건에 기초하여 기판 처리 장치 (1) 에 기판 (W) 을 처리시키는 처리 실행부 (81) 를 포함한다. 정보 접수부 (78) 에 입력되는 기판 정보는, 호스트 컴퓨터 등의 외부 장치로부터 송신되는 것이어도 되고, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 입력 장치를 통해 정보 접수부 (78) 에 입력되는 것이어도 된다.
호스트 컴퓨터가 송신한 기판 정보는, 제어 장치 (3) 의 정보 접수부 (78) 에 입력된다. 제어 장치 (3) 의 온도 설정부 (80) 는, 정보 접수부 (78) 에 입력된 기판 정보에 대응하는 복수의 히터 (33) 의 설정 온도를 제어 장치 (3) 의 기억부 (79) 에 기억된 맵으로부터 판독하고, 판독한 온도 설정과 레시피에서 지정되어 있는 설정 온도를 비교한다. 양자가 상이한 경우, 온도 설정부 (80) 는, 레시피에서 지정되어 있는 설정 온도를 기판 정보에 대응하는 설정 온도로 변경한다. 그리고, 제어 장치 (3) 의 처리 실행부 (81) 는, 온도 설정부 (80) 로부터 보내진 레시피 (온도 설정부 (80) 가 판독한 설정 온도와 레시피에서 지정되어 있는 설정 온도가 상이한 경우에는, 변경 후의 레시피) 에 기초하여, 도 40 에 나타내는 기판 (W) 의 처리를 기판 처리 장치 (1) 에 실행시킨다.
패턴의 열용량이나 패턴과 액체의 사이에서의 열전달율이 변화하면, 핫 플레이트 (30) 의 온도가 일정해도, 패턴의 표면의 온도가 상승 또는 저하된다. 패턴의 표면의 온도가 IPA 의 비점 미만의 경우, IPA 의 액체가 패턴의 표면에서 충분히 증발하지 않고, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 충분한 두께의 기상이 형성되지 않는다. 또, 패턴의 표면의 온도가 너무 높으면, IPA 의 액체가 비등하거나, IPA 의 액막에 균열 등이 발생하거나 한다.
패턴의 열용량은, 패턴의 질량 및 비열에 따라 변화한다. 패턴의 질량은, 패턴의 밀도 및 체적에 의존한다. 패턴의 비열은, 패턴의 재질에 의존한다. 또, 패턴과 액체 사이에서의 열전달율은, 패턴의 표면적에 의존한다. 패턴의 표면적은, 패턴의 형상 및 체적에 의존한다.
예를 들어, 패턴의 어스펙트비가 커지면, 패턴의 표면과 IPA 의 액체의 접촉 면적이 증가하고, 기판 (W) 으로부터 IPA 의 액체로의 열 전달 효율이 높아지는 결과, 기판 (W) 의 온도가 저하되기 쉽다. 이것과는 반대로, 패턴의 어스펙트비가 작아지면, 기판 (W) 의 온도가 상승하기 쉽다. 또한, 패턴의 어스펙트비가 커지면, 패턴의 내부에 존재하는 IPA 의 액량이 증가하므로, 보다 많은 열을 기판 (W) 에 부여하지 않으면, 패턴 내의 IPA 의 액체를 단시간에 배제할 수 없다.
전술한 바와 같이, 제 2 실시형태에서는, 제어 장치 (3) 는, 패턴의 크기 등의 기판 (W) 의 표면 상태를 포함하는 기판 정보에 기초하여 복수의 히터 (33) 의 온도를 설정한다. 이로써, 기판 (W) 의 표면 상태에 관계없이, 기판 (W) 의 상면의 온도를 면내 전체 영역에서 균일화할 수 있다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 로트마다 복수의 히터 (33) 의 온도를 설정한다. 동일한 로트에 속하는 기판 (W) 은, 동일한 처리가 실시되어 있으므로, 동일한 표면 상태를 가지고 있다. 로트가 상이하면, 기판 (W) 의 표면 상태도 상이한 경우가 있다. 따라서, 로트마다 복수의 히터 (33) 의 온도를 설정함으로써, 처리된 기판 (W) 의 품질을 균일화할 수 있다.
또 제 2 실시형태에서는, 유도 부재 (60) 의 외방 유도면 (63) 은, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 기상이 개재되어 있는 상태에서 기판 (W) 상의 IPA 의 액막의 주연부에 접촉한다. 외방 유도면 (63) 에 접촉한 IPA 의 액체는, 유도 부재 (60) 를 따라 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 이 유도 부재 (60) 와 액막의 접촉을 계기로, 기판 (W) 의 주연부를 향하는 외향의 흐름이 IPA 의 액막에 형성되고, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막이 다수의 소적으로 분열되는 일 없이, 덩어리채 기판 (W) 으로부터 배제된다. 이로써, IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다.
또 제 2 실시형태에서는, 저표면장력액의 일례인 IPA 의 액체가 기판 (W) 상에 위치하고 있는 상태에서 기판 (W) 을 건조시킨다. 건조 전의 기판 (W) 상에 있는 액체의 표면장력이 작기 때문에, 인접하는 2 개의 구조물에 걸치는 액면이, 일시적으로 형성되었다고 해도, 패턴에 가해지는 표면장력이 작다. 따라서, 패턴 도괴의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 증발하기 쉬운 액체 (IPA 의 액체) 가 기판 (W) 에 공급되므로, 히터 (33) 의 온도를 억제하면서, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 기상을 형성할 수 있다.
또 제 2 실시형태에서는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 을 수용하는 이너 챔버 (7) 가, 아우터 챔버 (4) 내에 배치되어 있다. 이너 챔버 (7) 가 개폐 가능하므로, 이너 챔버 (7) 의 내부를 이너 챔버 (7) 를 제외한 아우터 챔버 (4) 의 내부로부터 필요에 따라 격리할 수 있다. 따라서, 이너 챔버 (7) 및 아우터 챔버 (4) 에 의해 이중으로 덮인 밀폐도가 높은 공간을 필요에 따라 형성할 수 있다. 그 때문에, 밀폐도가 높은 공간 내에서 기판 (W) 의 가열 등의 처리를 실시할 수 있다. 또한, 이너 챔버 (7) 를 열면, 기체 또는 액체를 토출하는 노즐을 이너 챔버 (7) 내와 이너 챔버 (7) 외의 사이에서 왕래시킬 수 있으므로, 이와 같은 노즐을 이너 챔버 (7) 내에 배치하지 않아도 된다. 따라서, 이너 챔버 (7) 의 대형화를 억제 또는 방지할 수 있다.
또 제 2 실시형태에서는, 제 1 기판 유지 유닛 (15) 및 제 2 기판 유지 유닛 (29) 을 수용하는 이너 챔버 (7) 의 내부에 불활성 가스를 공급할 수 있으므로, 이너 챔버 (7) 내의 공기를 불활성 가스로 치환할 수 있어, 이너 챔버 (7) 내의 산소 농도를 저감할 수 있다. 따라서, 워터 마크 등의 산소에서 기인하는 문제의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태의 설명은 이상이지만, 본 발명은, 제 2 실시형태의 내용으로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에 있어서 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들어, 제 2 실시형태에서는, 유도 부재 (60) 를 기판 (W) 상의 IPA 의 액막에 접촉시킴으로써, IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 배제하는 경우에 대해 설명했지만, 유도 부재 (60) 이외의 처리액 배제 유닛을 사용해도 된다.
구체적으로는, 도 46 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 유기 용제 배제 공정 (도 40 의 단계 S9) 에 있어서, 상기체 밸브 (59) 를 열어, 처리액 배제 유닛으로서의 상기체 노즐 (57) 에 질소 가스를 토출시켜도 된다. 이 경우, 질소 가스의 온도는, 실온이어도 되고, IPA 의 비점 이상 (바람직하게는, 핫 플레이트 (30) 의 온도 이상) 이어도 된다. 또, 질소 가스의 토출은, IPA 의 액막이 기판 (W) 상으로부터 없어질 때까지 계속되어도 되고, IPA 의 액막이 기판 (W) 상으로부터 없어지기 전에 정지되어도 된다.
이 구성에 의하면, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면의 사이에 기상이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면 중앙부 (분사 위치) 에 질소 가스가 분사된다. 분사 위치에 있는 IPA 의 액체는, 질소 가스의 공급에 의해 그 주위로 밀려나간다. 이로써, 분사 위치에 건조 영역이 형성된다. 또한, IPA 의 액체가 질소 가스의 공급에 의해 분사 위치로부터 그 주위로 이동하므로, 기판 (W) 의 주연부를 향하는 외향의 흐름이 IPA 의 액막에 형성된다. 따라서, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막은, 이 흐름에 의해, 다수의 소적으로 분열되는 일 없이, 덩어리채 기판 (W) 으로부터 배제된다. 이로써, IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다. 또한, 질소 가스의 온도가 IPA 의 비점 이상인 경우에는, IPA 의 액막의 온도 저하를 억제할 수 있다. 혹은, IPA 의 액막을 가열할 수 있다.
또, 도 47a 및 도 47b 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 처리액 배제 유닛으로서의 복수의 히터 (33) 의 설정 온도를 제어함으로써, 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서 IPA 의 비점 이상의 온도에서 기판 (W) 을 균일하게 가열하고, 유기 용제 배제 공정 (도 40 의 단계 S9) 에 있어서 IPA 의 비점 이상의 저온 영역과 저온 영역보다 고온의 고온 영역을 기판 (W) 의 상면에 형성해도 된다. 예를 들어, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 고온 영역을 형성하고, 그 주위에 저온 영역을 형성한 후, 저온 영역과 고온 영역의 환상의 경계를 저온 영역쪽으로 이동시켜도 된다. 요컨대, 제어 장치 (3) 는, 저온 영역과 고온 영역의 경계의 직경을 증가시켜도 된다.
이 경우, 기판 (W) 의 상면 중앙부를 덮는 IPA 의 액막의 중앙부가 그 주위의 부분보다 고온이 된다. 액막 내의 IPA 의 액체는, 저온 방향으로 이동하고자 한다. 그 때문에, 액막의 주연부를 향하는 방사상의 흐름이, IPA 의 액막에 형성된다. 그 결과, 도 47a 및 도 47b 에 나타내는 바와 같이, IPA 의 액막의 중앙부에 구멍이 형성되고, 이 구멍의 외경이 확대되어 간다. 따라서, 온도차의 발생과 유도 부재 (60) 를 병용함으로써, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다. 또한, 저온 영역과 고온 영역의 경계를 저온 영역쪽으로 이동시키는 경우에는, 액막 내에 있어서 저온쪽으로 이동하는 흐름이 촉진된다. 이로써, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막을 효율적으로 배제할 수 있다.
또, 도 48a 및 도 48b 에 나타내는 바와 같이, 유도 부재 (60) 가 처리 유닛 (2) 에 형성되어 있지 않은 경우, 처리 유닛 (2) 은, 기판 (W) 의 하면과 핫 플레이트 (30) 의 상면 (플레이트 본체 (31) 의 상면 (31a)) 의 간격을 일정하게 유지하면서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (30) 를, 기판 (W) 의 상면이 수평이 되는 수평 자세와, 기판 (W) 의 상면이 수평면에 대해 경사지는 경사 자세의 사이에서 자세 변경시키는 자세 변경 유닛 (73) 을 추가로 구비하고 있어도 된다.
처리액 배제 유닛으로서의 자세 변경 유닛 (73) 은, 핫 플레이트 (30) 와 지지 테이블 (34) 사이에 배치된 복수 (3 개 이상) 의 신축 유닛 (74) 을 포함한다. 복수의 신축 유닛 (74) 은, 지지 테이블 (34) 의 테이블부 (35) 위에 배치되어 있다. 복수의 신축 유닛 (74) 은, 테이블부 (35) 의 상면 주연부에서 등간격으로 둘레 방향으로 배열되어 있다. 신축 유닛 (74) 은, 예를 들어, 에어 실린더이다. 신축 유닛 (74) 은, 에어 실린더에 한정되지 않고, 전동 모터 등의 액츄에이터와, 액츄에이터의 동력을 핫 플레이트 (30) 에 전달하는 전달 유닛 (예를 들어, 볼나사 기구) 을 포함하는 유닛이어도 된다.
신축 유닛 (74) 은, 지지 테이블 (34) 의 테이블부 (35) 에 고정된 실린더 본체 (75) 와, 실린더 본체 (75) 에 대해 연직 방향으로 이동 가능한 로드 (76) 를 포함한다. 실린더 본체 (75) 는, 핫 플레이트 (30) 와 지지 테이블 (34) 의 사이에 배치되어 있다. 로드 (76) 는, 실린더 본체 (75) 로부터 상방으로 돌출되어 있다. 핫 플레이트 (30) 는, 각 로드 (76) 와 핫 플레이트 (30) 의 하면의 접촉에 의해, 복수의 신축 유닛 (74) 에 지지되어 있다. 핫 플레이트 (30) 의 상면 중앙부에서 개구하는 상향 토출구 (40) 는, 핫 플레이트 (30) 의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 탄성 변형 가능한 하배관 (77) 에 접속되어 있다. 하배관 (77) 은, 지지 테이블 (34) 의 샤프트부 (36) 의 내부에 형성된 통로에 삽입되어 있고, 하기체 배관 (41) 에 접속되어 있다.
실린더 본체 (75) 로부터의 로드 (76) 의 돌출량은, 제어 장치 (3) 에 의해, 신축 유닛 (74) 마다 설정된다. 제어 장치 (3) 는, 각 로드 (76) 의 돌출량을 조정함으로써, 수평 자세와 경사 자세의 사이에서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (30) 의 자세를 변경시킨다. 경사 자세에서의 핫 플레이트 (30) 의 상면의 경사 각도 (수평면에 대한 각도) 는, 예를 들어, 1 도 정도로 작다. 따라서, 기판 (W) 은, 기판 (W) 의 하면과 핫 플레이트 (30) 의 사이에 작용하는 마찰력에 의해 유지된다. 가령, 기판 (W) 이 핫 플레이트 (30) 에 대해 슬라이드했다고 해도, 도 48b 에 나타내는 바와 같이, 고정핀 (16) 이나 가동핀 (19) 등의 스토퍼를 기판 (W) 의 주위에 위치시켜 두면, 핫 플레이트 (30) 에 대한 기판 (W) 의 이동을 규제할 수 있다.
도 48b 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 유기 용제 배제 공정 (도 40 의 단계 S9) 에 있어서, 기판 (W) 및 핫 플레이트 (30) 의 자세를 경사 자세로 변경한다. 기판 (W) 이 기울어짐으로써, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막은, 기판 (W) 의 상면을 따라 하방으로 흘러 떨어진다. 따라서, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다. 게다가, 기판 (W) 의 상면에 수직인 방향에 있어서의 히터 (33) 와 기판 (W) 의 간격이 일정하게 유지되므로, 기판 (W) 만을 기울이는 경우에 비해 가열의 불균일이 발생하기 어려워, 안정적인 기판 (W) 의 가열을 계속할 수 있다.
제 2 실시형태에서는, 유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서 IPA 의 액막을 부상시키는 경우에 대해 설명했지만, IPA 이외의 액막을 부상시켜도 된다. 예를 들어, 유기 용제 가열 공정에 상당하는 액막 가열 공정에 있어서 순수의 액막을 부상시켜, 유기 용제 배제 공정에 상당하는 액막 배제 공정에 있어서 순수의 액막을 배제해도 된다.
유기 용제 가열 공정 (도 40 의 단계 S8) 에 있어서 기판 (W) 의 상면이 부분적으로 노출되는 것을 방지하기 위해서, IPA 의 액체를 기판 (W) 의 상면에 적절히 보충해도 된다.
전술한 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1) 가, 원판상의 기판을 처리하는 장치인 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치 (1) 는, 다각형의 기판을 처리하는 장치여도 된다.
전술한 모든 실시형태 중 2 개 이상이 조합되어도 된다.
본 출원은, 2014 년 3 월 19 일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2014－056768호와, 2014 년 3 월 26 일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2014－063697호에 대응하고 있고, 이들 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 삽입되는 것으로 한다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 불과하고, 본 발명은 이들의 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (8)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판의 상면에 처리액을 공급함으로써, 기판의 상면 전체 영역을 덮는 처리액의 액막을 형성하는 처리액 공급 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판의 상면 전체 영역을 각각 독립된 온도에서 가열하는 복수의 히터를 포함하고, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을, 기판의 상면 전체 영역이 처리액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 처리액의 비점 이상의 온도에서 가열함으로써, 처리액을 증발시켜, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상을 형성하는 가열 수단과,
    처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 개재되어 있는 상태에서, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판에 대해 처리액의 액막을 이동시킴으로써, 기판으로부터 처리액의 액막을 분열시키는 일 없이 덩어리째 배제하는 액막 배제 수단과,
    기판의 표면 상태를 포함하는 기판 정보가 입력되는 정보 접수부와, 상기 정보 접수부에 입력된 상기 기판 정보에 기초하여 상기 히터마다 상기 복수의 히터의 온도를 설정하는 온도 설정부를 포함하고, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을, 기판의 상면 전체 영역이 처리액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 상기 온도 설정부에 의해 온도가 설정된 상기 복수의 히터에 의해, 처리액의 비점 이상의 온도에서 균일하게 가열함으로써, 처리액을 증발시켜, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상을 형성하는 균일 가열 공정을 실행하는 제어 장치를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 정보는, 상기 기판의 표면에 형성된 패턴의 형상, 상기 패턴의 크기, 및 상기 패턴의 재질 중 적어도 하나를 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액막 배제 수단은,
    처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 개재되어 있는 상태에서 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판 상의 처리액의 액막의 주연부에 접촉하는 외방 유도면을 포함하고, 상기 외방 유도면과 처리액의 액막의 접촉에 의해, 처리액을 기판의 상면으로부터 기판의 주위로 유도하는 유도 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액막 배제 수단은, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 형성되어 있는 상태에서, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 기체를 토출함으로써, 처리액이 배제된 건조 영역을 기판의 상면의 일부 영역에 형성하는 기체 토출 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 균일 가열 공정 후에, 처리액의 액막과 기판의 상면의 사이에 기상이 형성되어 있는 상태에서, 처리액의 비점 이상의 저온 영역과 상기 저온 영역보다 고온의 고온 영역을 기판의 상면에 형성하는 온도차 발생 공정을 추가로 실행하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액막 배제 수단은, 상기 가열 수단과 기판의 간격을 일정하게 유지하면서, 상기 기판 유지 수단에 수평으로 유지되어 있는 기판을 비스듬하게 기울이는 자세 변경 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 균일 가열 공정은, 상기 기판의 상면의 온도를 면내 전체 영역에서 균일화하는 공정인, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 균일 가열 공정은, 상기 복수의 히터에 의해 상기 기판을 하방으로부터 가열하는 공정인, 기판 처리 장치.
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