KR102114567B1 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
내측 컵부 (24) 의 상단을 외측 컵부 (25) 의 상단보다 하방에 배치한 외측 컵 대향 상태에 있어서, 상면 (91) 으로부터 비산하는 액이 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어지도록 기판 (9) 을 비교적 높은 회전수로 회전시키면서, 상면 (91) 상에 순수, 혼합액 및 유기 용제가 순차 공급된다. 계속해서, 내측 컵부 (24) 의 내측면이 기판 (9) 의 주위에 배치된 내측 컵 대향 상태에 있어서, 충전재 용액이 상면 (91) 에 공급되고, 상면 (91) 상에 충전재 용액이 충전된다. 이로써, 내측 컵부 (24) 내에서 충전재 용액과 순수가 섞이는 것이 방지되어, 충전재 용액의 겔화 등이 방지된다. 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액의 공급에 의해, 상면 (91) 에 형성된 패턴 요소의 도괴가 억제된다.The substrate so that the liquid scattered from the upper surface 91 is taken out by the inner surface of the outer cup portion 25 in an opposite state of the outer cup having the upper end of the inner cup portion 24 disposed below the upper end of the outer cup portion 25. (9) While rotating at a relatively high rotational speed, pure water, a mixed solution and an organic solvent are sequentially supplied onto the upper surface 91. Subsequently, in a state in which the inner surface of the inner cup portion 24 faces the inner cup disposed around the substrate 9, the filler solution is supplied to the upper surface 91, and the filler solution is filled on the upper surface 91 . Thereby, mixing of the filler solution and pure water in the inner cup portion 24 is prevented, and gelation of the filler solution is prevented. By supply of the mixed solution in which the organic solvent and pure water are mixed, the collapse of the pattern element formed on the upper surface 91 is suppressed.
Description
본 발명은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
종래, 반도체 기판 (이하, 간단히「기판」이라고 한다) 의 제조 공정에서는, 기판 처리 장치를 사용하여 기판에 대해 여러 가지 처리가 실시된다. 예를 들어, 표면 상에 레지스트의 패턴이 형성된 기판에 약액을 공급함으로써, 기판의 표면에 대해 에칭 등의 처리가 실시된다. 약액의 공급 후에는, 기판에 순수를 공급하여 표면의 약액을 제거하는 린스 처리나, 기판을 고속으로 회전시켜 표면의 순수를 제거하는 건조 처리가 추가로 실시된다.Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as "substrate"), various processes are performed on the substrate using a substrate processing apparatus. For example, by supplying a chemical liquid to a substrate on which a pattern of resist is formed on the surface, treatment such as etching is performed on the surface of the substrate. After the supply of the chemical liquid, a rinse treatment for supplying pure water to the substrate to remove the chemical liquid on the surface or a drying treatment for removing the pure water on the surface by rotating the substrate at high speed is further performed.
다수의 미세한 패턴 요소가 기판의 표면에 형성되어 있는 경우에, 순수에 의한 린스 처리 및 건조 처리를 순서대로 실시하면, 건조 도중에 있어서, 인접하는 2 개의 패턴 요소 사이에 순수의 액면이 형성된다. 이 경우에, 패턴 요소에 작용하는 순수의 표면 장력에서 기인하여, 패턴 요소가 도괴될 우려가 있다. 그래서, 다수의 패턴 요소 사이에 충전재 용액을 충전하고, 고화시킨 충전재를 드라이 에칭 등에 의해 승화시킴으로써, 건조 처리에 있어서의 패턴 요소의 도괴를 방지하는 수법이 제안되어 있다.When a number of fine pattern elements are formed on the surface of the substrate, if the rinsing treatment and drying treatment with pure water are sequentially performed, a liquid level of pure water is formed between two adjacent pattern elements during drying. In this case, due to the surface tension of the pure water acting on the pattern element, there is a fear that the pattern element is collapsed. Therefore, a method has been proposed in which a filler solution is filled between a large number of pattern elements, and a solidified filler is sublimed by dry etching or the like to prevent collapse of the pattern elements in the drying process.
또한, 일본 공개특허공보 2014-72439호 (문헌 1) 에서는, 린스 처리의 실행 후에, 기판의 표면에 순수를 체류시켜 패들 상태의 액막을 형성하고, 또한, 당해 액막에 함유되는 순수를 IPA (이소프로필알코올) 로 치환함으로써, 패들 상태의 IPA 의 액막을 형성할 때에, 소수성이 높은 기판이나 대경의 기판에서는, 순수 액막의 형성에 있어서, 액막에 균열이 발생하여 기판 표면이 노출된다는 문제가 기재되어 있다. 또, 문헌 1 에서는, 린스 처리 후에, 순수와 IPA 의 혼합액을 기판의 표면에 공급하는 수법이 개시되어 있다. 당해 수법에서는, 혼합액이 비교적 낮은 표면 장력을 가짐으로써, 기판의 표면 상을 양호하게 퍼져, 기판의 표면의 전역을, 물을 함유하는 상태의 액막으로 덮는 것이 가능해진다.Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-72439 (Document 1), after performing the rinsing treatment, pure water is retained on the surface of the substrate to form a paddle-like liquid film, and the pure water contained in the liquid film is IPA (iso By replacing with propyl alcohol), when forming an IPA liquid film in a paddle state, on a substrate having a high hydrophobicity or a large diameter substrate, in the formation of a pure liquid film, there is a problem that the liquid film is cracked and the substrate surface is exposed. have. In addition, in
그런데, 충전재 용액을 주면 상에 공급할 때에는, 패턴 요소 사이에 충전재 용액을 충전하기 위해, 기판의 회전수가 비교적 낮게 설정된다. 따라서, 복수의 컵부를 갖는 기판 처리 장치에서는, 주면 상으로부터 넘치는 충전재 용액이 가장 내측의 컵부에 의해 받아내어진다. 또, 충전재 용액의 종류에 따라서는, 충전재 용액이 순수와 섞임으로써, 겔화되는 경우가 있다. 이 경우, 내측 컵부에 형성되는 배액 라인이 막히기 때문에, 내측 컵부 내로의 순수의 유입을 억제하여, 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지하는 것이 요구된다.However, when the filler solution is supplied on the main surface, the rotational speed of the substrate is set relatively low in order to fill the filler solution between the pattern elements. Therefore, in the substrate processing apparatus having a plurality of cup portions, the filler solution overflowing from the main surface is picked up by the innermost cup portion. Further, depending on the type of the filler solution, the filler solution may be gelled by mixing with pure water. In this case, since the drainage line formed in the inner cup portion is blocked, it is required to suppress the inflow of pure water into the inner cup portion and prevent mixing of the filler solution and pure water.
한편, 충전재 용액을 패턴 요소 사이의 간극에 적절히 충전하려면, 충전재 용액을 공급하기 전에, 기판의 주면 상에 IPA 의 액막을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 순수에 의한 린스 처리가 실시된 기판의 주면 상에, 비교적 두꺼운 순수의 액막을 형성한 상태에서, IPA 를 주면 상에 공급함으로써, IPA 의 액막이 형성된다. 그러나, 순수의 액막의 형성에서는, 기판의 회전수를 작게 할 필요가 있기 때문에, 내측 컵부 내에 순수가 낙하한다. 따라서, 내측 컵부 내에서 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지하려면, 순수의 액막을 형성하지 않고, IPA 의 액막을 형성하는 것이 요구된다. 실제로는, 순수에 의한 린스 처리 후에, 순수의 액막을 형성하지 않고, 주면 상에 IPA 를 직접 공급하면, 패턴 요소의 형상이나 크기, 배치 등에 따라서는, 패턴 요소가 도괴되는 것이 확인되고 있다.On the other hand, in order to properly fill the gap between the pattern elements, it is preferable to form a liquid film of IPA on the main surface of the substrate before supplying the filler solution. For example, a liquid film of IPA is formed by supplying IPA on the main surface in a state in which a relatively thick pure liquid film is formed on the main surface of the substrate on which the rinse treatment with pure water has been performed. However, in the formation of the liquid film of pure water, since the rotation speed of the substrate needs to be made small, the pure water falls in the inner cup portion. Therefore, in order to prevent mixing of the filler solution and pure water in the inner cup portion, it is required to form an IPA liquid film without forming a pure liquid film. In practice, it has been confirmed that, after rinsing with pure water, without forming a liquid film of pure water and directly supplying IPA on the main surface, the pattern elements are collapsed depending on the shape, size, and arrangement of the pattern elements.
또, 순수 등을 토출하는 노즐과, IPA 를 토출하는 노즐이 상이한 기판 처리 장치에서는, 순수의 공급 후에 순수의 액막을 형성한 상태에서, 양 노즐이 교체된다. 그러나, 내측 컵부 내에서 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지하기 위해 순수의 액막의 형성을 생략하는 경우, 양 노즐을 교체하고 있는 동안에, 기판의 주면이 국소적으로 건조되어, 패턴 요소가 도괴될 우려가 있다.Further, in a substrate processing apparatus in which a nozzle for discharging pure water or the like and a nozzle for discharging IPA are different, both nozzles are replaced in a state in which a liquid film of pure water is formed after supply of pure water. However, when the formation of a liquid film of pure water is omitted in order to prevent mixing of the filler solution and pure water in the inner cup portion, while replacing both nozzles, the main surface of the substrate is locally dried, and the pattern element may collapse. There is.
본 발명은, 하나의 주면에 패턴이 형성된 기판의 주위를 둘러싸는 외측 컵부와, 외측 컵부의 내측에 배치되는 내측 컵부를 구비하는 기판 처리 장치에 있어서의 기판 처리 방법을 위한 것으로, 내측 컵부 내에서 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지함과 함께, 충전재 용액의 공급 전에 있어서의 패턴 요소의 도괴를 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention relates to a substrate processing method in a substrate processing apparatus comprising an outer cup portion surrounding an outer periphery of a substrate on which a pattern is formed on one main surface, and an inner cup portion disposed inside the outer cup portion. It aims to prevent mixing of the filler solution and pure water, and to suppress the collapse of the pattern element before supply of the filler solution.
본 발명에 관련된 하나의 기판 처리 방법은, a) 상기 내측 컵부의 상단을 상기 외측 컵부의 상단보다 하방에 배치한 제 1 상태에 있어서, 기판 회전 기구에 의해 회전하는 상기 기판의 상방을 향하는 상기 주면에 순수를 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 순수를 상기 외측 컵부의 내측면에 의해 받아내는 공정과, b) 상기 제 1 상태에 있어서, 소정의 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액을, 회전하는 상기 기판의 상기 주면에 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 혼합액을 상기 외측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정과, c) 상기 제 1 상태에 있어서, 회전하는 상기 기판의 상기 주면에 상기 유기 용제를 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 유기 용제를 상기 외측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정과, d) 상기 주면을 덮는 상기 유기 용제의 액막을 상기 주면 상에서 유지하면서, 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 상승시킴으로써 상기 내측 컵부의 내측면이 상기 기판의 주위에 배치된 제 2 상태를 형성하는 공정과, e) 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 유기 용제보다 비중이 큰 충전재 용액을 상기 주면에 공급함으로써, 상기 주면 상에 상기 충전재 용액을 충전하는 공정을 구비한다.One substrate processing method according to the present invention, a) in the first state in which the upper end of the inner cup portion is disposed below the upper end of the outer cup portion, the main surface facing upward of the substrate rotated by the substrate rotating mechanism Supplying pure water to the water, and receiving the pure water scattered from the main surface by the inner surface of the outer cup portion, and b) rotating the mixed solution in which the predetermined organic solvent and pure water are mixed in the first state. Supplying to the main surface of the substrate, and receiving the mixed liquid scattered from the main surface by the inner surface of the outer cup portion, and c) in the first state, to the main surface of the rotating substrate. While supplying the organic solvent, the step of receiving the organic solvent scattering from the main surface by the inner surface of the outer cup portion, and d) maintaining the liquid film of the organic solvent covering the main surface on the main surface, the A step of forming a second state in which the inner side of the inner cup portion is disposed around the substrate by raising the inner cup portion relative to the substrate; and e) in the second condition, the specific gravity is greater than that of the organic solvent. By supplying a filler solution to the main surface, a step of filling the filler solution on the main surface is provided.
본 발명에 의하면, 내측 컵부 내로의 순수의 유입을 억제하여, 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지함과 함께, 충전재 용액의 공급 전에 있어서의 패턴 요소의 도괴를 억제할 수 있다.According to the present invention, the inflow of pure water into the inner cup portion is suppressed, the mixing of the filler solution and the pure water is prevented, and the collapse of the pattern element prior to the supply of the filler solution can be suppressed.
본 발명의 하나의 바람직한 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 주면에 대향하는 노즐을 추가로 구비하고, 상기 a) 공정에 있어서의 상기 순수, 상기 b) 공정에 있어서의 상기 혼합액, 및, 상기 c) 공정에 있어서의 상기 유기 용제가, 상기 노즐로부터 토출된다.In one preferred aspect of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a nozzle facing the main surface, the pure water in the step a), the mixed solution in the step b), and the c) The organic solvent in the step is discharged from the nozzle.
이 경우에, 바람직하게는, 상기 b) 공정에 있어서 상기 혼합액에 있어서의 상기 유기 용제의 농도가 서서히 높아진다.In this case, preferably, in the step b), the concentration of the organic solvent in the mixed solution gradually increases.
본 발명의 다른 바람직한 형태에서는, 상기 주면보다 상방의 소정 위치에 고정된 고정 노즐로부터 적어도 상기 혼합액이 토출되고, 상기 고정 노즐로부터의 토출 동작에 병행하여, 상기 a) 공정에 있어서의 상기 순수의 공급, 또는, 상기 a) 공정보다 전에 있어서의 처리액의 공급에 이용된 제 1 노즐이 상기 주면에 대향하는 위치로부터, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 대기 위치로 이동되고, 또한, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐이 상기 주면에 대향하는 위치로 이동되고, 상기 c) 공정에 있어서, 상기 제 2 노즐로부터 상기 유기 용제가 토출된다.In another preferred aspect of the present invention, at least the mixed liquid is discharged from a fixed nozzle fixed at a predetermined position above the main surface, and in parallel with the discharge operation from the fixed nozzle, the supply of the pure water in the step a) Alternatively, the first nozzle used for the supply of the treatment liquid prior to the step a) is moved from a position facing the main surface to a standby position away from above the main surface, and further away from above the main surface. The second nozzle disposed at the other standby position is moved to a position facing the main surface, and in the step c), the organic solvent is discharged from the second nozzle.
본 발명에 관련된 다른 기판 처리 방법은, a) 상기 내측 컵부의 상단을 상기 외측 컵부의 상단보다 하방에 배치한 제 1 상태에 있어서, 기판 회전 기구에 의해 회전하는 상기 기판의 상방을 향하는 상기 주면에, 상기 주면보다 상방의 소정 위치에 고정된 고정 노즐로부터 순수를 연속적으로 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 순수를 상기 외측 컵부의 내측면에 의해 받아내는 공정과, b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 a) 공정보다 전에 있어서의 처리액의 공급에 이용된 제 1 노즐을 상기 주면에 대향하는 위치로부터, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 대기 위치로 이동시킴과 함께, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐을 상기 주면에 대향하는 위치로 이동시키는 공정과, c) 상기 제 1 상태에 있어서, 회전하는 상기 기판의 상기 주면에 상기 제 2 노즐로부터 소정의 유기 용제를 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 유기 용제를 상기 외측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정과, d) 상기 주면을 덮는 상기 유기 용제의 액막을 상기 주면 상에서 유지하면서, 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 상승시킴으로써 상기 내측 컵부의 내측면이 상기 기판의 주위에 배치된 제 2 상태를 형성하는 공정과, e) 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 유기 용제보다 비중이 큰 충전재 용액을 상기 주면에 공급함으로써, 상기 주면 상에 상기 충전재 용액을 충전하는 공정을 구비한다.Another substrate processing method according to the present invention, a) in the first state in which the upper end of the inner cup portion is disposed below the upper end of the outer cup portion, the main surface facing upward of the substrate rotated by the substrate rotating mechanism. , A step of continuously supplying pure water from a fixed nozzle fixed at a predetermined position above the main surface, and receiving the pure water scattered from the main surface by the inner surface of the outer cup part, and b) in the step a) In parallel, the first nozzle used for supplying the treatment liquid prior to the step a) is moved from a position facing the main surface to a standby position away from above the main surface, and deviated from above the main surface. A step of moving a second nozzle disposed at a different standby position to a position facing the main surface; and c) in the first state, supplying a predetermined organic solvent from the second nozzle to the main surface of the rotating substrate. In addition, the step of receiving the organic solvent scattered from the main surface by the inner surface of the outer cup portion, and d) while maintaining the liquid film of the organic solvent covering the main surface on the main surface, the inner cup portion of the substrate Forming a second state in which the inner side of the inner cup portion is disposed around the substrate by raising relative to, and e) in the second state, a filling solution having a greater specific gravity than the organic solvent is given to the main surface. By supplying to, it is provided with a step of filling the filler solution on the main surface.
본 발명은, 기판 처리 장치를 위한 것이기도 하다. 기판 처리 장치는, 패턴이 형성된 기판의 주면을 상방을 향하게 한 상태에서 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부를 상기 기판과 함께 회전시키는 기판 회전 기구와, 상기 기판의 주위를 둘러싸는 외측 컵부와, 상기 외측 컵부의 내측에 배치되는 내측 컵부와, 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 승강 기구와, 순수를 상기 주면에 공급하는 순수 공급부와, 소정의 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액을 상기 주면에 공급하는 혼합액 공급부와, 상기 유기 용제를 상기 주면에 공급하는 유기 용제 공급부와, 상기 유기 용제보다 비중이 큰 충전재 용액을 상기 주면에 공급하는 충전재 용액 공급부와, 상기 내측 컵부의 상단을 상기 외측 컵부의 상단보다 하방에 배치한 제 1 상태에 있어서, 상기 기판 회전 기구에 의해 회전하는 상기 기판의 상기 주면에, 상기 순수 공급부, 상기 혼합액 공급부 및 상기 유기 용제 공급부에 의해 상기 순수, 상기 혼합액 및 상기 유기 용제를 순서대로 공급시키면서, 상기 주면으로부터 비산하는 액이 상기 외측 컵부의 내측면에 의해 받아내어지고, 그 후, 상기 주면을 덮는 상기 유기 용제의 액막을 상기 주면 상에서 유지하면서, 상기 승강 기구에 의해 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 상승시킴으로써 상기 내측 컵부의 내측면이 상기 기판의 주위에 배치된 제 2 상태를 형성하고, 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 충전재 용액 공급부에 의해 상기 주면에 상기 충전재 용액을 공급시킴으로써, 상기 주면 상에 상기 충전재 용액을 충전하는 제어부를 구비한다.The present invention is also intended for a substrate processing apparatus. The substrate processing apparatus includes a substrate holding portion for holding the substrate in a state where the main surface of the patterned substrate is directed upward, a substrate rotating mechanism for rotating the substrate holding portion together with the substrate, and surrounding the substrate An outer cup portion, an inner cup portion disposed inside the outer cup portion, an elevating mechanism for elevating the inner cup portion relative to the substrate, a pure water supply portion supplying pure water to the main surface, and a predetermined organic solvent and pure water A mixed liquid supply unit for supplying the mixed liquid to the main surface, an organic solvent supply unit for supplying the organic solvent to the main surface, a filler solution supply unit for supplying a filler solution having a higher specific gravity than the organic solvent to the main surface, and the inner cup In the first state in which the upper end of the portion is disposed below the upper end of the outer cup portion, the pure water is supplied by the pure water supply unit, the mixed liquid supply unit, and the organic solvent supply unit to the main surface of the substrate that is rotated by the substrate rotation mechanism. , While supplying the mixed solution and the organic solvent in order, the liquid scattered from the main surface is taken out by the inner surface of the outer cup portion, and then, while maintaining the liquid film of the organic solvent covering the main surface on the main surface , By raising the inner cup portion relative to the substrate by the lifting mechanism to form a second state in which the inner surface of the inner cup portion is disposed around the substrate, and in the second state, the filler solution supply portion By supplying the filler solution to the main surface by, there is provided a control unit for filling the filler solution on the main surface.
상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 이 발명의 상세한 설명에 의해 밝혀진다.The above-mentioned objects and other objects, features, aspects and advantages are revealed by the detailed description of the present invention which will be carried out below with reference to the accompanying drawings.
도 1 은, 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5 는, 비교예의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 비교예의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은, 기판 처리 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 기판의 처리의 흐름의 일부를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11 은. 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도와, 혼합액과 순수의 용해성의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도와, 혼합액과 순수의 용해성의 관계를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a substrate processing apparatus.
2 is a view showing the flow of processing of the substrate.
3 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus.
4 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus.
5 is a view for explaining the processing of the comparative example.
6 is a view for explaining the processing of the comparative example.
7 is a diagram showing another example of the substrate processing apparatus.
8 is a view showing a part of the flow of processing of the substrate.
9 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus.
10 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus.
11. It is a figure showing the relationship between the concentration of the organic solvent in the mixed solution and the solubility of the mixed solution and pure water.
It is a figure which shows the relationship of the concentration of the organic solvent in a mixed liquid, and the solubility of the mixed liquid and pure water.
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 각 구성 요소는, 제어부 (10) 에 의해 제어된다. 기판 처리 장치 (1) 는, 스핀 척 (22) 과, 스핀 모터 (21) 와, 컵 유닛 (23) 과, 챔버 (5) 를 구비한다. 원판상의 기판 (9) 은, 기판 유지부인 스핀 척 (22) 상에 재치된다. 스핀 척 (22) 은, 기판 (9) 의 하면을 흡인 흡착함으로써, 기판 (9) 을 수평한 자세로 유지한다. 이하의 설명에서는, 상방을 향하는 기판 (9) 의 주면 (91) 을「상면 (91)」이라고 한다. 상면 (91) 에는, 소정의 패턴이 형성되어 있고, 당해 패턴은, 예를 들어 직립하는 다수의 패턴 요소를 포함한다.1 is a diagram showing a configuration of a
스핀 척 (22) 에는, 상하 방향 (연직 방향) 으로 늘어나는 샤프트 (221) 가 접속된다. 샤프트 (221) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 수직이고, 샤프트 (221) 의 중심축 (J1) 은, 기판 (9) 의 중심을 통과한다. 기판 회전 기구인 스핀 모터 (21) 는, 샤프트 (221) 를 회전시킨다. 이로써, 스핀 척 (22) 및 기판 (9) 이, 상하 방향을 향하는 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 회전한다.A
컵 유닛 (23) 은, 액수용부 (230) 와, 내측 가드부 (241) 와, 외측 가드부 (251) 를 구비한다. 액수용부 (230) 는, 베이스부 (231) 와, 환상 바닥부 (232) 와, 내측 주벽부 (233) 와, 외측 주벽부 (234) 를 구비한다. 베이스부 (231) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 통상이다. 베이스부 (231) 는, 후술하는 챔버 내측 벽부 (53) 에 끼워 넣어져, 챔버 내측 벽부 (53) 의 외측면에 장착된다. 환상 바닥부 (232) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 원환 판상이고, 베이스부 (231) 의 하단부로부터 외측으로 확대된다. 외측 주벽부 (234) 및 내측 주벽부 (233) 는, 모두 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 통상이다. 외측 주벽부 (234) 는, 환상 바닥부 (232) 의 외주부로부터 상방으로 돌출되고, 내측 주벽부 (233) 는, 환상 바닥부 (232) 상에 있어서 베이스부 (231) 와 외측 주벽부 (234) 사이에서 상방으로 돌출된다. 베이스부 (231), 환상 바닥부 (232), 내측 주벽부 (233) 및 외측 주벽부 (234) 는, 바람직하게는 1 개의 부재로서 일체적으로 형성된다.The
내측 가드부 (241) 및 외측 가드부 (251) 는, 모두 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상의 부재이고, 스핀 척 (22) 의 주위를 둘러싼다. 내측 가드부 (241) 는, 외측 가드부 (251) 와 스핀 척 (22) 사이에 배치된다. 내측 가드부 (241) 의 하부에는, 내측 주벽부 (233) 와의 사이에서 미소한 간극을 형성하는 걸어 맞춤부 (242) 가 형성된다. 걸어 맞춤부 (242) 와 내측 주벽부 (233) 는, 비접촉 상태가 유지된다. 내측 가드부 (241) 는, 가드 승강 기구 (26) 에 의해, 상하 방향으로 이동 가능하다. 외측 가드부 (251) 의 하부에도 걸어 맞춤부 (252) 가 형성되고, 걸어 맞춤부 (252) 와 외측 주벽부 (234) 사이에서 미소한 간극이 형성된다. 걸어 맞춤부 (252) 와 외측 주벽부 (234) 는, 비접촉 상태가 유지된다. 외측 가드부 (251) 도, 가드 승강 기구 (26) 에 의해, 내측 가드부 (241) 와 개별적으로 상하 방향으로 이동 가능하다.The
외측 가드부 (251) 가 기판 (9) 과 수평 방향으로 직접 대향하는 상태에 있어서, 처리액이 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 에 공급되면, 상면 (91) 으로부터 비산하는 당해 처리액은 외측 가드부 (251) 에 의해 받아내어진다. 당해 처리액은, 환상 바닥부 (232) 에 있어서 내측 주벽부 (233) 와 외측 주벽부 (234) 사이의 영역에 모이고, 당해 영역에 형성된 외측 배액 라인 (253) 을 통하여 외부로 배출된다. 컵 유닛 (23) 에서는, 외측 주벽부 (234) 를 포함하는 액수용부 (230) 의 일부, 및, 외측 가드부 (251) 에 의해, 기판 (9) 의 주위를 둘러싸는 외측 컵부 (25) 가 구성된다.When the
또, 내측 가드부 (241) 가 기판 (9) 과 수평 방향으로 직접 대향하는 상태에 있어서 (후술하는 도 4 참조), 처리액이 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 에 공급되면, 상면 (91) 으로부터 비산하는 당해 처리액은 내측 가드부 (241) 에 의해 받아내어진다. 당해 처리액은, 환상 바닥부 (232) 에 있어서 베이스부 (231) 와 내측 주벽부 (233) 사이의 영역에 모이고, 당해 영역에 형성된 내측 배액 라인 (243) 을 통하여 외부로 배출된다. 컵 유닛 (23) 에서는, 내측 주벽부 (233) 를 포함하는 액수용부 (230) 의 일부, 및, 내측 가드부 (241) 에 의해, 외측 컵부 (25) 의 내측에 배치되는 내측 컵부 (24) 가 구성된다. 내측 컵부 (24) 및 외측 컵부 (25) 는, 다른 구성 요소를 포함해도 된다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 내측 컵부 (24) 및 외측 컵부 (25) 를 포함하는 3 이상의 컵부가 형성되어도 된다.In addition, when the
챔버 (5) 는, 챔버 바닥부 (51) 와, 챔버 상측 바닥부 (52) 와, 챔버 내측 벽부 (53) 와, 챔버 외측 벽부 (54) 와, 챔버 천개부 (55) 를 구비한다. 챔버 바닥부 (51) 는, 판상이고, 스핀 모터 (21) 및 컵 유닛 (23) 의 하방을 덮는다. 챔버 상측 바닥부 (52) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환 판상이다. 챔버 상측 바닥부 (52) 는, 챔버 바닥부 (51) 의 상방에서, 스핀 모터 (21) 의 상방을 덮음과 함께 스핀 척 (22) 의 하방을 덮는다. 챔버 내측 벽부 (53) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 챔버 내측 벽부 (53) 는, 챔버 상측 바닥부 (52) 의 외주부로부터 하방으로 확대되고, 챔버 바닥부 (51) 에 이른다. 챔버 내측 벽부 (53) 는, 컵 유닛 (23) 의 직경 방향 내측에 위치한다.The
챔버 외측 벽부 (54) 는, 대략 통상이고, 컵 유닛 (23) 의 직경 방향 외측에 위치한다. 챔버 외측 벽부 (54) 는, 챔버 바닥부 (51) 의 외주부로부터 상방으로 확대되고, 챔버 천개부 (55) 의 외주부에 이른다. 챔버 천개부 (55) 는, 판상이고, 컵 유닛 (23) 및 스핀 척 (22) 의 상방을 덮는다. 챔버 외측 벽부 (54) 에는, 기판 (9) 을 챔버 (5) 내에 반입 및 반출하기 위한 반출 입구 (541) 가 형성된다. 반출 입구 (541) 가, 덮개부 (542) 에 의해 폐색됨으로써, 챔버 (5) 의 내부 공간이 밀폐 공간 (50) 이 된다.The chamber
기판 처리 장치 (1) 는, 제 1 노즐 (31) 과, 제 2 노즐 (32) 과, 제 1 노즐 이동 기구 (33) 와, 제 2 노즐 이동 기구 (34) 와, 약액 공급부 (41) 와, 순수 공급부 (42) 와, 유기 용제 공급부 (43) 와, 충전재 용액 공급부 (44) 를 추가로 구비한다. 제 1 노즐 (31) 은, 예를 들어 상하 방향으로 늘어나는 스트레이트 노즐이고, 제 1 노즐 이동 기구 (33) 의 아암 (331) 에 장착된다. 제 1 노즐 이동 기구 (33) 는, 아암 (331) 을 중심축 (J1) 에 평행한 축을 중심으로 하여 회동함으로써, 제 1 노즐 (31) 을, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대향하는 대향 위치와, 상면 (91) 의 상방으로부터 벗어난 대기 위치에 선택적으로 배치한다. 대향 위치에 배치된 제 1 노즐 (31) 은, 상면 (91) 의 중앙부에 대향한다. 대기 위치는, 수평 방향에 있어서 기판 (9) 으로부터 떨어진 위치이다. 제 1 노즐 이동 기구 (33) 는, 아암 (331) 을 상하 방향으로 승강시킬 수도 있다. 제 2 노즐 이동 기구 (34) 는, 제 1 노즐 이동 기구 (33) 와 동일한 구조이고, 제 2 노즐 이동 기구 (34) 에 의해, 제 2 노즐 (32) 도, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대향하는 대향 위치와, 상면 (91) 의 상방으로부터 벗어난 다른 대기 위치에 선택적으로 배치된다.The
약액 공급부 (41) 는, 개폐 밸브 (450) 를 개재하여 접속부 (45) 에 접속된다. 순수 공급부 (42) 는, 유량 제어 밸브 (451) 및 개폐 밸브 (452) 를 개재하여 접속부 (45) 에 접속되고, 유기 용제 공급부 (43) 는, 유량 제어 밸브 (453) 및 개폐 밸브 (454) 를 개재하여 접속부 (45) 에 접속된다. 약액 공급부 (41) 와 접속부 (45) 사이에도 유량 제어 밸브가 형성되어도 된다. 접속부 (45) 는, 개폐 밸브 (459) 를 개재하여 제 1 노즐 (31) 에 접속된다. 예를 들어, 접속부 (45), 그리고, 접속부 (45) 에 근접하여 형성되는 복수의 개폐 밸브 (450, 452, 454, 459) 에 의해, 1 개의 다련 밸브 장치 (믹싱 밸브) 가 구성된다. 충전재 용액 공급부 (44) 는, 개폐 밸브 (461) 를 개재하여 제 2 노즐 (32) 에 접속된다. 약액 공급부 (41), 순수 공급부 (42), 유기 용제 공급부 (43) 및 충전재 용액 공급부 (44) 에 의해, 처리액인 약액, 순수, 유기 용제 및 충전재 용액이 기판 (9) 의 상면 (91) 에 각각 공급된다.The chemical
도 2 는, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 먼저, 외부의 반송 기구에 의해 미처리의 기판 (9) 이 반출 입구 (541) 을 통하여 챔버 (5) 내에 반입되고, 스핀 척 (22) 으로 유지된다 (스텝 S11). 기판 (9) 의 반입시에는, 가드 승강 기구 (26) 에 의해, 내측 가드부 (241) 및 외측 가드부 (251) 를 하강시킴으로써, 반입되는 기판 (9) 이 양자에 접촉하는 것이 방지된다 (후술하는 기판 (9) 의 반출에 있어서 동일). 반송 기구가 챔버 (5) 밖으로 이동하면, 반출 입구 (541) 가 덮개부 (542) 에 의해 폐색된다.2 is a diagram showing a flow of processing of the
계속해서, 외측 가드부 (251) 가 도 1 에 나타내는 위치까지 상승하고, 외측 가드부 (251) 의 상단이 기판 (9) 보다 상방에 배치된다. 또, 내측 가드부 (241) 의 상단은 기판 (9) 보다 하방에 위치한다. 이로써, 내측 컵부 (24) 의 상단을 외측 컵부 (25) 의 상단보다 하방에 배치한 외측 컵 대향 상태가 형성된다 (스텝 S12). 외측 컵 대향 상태에서는, 외측 가드부 (251) 가 기판 (9) 과 수평 방향으로 직접 대향한다.Subsequently, the
제 1 노즐 이동 기구 (33) 에 의해 제 1 노즐 (31) 이, 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부에 대향하는 대향 위치에 배치되고, 스핀 모터 (21) 에 의해, 소정의 회전수 (회전 속도) 로의 기판 (9) 의 회전이 개시된다. 그리고, 개폐 밸브 (450) 를 여는 것에 의해 접속부 (45) 의 내부 공간에 약액이 공급되고, 개폐 밸브 (459) 를 여는 것에 의해, 약액이 제 1 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (스텝 S13). 상면 (91) 상의 약액은 기판 (9) 의 회전에 의해 외연부로 퍼지고, 도 3 중에 두꺼운 선으로 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 의 전체에 약액이 공급된다. 또, 외연부로부터 비산하는 약액은, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어져 회수된다. 약액은, 예를 들어, 희불산 (DHF) 또는 암모니아수를 함유하는 세정액이다. 약액은, 기판 (9) 상의 산화막의 제거나 현상, 혹은, 에칭 등, 세정 이외의 처리에 사용되는 것이어도 된다. 약액의 공급은 소정 시간 계속되고, 그 후, 개폐 밸브 (450) 를 닫는 것에 의해 정지된다. 약액에 의한 처리에서는, 도 1 의 제 1 노즐 이동 기구 (33) 에 의해, 제 1 노즐 (31) 이 수평 방향으로 요동해도 된다.The
약액에 의한 처리가 완료되면, 개폐 밸브 (452) 를 여는 것에 의해 접속부 (45) 의 내부 공간에 린스액인 순수가 공급되고, 순수가 제 1 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (스텝 S14). 이로써, 상면 (91) 상의 약액이 순수에 의해 씻겨 나가는 린스 처리가 실시된다. 린스 처리 중에는, 상면 (91) 의 전체가 순수에 의해 덮인다. 순수의 공급 중에도, 스핀 모터 (21) 에 의한, 비교적 높은 회전수로의 기판 (9) 의 회전이 계속된다 (후술하는 혼합액 및 유기 용제의 공급시에 있어서 동일). 또, 외측 컵 대향 상태가 유지되어 있고, 기판 (9) 으로부터 비산하는 순수는, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어져, 외부로 배출된다.When the treatment with the chemical liquid is completed, pure water, which is a rinse liquid, is supplied to the inner space of the connecting
순수의 공급이 소정 시간 계속되면, 개폐 밸브 (452) 를 연 채로, 개폐 밸브 (454) 가 열린다. 이로써, 순수와 함께 유기 용제도 접속부 (45) 의 내부 공간에 공급되고, 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액 (희석 유기 용제) 이 접속부 (45) 에 있어서 생성된다. 유기 용제는, 예를 들어 IPA (이소프로필알코올), 메탄올, 에탄올, 아세톤 등이고, 순수보다 표면 장력이 낮다. 본 실시형태에서는, 유기 용제로서 IPA 가 이용된다.When the supply of pure water continues for a predetermined time, the on-off
혼합액은, 제 1 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급되고, 기판 (9) 으로부터 비산하는 혼합액이, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어진다 (스텝 S15). 이 때, 제어부 (10) 가, 유기 용제 공급부 (43) 에 접속된 유량 제어 밸브 (453) 의 개도, 및, 순수 공급부 (42) 에 접속된 유량 제어 밸브 (451) 의 개도를 제어함으로써, 유기 용제와 순수의 혼합비, 즉, 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도가 조정된다. 본 실시형태에서는, 유기 용제 공급부 (43) 로부터 접속부 (45) 에 대한 유기 용제의 공급 유량이 서서히 (단계적으로) 증대된다. 또, 순수 공급부 (42) 로부터 접속부 (45) 에 대한 순수의 공급 유량이 서서히 저감된다. 따라서, 스텝 S15 에서는, 상면 (91) 에 공급되는 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도가 0 % 근방에서 100 % 근방까지 서서히 높아진다. 또한, 제 1 노즐 (31) 과 접속부 (45) 사이에 인 라인 믹서 등이 형성되어도 된다.The mixed liquid is continuously supplied to the
순수 공급부 (42) 로부터 접속부 (45) 에 대한 순수의 공급 유량이 0 이 되어, 접속부 (45) 에 대한 순수의 공급이 없어지면, 유기 용제만 (순수한 유기 용제) 이 제 1 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (스텝 S16). 이로써, 상면 (91) 의 전체가 유기 용제에 의해 덮인다. 기판 (9) 으로부터 비산하는 유기 용제는, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어진다.When the supply flow rate of pure water from the pure
유기 용제만의 공급 개시부터 소정 시간 경과하면, 기판 (9) 의 회전수가 저감되거나, 또는, 기판 (9) 의 회전이 정지된다. 또, 유량 제어 밸브 (453) 에 의해 유기 용제의 공급도 정지된다. 이로써, 상면 (91) 의 전체를 덮는 비교적 두꺼운 유기 용제의 액막이 형성된다. 액막은, 기판의 상면 (91) 의 전체를 덮는 일련의 층이며, 이른바 패들상의 액막이다.When a predetermined time elapses from the start of supply of only the organic solvent, the number of revolutions of the
또, 가드 승강 기구 (26) 가 내측 가드부 (241) 를, 도 3 에 나타내는 위치로부터 도 4 에 나타내는 위치까지 상승시킴으로써, 외측 가드부 (251) 의 상단, 및, 내측 가드부 (241) 의 상단의 쌍방이 기판 (9) 보다 상방에 위치한다. 이로써, 내측 컵부 (24) 의 내측면이 기판 (9) 의 주위에 배치된 내측 컵 대향 상태가 형성된다 (스텝 S17). 내측 컵 대향 상태에서는, 내측 가드부 (241) 가 기판 (9) 과 수평 방향으로 직접 대향한다.Moreover, the upper part of the
대향 위치에 위치하는 제 1 노즐 (31) 은, 제 1 노즐 이동 기구 (33) 에 의해, 상면 (91) 의 상방으로부터 벗어난 대기 위치로 이동한다. 또, 다른 대기 위치에 위치하는 제 2 노즐 (32) 이, 제 2 노즐 이동 기구 (34) 에 의해, 상면 (91) 의 중앙부에 대향하는 대향 위치로 이동한다. 내측 가드부 (241) 가 상승하는 동안, 그리고, 제 1 노즐 (31) 과 제 2 노즐 (32) 을 교체하는 동안, 유기 용제의 액막이 상면 (91) 상에서 유지되기 때문에, 상면 (91) 은 건조되지 않는다.The
계속해서, 기판 (9) 의 회전수가 증대됨과 함께, 충전재 용액 공급부 (44) 에 의해, 상면 (91) 의 중앙부에 충전재 용액이 제 2 노즐 (32) 을 통하여 소정량만큼 공급된다 (스텝 S18). 충전재 용액은, 예를 들어 아크릴 수지 등의 폴리머를 함유한다. 충전재 용액에 있어서의 용매로서, 알코올 등이 예시된다. 충전재는, 당해 용매에 대해 용해성을 갖고, 예를 들어, 소정 온도 이상으로 가열함으로써 가교 반응이 발생한다.Subsequently, while the rotation speed of the
충전재 용액의 공급의 완료 후에도, 소정 시간만큼 기판 (9) 의 회전이 계속된다. 이로써, 상면 (91) 상의 충전재 용액이 중앙부로부터 외주부로 퍼지고, 상면 (91) 의 유기 용제의 액막 상에 충전재 용액의 균일한 액층이 형성된다 (도 4 에서는, 두꺼운 선으로 이들 액층을 나타내고 있다). 기판 처리 장치 (1) 에서는, 내측 컵 대향 상태가 형성되어 있고, 기판 (9) 으로부터 비산하는 충전재 용액은, 내측 컵부 (24) 의 내측면에 의해 받아내어진다. 또, 충전재 용액의 비중이 유기 용제의 비중보다 큼으로써, 상면 (91) 상에 있어서 충전재 용액의 액층과 유기 용제의 액층이 교체된다. 이로써, 충전재 용액이, 서로 인접하는 패턴 요소 사이 (미소한 간극) 에도 들어가, 상면 (91) 상에 충전재 용액이 충전된다. 또한, 충전재 용액의 공급시에 있어서의 기판 (9) 의 회전수는, 예를 들어, 상기 약액, 순수 및 유기 용제의 연속 공급시에 있어서의 회전수보다 작다. 기판 (9) 의 회전이 정지한 상태에서, 충전재 용액이 상면 (91) 에 공급되고, 그 후, 기판 (9) 의 회전이 개시되어도 된다.Even after the supply of the filler solution is completed, the rotation of the
표면의 유기 용제의 액층은, 기판 (9) 의 회전이 계속됨으로써 제거된다 (스핀 오프). 기판 처리 장치 (1) 에서는, 예를 들어, 기판 (9) 의 상면 (91) 또는 하면의 외연부에 대향하는 위치에 보조 노즐이 형성되고, 보조 노즐로부터 유기 용제를 토출함으로써, 기판 (9) 의 외연부에 부착된 충전재 용액이 제거되어도 된다 (에지 린스). 외연부의 유기 용제는 기판 (9) 의 회전에 의해 제거된다 (스핀 드라이).The liquid layer of the surface organic solvent is removed by continuing the rotation of the substrate 9 (spin off). In the
기판 (9) 의 회전이 정지되면, 외부의 반송 기구에 의해, 도 1 의 반출 입구 (541) 를 통하여 기판 (9) 이 챔버 (5) 밖으로 반출된다 (스텝 S19). 기판 (9) 은, 외부의 핫 플레이트에서 베이크되고, 충전재 용액의 액층에 있어서의 용매 성분이 제거됨과 함께, 충전재가 경화 (고화) 된다. 즉, 인접하는 패턴 요소 사이에 고화된 충전재가 충전된다. 기판 (9) 은, 드라이 에칭 장치에 반송되고, 드라이 에칭에 의해 충전재가 제거된다.When the rotation of the
이 때, 인접하는 패턴 요소 사이에 개재하는 개재물 (충전재) 은 고체이기 때문에, 패턴 요소에 대해 개재물의 표면 장력이 작용하지 않는 상태에서 충전재가 제거된다. 린스 처리 후에 있어서의 상기의 일련의 처리는, 상면 (91) 에 부착되는 순수 (린스액) 의 건조 처리로 인식할 수 있으며, 당해 건조 처리에 의해, 건조 도중의 순수의 표면 장력에 의한 패턴 요소의 변형이 방지된다. 충전재의 제거는, 액체를 사용하지 않는 다른 수법에 의해 실시되어도 된다. 예를 들어, 충전재의 종류에 따라서는, 감압하에서 충전재를 가열함으로써, 충전재의 승화에 의한 제거가 실시된다.At this time, since the inclusions (fillers) interposed between adjacent pattern elements are solid, the filler is removed in a state where the surface tension of the inclusions does not act on the pattern elements. The above-described series of treatments after the rinsing treatment can be recognized as a drying treatment of pure water (rinsing liquid) attached to the
여기서, 순수에 의한 린스 처리 후에, 순수의 액막을 형성하는 (이른바, 순수 패들을 실시한다) 비교예의 처리에 대해 설명한다. 비교예의 처리에서는, 순수에 의해 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대해 린스 처리를 실시한 후, 기판 (9) 의 회전수 및 순수의 공급 유량을 작게 하여, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 비교적 두꺼운 순수의 액막 (911) 이 상면 (91) 상에 형성된다. 이 때, 상면 (91) 으로부터 넘치는 순수가, 내측 컵부 (24) 내에 낙하한다. 또, 순수의 액막 (911) 의 형성은, 린스 처리로부터 연속해서 실시되기 때문에, 상면 (91) 상에 다량의 순수가 존재하는 상태에서 기판 (9) 의 회전수가 저감된다. 따라서, 내측 가드부 (241) 의 내측면의 상부 (249) 에 순수가 부착되는 경우도 있다. 계속해서, 유기 용제가 상면 (91) 상에 공급되고, 유기 용제의 액막이 형성된다. 이 때, 유기 용제는, 순수의 액막 (911) 과 기판 (9) 의 상면 (91) 들어가도록 하여 상면 (91) 전체에 퍼진다. 비교예의 처리에서는, 혼합액의 공급은 실시되지 않는다. 유기 용제의 공급 후, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 내측 컵부 (24) 의 내측면이 기판 (9) 의 주위에 배치된 내측 컵 대향 상태가 형성된다. 그리고, 충전재 용액이 상면 (91) 상에 공급된다.Here, the processing of the comparative example for forming a liquid film of pure water (so-called pure paddle) after rinsing with pure water will be described. In the process of the comparative example, after rinsing the
비교예의 처리에서는, 순수의 액막 (911) 의 형성시에 내측 컵부 (24) 내에 낙하한 순수가, 내측 컵부 (24) 의 내측면 등에 부착되어 있고, 충전재 용액이 당해 순수와 섞인다. 따라서, 충전재 용액의 종류에 따라서는, 충전재 용액이 겔화되어, 내측 컵부 (24) 에 형성되는 내측 배액 라인 (243) (도 1 참조) 이 막힐 우려가 있다. 또, 내측 가드부 (241) 의 내측면의 상부 (249) 에 부착된 순수가, 충전재 용액이 충전된 상면 (91) 상에 낙하할 가능성도 있다.In the process of the comparative example, the pure water dropped in the
또, 도 2 에 있어서, 기판 (9) 에 혼합액을 공급하는 스텝 S15 의 처리를 생략한 다른 비교예의 처리를 상정하면, 당해 다른 비교예의 처리에서는, 유기 용제의 공급에 의해, 상면 (91) 상의 패턴 요소가 도괴되는 경우가 있다. 패턴 요소의 도괴의 원인은, 반드시 명확한 것은 아니지만, 하나의 요인으로서, 순수가 극히 약간 밖에 존재하지 않는 국소적인 영역 (즉, 패턴 요소에 대해, 표면 장력의 영향을 미칠 수 있는 약간의 순수만이 존재하는 영역으로서, 이하,「국소적인 건조」라고 표현한다) 이 발생하는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 상면 (91) 의 중앙부에 공급된 유기 용제는, 상면 (91) 상의 순수 (기판 (9) 의 고속 회전에 의해 얇은 층으로 되어 있다) 를 외측으로 밀어 내도록 퍼진다, 즉, 유기 용제와 순수의 계면이 중앙부 근방에서 외연부를 향하여 이동하도록, 유기 용제가 상면 (91) 상에서 퍼진다. 이 때, 유기 용제와 순수의 낮은 용해성 (양자의 섞임 용이성으로서, 친화성으로 인식할 수도 있다), 또는, 유기 용제와 순수의 표면 장력의 차에서 기인하여, 양자의 계면에 있어서 상면 (91) 의 국소적인 건조가 발생하는 것으로 생각된다. 국소적인 건조가 발생하면, 패턴 요소에 작용하는 표면 장력의 영향에 의해, 패턴 요소가 도괴된다.In Fig. 2, assuming the processing of another comparative example in which the processing of step S15 in which the mixed liquid is supplied to the
이에 반해, 도 1 의 기판 처리 장치 (1) 에서는, 외측 컵 대향 상태가 형성된 후, 상면 (91) 으로부터 비산하는 액이 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어지도록 기판 (9) 을 비교적 높은 회전수로 회전시키면서, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에 순수, 혼합액 및 유기 용제가 순차 공급된다. 그 후, 내측 컵 대향 상태에 있어서, 충전재 용액이 상면 (91) 에 공급되고, 상면 (91) 상에 충전재 용액이 충전된다. 이상의 처리에 의해, 내측 컵부 (24) 내로의 순수의 유입을 억제하여, 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지 (또는 억제) 할 수 있다. 또, 순수와의 용해성이 유기 용제보다 높거나, 또는, 순수와의 표면 장력의 차가 유기 용제보다 작은 혼합액이, 순수가 부여된 상면 (91) 에 공급된다. 이로써, 혼합액과 순수의 계면에 있어서 상면 (91) 의 국소적인 건조가 발생하기 어려워진다. 그 결과, 순수의 액막 (911) 의 형성 처리를 생략하면서, 충전재 용액의 공급 전에 있어서의 패턴 요소의 도괴를 억제할 수 있다. 또한, 상면 (91) 상에 유기 용제의 액막을 형성한 상태에서, 상면 (91) 에 충전재 용액을 공급함으로써, 충전재 용액을 패턴 요소 사이의 간극에 적절히 충전할 수 있다.On the other hand, in the
또한, 내측 가드부 (241) 내에는, 순수한 유기 용제가 존재하지만, 유기 용제와 충전재 용액이 섞이는 것은 문제가 되지는 않는다. 또, 스텝 S16 에 있어서의 기판 (9) 상에 대한 유기 용제의 공급량은 적기 때문에, 내측 가드부 (241) 의 내측면의 상부 (249) (도 5 참조) 에 유기 용제가 부착되기 어렵다. 따라서, 당해 상부 (249) 에 부착된 액의 상면 (91) 에 대한 낙하도 방지된다.Further, a pure organic solvent is present in the
기판 처리 장치 (1) 에서는, 혼합액을 상면 (91) 상에 공급할 때에, 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도가 서서히 높아진다. 이로써, 상면 (91) 상에 존재하는 액 (순수, 또는, 농도가 낮은 혼합액) 과 혼합액 사이의 일정한 용해성을 확보하여 상면 (91) 의 국소적인 건조를 보다 확실하게 억제하면서, 유기 용제의 액막을 상면 (91) 상에 형성하는 것이 가능해진다. 또, 스텝 S14 ∼ S16 에 있어서, 순수, 혼합액 및 유기 용제가 동일한 제 1 노즐 (31) 로부터 순차 토출됨으로써, 이들 처리액의 토출에 관련된 처리를 간소화할 수 있다.In the
도 7 은, 기판 처리 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 7 의 기판 처리 장치 (1a) 에서는, 제 1 및 제 2 노즐 (31, 32) 에 더하여, 제 3 노즐 (32a) 및 고정 노즐 (35) 이 형성된다. 또, 약액 공급부 (41), 순수 공급부 (42), 유기 용제 공급부 (43) 및 충전재 용액 공급부 (44) 와, 제 1 노즐 (31), 제 2 노즐 (32), 제 3 노즐 (32a) 및 고정 노즐 (35) 의 접속 관계가, 도 1 의 기판 처리 장치 (1) 와 상이하다. 다른 구성은 도 1 의 기판 처리 장치 (1) 와 동일하며, 동일한 구성에 동일한 부호를 부여하였다.7 is a diagram showing another example of the substrate processing apparatus. In the
고정 노즐 (35) 은, 기판 (9) 의 상면 (91) 보다 상방 (도 7 에서는, 외측 컵부 (25) 의 상단보다 상방) 의 소정 위치에 있어서 챔버 (5) 에 대해 고정된다. 또, 중심축 (J1) 을 따라 본 경우에, 기판 (9) 과 겹치지 않는 위치에 고정 노즐 (35) 이 배치된다. 순수 공급부 (42) 는, 유량 제어 밸브 (451) 및 개폐 밸브 (452) 를 개재하여 접속부 (45) 에 접속되고, 유기 용제 공급부 (43) 는, 유량 제어 밸브 (453) 및 개폐 밸브 (454) 를 개재하여 접속부 (45) 에 접속된다. 접속부 (45) 는, 개폐 밸브 (459) 를 개재하여 고정 노즐 (35) 에 접속된다. 순수 공급부 (42) 는, 개폐 밸브 (471, 472) 를 개재하여 제 1 노즐 (31) 에도 접속된다. 유기 용제 공급부 (43) 는, 개폐 밸브 (473) 를 개재하여 제 2 노즐 (32) 에도 접속된다. 약액 공급부 (41) 는, 개폐 밸브 (475, 472) 를 개재하여 제 1 노즐 (31) 에 접속된다. 충전재 용액 공급부 (44) 는, 개폐 밸브 (476) 를 개재하여 제 3 노즐 (32a) 에 접속된다. 제 2 노즐 (32) 및 제 3 노즐 (32a) 은, 제 2·제 3 노즐 이동 기구 (34a) 에 의해 이동한다.The fixed
도 8 은, 기판 처리 장치 (1a) 에 있어서의 기판 (9) 의 처리의 흐름의 일부를 나타내는 도면으로서, 도 2 중의 스텝 S13 과 스텝 S16 사이에 실시되는 처리를 나타내고 있다. 도 7 의 기판 처리 장치 (1a) 에서는, 외측 컵 대향 상태에 있어서 개폐 밸브 (475, 472) 를 여는 것에 의해, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대향하는 대향 위치에 배치된 제 1 노즐 (31) 로부터 약액이 연속적으로 토출된다. 제 1 노즐 (31) 로부터의 약액은, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 에 공급되고, 상면 (91) 으로부터 비산하는 약액이, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어진다 (도 2 : 스텝 S13). 개폐 밸브 (475) 를 닫아 약액의 공급이 완료되면, 개폐 밸브 (471) 를 여는 것에 의해, 순수가 제 1 노즐 (31) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급되고, 상면 (91) 에 대해 순수에 의한 린스 처리가 실시된다 (도 8 : 스텝 S14). 또, 개폐 밸브 (452, 459) 를 여는 것에 의해, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 고정 노즐 (35) 을 통하여 순수가 상면 (91) 에 공급된다.FIG. 8 is a diagram showing a part of the flow of processing of the
고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 공급이 개시되면, 제 1 노즐 (31) 로부터의 순수의 공급이 정지된다. 계속해서, 제 1 노즐 (31) 이, 도 7 의 제 1 노즐 이동 기구 (33) 에 의해, 수평 방향에 있어서 기판 (9) 으로부터 떨어진 대기 위치로 이동한다 (스텝 S21). 또, 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐 (32) 이, 제 2·제 3 노즐 이동 기구 (34a) 에 의해, 상면 (91) 의 중앙부에 대향하는 대향 위치로 이동한다 (스텝 S22). 또한, 제 1 노즐 (31) 로부터의 약액의 공급 완료 후에, 고정 노즐 (35) 만으로부터 순수가 상면 (91) 에 공급되어도 된다.When the supply of pure water from the fixed
상기 스텝 S21, S22 에 있어서의 제 1 및 제 2 노즐 (31, 32) 의 이동에 병행하여, 고정 노즐 (35) 로부터의 처리액의 공급이 계속된다. 구체적으로는, 고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 공급이 소정 시간 계속되면, 순수 공급부 (42) 에 접속된 개폐 밸브 (452) 를 연 채로, 유기 용제 공급부 (43) 에 접속된 개폐 밸브 (454) 가 열린다. 이로써, 접속부 (45) 의 내부 공간에 유기 용제도 공급되고, 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액이 생성된다. 혼합액은, 고정 노즐 (35) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급되고, 기판 (9) 으로부터 비산하는 혼합액이, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어진다 (스텝 S15). 이 때, 유량 제어 밸브 (451, 453) 의 개도를 제어함으로써, 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도가 0 % 근방에서 100 % 근방까지 서서히 높아진다.In parallel with the movement of the first and
혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도가 100 % 근방이 되면, 개폐 밸브 (473) 를 여는 것에 의해, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 2 노즐 (32) 을 통하여 유기 용제 (순수한 유기 용제) 가 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (도 2 : 스텝 S16). 제 2 노즐 (32) 로부터의 유기 용제의 공급이 개시되면, 고정 노즐 (35) 로부터의 혼합액의 공급이 정지된다. 회전하는 기판 (9) 으로부터 비산하는 유기 용제는, 외측 컵부 (25) 의 내측면에서 받아내어진다.When the concentration of the organic solvent in the mixed solution is around 100%, by opening and closing the
유기 용제의 공급 개시부터 소정 시간 경과하면, 기판 (9) 의 회전수가 저감되거나, 또는, 기판 (9) 의 회전이 정지된다. 또, 유기 용제의 공급도 정지된다. 이로써, 상면 (91) 의 전체를 덮는 비교적 두꺼운 유기 용제의 액막이 형성된다. 상면 (91) 상의 유기 용제의 액막을 유지한 상태에서, 도 7 의 가드 승강 기구 (26) 가 내측 가드부 (241) 를 상승시킴으로써, 내측 컵 대향 상태가 형성된다 (스텝 S17). 계속해서, 개폐 밸브 (476) 를 여는 것에 의해, 충전재 용액 공급부 (44) 로부터 제 3 노즐 (32a) 을 통하여 상면 (91) 의 중앙부에 충전재 용액이 소정량만큼 공급된다 (스텝 S18). 그 후, 기판 (9) 의 회전이 정지되고, 외부의 반송 기구에 의해, 기판 (9) 이 챔버 (5) 밖으로 반출된다 (스텝 S19).When the predetermined time elapses from the start of supply of the organic solvent, the number of revolutions of the
이상으로 설명한 바와 같이, 도 7 의 기판 처리 장치 (1a) 에서는, 순수 또는 순수를 함유하는 액을 토출하는 노즐 (제 1 노즐 (31) 및 고정 노즐 (35)) 과, 유기 용제를 토출하는 제 2 노즐 (32) 이 개별적으로 형성되고, 제 2 노즐 (32) 로부터 순수를 함유하는 액은 토출되지 않는다. 또, 이와 같은 구성에 있어서, 고정 노즐 (35) 로부터의 순수 및 혼합액의 토출 동작에 병행하여, 상면 (91) 에 대한 약액의 공급에 이용된 제 1 노즐 (31) 이 대향 위치로부터 대기 위치로 이동하고, 또한, 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐 (32) 이 대향 위치로 이동한다. 그리고, 고정 노즐 (35) 로부터의 혼합액의 토출에 연속해서, 제 2 노즐 (32) 로부터 순수한 유기 용제가 토출된다. 이상의 처리에 의해, 제 1 노즐 (31) 과 제 2 노즐 (32) 의 교체시에, 기판 (9) 의 상면 (91) 이 건조되는 것을 방지할 수 있다. 또, 혼합액의 공급에 의해, 상면 (91) 의 국소적인 건조가 발생하기 어려워져, 충전재 용액의 공급 전에 있어서의 패턴 요소의 도괴를 억제할 수 있다. 또한, 순수의 액막 (911) 의 형성을 생략하여 내측 컵부 (24) 내로의 순수의 유입을 억제할 수 있어, 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the
도 7 의 기판 처리 장치 (1a) 에서는, 고정 노즐 (35) 로부터 혼합액만이 토출되어도 된다. 이 경우, 제 1 노즐 (31) 로부터 기판 (9) 에 순수가 공급되고 (스텝 S14), 계속해서, 고정 노즐 (35) 로부터 기판 (9) 에 혼합액이 공급된다 (스텝 S15). 순수의 공급에 이용된 제 1 노즐 (31) 의 대기 위치로의 이동 (스텝 S21), 및, 유기 용제의 공급에 이용되는 제 2 노즐 (32) 의 대향 위치로의 이동 (스텝 S22) 은, 스텝 S15 에 있어서의 고정 노즐 (35) 로부터의 혼합액의 토출 동작에 병행하여 실시된다. 이상과 같이, 고정 노즐 (35) 로부터 적어도 혼합액이 토출됨으로써, 제 1 노즐 (31) 과 제 2 노즐 (32) 의 교체시에, 기판 (9) 의 상면 (91) 이 건조되는 것을 방지할 수 있다.In the
도 7 의 기판 처리 장치 (1a) 에 있어서, 린스 처리에 연속해서 유기 용제를 공급하는 것이 문제가 되지 않는 경우에는, 도 8 중의 스텝 S15 가 생략되고, 고정 노즐 (35) 로부터 순수만이 토출되어도 된다.In the
구체적으로는, 제 1 노즐 (31) 로부터 상면 (91) 에 대한 약액의 공급이 완료되고 (도 2 : 스텝 S13), 고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 공급이 개시되면 (도 8 : 스텝 S14), 제 1 노즐 (31) 이, 제 1 노즐 이동 기구 (33) 에 의해 대기 위치로 이동한다 (스텝 S21). 계속해서, 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐 (32) 이, 제 2·제 3 노즐 이동 기구 (34a) 에 의해 대향 위치로 이동한다 (스텝 S22). 그리고, 고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 공급이 정지되면, 유기 용제 (순수한 유기 용제) 가 제 2 노즐 (32) 을 통하여 상면 (91) 에 연속적으로 공급된다 (도 2 : 스텝 S16). 기판 처리 장치 (1a) 에서는, 스텝 S13, S14, S16 을 실시하는 동안, 외측 컵 대향 상태가 유지되어 있고, 회전하는 기판 (9) 으로부터 비산하는 약액, 순수 및 유기 용제는, 외측 컵부 (25) 의 내측면에서 받아내어진다. 후속의 처리는 상기와 동일하다.Specifically, when the supply of the chemical liquid from the
고정 노즐 (35) 로부터 순수만이 토출되는 기판 처리 장치 (1a) 에서는, 고정 노즐 (35) 로부터 상면 (91) 에 순수를 연속적으로 공급하는 처리에 병행하여, 약액의 공급에 이용된 제 1 노즐 (31) 이 대향 위치로부터 대기 위치로 이동하고, 또한, 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐 (32) 이 대향 위치로 이동한다. 그리고, 고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 토출에 거의 연속해서, 제 2 노즐 (32) 로부터 순수한 유기 용제가 토출된다. 이와 같이, 제 1 노즐 (31) 과 제 2 노즐 (32) 의 교체시에, 고정 노즐 (35) 로부터 순수를 공급함으로써, 기판 (9) 의 상면 (91) 이 건조되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 충전재 용액의 공급 전에 있어서의 패턴 요소의 도괴를 억제할 수 있다. 또, 상기의 예와 마찬가지로, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 비산하는 순수는, 외측 컵부 (25) 의 내측면에 의해 받아내어진다. 이로써, 내측 컵부 (24) 내로의 순수의 유입을 억제하여, 충전재 용액과 순수가 섞이는 것을 방지할 수 있다.In the
또, 고정 노즐 (35) 로부터 순수만을 토출하는 경우에 있어서, 고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 토출을 정지하기 전에, 대향 위치에 배치된 제 2 노즐 (32) 로부터의 순수한 유기 용제의 토출이 개시되어도 된다. 환언하면, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대한 순수의 공급과, 상면 (91) 에 대한 유기 용제의 공급이 부분적으로 병행하여 실시된다. 이 경우, 기판 (9) 상에 있어서 실질적으로 혼합액이 생성된다, 즉, 기판 (9) 에 혼합액이 공급된다. 그 후, 고정 노즐 (35) 로부터의 순수의 토출이 정지되고, 기판 (9) 에 순수한 유기 용제만이 공급된다. 이 경우에도, 상면 (91) 의 국소적인 건조에 의한 패턴 요소의 도괴를 억제할 수 있다.Moreover, in the case of discharging only pure water from the fixed
상기 기판 처리 장치 (1, 1a) 에서는 여러 가지 변형이 가능하다.Various modifications are possible in the
기판 처리 장치 (1, 1a) 에서는, 순수 공급부 (42), 유기 용제 공급부 (43) 및 접속부 (45) 를 주된 구성 요소로 하여, 혼합액을 상면 (91) 에 공급하는 혼합액 공급부가 구성되지만, 혼합액 공급부는, 순수 공급부 (42) 및 유기 용제 공급부 (43) 와는 독립적으로 실현되어도 된다.In the
혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도는 일정해도 된다. 도 11 및 도 12 는, 혼합액에 있어서의 유기 용제 (여기서는, IPA) 의 농도와, 혼합액과 순수의 용해성의 관계를 조사한 실험 결과를 나타내는 도면이다. 본 실험에서는, 폐색 부재에 의해 일단을 폐색한 직경 19 ㎜ 의 튜브를 준비하고, 상하 방향으로 늘린 당해 튜브에 순수 15 ㏄ 를 모은 상태에서, IPA 농도가 10 vol% (체적 퍼센트 농도), 20 vol%, 50 vol%, 100 vol% 인 혼합액 (IPA 농도가 100 vol% 인 경우에는, 순수한 유기 용제) 2 ㏄ 를 당해 튜브의 내면을 따르게 하여 부었다. 폐색 부재에는, 직경 3 ㎜ 의 샘플링 튜브가 형성되어 있고, 혼합액과 순수의 계면 근방에 있어서의 미량의 액을, 혼합액의 주입으로부터 0.5 분, 1 분, 2 분 경과 후에 샘플링 튜브에 의해 추출하고, 당해 액의 IPA 농도를 측정하였다. 도 11 및 도 12 는, 혼합액의 주입 전에 있어서의 순수의 액면의 위치 (혼합액과 순수의 계면에 상당한다) 로부터 폐색 부재측을 향하여 각각 5 ㎜ 및 10 ㎜ 의 위치에서 추출된 액의 IPA 농도를 나타낸다.The concentration of the organic solvent in the mixed solution may be constant. 11 and 12 are diagrams showing the results of experiments examining the relationship between the concentration of the organic solvent in the mixed solution (here, IPA) and the solubility of the mixed solution and pure water. In this experiment, a tube having a diameter of 19 mm with one end occluded by an obstruction member was prepared, and in the state of collecting 15 순수 of pure water in the tube extending in the vertical direction, the IPA concentration was 10 vol% (volume percent concentration), 20 vol. %, 50 vol%, and 100 vol% of mixed solution (pure organic solvent when the IPA concentration is 100 vol%) were poured along the inner surface of the tube. A sampling tube with a diameter of 3 mm is formed on the obstruction member, and a small amount of the liquid in the vicinity of the interface between the mixed liquid and pure water is extracted by the sampling tube 0.5 minutes, 1 minute, and 2 minutes after the injection of the mixed liquid, The IPA concentration of the solution was measured. 11 and 12 show the IPA concentration of the liquid extracted at positions of 5 mm and 10 mm, respectively, from the position of the liquid level of the pure water (corresponding to the interface between the mixed solution and the pure water) before the injection of the mixed solution, toward the occlusion member side, respectively. Shows.
도 11 및 도 12 로부터, IPA 농도가 100 vol% 인 경우 (도 11 및 도 12 에서는,「IPA 100 %」로 기재하고 있다. 이하 동일.) 에는, 계면 근방에 있어서의 IPA 농도의 상승이 작아, 유기 용제의 순수에 대한 용해성이 낮다고 할 수 있다. 한편, IPA 농도가 10 vol%, 20 vol%, 50 vol% 인 경우에는, 계면 근방에 있어서의 IPA 농도의 상승이 100 vol% 인 경우보다 커서, 혼합액의 순수에 대한 용해성이 높다고 할 수 있다. 따라서, 혼합액에 있어서의 유기 용제의 농도를 일정하게 하는 경우에, 국소적인 건조를 보다 확실하게 억제하려면, 당해 농도는 50 vol% 이하 또한 10 vol% 이상인 것이 바람직하다. 또, 유기 용제를 효율적으로 사용한다는 관점에서는, 당해 농도는, 바람직하게는 30 % 이하이고, 보다 바람직하게는 20 % 이하이다.11 and 12, when the IPA concentration is 100 vol% (in FIG. 11 and FIG. 12, it is described as "
기판 처리 장치 (1, 1a) 에서는, 스핀 척 (22) 을 승강시키는 승강 기구가 형성되고, 외측 컵 대향 상태에 있어서, 스핀 척 (22) 및 기판 (9) (예를 들어, 도 1 참조) 을 하강시킨다, 즉, 내측 컵부 (24) 를 기판 (9) 에 대해 상대적으로 상승 시킴으로써, 내측 컵 대향 상태가 형성되어도 된다. 이와 같이, 기판 처리 장치 (1, 1a) 에 있어서의 승강 기구는, 내측 컵부 (24) 를 기판 (9) 에 대해 상대적으로 승강시키면 된다.In the
기판 (9) 은, 여러가지 양태로 유지되어도 된다. 예를 들어, 기판 (9) 의 외연부를 파지하는 기판 유지부에 의해, 패턴이 형성된 주면을 상방을 향하게 한 상태에서 기판 (9) 이 유지되어도 된다.The
기판 처리 장치 (1, 1a) 에서 처리되는 기판은 반도체 기판에는 한정되지 않고, 유리 기판이나 다른 기판이어도 된다.The substrate processed by the
상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.The structures in the above-described embodiments and respective modifications may be appropriately combined as long as they do not contradict each other.
발명을 상세하게 묘사하여 설명하였지만, 기술의 설명은 예시적으로서 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.Although the invention has been described and described in detail, the description of the technology is illustrative and not restrictive. Therefore, it can be said that many modifications and aspects are possible without departing from the scope of the present invention.
1, 1a : 기판 처리 장치
9 : 기판
10 : 제어부
21 : 스핀 모터
22 : 스핀 척
24 : 내측 컵부
25 : 외측 컵부
26 : 가드 승강 기구
31 : 제 1 노즐
32 : 제 2 노즐
35 : 고정 노즐
42 : 순수 공급부
43 : 유기 용제 공급부
44 : 충전재 용액 공급부
45 : 접속부
91 : (기판의) 상면
S11 ∼ S19, S21, S22 : 스텝1, 1a: Substrate processing device
9: Substrate
10: control unit
21: spin motor
22: spin chuck
24: inner cup portion
25: outer cup portion
26: Guard lifting mechanism
31: first nozzle
32: second nozzle
35: fixed nozzle
42: pure water supply
43: organic solvent supply
44: Filler solution supply
45: connection
91: Top surface (on the substrate)
S11 to S19, S21, S22: Step
Claims (13)
a) 상기 내측 컵부의 상단을 상기 외측 컵부의 상단보다 하방에 배치한 제 1 상태에 있어서, 기판 회전 기구에 의해 회전하는 상기 기판의 상방을 향하는 상기 주면에 순수를 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 순수를 상기 외측 컵부의 내측면에 의해 받아내는 공정과,
b) 상기 제 1 상태에 있어서, 소정의 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액을, 회전하는 상기 기판의 상기 주면에 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 혼합액을 상기 외측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정과,
c) 상기 제 1 상태에 있어서, 회전하는 상기 기판의 상기 주면에 상기 유기 용제를 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 유기 용제를 상기 외측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정과,
d) 상기 주면을 덮는 상기 유기 용제의 액막을 상기 주면 상에서 유지하면서, 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 상승시킴으로써 상기 내측 컵부의 내측면이 상기 기판의 주위에 배치된 제 2 상태를 형성하는 공정과,
e) 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 유기 용제보다 비중이 크고, 순수와 섞임으로써 겔화되는 충전재 용액을 상기 주면에 공급함으로써, 상기 주면 상에 상기 충전재 용액을 충전하는 공정을 구비하는, 기판 처리 방법.A substrate processing method in a substrate processing apparatus comprising an outer cup portion surrounding a periphery of a substrate on which a pattern is formed on one main surface, and an inner cup portion disposed inside the outer cup portion,
a) In the first state in which the upper end of the inner cup portion is disposed lower than the upper end of the outer cup portion, while supplying pure water to the main surface facing the upper side of the substrate rotated by the substrate rotating mechanism, scattering from the main surface And the step of receiving the pure water by the inner surface of the outer cup portion,
b) In the first state, while supplying a mixed liquid in which a predetermined organic solvent and pure water are mixed to the main surface of the rotating substrate, the mixed liquid scattered from the main surface is applied by the inner surface of the outer cup portion. The process of getting it,
c) in the first state, while supplying the organic solvent to the main surface of the rotating substrate, receiving the organic solvent scattering from the main surface by the inner surface of the outer cup portion;
d) while maintaining the liquid film of the organic solvent covering the main surface on the main surface, by raising the inner cup portion relative to the substrate, thereby forming a second state in which the inner surface of the inner cup portion is disposed around the substrate. Fairness,
e) In the second state, a specific gravity is greater than that of the organic solvent, and a step of filling the filler solution on the main surface by supplying a filler solution gelled by mixing with pure water is provided on the main surface. .
상기 기판 처리 장치가, 상기 주면에 대향하는 노즐을 추가로 구비하고,
상기 a) 공정에 있어서의 상기 순수, 상기 b) 공정에 있어서의 상기 혼합액, 및, 상기 c) 공정에 있어서의 상기 유기 용제가, 상기 노즐로부터 토출되는, 기판 처리 방법.According to claim 1,
The substrate processing apparatus further includes a nozzle facing the main surface,
The said pure water in the said a) process, the said mixed liquid in the said b) process, and the said organic solvent in the said c) process are discharged from the said nozzle.
상기 b) 공정에 있어서 상기 혼합액에 있어서의 상기 유기 용제의 농도가 서서히 높아지는, 기판 처리 방법.According to claim 2,
In the step b), the concentration of the organic solvent in the mixed solution gradually increases, the substrate processing method.
상기 주면보다 상방의 소정 위치에 고정된 고정 노즐로부터 적어도 상기 혼합액이 토출되고,
상기 고정 노즐로부터의 토출 동작에 병행하여, 상기 a) 공정에 있어서의 상기 순수의 공급, 또는, 상기 a) 공정보다 전에 있어서의 처리액의 공급에 이용된 제 1 노즐이 상기 주면에 대향하는 위치로부터, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 대기 위치로 이동되고, 또한, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐이 상기 주면에 대향하는 위치로 이동되고,
상기 c) 공정에 있어서, 상기 제 2 노즐로부터 상기 유기 용제가 토출되는, 기판 처리 방법.According to claim 1,
At least the mixed liquid is discharged from a fixed nozzle fixed at a predetermined position above the main surface,
In parallel with the discharge operation from the fixed nozzle, the first nozzle used for supplying the pure water in the step a) or the treatment liquid prior to the step a) faces the main surface From, it is moved to a standby position deviating from the upper side of the main surface, and a second nozzle disposed at another standby position deviating from the upper side of the main surface is moved to a position facing the main surface,
In the step c), the organic solvent is discharged from the second nozzle, the substrate processing method.
a) 상기 내측 컵부의 상단을 상기 외측 컵부의 상단보다 하방에 배치한 제 1 상태에 있어서, 기판 회전 기구에 의해 회전하는 상기 기판의 상방을 향하는 상기 주면에, 상기 주면보다 상방의 소정 위치에 고정된 고정 노즐로부터 순수를 연속적으로 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 순수를 상기 외측 컵부의 내측면에 의해 받아내는 공정과,
b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 a) 공정보다 전에 있어서의 처리액의 공급에 이용된 제 1 노즐을 상기 주면에 대향하는 위치로부터, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 대기 위치로 이동시킴과 함께, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐을 상기 주면에 대향하는 위치로 이동시키는 공정과,
c) 상기 제 1 상태에 있어서, 회전하는 상기 기판의 상기 주면에 상기 제 2 노즐로부터 소정의 유기 용제를 공급함과 함께, 상기 주면으로부터 비산하는 상기 유기 용제를 상기 외측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정과,
d) 상기 주면을 덮는 상기 유기 용제의 액막을 상기 주면 상에서 유지하면서, 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 상승시킴으로써 상기 내측 컵부의 내측면이 상기 기판의 주위에 배치된 제 2 상태를 형성하는 공정과,
e) 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 유기 용제보다 비중이 크고, 순수와 섞임으로써 겔화되는 충전재 용액을 상기 주면에 공급함으로써, 상기 주면 상에 상기 충전재 용액을 충전하는 공정을 구비하는, 기판 처리 방법.A substrate processing method in a substrate processing apparatus comprising an outer cup portion surrounding a periphery of a substrate on which a pattern is formed on one main surface, and an inner cup portion disposed inside the outer cup portion,
a) In the first state in which the upper end of the inner cup portion is disposed lower than the upper end of the outer cup portion, fixed to the main surface facing upward of the substrate rotated by the substrate rotating mechanism at a predetermined position above the main surface. A step of continuously supplying pure water from the fixed nozzle and receiving the pure water scattered from the main surface by the inner surface of the outer cup part,
b) In parallel with the step a), the first nozzle used for the supply of the treatment liquid prior to the step a) is moved from a position facing the main surface to a standby position away from above the main surface. , A process of moving the second nozzle disposed at a different waiting position away from the upper surface of the main surface to a position facing the main surface,
c) In the first state, while supplying a predetermined organic solvent from the second nozzle to the main surface of the rotating substrate, the organic solvent scattering from the main surface is received by the inner surface of the outer cup portion. The process of making,
d) while maintaining the liquid film of the organic solvent covering the main surface on the main surface, by raising the inner cup portion relative to the substrate, thereby forming a second state in which the inner surface of the inner cup portion is disposed around the substrate. Fairness,
e) In the second state, a specific gravity is greater than that of the organic solvent, and a step of filling the filler solution on the main surface by supplying a filler solution gelled by mixing with pure water is provided on the main surface. .
패턴이 형성된 기판의 주면을 상방을 향하게 한 상태에서 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
상기 기판 유지부를 상기 기판과 함께 회전시키는 기판 회전 기구와,
상기 기판의 주위를 둘러싸는 외측 컵부와,
상기 외측 컵부의 내측에 배치되는 내측 컵부와,
상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 승강시키는 승강 기구와,
순수를 상기 주면에 공급하는 순수 공급부와,
소정의 유기 용제와 순수를 혼합한 혼합액을 상기 주면에 공급하는 혼합액 공급부와,
상기 유기 용제를 상기 주면에 공급하는 유기 용제 공급부와,
상기 유기 용제보다 비중이 크고, 순수와 섞임으로써 겔화되는 충전재 용액을 상기 주면에 공급하는 충전재 용액 공급부와,
상기 내측 컵부의 상단을 상기 외측 컵부의 상단보다 하방에 배치한 제 1 상태에 있어서, 상기 기판 회전 기구에 의해 회전하는 상기 기판의 상기 주면에, 상기 순수 공급부, 상기 혼합액 공급부 및 상기 유기 용제 공급부에 의해 상기 순수, 상기 혼합액 및 상기 유기 용제를 순서대로 공급시키면서, 상기 주면으로부터 비산하는 액이 상기 외측 컵부의 내측면에 의해 받아내어지고, 그 후, 상기 주면을 덮는 상기 유기 용제의 액막을 상기 주면 상에서 유지하면서, 상기 승강 기구에 의해 상기 내측 컵부를 상기 기판에 대해 상대적으로 상승시킴으로써 상기 내측 컵부의 내측면이 상기 기판의 주위에 배치된 제 2 상태를 형성하고, 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 충전재 용액 공급부에 의해 상기 주면에 상기 충전재 용액을 공급시킴으로써, 상기 주면 상에 상기 충전재 용액을 충전하는 제어부를 구비하는, 기판 처리 장치.A substrate processing apparatus,
A substrate holding portion for holding the substrate in a state where the main surface of the substrate on which the pattern is formed is facing upward;
A substrate rotating mechanism for rotating the substrate holding portion together with the substrate,
An outer cup portion surrounding the substrate;
An inner cup portion disposed inside the outer cup portion,
An elevating mechanism for elevating the inner cup portion relative to the substrate;
A pure water supply unit that supplies pure water to the main surface,
A mixed liquid supply unit for supplying a mixed liquid obtained by mixing a predetermined organic solvent and pure water to the main surface;
An organic solvent supply unit supplying the organic solvent to the main surface,
A filler solution supply unit having a specific gravity greater than that of the organic solvent and supplying a filler solution gelled by mixing with pure water to the main surface;
In the first state in which the upper end of the inner cup portion is disposed below the upper end of the outer cup portion, on the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating mechanism, the pure water supply unit, the mixed liquid supply unit, and the organic solvent supply unit By supplying the pure water, the mixed solution, and the organic solvent in order, the liquid scattering from the main surface is taken out by the inner surface of the outer cup portion, and thereafter, the liquid film of the organic solvent covering the main surface is the main surface. While maintaining the image, the inner cup portion is raised relative to the substrate by the lifting mechanism to form a second state in which the inner surface of the inner cup portion is disposed around the substrate, and in the second state, the And a control unit for filling the filler solution on the main surface by supplying the filler solution to the main surface by a filler solution supply unit.
상기 주면에 대향하는 노즐을 추가로 구비하고,
상기 순수 공급부로부터의 상기 순수, 상기 혼합액 공급부로부터의 상기 혼합액, 및, 상기 유기 용제 공급부로부터의 상기 유기 용제가, 상기 노즐로부터 토출되는, 기판 처리 장치.The method of claim 6,
It is further provided with a nozzle facing the main surface,
The pure water from the pure water supply unit, the mixed liquid from the mixed liquid supply unit, and the organic solvent from the organic solvent supply unit are discharged from the nozzle.
상기 혼합액 공급부가, 상기 혼합액을 상기 주면에 공급할 때에, 상기 혼합액에 있어서의 상기 유기 용제의 농도를 서서히 높이는, 기판 처리 장치.The method of claim 7,
When the mixed liquid supply unit supplies the mixed liquid to the main surface, the substrate processing apparatus gradually increases the concentration of the organic solvent in the mixed liquid.
상기 주면보다 상방의 소정 위치에 고정된 고정 노즐로부터 적어도 상기 혼합액이 토출되고,
상기 제어부의 제어에 의해, 상기 고정 노즐로부터의 토출 동작에 병행하여, 상기 순수의 공급, 또는, 상기 순수의 공급보다 전에 있어서의 처리액의 공급에 이용된 제 1 노즐이 노즐 이동 기구에 의해 상기 주면에 대향하는 위치로부터, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 대기 위치로 이동되고, 또한, 상기 주면의 상방으로부터 벗어난 다른 대기 위치에 배치된 제 2 노즐이 다른 노즐 이동 기구에 의해 상기 주면에 대향하는 위치로 이동되고,
상기 유기 용제의 공급에 있어서, 상기 제 2 노즐로부터 상기 유기 용제가 토출되는, 기판 처리 장치.The method of claim 6,
At least the mixed liquid is discharged from a fixed nozzle fixed at a predetermined position above the main surface,
Under the control of the control unit, in parallel with the discharge operation from the fixed nozzle, the first nozzle used for the supply of the pure water or the supply of the processing liquid prior to the supply of the pure water is the nozzle moving mechanism. From the position facing the main surface, the second nozzle is moved to a standby position deviating from the upper side of the main surface, and the second nozzle disposed at another standby position deviating from the upper side of the main surface is moved to a position facing the main surface by another nozzle moving mechanism. Being moved,
A substrate processing apparatus for supplying the organic solvent, wherein the organic solvent is discharged from the second nozzle.
상기 제 2 상태에 있어서, 회전하는 상기 기판의 상기 주면으로부터 비산하는 상기 충전재 용액을 상기 내측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내는 공정을 추가로 구비하는 기판 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
In the second state, the substrate processing method further comprising a step of receiving the filler solution scattered from the main surface of the rotating substrate by the inner surface of the inner cup portion.
상기 제 1 상태에 있어서, 상기 외측 컵부의 상기 내측면에서 받아내어진 상기 순수, 상기 혼합액 및 상기 유기 용제를 외부에 배출하는 경로와, 상기 제 2 상태에 있어서, 상기 내측 컵부의 상기 내측면에서 받아내어진 상기 충전재 용액을 외부에 배출하는 경로가 상이한 기판 처리 방법.The method of claim 10,
In the first state, the path for discharging the pure water, the mixed solution and the organic solvent received from the inner surface of the outer cup part to the outside, and in the second state, from the inner surface of the inner cup part A method of treating a substrate having different paths for discharging the received filler solution to the outside.
상기 제 2 상태에 있어서, 회전하는 상기 기판의 상기 주면으로부터 비산하는 상기 충전재 용액이 상기 내측 컵부의 상기 내측면에 의해 받아내어지는 기판 처리 장치.The method according to any one of claims 6 to 9,
In the second state, a substrate processing apparatus in which the filler solution scattering from the main surface of the rotating substrate is received by the inner surface of the inner cup portion.
상기 제 1 상태에 있어서, 상기 외측 컵부의 상기 내측면에서 받아내어진 상기 순수, 상기 혼합액 및 상기 유기 용제를 외부에 배출하는 외측 배액 라인과,
상기 제 2 상태에 있어서, 상기 내측 컵부의 상기 내측면에서 받아내어진 상기 충전재 용액을 외부에 배출하는 내측 배액 라인을 추가로 구비하는 기판 처리 장치.The method of claim 12,
In the first state, the outer drain line for discharging the pure water, the mixed solution and the organic solvent received from the inner surface of the outer cup portion to the outside,
In the second state, the substrate processing apparatus further comprises an inner drain line for discharging the filler solution received from the inner surface of the inner cup portion to the outside.
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