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KR20080029779A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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KR20080029779A
KR20080029779A KR1020070081063A KR20070081063A KR20080029779A KR 20080029779 A KR20080029779 A KR 20080029779A KR 1020070081063 A KR1020070081063 A KR 1020070081063A KR 20070081063 A KR20070081063 A KR 20070081063A KR 20080029779 A KR20080029779 A KR 20080029779A
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KR
South Korea
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liquid
solvent
substrate surface
surface tension
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KR1020070081063A
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Inventor
카츠히코 미야
아키라 이즈미
Original Assignee
다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

[과제] 처리액으로 젖은 기판표면을 ＩＰＡ 등의 저표면장력용제(低表面張力溶劑)를 이용하여 건조시키는 기판처리장치 및 기판처리방법에 있어서, 기판표면에 워터마크가 발생하는 것을 방지하면서 기판표면을 양호하게 건조시킨다.
[해결수단] 간극공간(ＳＰ)에 질소가스를 공급하면서 차단부재(9)에 설치된 린스액토출구(96a)로부터 린스액(ＤＩＷ)을 토출시켜 기판표면(Ｗｆ)에 대해 린스처리를 실시함과 동시에, 간극공간(ＳＰ)에 질소가스를 공급하면서 차단부재(9)에 설치된 혼합액토출구(97a)로부터 혼합액(ＩＰＡ+ＤＩＷ)을 토출시켜 기판표면(Ｗｆ)에 부착되어 있는 린스액을 혼합액으로 치환한다. 이 때문에, 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 린스액이 혼합액으로 치환될 때에, 혼합액의 용존산소농도가 상승하는 것을 억제할 수 있어, 기판표면(Ｗｆ)에 산화막이 형성된다든지, 워터마크가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 기판표면에 처리액을 공급하여 그 기판표면에 대해 소정의 습식처리를 실시한 후, 처리액으로 젖은 기판표면을 건조시키는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다. 또한, 건조처리대상이 되는 기판으로는, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 글라스 기판, 액정표시용 글라스 기판, 플라즈마 표시용 글라스 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기(光磁氣) 디스크용 기판 등이 포함된다.
약액에 의한 약액처리 및 순수(純水) 등의 린스액에 의한 린스처리가 행해진 후, 기판표면에 부착되는 린스액을 제거하기 위해, 수많은 건조방법이 종래부터 제안되어 있다. 그 중 하나로서, 순수보다도 표면장력이 낮은 ＩＰＡ(이소프로필 알코올) 등의 유기용제성분을 포함하는 액체(저표면장력용제(低表面張力溶劑))를 이용한 건조방법이 알려져 있다. 이 건조방법으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 건조방법이 있다. 이 건조방법을 실행하는 기판처리장치에서는, 기판표면에 대해 불화수소산처리를 행한 후, 순수를 기판표면에 공급하여 세정처리(린스처 리)를 하고 있다. 이어서, 순수의 공급정지 후에 도중에 끊어지는 일 없이 혹은 순수를 공급하고 있는 도중(途中)으로부터 기판의 표면에 ＩＰＡ를 공급하고 있다. 이에 의해, 기판표면상의 순수에 ＩＰＡ가 용해하여 순수가 ＩＰＡ에 의해 치환된다. 그 후, 기판이 고속회전됨으로써 기판표면으로부터 ＩＰＡ가 제거되어, 기판표면의 건조처리가 행해진다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 레지스트 현상(現像)방법에서는, 다음과 같이 하여 기판표면상의 미세한 먼지의 양의 저감(低減)을 꾀하면서 기판표면을 건조시키고 있다. 먼저, 레지스트 현상 후에 순수를 기판에 공급하여 순수세정(린스처리)을 행한다. 그 후, 용량비로 10％ 정도의 ＩＰＡ를 포함한 순수(ＩＰＡ수용액)를 기판에 공급하여 기판의 세정을 행한다. 이어서, 기판을 고속회전시키면서 기판을 스핀건조시킨다.
특허문헌 1 특개평 9-38595호 공보(도 5)
특허문헌 2 특개평 3-209715호 공보(도 1)
그런데, 린스처리 후에 기판표면상의 순수를 ＩＰＡ 또는 ＩＰＡ수용액으로 치환시키기 위해서는, 기판표면의 각부(各部)에 ＩＰＡ 또는 ＩＰＡ수용액을 보내줄 필요가 있다. 이 때문에, ＩＰＡ 또는 ＩＰＡ수용액에 의한 치환처리가 실행되면, 기판표면에 부착되는 순수의 각부에 그 순수보다도 표면장력이 낮은 액체(저표면장력용제)가 보내지는 것이 된다. 그렇게 하면, 기판표면상의 각부에서 순 수(純水)와 저표면장력용제(低表面張力溶劑) 사이의 표면장력 차이에 의해 대류(마란고니 대류)가 일어나게 된다. 이에 의해, 기판표면상의 액체의 교반(攪拌)이 조장되어, 기판표면상의 액체가 기판표면의 주위 분위기(공기)에 드러나는 기회가 증가한다. 그 결과, 치환처리의 진행과 함께 기판표면에 부착되는 액체(ＩＰＡ 또는 ＩＰＡ수용액)의 용존산소농도가 높아지고, 기판표면의 전부 또는 일부가 산화하여, 기판표면에 산화막이 형성된다든지, 워터마크가 발생한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 된 것으로서, 처리액으로 젖은 기판표면을 ＩＰＡ 등의 저표면장력용제를 이용하여 건조시키는 기판처리장치 및 기판처리방법에 있어서, 기판표면에 워터마크가 발생하는 것을 방지하면서 기판표면을 양호하게 건조시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판표면에 처리액을 공급하여 그 기판표면에 대해 소정의 습식처리(濕式處理)를 실시한 후, 처리액보다도 표면장력이 낮은 저표면장력용제를 기판표면에 공급하고 나서 그 저표면장력용제를 기판표면으로부터 제거함으로써 기판표면을 건조시키는 기판처리장치로서, 상기목적을 달성하기 위해, 기판을 거의 수평자세로 지지하는 기판지지수단과, 기판지지수단에 지지된 기판을 소정의 회전축 주위로 회전시키는 기판회전수단과, 기판지지수단에 지지된 기판의 표면중앙부로 처리액 및 저표면장력용제를 각각 토출하는 처리액토출구 및 용제토출구를 가지며, 기판표면에 대향(對向)하면서 기판표면으로부터 이간(離間) 배치된 차단부재와, 차 단부재와 기판표면과의 사이에 형성되는 간극(間隙)공간에 불활성 가스를 공급하는 가스공급수단과를 구비하고, 가스공급수단으로부터 불활성 가스를 간극공간에 공급하면서 처리액토출구로부터 처리액을 토출시켜 습식처리를 실행함과 동시에, 가스공급수단으로부터 불활성 가스를 간극공간에 공급하면서 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출시켜 기판표면에 부착되어 있는 처리액을 저표면장력용제로 치환시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 상기 목적을 달성하기 위해, 거의 수평자세로 지지된 기판의 표면중앙부로 처리액 및 그 처리액보다도 표면장력이 낮은 저표면장력용제를 각각 토출하는 처리액토출구 및 용제토출구를 가지는 차단부재를 기판표면에 대향하면서 기판표면으로부터 이간 배치시키는 차단부재배치공정과, 기판을 회전시키면서 기판표면에 처리액토출구로부터 처리액을 토출시켜 기판표면에 대해 소정의 습식처리를 실시하는 습식처리공정과, 기판을 회전시키면서 처리액으로 젖은 기판표면에 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출시켜 기판표면에 부착되어 있는 처리액을 저표면장력용제로 치환시키는 치환공정과, 치환공정 후에 저표면장력용제를 기판표면으로부터 제거하여 그 기판표면을 건조시키는 건조공정과를 구비하고, 습식처리공정 및 치환공정에서는, 차단부재배치공정에서 배치된 차단부재와 기판표면과의 사이에 형성되는 간극공간에 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 구성된 발명(기판처리장치 및 방법)에서는, 차단부재를 기판표면에 대향하면서 기판표면으로부터 이간 배치하고, 차단부재와 기판표면과의 사이에 형 성되는 간극공간에 불활성 가스를 공급하고 있다. 그리고, 간극공간에 불활성 가스를 공급하면서 차단부재에 설치된 처리액토출구로부터 처리액을 토출시켜 소정의 습식처리를 실행함과 동시에, 간극공간에 불활성 가스를 공급하면서 차단부재에 설치된 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출시켜 기판표면에 부착되어 있는 처리액을 저표면장력용제로 치환하고 있다. 따라서, 기판표면의 주위 분위기를 저(低)산소농도 분위기로 유지하면서 처리액에 의한 습식처리와 저표면장력용제에 의한 치환처리가 실행된다. 이 때문에, 기판표면에 부착되는 처리액이 저표면장력용제로 치환될 때에, 기판표면의 주위 분위기로부터 저표면장력용제로의 산소의 용해를 줄일 수 있다. 그 결과, 저표면장력용제의 용존산소 농도의 상승을 억제할 수 있어, 기판표면에 산화막이 형성된다든지, 워터마크가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 차단부재를 기판표면에 대향시키면서 간극공간을 불활성 가스 분위기로 하고 있으므로, 기판표면으로부터 제거된 처리액 또는 저표면장력용제가 기판표면으로 다시 튀어 오르는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 기판표면으로의 파티클 부착을 줄일 수 있다.
여기서, 불활성 가스를 간극공간에 공급하면서 기판을 회전시켜 기판표면에 부착되어 있는 저표면장력용제를 기판표면으로부터 털어내어 기판표면을 건조시켜도 좋다. 이에 의해, 기판의 건조속도를 향상시킴과 동시에, 기판건조시의 기판표면의 주위 분위기의 산소농도를 줄여 워터마크 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 차단부재를 기판표면에 대향하면서 간극공간을 불활성 가스 분위기로 한 상태에서 일련의 처리(습식처리, 치환처리 및 건조처리)를 실행할 수 있으므로, 패턴 도괴(倒壞)를 방지하면서, 워터마크 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 간극공간에 불활성 가스를 공급하기 위해, 가스공급수단으로부터의 불활성 가스를 기판표면의 중앙부를 향해 토출하는 가스토출구를 차단부재에 설치해도 좋다. 이와 같이 차단부재에 가스토출구를 설치함으로써, 차단부재로부터 기판표면의 중앙부를 향해 각각, 처리액, 저표면장력용제 및 불활성 가스를 토출하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 차단부재를 기판표면에 대향(對向) 배치(配置)한 상태에서 간극공간에 불활성 가스를 공급하면서 습식처리 및 치환처리를 연속해서 실행할 수 있다.
또한, 저표면장력용제에 의한 치환 후(後)로서 기판표면의 건조 전(前)에, 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출시켜 기판표면 전체에 패들 형상의 저표면장력용제에 의한 용제층(溶劑層)을 형성하고, 또한 가스토출구로부터 기판의 표면중앙부로 불활성 가스를 토출시켜 용제층의 중앙부에 홀을 형성함과 동시에 홀을 기판의 둘레방향(端緣方向)으로 확대시켜도 좋다. 이 구성에 따르면, 기판건조시에 기판의 표면중앙부에 저표면장력용제가 물방울 형태로 남아, 줄무늬 형태 파티클로 되어 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판을 회전시켜 기판표면에 부착되는 저표면장력용제를 제거하여 건조시킬 때에는, 저표면장력용제에 작용하는 원심력은 기판의 표면중앙부에 위치하는 저표면장력용제(低表面張力溶劑)일수록 작아, 기판의 표면 가장자리부터 건조되어 간다. 이때, 기판의 표면중앙부로부터 그 주위에 걸쳐 물방울(液滴)이 남고, 그 물방울이 기판의 둘레방향으로 흘러, 이 물방울의 이동자국으로 워터마크가 발생해 버리는 경우가 있었다. 이에 대해, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 기판표면의 건조 전에 미리 기판표면에 형성한 패들 형상의 저표면장력용제에 의한 용제층의 중앙부에 홀을 형성하여 그 홀을 확대시켜 감으로써 기판의 표면중앙부에 위치하는 저표면장력용제를 배제하고 있으므로, 워터마크의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 처리액토출구, 용제토출구 및 가스토출구에 대해 지름방향 외측에, 게다가 처리액토출구, 용제토출구 및 가스토출구를 둘러싸도록 환상(環狀)으로 형성되는 외측 가스토출구를 차단부재에 설치하여, 그 외측 가스토출구로부터 간극공간에 가스공급수단으로부터의 불활성 가스를 공급해도 좋다. 이 구성에 따르면, 기판표면을 향해 불활성 가스를 토출하는 2종류의 가스토출구가 차단부재에 설치되어 있으므로, 예를 들면 다음과 같이 하여 불활성 가스의 용도에 따라 적절한 유량 및 유속으로 불활성 가스를 기판표면을 향해 공급할 수 있다. 즉, (1) 기판표면의 주위 분위기를 불활성 가스 분위기로 유지하기 위해서는, 기판표면상의 액체를 불어내는 일이 없도록 비교적 대유량(大流量)인 동시에 저속(低速)으로 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 다른 한편으로, (2) 기판표면상의 저표면장력용제에 의한 용제층을 기판표면으로부터 제거할 때에는, 기판의 표면중앙부에 비교적 소유량(小流量)인 동시에 고속으로 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 따라서, 2종류의 가스토출구, 즉 기판의 표면중앙부를 향해 불활성 가스를 토출하는 가스토출구와, 그 가스토출구에 대해 지름방향 외측에, 게다가 환상으로 형성되어 간극공간에 불활성 가스를 공급하는 외측 가스토출구를 차단부재에 설치함으로써, 서로 유량 및 유속이 다른 불활성 가스를 각 토출구로부터 토출시킬 수 있다. 이 때문에, 상기 (1) 및 (2)의 어느 쪽의 경우에도, 적절한 유량 및 유속으로 불활성 가스를 기판표면을 향해 공급할 수 있다.
또한, 처리액에 의한 습식처리(습식처리공정) 후로서 저표면장력용제에 의한 치환(치환공정) 전에, 불활성 가스를 간극공간에 공급하면서 기판을 회전시키면서 기판표면에 부착되어 있는 처리액의 일부를 남기고 대부분을 기판표면으로부터 털어내어 제거한 후에, 차단부재의 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 저표면장력용제에 의한 치환(치환공정)에 앞서, 기판표면에 부착되어 있는 처리액의 일부를 남기고 대부분이 제거됨으로써, 기판표면에 미세 패턴이 형성되어 있었다고 해도, 패턴 간극 내부로 저표면장력용제를 효율 좋게 스며들게 할 수 있다. 즉, 패턴 간극에 저표면장력용제를 보내준 후에 장해로 되어 있던 처리액의 대부분이 기판표면으로부터 제거됨으로써, 저표면장력용제를 고효율로 패턴 간극 내부까지 스며들게 할 수 있다. 이에 의해, 기판건조시에 패턴 간극에 발생하는 부압(負壓)을 저하시켜, 패턴 도괴를 유효하게 방지할 수 있다. 다른 한편으로, 이와 같이 기판표면상의 처리액의 대부분을 기판표면으로부터 제거했을 경우에는, 기판표면상의 처리액의 액막(液膜)의 두께가 얇아진다든지, 심지어는 기판표면의 일부가 노출되는 경우가 있다. 이때, 기판표면의 주위 분위기의 산소농도가 높으면, 주위 분위기로부터 처리액으로의 산소의 용해에 의해 처리액 중의 용존산소 농도가 급격하게 높아져, 기판표면이 산화하기 쉬워진다. 또한, 기판표면의 일부가 노출된 경우에는, 기판표면이 주위 분위기에 직접적으로 드러나 산화해 버리는 경우가 있다. 이에 대해, 본 발명에 따르면, 간극공간을 불 활성 가스 분위기로 한 상태에서 기판표면상의 처리액의 대부분을 기판표면으로부터 제거하고 있으므로, 기판표면상의 처리액 중의 용존산소 농도가 급격하게 상승하는 것을 억제할 수 있어, 기판표면의 산화나 워터마크 발생을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 기판표면의 일부가 노출된 경우에서도 기판표면의 주위 분위기가 불활성 가스 분위기로 컨트롤 되어 있으므로 기판표면이 직접적으로 산화하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 용제토출구의 입구지름(口徑)은, 처리액토출구의 입구지름보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 다음과 같은 단점의 발생을 방지할 수 있다. 즉, 저표면장력용제는 처리액에 비교하여 표면장력이 낮다. 이 때문에, 처리액 토출용으로 형성된 입구지름과 동일한 입구지름의 용제토출구로부터 저표면장력용제를 토출할 경우에는, 저표면장력용제의 토출정지 후, 저표면장력용제가 용제토출구로부터 낙하할 우려가 있다. 이에 대해, 본 발명과 같이, 저표면장력용제 토출용으로 용제토출구의 입구지름을 처리액토출구의 입구지름보다 작게 형성함으로써, 용제토출구로부터 저표면장력용제가 낙하한다고 하는 단점을 방지할 수 있다.
또한, 차단부재 중 기판표면과 대향하는 기판대향면을 기판의 회전축 주위로 회전시켜도 좋다. 이 구성에 따르면, 간극공간으로 말려 들어가는 기류가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습식처리나 치환처리를 실행할 때에, 미스트 형태의 처리액이나 저표면장력용제가 간극공간에 침입하여 기판표면에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 습식처리나 치환처리를 실행할 때에, 기판대향면을 회전시킴으로써 기판대향면에 부착되는 처리액이나 저표면장력용제를 털어내어, 기판대향면에 처리액이나 저표면장력용제가 체류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 처리액과 동일한 조성의 액체 또는 처리액과 주성분이 동일한 액체와, 그 액체에 용해하여 표면장력을 저하시키는 유기용제성분이 혼합된 혼합액(이하, 단지 「혼합액」이라고 한다.)을 저표면장력용제로 하여 용제토출구로부터 토출시켜도 좋다. 이와 같은 혼합액을 이용하는 경우에는, 혼합액 중의 유기용제성분의 체적백분율(이하 「유기용제성분농도』라고 한다.)이 50％ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 100％의 유기용제성분을 기판표면에 공급하는 경우에 비교하여 유기용제성분의 소비량을 억제할 수 있다. 이 경우, 유기용제성분농도가 50％ 이하이기 때문에, 패턴 간극에 존재하는 유기용제성분의 양은 100％의 유기용제성분을 이용한 치환처리보다도 적어지게 된다. 그렇지만, 후술하는 실험결과에 나타내는 바와 같이, 만일 유기용제성분농도를 50％보다 크게 한 경우에도 혼합액의 표면장력에 큰 저하는 보이지 않아, 패턴 도괴를 일으키는 힘에 관해서 큰 감소는 예상할 수 없다. 따라서, 상기한 바와 같이 유기용제성분농도를 설정함으로써, 유기용제성분의 소비량을 억제하면서 패턴 도괴를 효율 좋게 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 관점으로부터 유기용제성분농도를 5％ 이상이면서 10％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 이용되는「저표면장력용제」로서는, 상기한 혼합액 외에, 100％의 유기용제성분을 이용할 수 있다. 또한, 저표면장력용제로서 유기용제성분을 포함하는 용제 대신에, 계면활성제(界面活性劑)를 필수적으로 포함하는 용제 를 이용해도 좋다. 여기서,「유기용제성분」로서는 알코올계 유기용제를 이용할 수 있다. 알코올계 유기용제로서는, 안전성, 가격 등의 관점으로부터 이소프로필 알코올, 에틸알코올 또는 메틸알코올을 이용할 수 있지만, 특히 이소프로필 알코올(ＩＰＡ)이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 처리액에 의한 습식처리와 저표면장력용제에 의한 치환처치(置換處置)가 실행되는 사이, 차단부재를 기판표면에 대향하면서 이간 배치하여, 차단부재와 기판표면과의 사이에 형성되는 간극공간으로 불활성 가스를 공급하고 있다. 이 때문에, 기판표면에 부착되는 처리액이 저표면장력용제로 치환될 때에, 기판표면의 주위 분위기로부터 저표면장력용제로의 산소의 용해가 줄어들어, 저표면장력용제의 용존산소 농도를 저하시킬 수 있다. 그 결과, 기판표면에 산화막이 형성된다든지, 워터마크가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 차단부재를 기판표면에 대향시키면서 간극공간을 불활성 가스 분위기로 하고 있으므로, 처리액 또는 저표면장력용제의 기판표면으로의 튀어 오르기가 억제되어, 기판표면에의 파티클 부착을 줄일 수 있다.
<제1실시형태>
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 제1실시형태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 기판처리장치의 주요 제어구성을 나타내는 블록도이다. 이 기판처리장치는 반도체 웨이퍼 등의 기판(Ｗ)의 표면(Ｗｆ)에 부착되어 있는 불필 요한 물질을 제거하기 위한 세정처리에 이용되는 매엽식(枚葉式)의 기판처리장치이다. 더 구체적으로는, 기판표면(Ｗｆ)에 대해 불화수소산 등의 약액에 의한 약액처리 및 순수나 ＤＩＷ(deionized water) 등의 린스액에 의한 린스처리를 실시한 후, 린스액으로 젖은 기판표면(Ｗｆ)을 건조시키는 장치이다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판표면(Ｗｆ)이란 poly-Si 등으로 이루어지는 디바이스 패턴이 형성된 패턴 형성면을 말한다.
이 기판처리장치는, 기판표면(Ｗｆ)을 상방(上方)을 향한 상태로 기판(Ｗ)을 거의 수평자세로 지지하여 회전시키는 스핀척(1)과, 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 표면(Ｗｆ)을 향해 약액을 토출하는 약액토출노즐(3)과, 스핀척(1)의 상방위치에 배치된 차단부재(9)를 구비하고 있다.
스핀척(1)은, 회전지축(回轉支軸)(11)이 모터를 포함하는 척회전기구(13)의 회전축에 연결되어 있어, 척회전기구(13)의 구동에 의해 회전축(Ｊ)(연직축) 주위로 회전가능하게 되어 있다. 이들 회전지축(11), 척회전기구(13)는, 원통 형상의 케이싱(2) 내에 수용되어 있다. 회전지축(11)의 상단부에는, 원반(圓盤) 형태의 스핀베이스(15)가 일체적으로 나사 등의 체결부품에 의해 연결되어 있다. 따라서 장치 전체를 제어하는 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 따라 척회전기구(13)를 구동시킴으로써 스핀베이스(15)가 회전축(Ｊ) 주위로 회전한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 척회전기구(13)가 본 발명의「기판회전수단」으로 기능한다.
스핀베이스(15)의 주연부(周緣部) 부근에는, 기판(Ｗ)의 주연부를 붙잡기 위한 복수 개의 척핀(17)이 입설(立設)되어 있다. 척핀(17)은, 원형의 기판(Ｗ)을 확실하게 지지하기 위해 3개 이상 설치되어 있으면 좋고, 스핀베이스(15)의 주연부를 따라 등각도(等角度) 간격으로 배치되어 있다. 척핀(17)의 각각은, 기판(Ｗ)의 주연부를 하방(下方)으로부터 지지하는 기판지지부와, 기판지지부에 지지된 기판(Ｗ)의 외주단면(外周端面)을 눌러 기판(Ｗ)를 지지하는 기판지지부를 구비하고 있다. 각(各) 척핀(17)은, 기판지지부가 기판(Ｗ)의 외주단면을 누르는 누름상태(押壓狀態)와, 기판지지부가 기판(Ｗ)의 외주단면으로부터 떨어지는 해방상태와의 사이를 전환가능하게 구성되어 있다.
스핀베이스(15)에 대해 기판(Ｗ)이 주고받기 될 때에는, 복수 개의 척핀(17)을 해방상태(解放狀態)로 하고, 기판(Ｗ)에 대해서 세정처리를 행하는 때에는, 복수 개의 척핀(17)을 누름상태로 한다. 누름상태로 함으로써, 복수 개의 척핀(17)은 기판(Ｗ)의 주연부를 붙잡아 그 기판(Ｗ)을 스핀베이스(15)로부터 소정 간격을 사이에 두고 거의 수평자세로 지지할 수 있다. 이에 의해, 기판(Ｗ)은 그 표면(패턴 형성면)(Ｗｆ)을 상방을 향해, 이면(裏面)(Ｗb)을 하방을 향한 상태로 지지된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 척핀(17)이 본 발명의「기판지지수단」으로 기능한다. 또한, 기판지지수단으로는 척핀(17)에 한하지 않고, 기판 이면(裏面)(Ｗb)을 흡인하여 기판(Ｗ)을 지지하는 진공(眞空) 척을 이용해도 좋다.
약액토출노즐(3)은, 약액밸브(31)를 통해 약액공급원과 접속되어 있다. 이 때문에, 제어유닛(4)으로부터의 제어지령에 기초하여 약액밸브(31)가 개폐되면, 약액공급원으로부터 약액이 약액토출노즐(3)을 향해 압송되어, 약액토출노즐(3)로부터 약액이 토출된다. 또한, 약액으로는 불화수소산 또는 BHF(버퍼드 불화수소산) 등이 이용될 수 있다. 또한, 약액토출노즐(3)에는 노즐 이동기구(33)(도 2)가 접속되고 있어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 따라 노즐 이동기구(33)가 구동됨으로써, 약액토출노즐(3)을 기판(Ｗ)의 회전중심의 상방의 토출위치와 토출위치로부터 옆으로 퇴피(退避)한 대기위치와의 사이에서 왕복이동시킬 수 있다.
차단부재(9)는, 판상(板狀)부재(90)와, 내부가 중공(中空)으로 마무리되어, 판상부재(90)를 지지하는 회전지축(91)과, 회전지축(91)의 중공부에 삽입통과된 내삽축(內揷軸)(95)을 가지고 있다. 판상부재(90)는, 중심부에 개구부를 가지는 원반 형상의 부재로서, 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 표면(Ｗｆ)에 대향(對向) 배치되어 있다. 판상부재(90)는, 그 하면(저면)(90a)이 기판표면(Ｗｆ)과 거의 평행하게 대향하는 기판대향면으로 되어 있으며, 그 평면 사이즈는 기판(Ｗ)의 지름과 동등 이상의 크기로 형성되어 있다. 판상부재(90)는 거의 원통 형상을 가지는 회전지축(91)의 하단부에 거의 수평으로 설치되어 있으며, 회전지축(91)은 수평방향으로 뻗은 아암(92)에 의해 기판(Ｗ)의 중심을 지나는 회전축(Ｊ) 주위로 회전가능하게 지지되어 있다. 내삽축(95)의 외주면과 회전지축(91)의 내주면 사이에는 베어링(도시하지 않음)이 끼워져 설치되어 있다. 아암(92)에는, 차단부재 회전기구(93)와 차단부재 승강기구(94)가 접속되어 있다.
차단부재 회전기구(93)는, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 따라 회전지축(91)을 회전축(Ｊ) 주위로 회전시킨다. 회전지축(91)이 회전시켜지면, 판상부 재(90)가 회전지축(91)과 함께 일체적으로 회전한다. 차단부재 회전기구(93)는, 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 회전에 따라 기판(Ｗ)과 같은 회전방향이면서 거의 같은 회전속도로 판상부재(90)(하면90a)를 회전시키도록 구성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 차단부재 회전기구(93)가 본 발명의「차단부재 회전수단」으로 기능한다.
또한, 차단부재 승강기구(94)는, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 따라 차단부재(9)를 스핀베이스(15)에 근접하여 대향시킨다든지, 반대로 이간(離間)시키는 것이 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 제어유닛(4)은 차단부재 승강기구(94)를 작동시킴으로써, 기판처리장치에 대해 기판(Ｗ)을 반입·반출시킬 때에는, 스핀척(1)의 상방의 이간위치로 차단부재(9)를 상승시킨다. 다른 한편으로, 기판(Ｗ)에 대해 소정의 처리를 할 때에는, 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 표면(Ｗｆ)의 극히 근방에 설정된 소정의 대향위치(도 1에 나타내는 위치)까지 차단부재(9)를 하강시킨다. 본 실시형태에서는, 린스처리가 개시되고 나서 차단부재(9)를 이간위치로부터 대향위치로 하강시켜, 건조처리가 완료할 때까지 계속해서 차단부재(9)를 대향위치에 위치시킨다.
도 3은 도 1의 기판처리장치에 장비된 차단부재의 요부를 나타내는 종단면도이다. 또한, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도(횡단면도)이다. 회전지축(91)의 중공부에 내삽된 내삽축(95)은, 횡단면이 원형으로 형성되어 있다. 이것은, 내삽축(95)(비회전측 부재)과 회전지축(91)(회전측 부재) 사이의 간격을 전(全) 둘레에 걸쳐 균등하게 하기 위해서이며, 그 사이에 씰 가스를 도입함으로써 내삽축(95)과 회전지축(91)과의 사이를 외부로부터 씰링된 상태로 하고 있다. 내삽축(95)에는 3개의 유체공급로가 연직축 방향으로 뻗도록 형성되어 있다. 즉, 린스액의 통로 로 되는 린스액공급로(96), 린스액과 동일 조성의 액체와 그 액체에 용해하여 표면장력을 저하시키는 유기용매성분이 혼합된 혼합액(본 발명의「저표면장력용제」에 상당)의 통로로 되는 혼합액공급로(97) 및 질소가스 등의 불활성 가스의 통로로 되는 가스공급로(98)가 내삽축(95)에 형성되어 있다. 린스액공급로(96), 혼합액공급로(97) 및 가스공급로(98)는 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌)으로 이루어지는 내삽축(95)에 각각, PFA(퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체)제의 튜브(96b, 97b, 98b)를 축방향으로 삽입함으로써 형성되어 있다.
그리고, 린스액공급로(96), 혼합액공급로(97) 및 가스공급로(98)의 하단(下端)이 각각, 린스액토출구(96a)(본 발명의「처리액토출구」에 상당), 혼합액토출구(97a)(본 발명의「용제토출구」에 상당) 및 가스토출구(98a)로 되어 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 표면(Ｗｆ)과 대향하고 있다. 본 실시형태에서는, 내삽축의 지름이 18∼20㎜로 형성되어 있다. 또한, 린스액토출구(96a), 혼합액토출구(97a) 및 가스토출구(98a)의 입구지름이 각각, 4㎜, 2∼3㎜, 4㎜로 형성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 혼합액토출구(97a)의 입구지름이 린스액토출구(96a)의 입구지름보다도 작아지게 되어 있다. 이에 의해, 아래에 나타내는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 혼합액(ＩＰＡ+ＤＩＷ)은 린스액(ＤＩＷ)에 비교하여 표면장력이 낮게 되어 있다. 이 때문에, 린스액토출용으로 형성된 입구지름과 동일한 입구지름의 혼합액토출구로부터 혼합액을 토출시켰을 경우에는, 혼합액의 토출정지 후, 혼합액이 혼합액토출구로부터 낙하할 우려가 있다. 한편으로, 혼합액토출용으로 형성된 입구지름과 동일한 입구지름(口徑)의 린스액토출구로부터 린스액을 토 출시켰을 경우에는, 린스액의 토출속도가 빨라져 버린다. 그 결과, 전기적 절연체인 린스액(ＤＩＷ)이 기판표면(Ｗｆ)에 비교적 고속으로 충돌함으로써, 린스액이 직접적으로 공급된 기판표면(Ｗｆ)의 공급부위가 대전(帶電)하여 산화할 우려가 있다. 이에 대해, 본 실시형태에서는, 혼합액과 린스액의 토출구를 개별(個別)로 설치함과 동시에, 혼합액토출구(97a)의 입구지름을 린스액토출구(96a)의 입구지름보다도 작게 형성하고 있다. 이 때문에, 혼합액토출구로부터 혼합액이 낙하하는 것을 방지함과 동시에, 린스액토출구로부터의 린스액의 토출속도가 빨라지는 것을 억제하여, 기판표면(Ｗｆ)의 대전에 따른 산화를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 린스액토출구(96a)가 차단부재(9)의 중심축, 즉 기판(Ｗ)의 회전축(Ｊ)으로부터 지름방향(徑方向) 외측으로 벗어난 위치에 설치되어 있다. 이에 의해, 린스액토출구(96a)로부터 토출된 린스액이 기판표면(Ｗｆ)의 한 점(기판(Ｗ)의 회전 중심(ＷO))에 집중해서 공급되는 것이 회피된다. 그 결과, 기판표면(Ｗｆ)의 대전부위를 분산시킬 수 있어, 기판(Ｗ)의 대전에 따른 산화를 줄일 수 있다. 다른 한편으로, 린스액토출구(96a)가 회전축(Ｊ)으로부터 지나치게 떨어져 있으면, 기판표면(Ｗｆ)상의 회전중심(ＷO)에 린스액을 도달시키는 것이 곤란하게 되어 버린다. 그래서, 본 실시형태에서는, 수평방향에서의 회전축(Ｊ)으로부터 린스액토출구(96a)(토출구 중심)까지의 거리(L)를 4㎜정도로 설정하고 있다. 여기서, 기판표면(Ｗｆ)상의 회전중심(ＷO)에 린스액(ＤＩＷ)을 공급할 수 있는 거리(L)의 상한값으로는, 이하에 나타내는 조건에서 20㎜로 되어 있다.
ＤＩＷ 의 유량: 2 L/min
기판회전수: 1500 ｒｐｍ
기판표면의 상태: 표면중앙부가 소수면(疎水面)
또한, 회전축(Ｊ)으로부터 혼합액토출구(97a)(토출구 중심)까지의 거리의 상한값에 대해서도, 기판회전수를 1500 ｒｐｍ 으로 설정하는 한, 상기한 회전축(Ｊ)으로부터 린스액토출구(96a)(토출구 중심)까지의 거리(L)의 상한값(20㎜)과 기본적으로 같다.
한편으로, 회전축(Ｊ)으로부터 가스토출구(98a)(토출구 중심)까지의 거리에 대해서는, 대향위치에 위치결정된 차단부재(9)(판상부재(90))와 기판표면(Ｗｆ)과의 사이에 형성되는 간극공간(ＳＰ)에 질소가스를 공급할 수 있는 한, 특히 한정되지 않고 임의이다. 그렇지만, 후술하는 바와 같이 하여 기판표면(Ｗｆ)상에 형성된 혼합액에 의한 용제층에 질소가스를 분사하여 그 용제층을 기판(Ｗ)으로부터 배출시키는 관점에서는, 가스토출구(98a)는 회전축(Ｊ) 위 또는 그 근방 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 회전지축(91)의 내벽면과 내삽축(95)의 외벽면 사이에 형성되는 공간부분이 외측 가스공급로(99)를 구성하고 있으며, 외측 가스공급로(99)의 하단이 환상(環狀)의 외측 가스토출구(99a)로 되어 있다. 즉, 차단부재(9)에는, 기판표면(Ｗｆ)의 중앙부를 향해 질소가스를 토출하는 가스토출구(98a) 외에 외측 가스토출구(99a)가, 린스액토출구(96a), 혼합액토출구(97a) 및 가스토출구(98a)에 대해 지름방향 외측으로, 게다가 린스액토출구(96a), 혼합액토출구(97a) 및 가스토출구(98a)를 둘러싸도록 하여 설치되어 있다. 이 외측 가스토출구(99a)의 개구(開 口)면적은 가스토출구(98a)의 개구면적에 비교하여 매우 크게 형성되어 있다. 이와 같이, 2종류의 가스토출구가 차단부재(9)에 설치되어 있기 때문에, 서로 유량 및 유속이 다른 질소가스를 각(各) 토출구로부터 토출시킬 수 있다. 예컨대 (1) 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기를 불활성 가스 분위기로 유지하기 위해서는, 기판표면(Ｗｆ)상의 액체를 불어내는 일이 없도록 비교적 대유량(大流量)이면서 저속(低速)으로 질소가스를 공급하는 것이 바람직하다. 다른 한편으로, (2) 기판표면(Ｗｆ)상의 혼합액에 의한 용제층을 기판표면(Ｗｆ)으로부터 제거할 때에는, 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 비교적 소유량(小流量)이면서 고속으로 질소가스를 공급하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 (1)의 경우에는, 주로 외측 가스토출구(99a)로부터 질소가스를 토출시킴으로써, 상기 (2)의 경우에는, 주로 가스토출구(98a)로부터 질소가스를 토출시킴으로써, 질소가스의 용도에 따라 적절한 유량 및 유속으로 질소가스를 기판표면(Ｗｆ)를 향해 공급할 수 있다.
또한, 내삽축(95)의 선단(하단)은 판상부재(90)의 하면(90a)과 평평하게 되어 있지 않고, 하면(90a)을 포함하는 동일 평면으로부터 상방측으로 퇴피(退避)해 있다(도 3). 이와 같은 구성에 따르면, 가스토출구(98a)로부터 토출된 질소가스가 기판표면(Ｗｆ)에 도달할 때까지 그 질소가스를 확산시켜, 질소가스의 유속을 어느 정도 감소시킬 수 있다. 즉, 가스토출구(98a)로부터의 질소가스의 유속이 지나치게 빠르면, 외측 가스토출구(99a)로부터의 질소가스와 서로 간섭하여 기판표면(Ｗｆ)상의 혼합액에 의한 용제층을 기판(Ｗ)으로부터 배출하는 것이 곤란하게 된다. 그 결과, 기판표면(Ｗｆ)상에 물방울(液滴)이 남아 버린다. 이에 대해, 상기 구성에 따르면, 가스토출구(98a)로부터의 질소가스의 유속이 완화되어, 기판표면(Ｗｆ)상의 혼합액에 의한 용제층을 확실하게 기판(Ｗ)으로부터 배출할 수 있다.
도 1로 돌아가 설명을 계속한다. 린스액공급로(96)의 상단부는 린스액밸브(83)를 통해 공장의 유틸리티 등으로 구성되는 ＤＩＷ공급원에 접속되어 있어, 린스액밸브(83)가 열림으로써, 린스액토출구(96a)로부터 ＤＩＷ를 린스액으로 하여 토출 가능하게 되어 있다.
또한, 혼합액공급로(97)의 상단부는 혼합액공급유닛(7)에 접속되어 있다. 혼합액공급유닛(7)은, 혼합액(유기용매성분+ＤＩＷ)을 생성하기 위한 캐비넷부(70)를 구비하여, 캐비넷부(70)에서 생성된 혼합액을 혼합액공급로(97)로 압송(壓送) 가능하게 되어 있다. 유기용매성분으로는, ＤＩＷ(표면장력: 72 mN/m)로 용해하여 표면장력을 저하시키는 물질, 예컨대 이소프로필알코올(표면장력: 21∼23 mN/m)이 이용될 수 있다. 또한, 유기용매성분은 이소프로필알코올(ＩＰＡ)에 한정되지 않고, 에틸알코올, 메틸알코올의 각종 유기용매성분을 이용하도록 해도 좋다. 또한, 유기용매성분은 액체에 한하지 않고, 각종 알코올의 증기를 유기용매성분으로 하여 ＤＩＷ에 용해시켜 혼합액을 생성하도록 해도 좋다.
캐비넷부(70)는, ＤＩＷ와 ＩＰＡ의 혼합액을 저류(貯留)하는 저류탱크(72)를 구비하고 있다. 이 저류탱크(72)에는 저류탱크(72) 내에 ＤＩＷ를 공급하기 위한 ＤＩＷ도입관(73)의 일단이 결합되어 있고, 그의 타단이 개폐밸브(73a)를 통해 ＤＩＷ공급원에 접속되어 있다. 또한, ＤＩＷ도입관(73)의 경로(經路) 도중에 는 유량계(73b)가 설치되어 있어, 유량계(73b)가 ＤＩＷ공급원으로부터 저류탱크(72)로 도입되는 ＤＩＷ의 유량을 계측한다. 그리고, 제어유닛(4)은, 유량계(73b)에서 계측되는 유량에 기초하여, ＤＩＷ도입관(73)을 유통(流通)하는 ＤＩＷ의 유량을 목표 유량(목표값)으로 하도록, 개폐밸브(73a)를 개폐제어한다.
마찬가지로 하여, 저류탱크(72)에는 저류탱크(72) 내에 ＩＰＡ액체를 공급하기 위한 ＩＰＡ도입관(74)의 일단이 결합되어 있고, 그의 타단(他方端)이 개폐밸브(74a)를 통해 ＩＰＡ공급원에 접속되어 있다. 또한, ＩＰＡ도입관(74)의 경로 도중(途中)에는 유량계(74b)가 설치되어 있어, 유량계(74b)가 ＩＰＡ공급원으로부터 저류탱크(72)로 도입되는 ＩＰＡ액체의 유량을 계측한다. 그리고, 제어유닛(4)은 유량계(74b)에서 계측되는 유량에 기초하여, ＩＰＡ도입관(74)을 유통하는 ＩＰＡ액체의 유량을 목표유량(목표값)으로 하도록 개폐밸브(74a)를 개폐제어한다.
본 실시형태에서는, 혼합액 중의 ＩＰＡ의 체적백분율(이하「ＩＰＡ농도」라고 한다)이 50％ 이하의 범위 내에 속하는 소정 값, 예컨대 ＩＰＡ농도가 10％가 되도록 저류탱크(72) 안으로 도입하는 ＩＰＡ액체 및 ＤＩＷ의 유량(流量)을 조정한다. 이와 같이 ＩＰＡ농도를 설정함으로써, 후술하는 바와 같이 ＩＰＡ의 소비량을 억제하면서 기판표면(Ｗｆ)에 형성된 패턴 도괴(倒壞)를 효율 좋게 방지할 수 있다. 또한, 100％의 ＩＰＡ에 비교하여 ＩＰＡ에 대한 장치의 방폭대책(防曝對策)을 간략화할 수 있다.
저류탱크(72)에는, 그 일단이 혼합액공급로(97)에 접속된 혼합액공급관(75)의 타단이 삽입되어, 저류탱크(72)에 저류되어 있는 혼합액을 혼합액밸브(76)를 통 해 혼합액공급로(97)에 공급 가능하게 구성되어 있다. 혼합액공급관(75)에는, 저류탱크(72)에 저류되어 있는 혼합액을 혼합액공급관(75)에 송출하는 정량펌프(77)나, 정량(定量)펌프(77)에 의해 혼합액공급관(75)에 송출되는 혼합액의 온도를 조정하는 온도조정기(78), 혼합액 중의 이물질을 제거하는 필터(79)가 설치되어 있다. 또한, 혼합액공급관(75)에는 ＩＰＡ농도를 감시하기 위한 농도계(80)가 설치되어 있다.
또한, 혼합액공급관(75)에는, 혼합액밸브(76)와 농도계(80) 사이에 혼합액순환관(81)의 일단이 분기(分岐)접속되는 한편, 혼합액순환관(81)의 타단이 저류탱크(72)에 접속되어 있다. 이 혼합액순환관(81)에는 순환용 밸브(82)가 설치되어 있다. 그리고, 장치의 가동 중은, 정량펌프(77) 및 온도조정기(78)가 항상 구동되며, 기판(Ｗ)에 혼합액을 공급하지 않는 동안은, 혼합액밸브(76)가 닫히는 한편, 순환용 밸브(83)가 열린다. 이에 의해, 저류탱크(72)로부터 정량펌프(77)에 의해 송출되는 혼합액이 혼합액순환관(81)을 통해 저류탱크(72)로 되돌려진다. 즉, 기판(Ｗ)에 혼합액을 공급하지 않는 동안은, 저류탱크(72), 혼합액공급관(75) 및 혼합액순환관(81)으로 이루어지는 순환 경로(經路)를 혼합액이 순환한다. 다른 한편으로, 기판(Ｗ)에 혼합액을 공급하는 타이밍이 되면, 혼합액밸브(76)가 열리는 한편, 순환용 밸브(82)가 닫힌다. 이에 의해, 저류탱크(72)로부터 송출되는 혼합액이 혼합액공급로(97)에 공급된다. 이와 같이, 기판(Ｗ)에 혼합액을 공급하지 않는 동안은, 혼합액을 순환시켜 둠으로써, ＤＩＷ와 ＩＰＡ가 교반(攪拌)되어, ＤＩＷ와 ＩＰＡ를 충분히 혼합한 상태로 할 수 있다. 또한, 혼합액밸브(76)가 완 전히 열린 후, 소정의 온도로 조정됨과 동시에, 이물질이 제거된 혼합액을 신속하게 혼합액공급로(97)에 공급할 수 있다.
가스공급로(98) 및 외측 가스공급로(99)의 상단부는 각각, 가스공급유닛(18) (도 2)과 접속되어 있어, 제어유닛(4)의 동작지령에 따라 가스공급유닛(18)으로부터 가스공급로(98) 및 외측 가스공급로(99)에 개별(個別)로 질소가스를 압송(壓送)할 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 대향위치에 위치결정된 차단부재(9)(판상부재(90))와 기판표면(Ｗｆ)과의 사이에 형성되는 간극공간(ＳＰ)으로 질소가스를 공급할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 가스공급유닛(18)이 본 발명의「가스공급수단」으로 기능한다.
케이싱(2)의 주위에는, 받이 부재(21)가 고정적으로 설치되어 있다. 받이 부재(21)에는, 원통(圓筒)형의 칸막이 부재(23a, 23b, 23c)가 입설(立設)되어 있다. 케이싱(2)의 외벽(外壁)과 칸막이 부재(23a)의 내벽 사이의 공간이 제1배액조(排液槽)(25a)를 형성하며, 칸막이 부재(23a)의 외벽과 칸막이 부재(23b)의 내벽 사이의 공간이 제2배액조(25b)를 형성하고, 칸막이 부재(23b)의 외벽과 칸막이 부재(23c)의 내벽 사이의 공간이 제3 배액조(25c)를 형성하고 있다.
제1배액조(25a), 제2배액조(25b) 및 제3 배액조(25c)의 바닥(底部)에는 각각, 배출구(27a, 27b, 27c)가 형성되어 있고, 각(各) 배출구는 서로 다른 드레인에 접속되어 있다. 예컨대 본 실시형태에서는, 제1배액조(25a)는 사용이 끝난 약액을 회수하기 위한 조(槽)로서, 약액을 회수하여 재이용하기 위한 회수(回收)드레인에 연통되어 있다. 또한, 제2배액조(25b)는 사용이 끝난 린스액을 배액(排液)하 기 위한 조(槽)로서, 폐기처리를 위한 폐기(廢棄)드레인에 연통되어 있다. 또한, 제3 배액조(25c)는 사용이 끝난 혼합액을 배액하기 위한 조(槽)로서, 폐기처리를 위한 폐기드레인에 연통되어 있다.
각 배액조(25a∼25c)의 상방에는 스플래시 가드(6)가 설치되어 있다. 스플래시 가드(6)는 스핀척(1)에 수평자세로 지지되어 있는 기판(Ｗ)의 주위를 포위하도록 스핀척(1)의 회전축(Ｊ)에 대해 승강 자유롭게 설치되어 있다. 이 스플래시 가드(6)는 회전축(Ｊ)에 대해 거의 회전대칭(回轉對稱)한 형상을 갖고 있어, 스핀척(1)과 동심원(同心圓) 형상으로 지름방향 내측으로부터 외측을 향해 배치된 3개의 가드(61, 62, 63)를 구비하고 있다. 3개의 가드(61, 62, 63)는, 가장 바깥쪽 가드(63)로부터 가장 안쪽의 가드(61)를 향해, 순서대로 높이가 낮아지도록 설치됨과 동시에, 각 가드(61, 62, 63)의 상단부가 연직(鉛直) 방향으로 뻗어 있는 면(面) 내에 자리 잡도록 배치되어 있다.
스플래시 가드(6)는, 가드 승강기구(65)와 접속되어, 제어유닛(4)으로부터의 동작지령에 따라 가드 승강기구(65)의 승강구동용 액추에이터(예컨대 에어 실린더 등)를 작동시킴으로써, 스플래시 가드(6)를 스핀척(1)에 대해 승강시키는 것이 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 가드 승강기구(65)의 구동에 의해 스플래시 가드(6)를 단계적으로 승강시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산(飛散)하는 처리액을 제1∼제3배액조(25a∼25c)로 분별(分別)하여 배액(排液)시키는 것이 가능하게 되어 있다.
가드(61)의 상부에는, 단면(斷面) "〈" 자형(字形)으로 안쪽으로 벌어진 홈 형상의 제1 안내부(61a)가 형성되어 있다. 그리고, 약액처리(藥液處理)시에 스플래시 가드(6)를 가장 높은 위치(이하「제1 높이위치」라고 한다)에 위치시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산하는 약액이 제1 안내부(61a)에서 받아내어져, 제1 배액조(25a)로 안내된다. 구체적으로는, 제1 높이위치로 하여, 제1 안내부(61a)가 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 주위를 둘러싸도록 스플래시 가드(6)를 배치시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산하는 약액이 가드(61)를 통해 제1 배액조(25a)로 안내된다.
또한, 가드(62)의 상부에는, 지름방향 외측으로부터 내측을 향해 비스듬하게 위쪽으로 경사진 경사부(62a)가 형성되어 있다. 그리고, 린스처리시에 스플래시 가드(6)를 제1 높이위치보다도 낮은 위치(이하「제2 높이위치」라고 한다)에 위치시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산하는 린스액이 경사부(62a)에서 받아내어져, 제2 배액조(25b)로 안내된다. 구체적으로는, 제2 높이위치로 하여, 경사부(62a)가 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 주위를 둘러싸도록 스플래시 가드(6)를 배치시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산하는 린스액이 가드(61)의 상단부와 가드(62)의 상단부 사이를 통해 빠져나가 제2 배액조(25b)로 안내된다.
마찬가지로 하여, 가드(63)의 상부에는, 지름방향 외측으로부터 내측을 향해 비스듬하게 위쪽으로 경사진 경사부(63a)가 형성되어 있다. 그리고, 치환처리시에 스플래시 가드(6)를 제2 높이위치보다도 낮은 위치(이하「제3 높이위치」라고 한다)에 위치시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산하는 혼합액이 경사부(63a)에서 받아내어져, 제3 배액조(25c)로 안내된다. 구체적으로는, 제3 높이 위치로 하여, 경사부(63a)가 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)의 주위를 둘러싸도록 스플래시 가드(6)를 배치시킴으로써, 회전하는 기판(Ｗ)으로부터 비산하는 혼합액이 가드(62)의 상단부와 가드(63)의 상단부 사이를 통해 빠져나가 제3 배액조(25c)로 안내된다.
또한, 제3 높이위치보다도 낮은 위치(이하「퇴피(退避)위치」라고 한다)에 위치시켜, 스핀척(1)을 스플래시 가드(6)의 상단부로부터 돌출시킴으로써, 기판반송수단(도시하지 않음)이 미처리 기판(Ｗ)을 스핀척(1)에 얹어 둔다든지, 처리된 기판(Ｗ)을 스핀척(1)으로부터 받아내는 것이 가능하게 되어 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 기판처리장치의 동작에 대해 도 5 내지 도 8을 참조하면서 설명한다. 도 5는 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 플로차트이다. 또한, 도 6은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 7 및 도 8은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다. 우선, 제어유닛(4)은 스플래시 가드(6)를 퇴피위치에 위치시켜, 스핀척(1)을 스플래시 가드(6)의 상단부로부터 돌출시킨다. 그리고, 이 상태에서 기판반송수단(도시하지 않음)에 의해 미처리 기판(Ｗ)이 장치 내에 반입되면(스텝 Ｓ1), 기판(Ｗ)에 대해 세정처리(약액처리+린스처리+치환처리+건조전(前)처리+건조처리)를 실행한다. 기판표면(Ｗf)에는 예컨대 ｐｏｌｙ-Ｓｉ로 이루어진 미세 패턴이 형성되어 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 기판표면(Ｗf)을 위쪽을 향한 상태에서 기판(Ｗ)이 장치 내에 반입되어, 스핀척(1)에 지지된다. 또한, 차단부재(9)는 스핀척(1)의 위쪽의 이간(離間) 위치에 있어, 기판(Ｗ)과의 간섭을 방지하고 있다.
이어서, 제어유닛(4)은 스플래시 가드(6)를 제1 높이위치(도 1에 나타내는 위치)에 배치하여, 기판(Ｗ)에 대해서 약액처리를 실행한다. 즉, 약액토출노즐(3)을 토출위치로 이동시킴과 동시에, 척회전기구(13)의 구동에 의해 스핀척(1)에 지지된 기판(Ｗ)을 소정의 회전속도(예를 들면 500ｒｐｍ)로 회전시킨다(스텝 Ｓ２). 그리고, 약액밸브(31)를 열어 약액토출노즐(3)로부터 기판표면(Ｗf)에 약액으로서 불화수소산을 공급한다. 기판표면(Ｗf)에 공급된 불화수소산은 원심력에 의해 넓게 퍼져서, 기판표면(Ｗf) 전체가 불화수소산에 의해 약액처리된다(스텝 Ｓ３). 기판(Ｗ)으로부터 털어낸 불화수소산은 제1 배액조(25a)로 안내되어, 적당히 재이용된다.
약액처리가 종료하면, 약액토출노즐(3)이 대기위치로 이동된다. 그리고, 스플래시 가드(6)가 제2 높이위치에 배치되어, 기판(Ｗ)에 대해 본 발명의「습식처리」로서 린스처리가 실행된다. 즉, 린스액밸브(83)를 열어, 이간 위치에 위치하는 차단부재(9)의 린스액토출구(96a)로부터 린스액(ＤＩＷ)을 토출시킨다. 또한, 린스액의 토출과 동시에 차단부재(9)를 대향(對向)위치를 향해 하강시켜, 그 대향위치에 위치결정한다(차단부재 배치공정). 이와 같이, 약액처리 후, 즉시 기판표면(Ｗｆ)에 린스액을 공급함으로써 기판표면(Ｗｆ)을 계속하여 젖은 상태로 놔둔다. 이것은 다음과 같은 이유 때문이다. 즉, 약액처리 후, 불화수소산이 기판(Ｗ)으로부터 털려지면, 기판표면(Ｗｆ)의 건조가 시작된다. 그 결과, 기판표면(Ｗｆ)이 부분적으로 건조하여, 기판표면(Ｗｆ)에 자국 등이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 이와 같은 기판표면(Ｗｆ)의 부분적인 건조를 방지하기 위해, 기판 표면(Ｗｆ)을 젖은 상태로 해 두는 것이 중요하게 되어 있다. 또한, 차단부재(9)의 가스토출구(98a) 및 외측 가스토출구(99a)로부터 질소가스를 토출시킨다. 여기서는, 주로 외측 가스토출구(99a)로부터 질소가스를 토출시킨다. 즉, 외측 가스토출구(99a)로부터 비교적 대유량(大流量)의 질소가스를 토출시키는 한편, 가스토출구(98a)로부터 토출시키는 질소가스의 유량이 미소량(微小量)이 되도록, 양 토출구로부터 토출시키는 질소가스의 유량 밸런스를 조정한다.
린스액토출구(96a)로부터 기판표면(Ｗｆ)에 공급된 린스액은 기판(Ｗ)의 회전에 따른 원심력으로 퍼져나가, 기판표면(Ｗｆ) 전체가 린스처리된다(스텝 Ｓ4; 습식처리공정). 즉, 기판표면(Ｗｆ)에 잔류(殘留)부착하는 불화수소산이 린스액에 의해 씻겨 나가 기판표면(Ｗｆ)으로부터 제거된다. 기판(Ｗ)으로부터 털어낸 사용이 끝난 린스액은 제2 배액조(25b)에 안내되어, 폐기된다. 또한, 간극공간(ＳＰ)에 질소가스가 공급됨으로써 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기가 저(低) 산소농도 분위기로 유지되어 있다(도 7(a)). 이 때문에, 린스액의 용존산소농도의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 린스처리시에 있어서 기판(Ｗ)의 회전속도는 예를 들면 100∼1000 ｒｐｍ 으로 설정된다.
또한, 상기한 린스처리 및 후술(後述)의 치환처리 및 건조처리를 실행할 때에는, 차단부재(9)의 판상부재(90)를 기판(Ｗ)과 같은 회전방향으로 그리고 거의 같은 회전속도로 회전시킨다. 이에 의해, 판상부재(90)의 하면(90a)과 기판표면(Ｗｆ)과의 사이에 상대적인 회전속도 차가 발생하는 것을 방지하여, 간극공간(ＳＰ)으로 말려드는 기류(氣流)가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 미스 트 형태의 린스액 및 혼합액이 간극공간(ＳＰ)에 침입하여 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 판상부재(90)를 회전시킴으로써 하면(90a)에 부착되는 린스액이나 혼합액을 털어내어, 하면(90a)에 린스액이나 혼합액이 체류하는 것을 방지할 수 있다.
소정시간의 린스처리가 종료하면, 린스액밸브(83)를 닫아 린스액토출구(96a)로부터의 린스액의 토출을 정지시킨다. 그리고, 제어유닛(4)은 기판(Ｗ)의 회전속도를 500∼1000 ｒｐｍ 으로 설정함과 동시에, 스플래시 가드(6)를 제3높이 위치에 배치한다. 이어서, 혼합액밸브(76)를 열어 혼합액토출구(97a)로부터 혼합액(ＩＰＡ+ＤＩＷ)을 토출시킨다. 여기서는, 캐비넷부(70)에 있어서, ＩＰＡ농도가 예를 들면 10％로 조정된 혼합액이 미리 생성되고 있어, 그 혼합액이 혼합액토출구(97a)로부터 기판표면(Ｗｆ)을 향해 토출된다. 기판표면(Ｗｆ)에 공급된 혼합액은 그 혼합액에 작용하는 원심력에 의해 혼합액이 유동하여, 기판표면(Ｗｆ)에 형성된 미세 패턴(ＦＰ)의 간극 내부까지 혼합액이 스며든다. 이에 의해, 예컨대 도 7(a)에 나타낸 상태로부터 도 7(b)에 나타내는 상태가 되어, 미세 패턴(ＦＰ)의 간격에 부착되는 린스액(ＤＩＷ)이 혼합액으로 확실하게 치환된다(스텝 Ｓ5; 치환공정). 또한, 기판(Ｗ)으로부터 털어낸 사용이 끝난 혼합액은 제3배액조(25c)로 안내되어, 폐기된다.
여기서, 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액이 혼합액에 의해 치환될 때의 동작을 상세하게 설명하면 아래와 같이 된다. 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액에 대해 혼합액에 의한 치환처리가 실행되면, 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 린스액(ＤＩＷ)의 각부(各 部)에, 그 린스액보다도 표면장력(表面張力)이 낮은 액체(혼합액)가 보내지는 것으로 된다. 그렇게 하면,「발명이 해결하려고 하는 과제」항목에서 설명한 바와 같이, 기판표면(Ｗｆ)상의 각부에서 린스액과 혼합액 사이의 표면장력 차이에 기초하여 대류(마란고니 대류)이 일어난다. 이 때문에, 기판표면(Ｗｆ)상의 액체의 교반이 조장되어, 기판표면(Ｗｆ)상의 액체가 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기에 드러나는 기회가 증가한다. 그 결과, 주위 분위기의 산소농도가 높을 경우에는, 치환처리의 진행과 함께 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 혼합액 중의 용존산소농도가 높아져, 기판표면(Ｗｆ)의 일부 또는 전부가 산화하여 기판표면(Ｗｆ)에 산화막이 형성된다든지, 워터마크가 발생하는 경우가 있다. 이에 대해, 본 실시형태에서는, 간극공간(ＳＰ)을 불활성 가스 분위기로 유지한 상태에서 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액을 혼합액으로 치환하고 있다. 따라서, 혼합액으로의 산소의 용해를 줄여 혼합액의 용존산소농도의 상승을 억제할 수 있다.
이어서, 본 실시형태에서는, 다음에 나타내는 건조전(前)처리공정을 실행하여 기판표면(Ｗｆ)상의 혼합액을 기판(Ｗ)으로부터 배출시킨다(스텝 Ｓ6). 우선, 제어유닛(4)은 혼합액밸브(76)를 연 채, 기판(Ｗ)의 회전을 정지 또는 기판(Ｗ)의 회전속도를 100 ｒｐｍ 이하로 설정한다. 이와 같이, 기판(Ｗ)을 정지 또는 비교적 저속으로 회전시킨 상태에서 기판표면(Ｗｆ)에 혼합액을 공급함으로써, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이 패들 형상의 혼합액에 의한 용제층(41)이 기판표면(Ｗｆ)의 전체에 형성된다. 이와 같은 패들 형상의 용제층(41)을 기판표면(Ｗｆ)에 형성(패들처리)함으로써, 기판표면(Ｗｆ)으로의 파티클 부착을 억제할 수 있다. 다음 으로, 혼합액의 공급을 정지함과 동시에 기판(Ｗ)의 표면중앙부를 향해 가스토출구(98a)로부터 질소가스를 분사한다. 즉, 가스토출구(98a)로부터 토출시키는 질소가스의 유량을 외측 가스토출구(99a)로부터 토출시키는 질소가스의 유량에 비교하여 상대적으로 많아지도록 양 토출구로부터 토출시키는 질소가스의 유량 밸런스를 조정한다. 그렇게 하면, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 가스토출구(98a)로부터 기판표면(Ｗｆ)에 분사되는 질소가스에 의해 용제층(41) 중앙부의 혼합액이 기판(Ｗ)의 지름방향 외측으로 밀려나가 용제층(41)의 중앙부에 홀(42)이 형성되고, 그 표면부분이 건조된다. 그리고, 계속하여, 질소가스를 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 분사해 감으로써, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 먼저 형성된 홀(42)이 기판(Ｗ)의 둘레방향(端緣方向)(같은 도면의 좌우방향)으로 확대해 나가, 용제층(41)의 중앙측의 혼합액이 중앙측으로부터 기판 둘레측으로 서서히 밀려 나가 건조영역이 넓어져 간다. 이에 의해, 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 혼합액을 남기는 일 없이, 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 부착되는 혼합액을 제거할 수 있다.
상기한 바와 같은 건조전(前)처리공정을 실행함으로써, 후술하는 건조공정(스핀 드라이) 동안에 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 혼합액이 물방울 형태로 남아, 줄무늬 형태 파티클로 되어 기판표면(Ｗｆ)에 워터마크가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판(Ｗ)을 회전시켜 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 혼합액을 제거하여 건조(스핀 드라이)시킬 때에는, 혼합액에 작용하는 원심력은 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 위치하는 혼합액일수록 작아, 기판(Ｗ)의 표면 가장자리 부분부터 건조되어 간다. 이때, 기판(Ｗ)의 표면중앙부로부터 그 주위에 걸쳐 물방울이 남아, 그 물 방울이 기판(Ｗ)의 둘레방향으로 흘러, 이 물방울의 이동 자국으로 워터마크가 형성되어 버리는 경우가 있었다. 이에 대해, 본 실시형태에 따르면, 건조공정 전에 미리 기판표면(Ｗｆ)에 형성한 패들 형상의 혼합층(41)의 중앙부에 홀(42)을 형성하여 그 홀(42)을 확대시켜 감으로써 기판(Ｗ)의 표면중앙부에 위치하는 혼합액을 배제하고 있기 때문에, 워터마크의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
이리하여, 건조전(前)처리공정이 완료하면, 제어유닛(4)은 척회전기구(13)의 회전속도를 높여 기판(Ｗ)을 고속회전(예컨대 2000∼3000 ｒｐｍ) 시킨다. 이에 의해, 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 혼합액이 털려, 기판(Ｗ)의 건조처리(스핀 드라이)가 실행된다(스텝 Ｓ7; 건조공정). 이때, 패턴의 간극에는 혼합액이 스며들어 있으므로, 패턴 도괴나 워터마크 발생을 방지할 수 있다. 또한, 간극공간(ＳＰ)은 가스토출구(98a) 및 외측 가스토출구(99a)로부터 공급되는 질소가스로 채워져 있으므로, 건조시간을 단축함과 동시에 기판(Ｗ)에 부착되는 액체성분(혼합액)으로의 피산화물질의 용출(溶出)을 줄여 워터마크의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 기판(Ｗ)의 건조처리가 종료하면, 제어유닛(4)은 척회전기구(13)를 제어하여 기판(Ｗ)의 회전을 정지시킨다(스텝 Ｓ8). 그리고, 스플래시 가드(6)를 퇴피위치에 위치시켜, 스핀척(1)을 스플래시 가드(6)의 상방으로부터 돌출시킨다. 그 후, 기판반송수단이 처리가 끝난 기판(Ｗ)을 장치로부터 반출하여, 1장의 기판(Ｗ)에 대한 일련의 세정처리가 종료한다(스텝 Ｓ9).
이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 차단부재(9)(판상부재(90))와 기판표면(Ｗｆ) 사이에 형성되는 간극공간(ＳＰ)에 질소가스를 공급하면서 린스처리를 실 행함과 동시에, 간극공간(ＳＰ)에 질소가스를 공급하면서 치환처리를 실행하고 있다. 이 때문에, 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 린스액을 혼합액으로 치환할 때, 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기로부터 혼합액으로의 산소의 용해(溶解)를 줄일 수 있다. 따라서, 혼합액의 용존산소농도의 상승을 억제할 수 있어, 기판표면(Ｗｆ)에 산화막이 형성된다든지, 워터마크가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 차단부재(9)(판상부재(90))를 기판표면(Ｗｆ)에 대향시키면서 간극공간(ＳＰ)을 불활성 가스 분위기로 하고 있기 때문에, 기판표면(Ｗｆ)으로부터 제거된 린스액 또는 혼합액이 기판표면(Ｗｆ)으로 튀어 오르는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 기판표면(Ｗｆ)으로의 파티클 부착을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 간극공간(ＳＰ)에 질소가스를 공급하면서 건조처리를 실행하고 있으므로, 기판(Ｗ)의 건조속도를 향상시킴과 동시에, 기판건조시의 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기의 산소농도를 낮춰 워터마크 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 차단부재(9)를 기판표면(Ｗｆ)에 대향하면서 간극공간(ＳＰ)을 불활성 가스 분위기로 한 상태에서, 린스처리로부터 건조처리까지의 일련의 처리를 실행하고 있으므로, 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기를 저산소농도 분위기로 안정시켜 유지할 수 있다. 따라서, 패턴 도괴를 방지하면서, 워터마크 발생을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 차단부재(9)를 이동(상하이동)시키는 일 없이, 린스처리로부터 건조처리까지의 일련의 처리를 실행할 수 있게 되어 있으므로, 처리시간을 단축하여 장치의 스루-풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, ＩＰＡ농도를 50％ 이하로 설정하고 있으므로, 아래에 설명하는 바와 같이 ＩＰＡ소비량을 억제하면서, 패턴 도괴(倒壞)를 효율 좋게 방지할 수 있다. 도 9는 ＩＰＡ농도와 표면장력γ과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 9에 기재되는 횡축은 ＩＰＡ농도를 표시하고 있으며, ＩＰＡ농도가 0(vo1％）은 ＤＩＷ단체(單體)인 것을, ＩＰＡ농도가 100(vo1％）은 ＩＰＡ액체(液體)단체(單體)인 것을 표시하고 있다. 표면장력γ의 측정은 현적법(懸滴法)(펜던트 드롭법)에 의해, 쿄와가이멘가가구(協和界面科學) 주식회사 제품 ＬＣＤ-400Ｓ를 이용하여 행하고 있다. 도 9로부터 명확한 바와 같이, ＤＩＷ로의 ＩＰＡ혼합량을 증가시켜 가면, ＩＰＡ농도가 10％ 부근까지는 ＤＩＷ로의 ＩＰＡ혼합량의 증가에 따라 혼합액의 표면장력γ이 급격하게 낮아져 가는 것을 알 수 있다. 그리고, ＩＰＡ농도가 50％ 이상에서는, 혼합액의 표면장력에 큰 저하는 보이지 않아, ＩＰＡ액체단체와 거의 동등한 표면장력을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.
여기서, 패턴 도괴를 유효하게 방지하기 위해서는, 패턴 간극에 부착되는 린스액(ＤＩＷ)을 그 린스액보다도 표면장력이 작은 물질(저표면장력용제)로 치환하는 것이 중요하게 되어 있다. 이 경우, 100％의 ＩＰＡ를 이용하여 상기한 치환처리를 실행해도 좋지만, 100％ ＩＰＡ를 기판표면(Ｗｆ)에 공급한다고 하면 비교적 다량의 ＩＰＡ가 필요하게 된다. 그래서, 100％ ＩＰＡ를 이용하는 경우에는 ＩＰＡ의 소비량을 억제하는 관점에서 비교적 소량의 ＩＰＡ를 공급하고, 그 ＩＰＡ를 ＤＩＷ 중에 혼입시키는 것이 고려된다. 그렇지만, 비교적 소량의 ＩＰＡ를 기판(Ｗ)에 공급한 것만으로는, 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 ＤＩＷ의 표층부분에 ＩＰＡ를 혼입시킬 수 있었다고 해도, 패턴 간극의 내부까지 ＩＰＡ를 보내주는 것 은 곤란하다.
이에 대해, ＩＰＡ농도가 50％ 이하인 혼합액을 기판(Ｗ)에 공급함으로써, ＩＰＡ의 소비량을 억제하면서 패턴 간극에 부착되는 ＤＩＷ를 혼합액으로 치환할 수 있다. 이 경우, 패턴 간극에 존재하는 ＩＰＡ의 양은 ＩＰＡ 100％를 이용한 치환처리보다도 작아진다. 그렇지만, 도 9에 나타내는 평가 결과에서, 만일 ＩＰＡ농도를 50％보다 크게 했을 경우라도, 혼합액의 표면장력에 큰 저하는 보이지 않아, 패턴 도괴를 일으키는 힘(패턴 간극에 발생하는 부압(負壓))에 관하여 큰 감소는 예상할 수 없다. 즉, ＩＰＡ소비량이 증가할 뿐이어서, 패턴 도괴 방지효과에 관해 큰 향상은 예상할 수 없다. 따라서, ＩＰＡ농도를 50％ 이하로 설정함으로써, ＩＰＡ의 소비량을 억제하면서 패턴 도괴를 효율 좋게 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 관점에서 ＩＰＡ농도를 5％ 이상이면서 10％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
<제2실시형태>
도 10은 본 발명의 제2실시형태에 따른 기판처리장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 도 11은 본 발명의 제2실시형태에 따른 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도다. 이 제2실시형태에 따른 기판처리장치가 제1실시형태와 크게 다른 점은, 린스공정 후(後)이면서 치환공정 전(前)에 기판표면(Ｗｆ)상에 부착되는 린스액의 일부를 남기고 대부분을 기판표면(Ｗｆ)으로부터 털어내어 제거하고 있는 점이다. 또한, 그 외의 구성 및 동작은 제1실시형태와 마찬가지이기 때 문에, 여기서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 린스처리가 종료하면, 제어유닛(4)은 기판(Ｗ)의 회전속도를 300∼500 ｒｐｍ 으로 설정한다. 린스처리 후의 기판표면(Ｗｆ)에는 비교적 다량의 린스액(ＤＩＷ)이 부착되어 있지만(도 11(a)), 미리 설정된 소정의 설정시간만 기판(Ｗ)이 회전됨으로써, 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액의 일부를 남기고 대부분이 기판표면(Ｗｆ)으로부터 털어내어져 제거된다(액제거공정). 구체적으로는, 미세 패턴(ＦＰ)의 간극 내부에 린스액을 남기면서 표층부의 린스액만이 기판표면(Ｗｆ)으로부터 제거된 상태(표층부 제거상태)로 된다(도 11(b)). 그 결과, 린스처리 후의 기판표면(Ｗｆ)에 부착되는 액막(린스액으로 구성된 액막)의 두께에 비교하여 얇은 액막으로 기판표면(Ｗｆ) 전체가 덮인다. 상기한 기판(Ｗ)의 회전속도에 따르면, 표층부 제거상태를 비교적 단시간에, 게다가 기판표면(Ｗｆ)의 건조를 방지하면서 실현할 수 있다. 그래서, 액제거공정의 실행기간으로는, 예를 들면 0.5∼1ｓｅｃ로 설정된다. 이와 같이, 혼합액(ＩＰＡ+ＤＩＷ)에 의한 치환(치환공정)에 앞서 기판표면(Ｗｆ)에 부착되어 있는 린스액의 일부를 남기고 대부분이 제거됨으로써, 기판표면(Ｗｆ)에 미세 패턴(ＦＰ)이 형성되어 있었다고 해도, 치환처리에서 패턴 간극(間隙) 내부로 혼합액을 효율 좋게 스며들게 할 수 있다(도 11(c)). 즉, 패턴 간극에 혼합액을 보내주고 나서 장해(障害)로 되어 있던 린스액의 대부분이 기판표면(Ｗｆ)으로부터 제거됨으로써, 혼합액을 고효율로 패턴 간극 내부까지 스며들게 할 수 있다. 이에 의해, 기판건조시에 패턴 간극에 발생하는 부압을 저하시켜, 패턴 도괴를 유효하게 방지할 수 있다.
다른 한편으로, 상기한 바와 같이 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액을 대충 기판표면(Ｗｆ)으로부터 제거한 경우에는, 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액의 액막의 두께가 대단히 얇아진다. 또한, 예를 들면 기판표면(Ｗｆ)에 소수성을 보이는 패턴이 존재할 경우에는, 기판표면(Ｗｆ)의 일부가 노출되는 경우가 있다. 이때, 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기의 산소농도가 높은 경우에는, 주위 분위기로부터 린스액으로의 산소의 용해에 의해 린스액 중의 산소농도가 급격하게 높아져, 기판표면(Ｗｆ)이 산화하기 쉬워진다. 또한, 기판표면(Ｗｆ)의 일부가 노출된 경우에는, 기판표면(Ｗｆ)이 주위 분위기에 직접 드러나서 산화해 버리는 경우가 있다. 이에 대해, 본 실시형태에 따르면, 간극공간(ＳＰ)을 질소가스 분위기로 한 상태에서 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액의 대부분을 제거하고 있으므로, 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액 중의 용존산소농도가 급격하게 상승하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판표면(Ｗｆ)의 산화나 워터마크의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 기판표면(Ｗｆ)의 일부가 노출된 경우이어도 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기가 불활성 가스 분위기로 컨트롤 되어 있으므로 기판표면(Ｗｆ)이 직접적으로 산화하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 기판표면(Ｗｆ)상의 린스액의 대부분을 제거하고 있으므로, 파티클 등의 이물질이 기판표면(Ｗｆ)에 부착되기 쉬운 상태로 되어 있다. 그렇지만, 차단부재(9)를 기판표면(Ｗｆ)에 대향시키면서 간극공간(ＳＰ)을 불활성 가스 분위기로 하고 있으므로, 기판표면(Ｗｆ)으로의 파티클 부착을 줄일 수 있다.
<제3실시형태>
도 12는 본 발명에 관계되는 기판처리장치의 제3실시형태를 나타내는 도면이다. 이 제3실시형태에 따른 기판처리장치가 제1 및 제2 실시형태와 크게 다른 점은, 제1 및 제2 실시형태에서는, 기판(Ｗ)의 회전과 함께 차단부재(9)의 판상부재(90)를 회전시키고 있던 것에 대해, 이 제3실시형태에서는, 차단부재를 회전시키는 일 없이 정지시킨 상태에서 기판표면(Ｗｆ)에 대향하면서 이간(離間) 배치하고 있는 점이다. 또한, 그 외의 구성 및 동작은 상기 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 차단부재(100)가 스핀척에 지지된 기판(Ｗ)의 표면(Ｗｆ)의 근방에 설정된 대향(對向)위치와, 기판표면(Ｗｆ)의 상방으로 충분히 떨어진 이간위치와의 사이에서 승강 가능하게 되어, 차단부재 승강기구(도시하지 않음)의 구동에 의해 승강된다.
차단부재(100)는, 중심부에 개구부를 가지는 원반 형태의 판상부재(101)와, 판상부재(101)의 상면에 설치되어 그 판상부재(101)를 지지하는 지축(支軸)(102)을 가지고 있다. 판상부재(101)는, 그 하면(저면)(101a)이 기판표면(Ｗｆ)과 거의 평행하게 대향하는 기판대향면으로 되어 있고, 그 평면 사이즈는 기판(Ｗ)의 지름과 동등 이상의 크기로 형성되어 있다. 지축(102)은 하면측(下面側)이 개구된 유저통상체(有底筒狀體)로 되어 있어, 지축(102)의 내부영역과 판상부재(101)의 개구부에 의해, 상면측이 막힌 원통형의 내부공간(IS)을 형성하고 있다. 지축(102)의 상면(102a)에는, 3개의 노즐, 즉 린스액(ＤＩＷ)을 토출하는 린스액노즐(103), 혼합액(ＩＰＡ+ＤＩＷ)을 토출하는 혼합액노즐(104) 및 질소가스 등의 불활성 가스를 토출하는 가스노즐(105)이 기판표면(Ｗｆ)을 향해 삽입통과되어 있다. 린스액노즐(103), 혼합액노즐(104) 및 가스노즐(105)은 각각 기판(Ｗ)의 표면중앙부를 향해 개구(開口)된 린스액토출구(103a)(본 발명의「처리액토출구」에 상당), 혼합액토출구(104a)(본 발명의「용제토출구」에 상당) 및 가스토출구(105a)를 가지고 있다.
린스액토출구(103a) 및 혼합액토출구(104a)의 수평방향에서의 회전축(Ｊ)으로부터의 거리의 상한값에 대해서는, 상기 제1 및 제2 실시형태와 마찬가지다. 린스액토출구(103a) 및 혼합액토출구(104a)에 대해서는, 기판(Ｗ)의 회전중심(ＷO)에 린스액(ＤＩＷ)을 공급할 수 있는 한, 회전축(Ｊ)으로부터 지름방향으로 떨어진 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 특히, 린스액토출구(103a)에 대해서는, 기판(Ｗ)의 대전(帶電)에 의한 산화를 방지하는 관점에서, 회전축(Ｊ)으로부터 떨어진 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 다른 한편으로, 가스토출구(105a)에 대해서는, 기판표면(Ｗｆ)상의 혼합액에 의한 용제층을 질소가스에 의해 확실하게 기판(Ｗ)으로부터 배출하기 위해, 회전축(Ｊ) 위 또는 그 근방에 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 판상부재(101)의 개구부, 즉 3개의 노즐의 주위공간(내부공간(IS))으로부터 기판표면(Ｗｆ)을 향해 질소가스를 공급가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 지축(102)(본 실시형태에서는, 지축(102)의 측벽)에는 내부공간(IS)으로 가스공급유닛(도시하지 않음)으로부터의 질소가스를 공급하는 가스공급로(106)가 설치 되어 있다. 이 때문에, 가스공급유닛으로부터 내부공간(IS)으로 질소가스가 압송되면, 차단부재(100)(판상부재(101))와 기판표면(Ｗｆ) 사이에 형성되는 간극공간(ＳＰ)으로 질소가스가 공급된다.
상기한 구성에 따르면, 차단부재(100)(판상부재(101))를 회전시키는 일 없이, 차단부재(100)가 정지상태에서 기판표면(Ｗｆ)에 대향하면서 이간(離間) 배치되어, 린스처리로부터 건조처리까지의 일련의 처리가 실행된다. 이 때문에, 판상부재를 회전시키는 경우에 비교하여 장치구성을 간소화할 수 있다. 특히, 본 실시형태에 따르면, 3개의 노즐, 즉 린스액노즐(103), 혼합액노즐(104) 및 가스노즐(105)의 노즐입구지름 및 노즐배치의 자유도를 높일 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 실시형태와 같이 판상부재(90)를 회전시키는 경우에는, 회전지축(91)(회전측 부재)과 내삽축(95)(비회전측 부재) 사이를 외부로부터 씰링된 상태로 유지할 필요가 있어, 내삽축(95)의 지름은 소정 사이즈로 한정되어 있었다. 다시 말해, 내삽축(95)의 지름이 지나치게 커지면, 회전지축(91)과 내삽축(95) 사이를 외부로부터 씰링하는 것이 곤란하게 된다. 그 결과, 내삽축(95)에 형성된 노즐(유체공급로)의 입구지름 및 배치에 일정한 제약이 부과되어 있었다. 이에 대해, 본 실시형태에 따르면, 상기한 바와 같은 제약이 부과되는 경우가 없어, 3개의 노즐의 입구지름 및 배치를 비교적 자유롭게 설정할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 3개의 노즐 중 가스노즐(105)의 입구지름을 크게 함으로써, 가스공급로(106)를 삭제하는 것도 가능하다. 즉, 가스노즐(105)로부터의 질소가스에 의해, (1) 기판표면(Ｗｆ)의 주위 분위기를 불활성 가스 분위기로 유지함과 동시에, (2) 기판표면(Ｗｆ)상의 혼합액에 의한 용제층을 기판(Ｗ)으로부터 배출시키도록 해도 좋다. 이에 의해, 더더욱 장치구성의 간소화를 꾀할 수 있다.
<그 외>
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 한도에서 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예컨대 상기 실시형태에서는, 린스액토출구를 본 발명의「처리액토출구」로 하여 린스액토출구로부터 린스액만을 토출시키고 있지만, 린스액과 약액을 동일한 토출구로부터 토출시키도록 구성해도 좋다. 이 구성에 따르면, 차단부재에 설치된 처리액토출구로부터 토출되는 약액 및 린스액을 이용하여 각각 약액처리 및 린스처리가 실행되는 한편, 용제(溶劑)토출구로부터 토출되는 혼합액을 이용하여 치환처리가 실행된다. 이 경우, 약액 및 린스액이 본 발명의「처리액」에, 약액처리 및 린스처리가 본 발명의「소정의 습식처리」에 상당한다.
또한, 상기 실시형태에서는, 차단부재에 처리액토출구, 용제토출구 및 가스토출구를 각각 하나씩 형성하고 있지만, 이들 토출구의 개수는 임의이다. 예컨대, 상기 제1실시형태에서는, 내삽축(95)에 혼합액토출구(97a)(혼합액공급로(97))를 한 개만 설치하고 있지만(도 4), 회전축(Ｊ)을 중심으로 하여 그 혼합액토출구(97a)의 반대위치에 또 하나의 혼합액토출구를 설치하도록 해도 좋다. 이와 같은 구성에 따르면, 혼합액의 토출정지시에 있어서의 혼합액의 낙하를 방지하기 위해 각(各) 혼합액토출구의 입구지름을 작게 형성하면서도, 내삽축(95)에 형성된 토 탈 (2 개분(個分))의 토출구의 개구(開口)면적을 크게 할 수 있다. 그 결과, 단위시간 당의 혼합액의 공급량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 예를 들면 기판표면(Ｗｆ)상에 혼합액에 의한 용제층을 형성할 때에, 비교적 단시간에 용제층을 형성할 수 있고, 장치의 스루-풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 캐비넷부(70)에서 처리액과 동일 조성의 액체(ＤＩＷ)와 유기용매성분(ＩＰＡ)을 혼합함으로써 혼합액을 생성하고 있지만, 혼합액의 생성방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, ＤＩＷ를 차단부재의 액(液)공급로(또는 노즐)를 향해 송액하는 송액경로(送液經路)상에 인라인으로 유기용매성분을 혼합시켜 혼합액을 생성해도 좋다. 또한, 캐비넷부 등의 혼합액 생성수단은, 기판처리장치 내에 설치하는 경우에 한하지 않고, 기판처리장치와는 별개로 설치된 다른 장치에서 생성한 혼합액을 기판처리장치 내에 설치된 차단부재를 통해 기판표면(Ｗｆ)에 공급시켜도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 저표면장력용제(低表面張力溶劑)로서 혼합액(ＩＰＡ+ＤＩＷ)을 이용하고 있지만, 100％ ＩＰＡ를 사용해도 좋다. 또한, ＩＰＡ 등의 유기용제성분을 포함하는 용제를 대신하여 계면활성제를 필수적으로 포함하는 용제를 이용해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 린스액으로서 ＤＩＷ를 사용하고 있지만, 탄산수(ＤＩＷ+ＣＯ２) 등 기판표면(Ｗｆ)에 대해 화학적 세정작용을 가지지 않는 성분을 포함한 액체를 린스액으로서 사용하도록 해도 좋다. 이 경우, 기판표면(Ｗｆ) 에 부착되어 있는 린스액과 동일 조성의 액체(탄산수)와 유기용매성분을 혼합한 것을 혼합액으로 이용해도 좋다. 또한, 린스액으로서 탄산수를 사용하는 한편으로, 혼합액은 탄산수의 주성분인 ＤＩＷ와 유기용매성분과를 혼합한 것을 이용해도 좋다. 또한, 린스액으로서 ＤＩＷ를 이용하는 한편으로, 혼합액은 탄산수와 유기용매성분을 혼합한 것을 이용해도 좋다. 요컨대, 기판표면(Ｗｆ)에 부착되어 있는 액체와 주성분이 동일한 액체와 유기용매성분을 혼합한 것을 혼합액으로서 이용하면 좋다. 또한, 린스액으로서는, ＤＩＷ, 탄산수 이외, 수소수, 희박농도(예를 들면 1 ｐｐｍ정도)의 암모니아수, 희박농도의 염산 등도 이용할 수 있다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 글라스 기판, 액정표시용 글라스 기판, 플라즈마 표시용 글라스 기판, FED(Field Emission DiＳＰlay)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기(光磁氣) 디스크용 기판 등을 포함하는 기판 전반의 표면에 대해 건조처리를 실시하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 제1실시형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치의 주요한 제어구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치에 장비(裝備)된 차단부재의 요부를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 Ａ-Ａ'선 단면도(횡단면도)이다.
도 5는 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 6은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 타이밍차트이다.
도 7은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 8은 도 1의 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 9는 ＩＰＡ농도와 표면장력γ과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제2실시형태에 따른 기판처리장치의 동작을 나타내는 타이밍차트이다.
도 11은 본 발명의 제2실시형태에 따른 기판처리장치의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 12는 본 발명에 따른 기판처리장치의 제3실시형태를 나타내는 도면이다.
[부호의 설명]
9, 100…차단부재
13…척회전기구(기판회전수단)
17…척핀(기판지지수단)
18…가스공급유닛(가스공급수단)
41…용제층(溶劑層)
42…홀
90a, 101a…(판상부재의) 하면(기판대향면)
93…차단부재회전기구(차단부재회전수단)
96a, 103a…린스액토출구(처리액토출구)
97a, 104a…혼합액토출구(용제토출구)
98a, 105a…가스토출구
99a…외측 가스토출구
Ｊ…회전축
ＳＰ…간극공간
Ｗ…기판
Ｗｆ…기판표면

Claims (14)

  1. 기판표면에 처리액을 공급하여 그 기판표면에 대해 소정의 습식처리를 실시한 후, 상기 처리액보다도 표면장력이 낮은 저표면장력용제(低表面張力溶劑)를 상기 기판표면에 공급하고 나서 그 저표면장력용제를 상기 기판표면으로부터 제거함으로써 상기 기판표면을 건조시키는 기판처리장치에 있어서,
    기판을 거의 수평자세로 지지하는 기판지지수단과,
    상기 기판지지수단에 지지된 기판을 소정의 회전축 주위로 회전시키는 기판회전수단과, 상기 기판지지수단에 지지된 상기 기판의 표면중앙부로 상기 처리액 및 상기 저표면장력용제를 각각 토출하는 처리액토출구 및 용제토출구를 가지며, 상기 기판표면에 대향(對向)하면서 상기 기판표면으로부터 이간(離間) 배치된 차단부재와,
    상기 차단부재와 상기 기판표면과의 사이에 형성되는 간극(間隙)공간에 불활성 가스를 공급하는 가스공급수단과
    를 구비하며,
    상기 가스공급수단으로부터 불활성 가스를 상기 간극공간에 공급하면서 상기 처리액토출구로부터 처리액을 토출시켜 상기 습식처리를 실행함과 동시에, 상기 가스공급수단으로부터 불활성 가스를 상기 간극공간에 공급하면서 상기 용제토출구로부터 상기 저표면장력용제를 토출시켜 상기 기판표면에 부착되어 있는 처리액을 상기 저표면장력용제로 치환시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스공급수단으로부터 불활성 가스를 상기 간극공간에 공급하면서 상기 기판회전수단이 상기 기판을 회전시켜 상기 기판표면에 부착되어 있는 상기 저표면장력용제를 상기 기판표면으로부터 털어내어 상기 기판표면을 건조시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부재는 상기 가스공급수단으로부터의 불활성 가스를 상기 기판표면의 중앙부를 향해 토출하는 가스토출구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 저표면장력용제에 의한 치환 후로서 상기 기판표면의 건조 전에, 상기 용제토출구로부터 상기 저표면장력용제를 토출시켜 상기 기판표면 전체에 패들 형상의 상기 저표면장력용제에 의한 용제층(溶劑層)을 형성하고, 또한 상기 가스토출구로부터 상기 기판의 표면중앙부로 불활성 가스를 토출시켜 상기 용제층의 중앙부에 홀을 형성함과 동시에 상기 홀을 상기 기판의 둘레방향(端緣方向)으로 확대시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 차단부재는, 상기 가스공급수단으로부터의 불활성 가스를 상기 간극공간에 공급하는 외측 가스토출구를 더 구비하며,
    상기 외측 가스토출구는, 상기 처리액토출구, 상기 용제토출구 및 상기 가스토출구에 대해 지름방향 외측으로, 또한 상기 처리액토출구, 상기 용제토출구 및 상기 가스토출구를 둘러싸도록 환상(環狀)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리액에 의한 상기 습식처리 후(後)로서 상기 저표면장력용제에 의한 상기 치환 전(前)에, 상기 가스공급수단으로부터 불활성 가스를 상기 간극공간에 공급하면서 상기 기판회전수단이 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판표면에 부착되어 있는 처리액의 일부를 남기고 대부분을 상기 기판표면으로부터 털어내어 제거하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 용제토출구의 입구지름(口徑)은, 상기 처리액토출구의 입구지름보다 작은 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 1 내지 7 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단부재는 상기 기판표면과 대향하는 기판대향면(基板對向面)을 가지며, 상기 기판대향면을 상기 기판의 회전축 주위로 회전시키는 차단부재회전수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 거의 수평자세로 지지된 기판의 표면중앙부로 처리액 및 그 처리액보다도 표면장력이 낮은 저표면장력용제를 각각 토출하는 처리액토출구 및 용제토출구를 가지는 차단부재를 상기 기판표면에 대향하면서 상기 기판표면으로부터 이간 배치시키는 차단부재배치(配置)공정과,
    상기 기판을 회전시키면서 상기 기판표면에 상기 처리액토출구로부터 처리액을 토출시켜 상기 기판표면에 대해 소정의 습식처리를 실시하는 습식처리공정과,
    상기 기판을 회전시키면서 상기 처리액으로 젖은 기판표면에 상기 용제토출구로부터 상기 저표면장력용제를 토출시켜 상기 기판표면에 부착되어 있는 처리액을 상기 저표면장력용제로 치환시키는 치환공정과,
    상기 치환공정 후에 상기 저표면장력용제를 상기 기판표면으로부터 제거하여 그 기판표면을 건조시키는 건조공정과
    를 구비하고,
    상기 습식처리공정 및 상기 치환공정에서는, 상기 차단부재배치공정에서 배치된 상기 차단부재와 상기 기판표면과의 사이에 형성되는 간극공간에 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 건조공정에서는, 상기 간극공간에 불활성 가스를 공급하면서 상기 기판을 회전시켜 상기 기판표면에 부착되어 있는 상기 저표면장력용제를 상기 기판표면으로부터 털어내어 상기 기판표면을 건조시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 습식처리공정 후(後)이면서 상기 치환공정 전에, 상기 기판표면에 부착되어 있는 처리액의 일부를 남기고 대부분을 상기 기판표면으로부터 제거하는 액제거공정을 더 구비하며,
    상기 액제거공정에서는, 상기 간극공간에 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  12. 청구항 9 내지 11 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 치환공정에서는, 상기 처리액과 동일 조성의 액체 또는 상기 처리액과 주성분이 동일한 액체와, 그 액체에 용해해서 표면장력을 저하시키는 유기용제성분이 혼합된 혼합액을 상기 저표면장력용제로 하여 상기 용제토출구로부터 토출시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 혼합액 중의 상기 유기용매성분의 체적백분율이 50％ 이하인 것을 특징 으로 하는 기판처리방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 혼합액 중의 상기 유기용매성분의 체적백분율이 5％ 이상이면서 10％ 이하인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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