KR100343044B1 - 기판처리장치및처리방법 - Google Patents

Abstract

기판에 대한 화학처리액의 치환성을 향상시킴으로써, 기판 표면 전체를 균일하게 처리한다.

반송기구(16)의 반송롤러(18)로 기판(W)을 수평면에 대해서 경사진 상태로 지지하면서, 슬릿 모양의 토출구(30a)를 구비한 노즐(30)을 기판(W)의 경사방향의 상단부에 설치하고, 이 노즐(30)로 기판 표면에 에칭액을 공급하여 기판(W)에 에칭처리를 행하도록 에칭장치(10)를 구성하였다. 기판(W)의 경사각도는 5°∼ 20°의 범위내에서 설정하도록 하였다.

Description

기판 처리장치 및 처리방법

본 발명은 액정 표시장치용 유리기판, 플라즈마 디스플레이용 유리기판, 프린트 기판, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 에칭액이나 네가레지스트용 현상액 등의 기판의 표면에 패턴을 형성하기 위한 화학처리액을 공급하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.

종래부터, 상기와 같은 액정 표시장치용 유리기판 등의 기판에 대한 처리공정의 하나로서, 현상처리가 행해진 후 기판의 표면에 산성의 에칭액을 공급하여 기판 표면에 형성된 금속막을 용해하고, 이것에 의해 소망의 패턴을 기판 표면에 형성한다는, 소위 에칭처리의 공정이 있다.

이 처리를 행하는 장치(에칭장치)로서는, 롤러 컨베이어에 의해 기판을 수평자세로 반송하면서, 기판 표면에 대향해서 배치된 다수의 노즐을 통해서 에칭액을 분사하도록 한 것이 일반적이다. 그러나, 이 장치에서는 기판이 대형화하면 기판 표면에서 에칭액이 정체하기(체류하기) 쉽고, 에칭처리의 균일성을 확보하는, 요컨대 기판 전체에 균일하게 에칭처리를 행하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.

그런데, 근년에는 일본 특허공고 평3-77276호(도 12 참조)에서와 같이, 노즐(스프레이관, 500)을 기판(100)의 폭 방향, 즉 기판(100)의 반송방향과 수평면상에서 직교하는 방향으로 요동시켜 에칭액의 분사방향을 변화시키거나, 노즐을 기판의 폭 방향으로 요동시킴과 동시에 노즐에 대해서 기판을 반송방향으로 진퇴(요동)시키고, 이것에 의해 기판 밖으로 에칭액의 유출을 촉진함으로써, 에칭액의 치환성을 향상시키도록 하고 있다.

그러나, 이렇게 노즐 또는 노즐 및 기판을 요동시키면서 기판 표면에 에칭액을 공급하는 장치라도, 기판이 어느 정도의 크기 이상으로 되면 에칭액을 신속하게 기판 밖으로 유출하는 것이 어렵고, 전과 다름없이 기판상에 에칭액이 체류하는 경향이 있다. 그 때문에, 에칭처리의 균일성을 높이는 점에서는 아직 개선의 여지가 있다.

또, 이 문제는 에칭처리에 한정되지 않고, 예컨대 네가레지스트 현상 등의 현상처리에서도 마찬가지로 발생하고 있고, 이것을 해결할 필요도 있다.

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기판에 대한 화학처리액의 치환성을 향상시킴으로써, 기판 표면 전체를 균일하게 처리할 수 있는 기판 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 기판 표면 전체를 보다 균일하게 처리할 수 있는 기판 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 기판의 표면에 패턴을 형성하기 위한 화학처리액을 공급하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리장치에 있어서, 수평면에 대해서 소정의 각도를 이루는 경사자세로 기판을 유지하는 자세 유지수단과, 상기 기판을 그 경사방향과 직교함과 동시에 기판과 평행한 수평방향으로 반송하면서, 상기 경사자세로 유지된 기판에 대해서 화학처리액을 공급하는 화학처리액 공급수단을 구비하고 있는 것이다(청구항 1).

이 장치에 의하면, 기판 표면으로 공급된 화학처리액이 기판을 따라서 흘러 기판의 경사방향에서 하위측의 단부로부터 흘러 내린다. 그 때문에, 대상이 되는 기판이 대형의 기판이라도 화학처리액이 기판상에 체류하는 경우가 거의 없고, 기판에 대한 화학처리액의 치환성이 효과적으로 향상된다.

특히, 상기 자세 유지수단에 의한 기판의 경사각도를 5°∼ 20°의 범위내에서 설정하도록 하면(청구항 2), 화학처리액을 기판에 대해서 유효하게 작용시키면서 신속하게 기판 밖으로 흘려 내리는 것이 가능하게 된다.

또, 청구항 1 또는 2 기재의 장치에 있어서, 상기 화학처리액 공급수단은, 기판으로의 수선(垂線)방향 또는 이 수선방향보다도 기판의 경사방향에서 하위측으로 향해 화학처리액을 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다(청구항 3). 이렇게 하면, 화학처리액의 밀어올림 현상, 요컨대 복수의 화학처리액 공급수단을 기판의 경사방향으로 나란히 배치한 구성에 있어서, 상위측의 화학처리액 공급수단으로부터 공급되어 기판을 따라 흘러 내리는 화학처리액이 하위측의 화학처리액 공급수단으로부터 공급되는 화학처리액의 압력에 의해 상위측으로 다시 되돌아 온다는 현상의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 청구항 1 또는 2 기재의 장치에 있어서, 화학처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 가변수단을 설치하도록 하면(청구항 4), 적은 화학처리액 공급수단으로 보다 넓은 면적에 대해서 화학처리액을 직접 공급하는 것이 가능하게 된다.

이 경우, 기판으로의 수선을 경계로 기판의 경사방향에서 상위측으로 0°∼ 10°, 하위측으로 0°∼ 30°의 범위내에서 상기 화학처리액 공급수단을 요동시키도록 가변수단을 구성하던가(청구항 5), 혹은 기판으로의 수선을 경계로 기판의 경사방향에서 상위측으로 전체 요동각도의 20∼30%의 범위내에서 상기 화학처리액 공급수단을 요동시키도록 상기 가변수단을 구성하는(청구항 6) 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 화학처리액을 기판에 대해서 직접 공급할 수 있는 범위를 화학처리액의 밀어올림 현상의 발생을 유효하게 방지할 수 있는 범위내에서 가급적 넓게 설정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 청구항 1 내지 2 기재의 어느 장치에 있어서, 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판과 평행한 방향으로 기판을 반송하는 반송장치에 의해 상기 자세 유지수단을 구성하고, 기판의 반송중에 기판으로 화학처리액을 공급하도록 하면(청구항 7), 기판을 반송하면서 효율 좋게 기판에 처리를 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 청구항 1 내지 2 기재의 어느 장치에 있어서, 화학처리액의 공급중에 화학처리액 공급수단과 기판과를 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판과 평행한 방향으로 상대적으로 왕복 이동시키는 이동수단을 설치하도록 하면(청구항 8), 청구항 5, 6과 마찬가지로, 적은 화학처리액 공급수단으로 보다 넓은 면적에 대해서 화학처리액을 직접 공급하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 수평면에 대해서 소정의 각도를 이루는 경사자세로 유지된 기판에 대해서 화학처리액을 공급하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리장치에 있어서, 기판의 경사방향에서 상위측의 단부로 화학처리액을 공급하여 상기 기판 표면상에서 화학처리액을 상기 경사방향으로 흘려 내리는 제1 화학처리액 공급수단을 구비함과 동시에, 이 제1 화학처리액 공급수단보다도 기판의 경사방향에서 하위측에 배치되어 기판에 화학처리액을 분사하는 제2 화학처리액 공급수단을 구비하고 있는 것이다(청구항 9).

이 장치에 의하면, 제1 화학처리액 공급수단으로부터 공급된 화학처리액이 기판을 따라 흐르면서 기판의 경사방향에서 하위측의 단부로부터 흘러 내린다. 이것에 의해 기판 전체에 화학처리액이 작용하면서 신속하게 기판 밖으로 유출하게 된다. 이때, 제2 화학처리액 공급수단에 의해 화학처리액이 기판으로 분사되는 것에 의해, 기판의 경사방향에서 하위측에서의 화학처리액의 열화(활성도의 저하)가 억제된다.

이 장치에 있어서는, 제1 화학처리액 공급수단으로서, 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판 표면과 평행하게 연장되는 슬릿 모양의 액 공급구를 가진 슬릿노즐을 설치하고, 또한 제2 화학처리액 공급수단으로서, 기판에 대향하는 다수의 액 공급구를 가진 샤워노즐을 설치하는(청구항 10) 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 기판의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 균일하게 화학처리액을 흘려 내릴 수 있고, 또한 화학처리액의 분사시에, 기판의 넓은 범위에 걸쳐 적절히 화학처리액을 분사하는 것이 가능하게 된다.

또한, 청구항 9 또는 10의 장치에 있어서, 제1 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 제1 가변수단을 설치하도록 하면(청구항 11), 제1 화학처리액 공급수단으로부터 기판의 특정 부분에 활성도가 높은 화학처리액이 계속해서 공급되는 것에 기인하는 처리 불균일, 요컨대 해당 특정 부분에 서의 처리가 다른 부분에 비해서 매우 신속하게 진행하는 현상을 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 청구항 9 내지 10의 어느 장치에 있어서, 상기 제2 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 가변하는 제2 가변수단을 설치하도록 하면(청구항 12), 합리적인 구성으로 기판의 보다 넓은 범위에 걸쳐 화학처리액을 분사하는 것이 가능하게 된다.

또, 청구항 1 내지 2, 청구항 9 내지 10의 어느 장치에 있어서, 각 화학처리액 공급수단이 기판에 대해서 에칭액 또는 네가레지스트용 현상액을 공급하도록 한(청구항 13) 에칭장치 또는 네가레지스트 현상장치로서 특히 유용하다.

한편, 본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수평면에 대하여 소정의 각도를 이루는 경사자세로 기판을 유지하는 공정과, 경사자세로 유지한 상기 기판을, 그 경사방향과 직교함과 동시에 기판과 평행한 수평방향으로 반송하면서, 상기 기판에 대하여 소정의 화학처리액을 공급하고, 기판의 경사에 따라 상기 화학처리액을 흘려 내리면서 상기 기판에 대하여 화학처리를 하는 공정으로 이루어진 방법으로 기판을 처리한다(청구항 14).

또 본 발명은 청구항 14의 방법에 있어서, 상기 화학처리액의 공급을 슬릿상의 토출구를 갖는 슬릿노즐이나(청구항 15), 샤워노즐(청구항 16), 또는 슬릿노즐과 샤워노즐을 함께 사용(청구항 17)한다.

또 청구항 14 내지 17중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학처리액을 기판 표면에 패턴을 형성하기 위한 화학처리액으로 하거나(청구항 18), 에칭액 또는 네가레지스트용 현상액(청구항 19)으로 한다.

도 1은 본 발명에 관한 기판 처리장치(제1 실시형태)인 에칭장치를 나타내는 사시도,

도 2는 에칭장치의 내부구조를 나타내는 측면도,

도 3의 (A)∼(C)는 에칭장치에 의한 기판의 처리동작을 설명하는 도면,

도 4는 본 발명에 관한 기판 처리장치(제2 실시형태)인 에칭장치를 나타내는 사시도,

도 5는 에칭장치의 내부구조를 나타내는 측면도,

도 6은 노즐의 요동(搖動)각도를 설명하는 모식도,

도 7의 (A)∼(C)는 에칭장치에 의한 기판의 처리동작을 설명하는 도면,

도 8은 노즐에 의한 에칭액의 분사영역을 설명하는 도면,

도 9는 본 발명에 관한 기판 처리장치(제3 실시형태)인 에칭장치를 나타내는 사시도,

도 10은 에칭장치의 내부구조를 나타내는 측면도,

도 11은 샤워노즐(shower nozzle)에 의한 에칭액의 분사방향을 설명하는 도면이다.

도 12는 본 발명에 관한 종래의 기판처리장치의 개략적인 구성을 나타내는단면도이다.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 에칭장치, 12 처리조,

14 기판 도입구, 15 기판 배출구,

16 반송기구, 18 반송롤러,

20 롤러 축, 22 중앙롤러,

24 측부 롤러, 30 노즐, 슬릿노즐,

30a 토출구, 34, 42 액 공급관,

36 서지탱크, 40 샤워노즐,

W 기판.

본 발명의 바람직한 제1 실시형태에 대해서 도면을 사용해서 설명한다. 이하, 설명은 주로 본 발명의 기판 처리장치에 대하여 이루어지며, 그 처리방법은 이를 참조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 기판처리장치인 에칭장치를 나타내는 사시도이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 에칭장치(10)는 박스(box)형의 처리조(12)를 가지고 있고, 이 처리조(12)의 내부에 사각형의 기판(W)을 반송하기 위한 반송기구(16)(반송장치)와, 기판(W)의 표면으로 에칭액을 공급하기 위한 노즐(30)(화학처리액 공급수단)을 구비하고 있다.

상기 처리조(12)에는, 그 측면에 기판 도입구(14)가 설치됨과 동시에, 이것에 대향하는 측면에 기판 배출구(15)가 설치되어 있다. 요컨대, 기판 도입구(14)를 통해서 기판(W)이 처리조(12)로 도입되어 에칭처리가 행해진 후, 처리후의 기판(W)이 기판 배출구(15)를 통해서 다음 공정으로 배출되도록 되어 있다.

상기 반송기구(16)는, 롤러 컨베이어로서 반송방향으로 나란히 축 지지되는 반송롤러(18...)와, 모터를 구동원으로 해서 이들 반송롤러(18)를 동기해서 회전시키는 구동기구를 구비하고 있고, 상기 기판 도입구(14)를 통해서 도입되는 기판(W)을 받아 들이고, 이 기판(W)을 반송롤러(18)로 지지하면서 반송하도록 구성되어 있다.

상기 반송롤러(18)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 수평면에 대해서 각도 θ만큼 경사진 상태에서 처리조(12)의 측벽 사이에 회전 자유롭게 지지되는 롤러 축(20)을 가지고 있고, 이 롤러 축(20)의 중앙부에 중앙롤러(22)를 구비함과 동시에, 양단 부분에 한쌍의 측부 롤러(24)를 각각 구비한 부분 지지형의 롤러구조를 가지고 있다. 각 롤러(22, 24)에는 고무 등의 유연성 재료로 이루어지는 완충재로서의 O 링(26)이 각각 밖에서 끼워 장착됨과 동시에, 각 측부 롤러(24)에는 그 바깥쪽 측부에 각각 날개부(24a)가 일체로 형성되어 있다. 그리고, 기판(W)의 반송시에는 각 롤러(22, 24)에 의해 기판(W)을 이면으로부터 지지함과 동시에, 반송롤러(18)의 경사방향에서 하위측(도 2에서는 우측)의 날개부(24a)에 의해 기판(W)이 미끌어져 떨어지는 것을 방지하면서 기판(W)을 경사자세로 반송하도록되어 있다. 즉, 상기 반송기구(16)에 의해 본원의 자세 유지수단이 구성되어 있다. 또, 기판(W)의 경사각도, 요컨대 상기 롤러 축(20)의 경사각도 θ는 본 실시형태에서는 에칭처리의 균일성이 양호하게 되는 하나의 예로서 5°∼ 20°의 범위내에서 설정되어 있다. 또한, 부분 지지형의 롤러로서는 도시한 것에 한정되지 않고, 예컨대 중앙 롤러(22)에 대응하는 것을 복수 설치한 다점 지지롤러로 하여도 된다.

상기 노즐(30)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 반송기구(16)의 상방에 있어서, 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부 상방으로 프레임(32)을 통해서 고정되고, 액 공급관(34)을 통해서 도면 밖의 에칭액 저장용의 탱크에 접속되어 있다.

노즐(30)에는, 기판(W)의 반송방향(이하, 단지 반송방향이라 한다)으로 연장되는 슬릿 모양의 토출구(30a)가 형성되어 있고, 상기 액 공급관(34)에 끼워 설치된, 예컨대 밸브수단의 조작에 따라서 이 토출구(30a)로부터 기판 표면으로 에칭액을 공급하도록 되어 있다. 또, 노즐(30)의 토출구(30a)는, 후술하는 소정의 기판 처리위치에 기판(W)이 위치 결정된 상태에서, 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부에, 그 전체에 걸쳐 에칭액을 공급할 수 있도록 형성되어 있다.

이상과 같이 구성된 에칭장치(10)에서는, 우선 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 전(前)공정에서 처리를 마친 기판(W)이 기판 도입구(14)를 통해서 처리조(12)내로 도입되면서 반송기구(16)에 의해 반송된다. 그리고, 기판(W)의 선단이 소정의 위치에 도달하면 반송기구(16)가 정지되고, 이것에 의해 기판(W)이 처리조(12)내의 기판 처리위치에 위치 결정된다.

기판(W)이 위치 결정되면, 액 공급관(34)의 밸브가 열려지는 것에 의해노즐(30)로부터 기판(W)의 표면으로 에칭액의 공급이 개시된다(도 3의 (B)). 이때, 기판(W)으로 에칭액이 공급되면, 상술한 바와 같이 기판(W)이 경사자세로 유지되어 있기 때문에, 에칭액은 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 기판(W)을 따라서 흘러 하위측의 단부로부터 기판 밖으로 흘러 내린다. 그리고, 이렇게 에칭액이 기판(W)을 따라서 흐르는 중간에 에칭액이 기판 표면에 작용하여 기판(W)에 에칭처리가 행해지고, 처리에 제공된 에칭액과 이것에 의한 용해물질이 일체로 기판 밖으로 흘러 내리게 된다.

이렇게 하여 소정의 시간만큼 에칭액이 공급되면, 액 공급관(34)의 밸브가 닫혀져 에칭액의 공급이 정지된다. 그리고, 상기 반송기구(16)가 재차 구동되어 처리후의 기판(W)이 상기 기판 배출구(15)를 통해서 다음 공정, 본 실시형태에서는 순수(純水)에 의한 물세척 공정으로 반출된다(도 3의 (C).

이상과 같은 에칭장치(10)에 의하면, 경사자세로 유지한 기판(W)을 따라서 에칭액을 흘려 내리면서 에칭처리를 행하기 때문에, 에칭액이 기판상에서 체류하는 일이 일체 없고, 에칭액의 치환성이 현저하게 향상한다. 따라서, 기판 표면 전체에 대해서 균일하게 에칭액을 작용시키면서 신속하게 기판 밖으로 에칭액을 유출시키는 것이 가능하기 때문에, 수평으로 유지한 기판에 대해서 에칭액을 공급하도록 하였던 종래 이런 종류의 장치와 비교하면, 기판(W)에 대해서 보다 균일하게 에칭처리를 행할 수 있다.

더욱이, 상술한 바와 같이 에칭액의 치환성이 향상하는 것으로, 에칭처리에 걸리는 시간을 유효하게 단축할 수 있다. 즉, 종래 장치에서는, 기판(W)과의 작용으로 열화한 에칭액이 특정 부분에 체류하게 되기 때문에, 그와 같은 부분에서의 에칭처리의 진행이 지연되고, 그 만큼 처리에 시간이 걸리게 된다. 그러나, 상기 에칭장치(10)에서는, 에칭액을 기판 전체에 균일하게 작용시키면서 신속하게 기판 밖으로 유출시키기 때문에, 종래 장치에 비교하면 짧은 시간에 적절한 처리를 행할 수 있다.

또한, 처리후는 기판 표면에 에칭액이 남기 어렵기 때문에, 다음 공정으로 에칭액을 묻혀나가는 것(지출;持出)을 유효하게 억제할 수 있고, 이것에 의해 에칭액 소비량을 경감하여 운전비용(running cost)을 억제하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 이렇게 에칭액의 지출량이 경감되는 것으로 다음 공정에서 물세척 처리에 제공된 순수(폐액)의 처리 비용을 경감할 수 있다는 이점도 있다. 즉, 에칭액의 지출량이 많으면, 물세척 공정의 폐액에 함유되는 에칭액의 농도가 높게 되고, 그 상태에서는 하수로 배수할 수 없어 일정한 처리를 행하는 것이 필요하게 된다. 그 때문에, 폐액의 처리비용이 높게 된다. 그런데, 상술한 바와 같이 에칭액의 지출량이 경감되면, 물세척 공정의 폐액에 함유되는 에칭액의 농도가 저감하기 때문에, 무(無)처리 상태에서 폐액을 하수로 배출하는 것이 가능하게 되고, 그 만큼 폐액의 처리비용을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 종래 장치와 같이, 에칭액 공급용 노즐을 요동시키거나 혹은 기판(W)을 노즐에 대해서 진퇴시키면서 에칭액을 공급하지 않아도 에칭액의 치환성을 향상시키는 것이 가능하기 때문에, 그 만큼 장치 구조를 간략화 하는 것이 가능하게 된다는 이점도 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다.

도 4는, 제2 실시형태에 관한 에칭장치를 나타내고 있다. 또, 이 도면에 나타내는 에칭장치(10')의 기본적인 구성은 제1 실시형태에 관한 상기 에칭장치(10)와 공통이기 때문에, 공통 부분에 대해서는 상기 에칭장치(10)와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략하고, 이하 다른 점에 대해서만 설명하게 된다.

도 4에 나타내는 에칭장치(10')에서는 상기 반송기구(16)가 반송롤러(18)를 정역회전 구동할 수 있도록 구성되어 있고, 기판(W)의 처리시에는 반송롤러(18)가 정역회전 구동되는 것에 의해 기판(W)이 기판 처리위치를 기준으로 해서 반송방향으로 왕복 이동하도록 되어 있다.

또한, 처리조(12)의 내부에 다수의 노즐(40a)(처리액 공급수단)을 구비한 서지탱크(40)가 복수 설치됨과 동시에, 이들 서지탱크(40)를 회전시키는 구동기구(도시 생략)가 설치되어 있고, 도시의 예에서는 4개의 서지탱크(40)가 설치되고, 이들 서지탱크(40)가 구동기구에 의해 동기해서 동일 방향으로 회전하도록 되어 있다.

각 서지탱크(40)는 반송방향으로 연장되는 원통 모양의 탱크로서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 경사방향으로 일정한 간격으로, 또 반송기구(16)로 지지된 기판(W)에 대해서 일정한 거리를 가지고 서로 평행한 상태에서 나란히 배치되고, 각각 지지축(42)을 통해서 처리조(12)의 측판 사이에 회전 자유롭게 지지되어 있다. 그리고, 액 공급관(44)을 통해서 각각 도면 밖의 에칭액 저장용의 탱크에 접속되어 있다.

상기 노즐(40a)은 원추형으로 에칭액을 토출하는, 소위 원추형의 샤워노즐로서, 기판(W)에 대향해서 반송방향으로 일정한 간격으로 병렬 설치되어 있다. 또한, 인접 설치되는 샤워탱크(40)끼리의 관계에서는 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 탱크(40)의 이웃하는 한쌍의 노즐(40a)의 사이에 하위측의 서지탱크(40)의 노즐(40a)이 위치하도록 상하 각 서지탱크(40)의 노즐(40a)이 반송방향으로 오프 셋트된 배치로 되어 있다. 그리고, 액 공급관(44)에 끼워 설치된 예컨대 밸브수단의 조작에 따라서 각 노즐(40a)로부터 기판 표면으로 에칭액을 토출하도록 되어 있다.

서지탱크(40)를 회전시키는 상기 구동기구는, 도시를 생략하지만, 예컨대 기판(W)의 경사방향으로 연장되는 구동축이 설치되고, 이 구동축에 웜 기어 및 웜 휠을 통해서 각 지지축(42)이 연결됨과 동시에, 상기 구동축이 감속기를 통해서 구동용 모터에 접속된 구성으로 되어 있다. 그리고, 기판(W)의 처리시에는 모터의 정역회전 구동에 따라서 각 서지탱크(40)가 일체로 동일방향으로 정역 회전되고, 이것에 의해 각 노즐(40)이 소정의 각도내에서 요동하도록 되어 있다. 요컨대, 처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 본원 발명의 가변수단이 상기 구동기구에 의해 구성되어 있다.

또, 노즐(40a)의 요동각도는 본 실시형태에서는 에칭액의 치환성이 양호하게 유지되고, 또 후술하는 얼룩이 유효하게 경감되는 하나의 예로서, 40°이내의 각도에서, 또 도 6에 나타낸 바와 같이, 지지축(42)의 중심으로부터 기판(W)으로 내린 수선 g를 기준으로, 기판(W)의 경사방향에서 하위측으로의 요동각도 α가 30°이내, 상위측으로의 요동각도 β각 10°이내가 되도록 설정되어 있다.

이상과 같이 구성된 에칭장치(10')의 경우에도, 우선 도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)이 기판 도입구(14)를 통해서 처리조(12)내로 도입되면서 반송기구(16)에 의해 상기 기판 처리위치까지 반송된다.

그리고, 액 공급관(34)의 밸브가 열려지는 것에 의해, 도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이, 각 서지탱크(40)의 노즐(40a)로부터 기판(W)의 표면으로 에칭액의 공급이 개시됨과 동시에, 이것에 동기하여 반송기구(16)가 정역회전 구동되고, 이것에 의해 기판 처리위치를 중심으로 하는 일정한 범위내에서 기판(W)이 반송방향으로 왕복 이동(요동)하게 된다.

이렇게 소정의 시간만큼 에칭액이 공급되면, 액 공급관(34)의 밸브가 닫혀져 에칭액의 공급이 정지된다. 그리고, 상기 반송기구(16)가 정회전 구동되어 처리후의 기판(W)이 기판 배출구(15)를 통해서 다음 공정으로 반출된다(도 7의 (C)).

이상과 같은 제2 실시형태에 관한 에칭장치(10')에 있어서도, 경사자세로 유지한 기판(W)을 따라서 에칭액을 흘려 내리면서 에칭처리를 행하기 때문에, 제1 실시형태의 에칭장치(10)와 마찬가지로, 에칭액의 치환성을 향상시켜 균일하고 또 신속한 에칭처리를 행할 수 있고, 또한 다음 공정으로의 에칭액의 지출을 유효하게 억제할 수 있다.

더욱이, 기판(W)에 대향해서 설치된 다수의 노즐(40a)로부터 에칭액을 토출하여 기판(W)으로 분사하는 구성이기 때문에, 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 에칭액을 흘려 내리는 제1 실시형태의 에칭장치(10)에 비교하면, 기판(W)에 대해서 보다 균일하게 에칭처리를 행할 수 있다는 특징이 있다.

즉, 제1 실시형태의 에칭장치(10)에서는 기판(W)을 따라 그 상위측으로부터 에칭액을 흘려 내리므로, 기판(W)의 상위측의 에칭액에 비교해서 하위측의 에칭액의 활성도가 낮다. 요컨대, 기판(W)의 하위측일수록 에칭액이 열화하고 있고, 그 때문에, 기판(W)의 상위측에 비교하면 하위측 처리의 진행이 약간 지연되는 경향이 있다. 그러나, 상기 제 2 실시형태의 에칭장치(10')에서는 기판(W)에 대향해서 배치된 다수의 노즐(40a)로부터 에칭액을 토출시켜 기판(W)의 거의 전면(全面)에 대해서 에칭액을 분사하고 있으므로, 기판(W)의 전체에 활성도가 높은 에칭액을 공급할 수 있다. 따라서, 기판(W)에서는 처리의 진행이 전체에서 거의 균일하게 진행하게 되고, 이 점, 제1 실시형태의 에칭장치(10)에 비교하면 에칭처리를 균일하게 행하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 제2 실시형태와 같이, 에칭액을 기판(W)으로 분사하는 경우에는 에칭처리의 균일성을 높이는 점에서, 상술한 바와 같이 에칭액의 치환성을 향상시키는 이외에 기판(W)에 대한 에칭액의 적중 얼룩을 저감시키는 것이 중요한 과제로 된다.

즉, 에칭액이 직접 분사되는 것에 의해 에칭액이 공급되는 부분과, 단지 기판(W)을 따라서 기판(W)이 흐르는 것에 의해 에칭액이 공급되는 부분에서는, 에칭처리의 진행에 미묘한 차이(얼룩)가 생기는 것이 경험적으로 알려져 있고, 그 때문에, 노즐에 의해 에칭액을 기판(W)으로 분사하는 경우에는, 에칭액을 기판(W)의 보다 넓은 범위에 직접 분사하는 것이 중요하게 되지만, 상기 에칭장치(10')에 의하면, 이와 같은 적중 얼룩을 합리적인 구성으로 유효하게 경감할 수 있다는 특징이있다.

요컨대, 에칭액을 기판(W)의 보다 넓은 범위에 직접 분사하는 방법으로서는, 기판(W)에 대향해서 다수의 노즐을 고정적으로 배치하여 에칭액을 토출시키는 것이 생각되지만, 노즐을 너무 많이 설치하면, 각 노즐로부터 적절히 에칭액을 토출시키기 위한 액의 압력 관리가 어렵게되거나 혹은 인접 설치되는 노즐끼리가 너무 접근하여 배치되거나, 각 노즐로부터 토출되는 에칭액끼리가 완충되어 기판(W)에 대해서 적절히 에칭액을 분사할 수 없다는 사태를 초래하게 된다.

그러나, 상기의 에칭장치(10')에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 정지상태에서는 기판(W)에 대해서 직접 에칭액을 분사할 수 있는 영역이 원형으로 되는 부분(도면중, 부호 Sa로 나타내는 영역)이, 노즐(40a)이 요동하게 됨으로써 이 영역이 기판(W)의 경사방향으로 확대되고(도면중, 부호 Sb로 나타내는 영역), 또 기판(W)이 요동하게 됨으로써 이 영역이 반송방향으로까지 확대되게 된다(도면중, 부호 Sc로 나타내는 영역). 따라서, 적은 노즐 수로 기판(W)의 보다 넓은 범위에 직접 에칭액을 분사하는 것이 가능하게 되고, 상기와 같은 얼룩의 발생을 효과적으로 경감할 수 있다.

그런데, 상기 제1 및 제2 실시형태의 에칭장치(10, 10')는 본 발명에 관한 기판 처리장치의 일부의 예로서, 그 구체적인 구성은 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 적절히 변경 가능하다.

예컨대, 상기 실시형태에서는 기판(W)의 경사각도 θ를 5°∼ 20°의 범위내에서 설정하도록 하고 있지만, 기판(W)의 구체적인 경사각도 θ는 이 각도에 구애되지 않고 기판(W)의 크기나 에칭액의 성상(性狀) 등 여러 가지 조건을 고려하여 기판(W)의 에칭처리가 보다 균일하게 행해지도록 적절히 설정하도록 하면 된다. 단, 기판(W)의 경사각도 θ가 5°미만인 경우에는, 표면장력에 의해 에칭액이 기판(W)상에 부분적으로 잔존하는 등, 부드러운 에칭액의 흘러내림을 기대할 수 없고, 또한 20°를 초과하는 경우에는, 반대로 에칭액의 흘러내림 속도가 너무 빨라져 에칭액을 충분히 기판(W)에 작용하는 것이 어렵게 된다. 따라서, 기판(W)의 경사각도 θ는 5°∼ 20°의 범위내에서 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 실시형태의 에칭장치(10')에서는, 상기 노즐(40a)의 요동동작에 있어서, 그 요동각도가 40°이내의 범위에서 또 지지축(42)의 중심으로부터 기판(W)으로 내린 수선 g를 기준으로, 기판(W)의 경사방향에서 하위측으로의 요동각도 α가 30°이내, 상위측으로의 요동각도 β가 10°이내가 되도록 설정되어 있지만, 노즐(40a)의 구체적인 요동각도도 이것에 구애되지 않고, 기판(W)의 에칭처리가 보다 균일하게 행해지도록 적절히 설정하도록 하면 된다. 그러나, 바람직하게는, 상기와 같은 범위내에서 요동각도를 설정하는 것이 기판(W)을 균일하게 처리하는 점에서 유효하다. 즉, 적은 노즐 수로 기판(W)의 보다 넓은 범위에 직접 에칭액을 분사하고자 하는 경우, 노즐(40a)의 요동각도를 보다 크게 설정하는 것이 바람직하지만, 기판(W)의 경사방향에서 상위측으로의 요동각도 β가 커지면, 기판(W)의 상위측의 노즐(40a)로부터 토출되어 기판(W)을 따라서 흘러 내리는 에칭액이 하위측의 노즐(40a)로부터 토출된 에칭액의 액의 압력에 의해 기판(W)의 상위측으로 향해서 밀어 올려지는, 소위 밀어올림 현상이 발생하고, 그 결과, 에칭액의 신속한흘러내림이 방해되어 에칭액의 치환성이 저해되게 된다. 그러나, 상기와 같은 범위내에서 노즐(40a)의 요동각도를 설정하면, 노즐(40a)에 의해 에칭액을 직접 분사할 수 있는 영역을, 상기와 같은 밀어올림 현상을 수반하지 않는 범위내에서 가급적 넓게 할 수 있다. 따라서, 이와 같은 범위내에서 요동각도를 설정하도록 하면, 에칭액의 치환성을 향상시키면서, 게다가 얼룩의 발생을 유효하게 경감할 수 있고, 이것에 의해 기판(W)의 균일처리를 높은 레벨에서 달성할 수 있다.

또, 상기와 같은 노즐(40a)의 요동각도의 설정에 있어서, 예컨대, 노즐(40a)의 전체 요동각도가 미리 정해져 있는 것과 같은 경우에는, 지지축(42)의 중심으로부터 기판(W)으로 내린 수선 g를 기준으로, 기판(W)의 경사방향에서 상위측으로의 요동각도 β가 전체의 요동각도의 20∼30%가 되도록, 기판(W)의 상위측 및 하위측으로의 요동각도 α, β를 각각 설정하도록 하여도 된다. 이 경우에도, 에칭액을 직접 분사할 수 있는 영역을, 밀어올림 현상을 수반하지 않는 범위내에서 넓게 할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서의 에칭장치(10)에서는 노즐(30)과 기판(W)의 양쪽을 고정적으로 배치하여 에칭액을 공급하도록 하고, 또한 제2 실시형태에서의 에칭장치(10')에서는 노즐(40a)을 요동시키면서 기판(W)을 요동시키도록 하고 있지만, 에칭액의 공급동작의 예는 기판(W)을 경사상태로 하여 에칭액을 공급할 수 있다면, 이들 실시형태에 한정되지 않고 적절히 선정하는 것이 가능하다. 이 경우, 예컨대 노즐의 동작예로서는, ① 노즐 고정, ② 노즐 요동의 2종류가 생각되고, 기판(W)의 동작예로서는, ① 기판 고정, ② 기판 요동, ③ 기판 통과(기판(W)을 다음 공정으로 향해 반송하면서 그 중간에 화학처리액을 공급하는 양태)의 3종류가 생각되므로, 이들 동작을 적절히 선정, 혹은 조합하도록 하면 된다. 또, 노즐을 고정적으로 설치하여 에칭액을 기판(W)으로 분사하는 것과 같은 구성, 예컨대, 제2 실시형태의 에칭장치(10')에 있어서, 서지탱크(40)를 고정적으로 설치하여 각 노즐(40a)로부터 에칭액을 공급하는 것과 같은 구성의 경우에는, 상기 밀어올림 현상을 확실히 방지하기 위해, 기판(W)으로의 수선방향 또는 수선방향보다도 기판(W)의 하위측으로 향해서 에칭액을 토출하도록 노즐(40a)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시형태에서는 슬릿 모양의 토출구(30a)를 가지는 노즐(30)이나 원추형으로 에칭액을 토출하는 노즐(40a)을 통해서 에칭액을 기판(W)으로 공급하도록 하고 있지만, 이들 이외의 예컨대 단일 구멍으로부터 순수를 토출하는 스폿(spot) 모양의 노즐이나, 안개 모양으로 에칭액을 토출하는 안개 모양의 노즐 등, 여러 가지의 노즐을 적용하여 에칭액을 공급할 수도 있다.

본 발명의 제3 실시형태에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.

도 9는 본 발명에 관한 기판 처리장치인 에칭장치를 나타내는 사시도이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 에칭장치(10)는 박스형의 처리조(12)를 가지고 있고, 이 처리조(12)의 내부에 사각형의 기판(W)을 반송하기 위한 반송기구(16)와, 기판 표면으로 에칭액을 공급하기 위한 에칭액 공급수단을 구비하고 있다.

상기 처리조(12)에는, 그 측면에 기판 도입구(14)가 설치됨과 동시에, 이것에 대향하는 측면에 기판 배출구(15)가 설치되어 있다. 즉, 기판 도입구(14)를 통해서 기판(W)이 처리조(12)로 도입되어 에칭처리가 행해진 후, 처리후의 기판(W)이기판 배출구(15)를 통해서 다음 공정으로 배출되도록 되어 있다.

상기 반송기구(16)는, 롤러 컨베이어로서 반송방향으로 나란히 축 지지되는 반송롤러(18...)와, 모터를 구동원으로 해서 이들 반송롤러(18)를 동기해서 회전시키는 도면 밖의 구동기구를 구비하고 있고, 상기 기판 도입구(14)를 통해서 도입되는 기판(W)을 받아 들이고, 이 기판(W)을 반송롤러(18...)로 지지하면서 반송하도록 구성되어 있다.

상기 반송롤러(18)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 수평면에 대해서 각도 θ만큼 경사진 상태에서 처리조(12)의 측벽 사이에 회전 자유롭게 지지되는 롤러 축(20)을 가지고 있고, 이 롤러 축(20)의 중앙부에 중앙 롤러(22)를 구비함과 동시에, 양단 부분에 한쌍의 측부 롤러(24)를 각각 구비한 부분 지지형의 롤러구조를 가지고 있다. 각 롤러(22, 24)에는 고무 등의 유연성 재료로 이루어지는 완충재로서의 O 링(26)이 각각 밖에서 끼워 장착됨과 동시에, 각 측부 롤러(24)에는 그 바깥쪽 측부에 각각 날개부(24a)가 일체로 형성되어 있다. 그리고, 기판(W)의 반송시에는 각 롤러(22, 24)에 의해 기판(W)을 이면으로부터 지지함과 동시에, 반송롤러(18)의 경사방향에서 하위측(도 10에서는 우측)의 날개부(24a)에 의해 기판(W)이 미끌어져 떨어지는 것을 방지하면서 기판(W)을 경사자세로 반송하도록 되어 있다.

또, 기판(W)의 경사각도, 요컨대 상기 롤러 축(20)의 경사각도 θ는 본 실시형태에서는 에칭처리의 균일성이 양호하게 되는 하나의 예로서 5°∼ 20°의 범위내에서 설정되어 있다.

상기 에칭액 공급수단으로서는, 후술의 기판 처리위치에 위치 결정된 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부 상방에 배치되는 슬릿노즐(30)(제1 화학처리액 공급수단)과, 이 슬릿노즐(30)보다도 하위측에서 기판(W)에 대향 배치된 다수의 샤워노즐(40)(제2 화학처리액 공급수단)이 배열 설치되어 있다.

상기 슬릿노즐(30)은, 프레임(32)을 통해서 처리조(12)의 측벽에 고정되어 있음과 동시에, 액 공급관(34)을 통해서 에칭액 저장용의 탱크(미도시)에 접속되어 있다. 이 슬릿노즐(30)에는 기판(W)의 반송방향(이하, 단지 반송방향이라 한다)으로 연장되는 슬릿 모양의 토출구(30a)가 형성되어 있고, 상기 액 공급관(34)에 끼워 설치된 예컨대 밸브수단의 조작에 따라서 이 토출구(30a)로부터 에칭액을 토출하여 기판 표면으로 공급하도록 되어 있다. 또, 노즐(30)의 토출구(30a)는 기판 처리위치에 기판(W)이 위치 결정된 상태에서, 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부의 전체에 걸쳐 에칭액을 공급할 수 있도록 형성되어 있다.

한편, 샤워노즐(40)은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 반송기구(16)의 상방에 배열 설치된 서지탱크(36)에 설치되어 있고, 도시의 예에서는 2개의 서지탱크(36)가 배열 설치되고, 이들 서지탱크(36)에 각각 복수의 샤워노즐(40)이 설치되어 있다.

각 서지탱크(36)는 반송방향으로 연장되는 원통형의 탱크로서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 경사방향으로 일정한 간격으로 또 반송기구(16)로 지지된 기판(W)에 대해서 일정한 거리를 가지고 서로 평행한 상태에서 나란히 배치되고, 각각 지지축(38)을 통해서 처리조(12)의 측판 사이에 지지되어 있다. 각 서지탱크(36)에는 각각 액 공급관(42)이 접속되어 있고, 이 액 공급관(42)을 통해서 각 서지탱크(36)가 도면 밖의 에칭액 저장용의 탱크에 접속되어 있다.

상기 샤워노즐(40)은, 다수의 토출구멍을 구비하고, 원추형으로 에칭액을 분출하는, 소위 원추형의 샤워노즐로서, 기판(W)에 대향해서 반송방향으로 일정한 간격으로 나란히 설치되어 있다. 그리고, 액 공급관(42)에 끼워 설치된 예컨대 밸브수단의 조작에 따라서 에칭액을 분출하고, 이것에 의해 기판(W)으로 에칭액을 분사하도록 되어 있다.

또, 각 샤워노즐(40)은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 기판(W)으로 내린 수선g의 방향으로 향해 지향되어 있고, 기판(W)의 소정의 영역에 에칭액을 분사하도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 에칭처리의 균일성이 양호하게 되는 하나의 예로서, 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 30%∼40%의 위치, 즉 기판(W)의 폭 방향 치수(도 10에서 좌우방향 치수)중 기판(W)의 경사방향에서 상위측(도 10에서는 좌측)으로부터 30%∼40%의 위치보다도 하위측의 부분에 각 샤워노즐(40)에 의해 에칭액을 분사하도록 되어 있다.

이상과 같이 구성된 에칭장치(10)에서는, 우선 전(前)공정에서의 처리를 마친 기판(W)이 기판 도입구(14)를 통해서 처리조(12)내로 도입되면서 반송기구(16)에 의해 반송된다. 그리고, 기판(W)의 선단이 소정의 위치에 도달하면 반송기구(16)가 정지되고, 이것에 의해 기판(W)이 처리조(12)내의 소정의 기판 처리위치에 위치 결정된다.

기판(W)이 위치 결정되면, 액 공급관(34, 42)의 각 밸브수단이 열려지는 것에 의해 각 슬릿노즐(30), 샤워노즐(40)로부터 기판(W)의 표면으로 에칭액의 공급이 개시된다. 이때, 슬릿노즐(30)로부터 기판(W)으로 에칭액이 공급되면, 상술한 바와 같이 기판(W)이 경사자세로 유지되어 있기 때문에, 에칭액은 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 기판(W)을 따라서 흘러 하위측의 단부로부터 기판 밖으로 흘러 내린다. 그리고, 이렇게 에칭액이 기판(W)을 따라서 흐르는 중간에 에칭액이 기판 표면에 작용하여 기판(W)에 에칭처리가 행해지고, 처리에 제공된 에칭액과 이것에 의한 용해물질이 일체로 기판 밖으로 흘러 내리게 된다.

이렇게 소정의 시간만큼 에칭액이 공급되면, 액 공급관(34, 42)의 각 밸브수단이 닫혀져 에칭액의 공급이 정지된다. 그리고, 상기 반송기구(16)가 재차 구동되어 처리후의 기판(W)이 상기 기판 배출구(15)를 통해서 다음 공정, 본 실시형태에서는 순수에 의한 물세척 공정으로 반출된다.

이상과 같은 에칭장치(10)에 의하면, 경사자세로 유지한 기판(W)을 따라서 에칭액을 흘려 내리면서 에칭처리를 행하기 때문에, 에칭액이 기판상에서 체류하는 일이 일체 없고, 에칭액의 치환성이 현저하게 향상한다. 따라서, 기판 표면 전체에 대해서 균일하게 에칭액을 작용시키면서 신속하게 기판 밖으로 에칭액을 유출시킬수 있고, 이것에 의해 기판 표면 전체에 균일하게 에칭처리를 행할 수 있다.

더욱이, 슬릿노즐(30)로부터 기판상으로 공급한 에칭액을 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 흘려 내리게 할 뿐만 아니라, 슬릿노즐(30)의 하위측에 샤워노즐(40)을 배치하여 에칭액을 기판(W)으로 분사하도록 하고 있기 때문에, 에칭처리의 균일성을 보다 높은 레벨에서 달성할 수 있다는 특징이 있다. 즉, 기판(W)을 따라서 에칭액을 흘려 내리는 것만으로는 기판(W)의 상위측의 에칭액에비교해서 하위측의 에칭액의 활성도가 낮게되는, 요컨대, 기판(W)의 하위측일수록 에칭액이 열화하기 때문에, 기판(W)의 상위측에 비교해서 하위측의 처리의 진행이 지연된다. 그 때문에, 이것이 에칭처리의 균일성을 높이는 점에서 마이너스 요소로 된다. 그러나, 상기 에칭장치(10)와 같이, 슬릿노즐(30)의 하위측에서 샤워노즐(40)에 의해 기판(W)으로 에칭액을 분사하도록 하면, 기판(W)을 따라서 흘러 내리는 열화한 에칭액에 활성도가 높은 에칭액이 공급되게 되고, 기판(W)의 하위측에서 처리액의 열화가 효과적으로 억제된다. 따라서, 에칭처리가 기판 전체에서 보다 균일하게 진행하게 되고, 이것에 의해 에칭처리를 보다 균일하게 행할 수 있다.

그런데, 상기와 같이 샤워노즐(40)에 의해 기판(W)으로 에칭액을 분사하는 경우에는, 각 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 분사영역의 경계선 부분에 처리 불균일이 생기는 것이 걱정되는 형편이지만, 샤워노즐(40)로부터의 에칭액은 슬릿노즐(30)로부터 기판상으로 공급되어 흘러 내리는 에칭액의 표면으로 분사되기 때문에, 직접 기판(W)으로 분사되는 일이 없다. 그 때문에, 샤워노즐만에 의해 기판으로 에칭액을 공급하는 경우와 같이 처리 불균일이 생기는 일이 없다.

따라서, 상기 에칭장치(10)에 의하면, 종래 이런 종류의 장치에 비교하면 기판(W)에 대해서 매우 높은 레벨에서 에칭처리를 균일하게 행할 수 있다.

또, 상기 에칭장치(10)는 본 발명의 기판 처리장치에 관한 에칭장치의 일예로서, 그 구체적인 구성은 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

예컨대, 상기 에칭장치(10)에서는 슬릿노즐(30)에 의한 에칭액의 공급방향이 고정되어 있지만, 슬릿노즐(30)에 의한 에칭액의 공급방향을 기판(W)의 경사방향으로 가변하는 가변수단(제1 가변수단)을 설치하도록 하여도 된다. 이 경우, 예컨대 지지축을 통해서 슬릿노즐(30)을 요동 가능하게 축 지지함과 동시에, 이 지지축을 감속기를 통해서 구동용 모터에 연결하고, 이 모터의 정역회전 구동에 따라서 슬릿노즐(30)을 요동시키도록 상기 가변수단을 구성할 수 있다. 이와 같은 가변수단을 설치해서 처리중에 슬릿노즐(30)에 의한 에칭액의 공급방향을 변화시키도록 하면, 에칭액의 공급방향을 고정적으로 설치하는 것에 의한 폐해, 즉 기판(W)의 특정 장소에 활성도가 높은 에칭액이 계속적으로 공급되어 해당 장소에서의 처리가 다른 부분에 비해서 극단적으로 신속하게 진행하여 처리 불균일을 생기게 한다는 사태의 발생을 효과적으로 완화할 수 있다. 따라서, 슬릿노즐(30)에 의한 에칭액의 공급방향을 가변하는 것으로 에칭처리의 균일성을 보다 높이는 것이 가능하게 된다.

마찬가지로, 각 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 공급방향을 기판(W)의 경사방향으로 가변하는 가변수단(제2 가변수단)을 설치하도록 하여도 된다. 이 경우, 예컨대 상기 지지축(38)을 처리조(12)에 대해서 회전 가능하게 지지하고, 기판(W)의 경사방향으로 연장되는 구동축을 설치하며, 이 구동축에 웜 기어 및 웜 휠을 통해서 각 지지축(42)을 연결함과 동시에, 상기 구동축을 감속기를 통해서 구동용 모터에 접속함으로써 상기 가변수단을 구성할 수 있다. 이것에 의하면, 모터의 정역회전 구동에 따라서 서지탱크(36)가 정역 회전하고, 그 결과 서지탱크(40)에 의한 에칭액의 공급방향이 변화하게 된다. 이와 같은 가변수단을 설치하여 처리중에 각 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 공급방향을 변화시키도록 하면, 에칭액의 분사영역을 확대하는 것이 가능하게 되기 때문에, 적은 수의 샤워노즐(40)로 보다 넓은 영역에 에칭액을 분사하는 것이 가능하게 된다. 또, 각 샤워노즐(40)에 대해서는 기판(W)의 경사방향에 한정되지 않고, 기판(W)의 반송방향 등, 여러 가지 방향으로 에칭액의 공급방향을 변경할 수 있도록 가변수단을 구성하도록 하여도 되고, 또한 서지탱크(36)의 개수도 본 실시형태에서는 2개 설치되어 있지만, 기판(W)의 크기 등에 따라서 그 개수를 증감할 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 각 가변수단은 어느 것도 기판(W)에 대해서 노즐(30, 40)을 요동시키도록 구성하고 있지만, 예컨대 노즐(30, 40)을 고정하고, 기판(W)을 이동시킬수 있도록 가변수단을 구성하고, 이것에 의해 기판(W)에 대한 에칭액의 공급방향을 변화시키도록 하여도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 기판(W)의 경사각도 θ를 5°∼ 20°의 범위내에서 설정하도록 하고 있지만, 기판(W)의 구체적인 경사각도 θ는 이 각도에 구애되지 않고 기판(W)의 크기나 에칭액의 성상 등 여러 가지 조건을 고려하여 기판(W)의 에칭처리가 보다 균일하게 행해지도록 적절히 설정하도록 하면 된다. 또한, 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 공급방향도 상기 실시형태와 같이 기판(W)으로의 수선방향일 필요는 없고, 기판(W)의 에칭처리가 보다 균일하게 행해지도록 적절히 설정하도록 하면 된다. 단, 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 공급방향이 기판(W)의 수선방향보다도 기판(W)의 경사방향에서 상위측으로 지향하는 경우에는, 슬릿노즐(30)로부터 공급되어 기판(W)을 따라서 흘러 내리는 에칭액이 샤워노즐(40)로부터의 에칭액의 액의 압력에 의해 기판(W)의 상위측으로 향해서 밀어 올려지는, 소위 밀어올림현상이 발생하고, 그 결과, 에칭액의 신속한 흘러내림이 방해되어 에칭액의 치환성이 저해되는 경우가 있다. 따라서, 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 공급방향은 기판(W)으로의 수선방향 또는 수선방향보다도 기판(W)의 하위측으로 향해 에칭액을 분사하도록 샤워노즐(40)을 설치하는(예컨대, 도 3의 파선으로 나타낸다) 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시형태에서는 기판(W)의 경사방향에서 상위측의 단부로부터 30%∼40%의 위치보다도 하위측의 부분에 샤워노즐(40)에 의해 에칭액을 분사하도록 하고 있지만, 샤워노즐(40)에 의한 에칭액의 분사영역도 기판(W)의 구체적인 경사각도 θ나 에칭액의 성상 등을 고려하여 기판(W)의 에칭처리가 보다 균일하게 행해지도록 적절히 설정하도록 하면 된다.

또한, 상기 에칭장치(10)에 의한 처리시에 2개의 서지탱크(36)중 하위측의 서지탱크(36)의 각 샤워노즐(40)에 의해 기판(W)으로 분사하는 에칭액의 양이 상위측의 서지탱크(36)의 각 샤워노즐(40)에 의한 분사량보다도 많게 되도록 단위 시간당 에칭액의 분사량을 제어하도록 하여도 된다. 기판(W)을 따라서 흘러 내리는 처리액이 하위측일수록 열화하는 경향이 있는 것을 고려하면, 이렇게 에칭액의 분사량을 제어함으로써, 기판(W)의 에칭처리를 보다 균일하게 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 실시형태에서는 설명을 생략하고 있지만, 기판(W)은 기판 제조의 전체 공정에서 경사자세로 유지할 필요는 없고, 적어도 에칭공정에서 기판(W)을 경사자세로 유지하도록 하면 된다. 따라서, 에칭처리 이외의 처리공정에서 기판(W)을수평자세로 처리하는 경우에는 에칭장치(10)로의 도입 직전에 기판(W)을 경사지게 하여 에칭장치(10)로 도입하고, 에칭장치(10)로부터의 배출 직후에 기판(W)을 수평자세로 되돌리도록 하면 된다. 또한, 상기 실시형태에서는 기판(W)을 기판 처리위치에 고정한 상태에서 에칭액을 공급하도록 하고 있지만, 예컨대 기판(W)을 다음 공정으로 반송하면서 에칭액을 공급하도록 하여도 된다.

또한, 상기 실시형태는 본원 발명을 에칭장치(10, 10') 및 그 방법에 적용한 예이지만, 본발명은 이와 같은 에칭장치 이외에도, 예컨대 네가레지스트 현상 등의 현상처리의 장치나 그 그 방법에도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 기판의 표면으로 화학처리액을 공급하여 처리를 행하는 기판 처리장치 및 처리방법에 있어서, 수평면에 대해서 소정의 각도를 이루는 경사자세로 기판을 유지하는 자세 유지수단(공정)과, 상기 기판을 그 경사방향과 직교함과 동시에 기판과 평행한 수평방향으로 반송하면서, 상기 경사자세로 유지된 기판에 대해서 화학처리액을 공급하는 화학처리액 공급수단(슬릿노즐이나 샤워노즐 등)을 구비하고, 처리시에는 화학처리액을 기판 표면에서 자체 중량으로 흘려 내리고, 이것에 의해 기판 표면 전체에 대해서 균일하게 화학처리액을 작용시키면서 신속하게 기판 밖으로 유출시키도록 하였기 때문에, 수평으로 유지한 기판에 대해서 화학처리액을 공급하여 처리를 행하도록 하였던 종래의 이런 종류의 장치 및 방법과 비교하면 기판상에서 화학처리액의 체류를 효과적으로 방지할 수 있고, 따라서 기판에 대해서 보다 균일하게 처리를 행할 수 있다.

특히, 자세 유지수단에 의한 기판의 경사각도를 5°∼ 20°의 범위내에서 설정하도록 하면, 예컨대 에칭처리시에 있어서 에칭액(화학처리액)으로 금속막을 용해시키도록 한 경우에, 화학처리액을 기판에 대해서 유효하게 작용시키면서 신속하게 기판 외부로 흘려 내릴수 있다.

또한, 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 고정적으로 설정하는 경우에는, 기판에 대한 수선방향 또는 수선방향보다도 기판의 경사방향에서 하위측으로 향해 화학처리액을 공급하도록 화학처리액 공급수단을 구성하도록 하면, 화학처리액의 밀어올림 현상의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 화학처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 가변수단을 설치하도록 하면, 적은 화학처리액 공급수단으로 보다 넓은 면적에 대해서 화학처리액을 직접 공급하는 것이 가능하게 되고, 합리적인 구성으로 얼룩의 발생을 경감할 수 있다.

이 경우, 기판으로의 수선을 경계로 기판의 경사방향에서 상위측으로 0°∼ 10°, 하위측으로 0°∼ 30°의 범위내에서 상기 화학처리액 공급수단을 요동시키도록 가변수단을 구성하던가, 혹은 기판으로의 수선을 경계로 기판의 경사방향에서 상위측으로 전체 요동각도의 20∼30%의 범위내에서 상기 화학처리액 공급수단을 요동시키도록 상기 가변수단을 구성하면, 화학처리액의 밀어올림 현상의 발생을 유효하게 방지하면서 적중 얼룩을 유효하게 경감할 수 있다.

또한, 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판과 평행한 방향으로 기판을 반송하는 반송장치에 의해 상기 자세 유지수단을 구성하고, 기판의 반송중에 기판에 화학처리액을 공급하도록 하면, 기판을 반송하면서 효율 좋게 처리를 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 화학처리액의 공급중에 화학처리액 공급수단과 기판과를 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판과 평행한 방향으로 상대적으로 왕복 이동시키는 이동수단을 설치하도록 하면, 적은 화학처리액 공급수단으로 보다 넓은 면적에 대해서 화학처리액을 직접 공급하는 것이 가능하게 되고, 합리적인 구성으로 얼룩의 발생을 경감할 수 있다.

또한, 본 발명은 경사자세로 유지된 기판에 대해서 화학처리액을 공급하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리장치에 있어서, 기판의 경사방향에서 상위측의 단부로 처리액을 공급하여 상기 기판 표면상에서 화학처리액을 상기 경사방향으로 흘려 내리는 제1 화학처리액 공급수단을 설치함과 동시에, 이 제1 화학처리액 공급수단보다도 하위측에, 기판으로 화학처리액을 분사하는 제2 화학처리액 공급수단을 설치하고, 이것에 의해 기판 전체에 화학처리액을 작용시키면서 신속하게 기판 밖으로 유출시키도록 함과 동시에, 기판의 경사방향에서 하위측에서의 화학처리액의 열화(활성도의 저하)를 효과적으로 억제하도록 한 것이므로, 종래 이런 종류의 장치와 비교하면 기판에 대해서 보다 균일하게 처리를 행할 수 있다.

이 장치에 있어서, 제1 화학처리액 공급수단으로서 기판의 경사방향과 직교하고,또 기판 표면과 평행하게 연장되는 슬릿 모양의 액 공급구를 가진 슬릿노즐을 설치하며, 또한 제2 화학처리액 공급수단으로서, 기판에 대향하는 다수의 액 공급구를 가진 샤워노즐을 설치하도록 하면, 기판의 경사방향에서 상위측의 단부로부터균일하게 화학처리액을 흘려 내릴수 있고, 또한 화학처리액의 분사시에 기판의 넓은 범위에 걸쳐 적절히 화학처리액을 분사하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제1 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 제1 가변수단을 설치하도록 하면, 제1 화학처리액 공급수단으로부터 기판의 특정 부분에 활성도가 높은 처리액이 계속해서 공급되는 것에 기인하는 처리 불균일의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 제2 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 가변하는 제2 가변수단을 설치하도록 하면, 합리적인 구성으로 기판의 보다 넓은 범위에 걸쳐 화학처리액을 분사할 수 있다.

또, 상기 기판 처리장치 및 처리방법은, 기판에 대해서 에칭액 또는 네가레지스트용 현상액을 공급하도록 구성한 에칭장치(방법) 또는 네가레지스트 현상장치(방법)로서 적용하면 양호한 처리를 실현할 수 있어 특히 유용하다.

Claims (14)

1. 기판의 표면으로 기판 표면에 패턴을 형성하기 위한 화학처리액을 공급하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리장치에 있어서,

   수평면에 대해서 소정의 각도를 이루는 경사자세로 기판을 유지하는 자세 유지수단과,

   상기 기판을 그 경사방향과 직교함과 동시에 기판과 평행한 수평방향으로 반송하면서,

   상기 경사자세로 유지된 기판에 대해서 화학처리액을 공급하는 화학처리액 공급수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자세 유지수단에 의한 기판의 경사각도가 5°∼ 20°의 범위내에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 화학처리액 공급수단은, 기판으로의 수선방향 혹은 수선방향보다도 기판의 경사방향에서 하위측으로 향해 화학처리액을 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   화학처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 가변수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가변수단은, 기판의 경사방향과 직교하여 기판과 평행하게 연장되는 축 주위로 화학처리액 공급수단을 요동시키는 것으로서, 기판으로의 수선을 경계로 기판의 경사방향에서 상위측으로 0°∼ 10°, 하위측으로 0°∼ 30°의 범위내에서 상기 화학처리액 공급수단을 요동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 가변수단은, 기판의 경사방향과 직교하여 기판과 평행하게 연장되는 축 주위로 화학처리액 공급수단을 요동시키는 것으로서, 기판으로의 수선을 경계로 기판의 경사방향에서 상위측으로 전체 요동각도의 20∼30%의 범위내에서 상기 화학처리액 공급수단을 요동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자세 유지수단은, 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판과 평행한 방향으로 기판을 반송하는 반송장치로 이루어지는 것이고,

   화학처리액 공급수단은, 상기 반송장치에 의한 기판의 반송중에 기판으로 화학처리액을 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   화학처리액의 공급중에 화학처리액 공급수단과 기판과를 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판과 평행한 방향으로 상대적으로 왕복 이동시키는 이동수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
9. 수평면에 대해서 소정의 각도를 이루는 경사자세로 유지된 기판에 대해서 화학처리액을 공급하여 소정의 처리를 행하는 기판 처리장치에 있어서,

   기판의 경사방향에서 상위측의 단부로 화학처리액을 공급하여 상기 기판 표면상에서 화학처리액을 상기 경사방향으로 흘려 내리는 제1 화학처리액 공급수단을 구비함과 동시에, 상기 제1 화학처리액 공급수단보다도 기판의 경사방향에서 하위측에 배치되어 기판에 화학처리액을 분사하는 제2 화학처리액 공급수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 화학처리액 공급수단으로서, 기판의 경사방향과 직교하고, 또 기판 표면과 평행하게 연장되는 슬릿 모양의 액 공급구를 가진 슬릿노즐을 구비하고,

    한편, 상기 제2 화학처리액 공급수단으로서, 기판에 대향하는 다수의 액 공급구를 가진 샤워노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 기판의 경사방향으로 가변하는 제1 가변수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 제2 화학처리액 공급수단에 의한 화학처리액의 공급방향을 가변하는 제2 가변수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
13. 제 1 항 내지 제 2 항, 제 9 항 내지 10 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 각 화학처리액 공급수단은, 기판에 대해서 에칭액 또는 네가레지스트용 현상액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
14. 수평면에 대하여 소정의 각도를 이루는 경사자세로 기판을 유지하는 공정과,

    경사자세로 유지한 상기 기판을, 그 경사방향과 직교함과 동시에 기판과 평행한 수평방향으로 반송하면서, 상기 기판에 대하여 소정의 화학처리액을 공급하고, 기판의 경사에 따라 상기 화학처리액을 흘려 내리면서 상기 기판에 대하여 화학처리를 하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.