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KR101534357B1 - 기판 지지 장치 및 기판 지지 방법 - Google Patents

기판 지지 장치 및 기판 지지 방법 Download PDF

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KR101534357B1
KR101534357B1 KR1020100027568A KR20100027568A KR101534357B1 KR 101534357 B1 KR101534357 B1 KR 101534357B1 KR 1020100027568 A KR1020100027568 A KR 1020100027568A KR 20100027568 A KR20100027568 A KR 20100027568A KR 101534357 B1 KR101534357 B1 KR 101534357B1
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wafer
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세이지 나카노
미치아키 마츠시타
나루아키 이이다
스구루 에노키다
가츠히로 모리카와
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Priority claimed from JP2009087150A external-priority patent/JP2010239026A/ja
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Abstract

본 발명은 기판과의 접촉에 의한 마모 및 기판을 통한 약품에 의한 부식에 의해 기판을 정상적으로 지지할 수 없게 되는 것을 저지할 수 있는 기판 지지 장치를 제공한다.
기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 구비한 지지 부재와, 이 지지 부재에 설치되고, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸며, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부를 포함하고, 상기 이면 지지부 및 상기 위치 규제부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하며, 그 마모 및 화학적 침식 중 하나 이상을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 기판 지시 장치를 구성한다. 이 기판 지지 장치는, 예컨대 상기 지지 부재를 지지하는 기체와, 상기 기체에 대하여 지지 부재를 이동시키기 위한 구동 기구를 더 포함하고, 기판 반송 장치로서 구성된다. 또한 상기 지지 부재는, 예컨대 기판을 가열 또는 냉각하기 위한 온도 조정판으로서 구성된다.

Description

기판 지지 장치 및 기판 지지 방법{SUBSTRATE SUPPORT DEVICE AND SUBSTRATE SUPPORT METHOD}
본 발명은, 기판 반송 장치 및 기판 지지 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 하나인 포토레지스트 공정에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 함)의 표면에 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 미리 정해진 패턴으로 노광한 후에 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고 있다. 이와 같은 처리는, 일반적으로 레지스트의 도포, 현상 장치에 노광 장치를 접속한 시스템을 이용하여 행해진다.
이 도포, 현상 장치에는 웨이퍼에 레지스트를 도포하는 레지스트 도포 모듈이나 현상액을 공급하는 현상 모듈, 레지스트 도포 모듈 및 형상 모듈로 웨이퍼에 처리를 하는 전후로 웨이퍼를 가열 또는 냉각하는 가열, 냉각 시스템의 모듈 등이 포함되어 있다. 그리고, 이들 각 모듈 사이 및 도포, 현상 장치와 노광 장치 사이에 있어서, 웨이퍼는 예컨대 이 웨이퍼를 지지하고 반송하는 기판 지지 장치의 하나의 형태인 반송 아암 등의 기판 반송 장치에 의해 반송된다. 도 19의 (a), (b)에는 그 기판 반송 장치를 구성하는 웨이퍼 반송부의 일례를 도시하고 있다.
도 19의 (a), (b)에 도시한 웨이퍼 반송부(101)는, 대략 C자형으로 형성된 프레임(102)을 구비하고, 이 프레임(102)에 둘러싸이도록 웨이퍼(W)가 유지된다. 프레임(102)의 내주에는 총 4개의 웨이퍼 유지 부재(103)가 설치되어 있다. 웨이퍼 유지 부재(103)는 웨이퍼(W)의 금속 오염을 저지하기 위해 수지에 의해 형성되어 있고, 프레임(102)의 내측에서 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하는 이면 지지부(104)와, 웨이퍼(W)의 측면을 둘러싸고, 웨이퍼(W)의 웨이퍼 반송부(101)로부터의 낙하를 저지하기 위한 측벽부(105)와, 경사부(106)를 구비하고 있다. 웨이퍼(W)의 전달시나 반송시에 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부가 경사부(106)를 올라 탔을 때에, 웨이퍼(W)의 이면은 경사부(106) 및 이면 지지부(104)에 미끄러져, 상기 측벽부(105)에 둘러싸이는 지지 영역에 가이드 된다.
웨이퍼의 크기는 규격화되어 있지만, 각 웨이퍼마다 예컨대 ±0.25∼±0.5 ㎜정도의 오차가 있기 때문에, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(101)에 유지되었을 때, 도 19의 (b)에 도시하는 바와 같이 지지 영역은 웨이퍼(W)의 직경보다 약간 커지는, 즉 측벽부(106)와 웨이퍼(W)의 측면 사이에 약간의 간극이 형성되도록, 각 웨이퍼 유지부(103)가 배치된다.
그렇지만, 웨이퍼 반송부(101)가 이동하면, 상술한 바와 같이 측벽부(106)와 웨이퍼(W)의 측면 사이에 간극이 형성되어 있기 때문에, 유지된 웨이퍼(W)가 관성력에 의해 도 20의 (a)에 도시하는 바와 같이 이면 지지부(104) 위를 미끄럼 이동하고, 그 측면이 측벽부(106)에 충돌한다. 그 결과로서, 측벽부(106) 및 이면 지지부(104)가 마모되어 버린다. 도 20의 (b)는 실제 장치에서 사용된 웨이퍼 반송부(101)의 측벽부(106)를 현미경으로 관찰한 결과를 모식적으로 나타낸 것이고, ㄷ도면 부호 108은 상술한 바와 같이 형성된 마모흔이다. 현재, 도포, 현상 장치의 작업 처리량 향상이 도모되어 있고, 이를 위해 기판 반송 장치에 의한 웨이퍼(W)의 반송 속도가 상승된다. 이와 같이 반송 속도가 상승하면, 웨이퍼 유지부(103)의 마모가 보다 일어나기 쉬워져 버린다.
또한, 도포, 현상 장치에서는 웨이퍼(W) 표면에 각종 처리를 하기 위해 여러 가지 약액이 이용된다. 약액으로서는 상술한 레지스트 및 현상액이나, 웨이퍼(W)에 반사 방지막이나 보호막 등을 형성하기 위한 약액 등이 있다. 이들 각 약액은 예컨대 미스트 상태로 웨이퍼의 측면이나 이면에 돌아들어가 부착되는 경우가 있다. 그 웨이퍼(W)를 반송할 때에 각 웨이퍼 유지부(103)가 그 웨이퍼(W)에 부착된 약액에 접하여, 화학적으로 침식되는 경우가 있다. 화학적 침식에는 부식이 포함된다.
이들 물리적으로 발생하는 마모나 화학적인 침식에 의해 예컨대 이면 지지부(104)가 변형되어 웨이퍼(W)가 기울어져 유지되거나, 측벽부(106)의 마모나 화학적 침식에 의해, 웨이퍼(W)가 그 마모흔이나 침식흔에 파고 들어가, 정상적인 지지 영역으로부터 어긋나게 지지되거나, 경사부(106) 및 이면 지지부(104)의 마찰계수가 상기 마모 및 침식에 의해 증대한 결과로서 웨이퍼(W)가 이 경사부(106)에 미끄러져 떨어지지 않을 우려가 있다. 이것에 의해, 반송중에 웨이퍼(W)가 그 웨이퍼 반송부(101)로부터 낙하되어 버리거나, 웨이퍼(W)가 각 모듈의 정상적인 위치에 전달되지 않아, 정상적으로 처리가 행해지지 않게 될 우려가 있다.
또한, 도포, 현상 장치의 각 모듈에는 기판 지지 장치로서, 웨이퍼(W)의 이면 지지부를 구비한 스테이지가 설치되고, 그 이면 지지부 위에 배치되는 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지는 것을 저지하기 위해 웨이퍼(W)의 측면을 둘러싸는 위치 규제부가 설치되는 경우가 있다. 이 위치 규제부에 둘러싸이는 배치 영역도 웨이퍼(W)의 오차를 고려하여 웨이퍼(W)의 직경보다 크게 설정된다. 그리고, 이러한 스테이지에 대해서도, 웨이퍼 유지 부재(103)와 마찬가지로 이면 지지부 및 위치 규제부의 마모 및 웨이퍼(W)를 통한 약액에 의한 화학적 침식이 발생하고, 그 스테이지 위에서 배치 영역으로부터 웨이퍼(W)가 어긋나게 배치되거나, 기울거나 함으로써, 정상적인 처리가 행해지지 않았거나, 기판 반송 장치와의 사이에서 그 웨이퍼(W)의 정상적인 전달이 행해지지 않게 될 우려가 있다.
특허문헌 1에는 수지를 포함하는 기계 부품 기체를 다이아몬드형 탄소막에 의해 피복하는 것에 대해서 기재되어 있지만, 상기 기판의 반송 및 기판의 배치에서의 문제에 대해서는 기재되어 있지 않고, 그 문제를 해결할 수 있는 것이 아니다. 또한, 특허문헌 2에는 상술한 웨이퍼 반송부에 대해서 기재되어 있지만, 상기 문제에 대해서 해결할 수 있는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.
특허문헌 1: 일본 특허 제3355950호(단락 0017) 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평11-243133(도 7 외)
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은, 기판과의 접촉에 의한 마모 및 기판을 통한 약품에 의한 화학적 침식에 의해 기판을 정상적으로 지지할 수 없게 되는 것을 저지할 수 있는 기판 지지 장치 및 기판 지지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 갖는 지지 부재와, 이 지지 부재에 설치되고, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸며, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부를 포함하고, 상기 이면 지지부 및 상기 위치 규제부 중 하나 이상은 기재와, 이 기재를 피복하며, 그 마모 및 화학적 침식 중 하나 이상을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 지지 부재를 지지하는 기체(基體)와, 상기 기체에 대하여 지지 부재를 이동시키기 위한 구동 기구를 포함하고, 기판 반송 장치로서 구성된 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 지지 부재는 기판을 가열 또는 냉각하기 위한 온도 조정판인 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 갖는 지지 부재와, 이 지지 부재에 설치되고, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸며, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부를 포함하고, 상기 지지 부재에, 위치 규제부에 둘러싸이는 기판의 지지 영역의 바깥쪽으로부터 이 지지 영역을 향해 하강하며, 기판의 둘레 가장자리부를 활강시켜, 기판을 이면 지지부 위에 가이드하기 위한 경사부가 설치되고, 상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부, 상기 경사부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하며, 그 마모 및 화학적 침식 중 하나 이상을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 기재는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 기재에, 그 선단이 이 기재의 표면에 돌출하는 다수의 파이버가 유지되고, 상기 보호막은, 상기 기재와 파이버를 피복하며, 상기 위치 규제부, 이면 지지부 또는 경사부의 마모를 저지하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 보호막은 다이아몬드형 카본에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 이면 지지부를 갖는 지지 부재에 의해 기판의 이면을 지지하는 공정과, 상기 지지 부재에 설치된 위치 규제부에 의해, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸고, 기판의 위치를 규제하는 공정을 포함하며, 상기 이면 지지부 및 상기 위치 규제부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하고, 그 마모 및 화학적 침식 중 하나 이상을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 기체에 의해 상기 지지 부재를 지지하는 공정과, 구동 기구에 의해 상기 기체에 대하여 지지 부재를 이동시켜, 기판을 반송하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 상기 지지 부재에 의해, 기판을 가열 또는 냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 이면 지지부를 갖는 지지 부재에 의해 기판의 이면을 지지하는 공정과, 상기 지지 부재에 설치된 위치 규제부에 의해, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸고, 기판의 위치를 규제하는 공정과, 상기 지지 부재에 설치되며, 위치 규제부에 둘러싸이는 기판의 지지 영역의 바깥쪽으로부터 이 지지 영역을 향해 하강하는 경사부에 의해, 기판의 둘레 가장자리부를 활강시키고, 기판을 이면 지지부 위에 가이드하는 공정을 포함하고, 상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부, 상기 경사부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하고, 그 마모 및 화학적 침식 중 하나 이상을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 상기 기재는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 상기 기재에, 그 선단이 이 기재의 표면에 돌출하는 다수의 파이버가 유지되고, 상기 보호막은, 상기 기재와 파이버를 피복하며, 상기 위치 규제부, 이면 지지부 또는 경사부의 마모를 저지하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 갖는 지지 부재와, 이 지지 부재에 설치되고, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸며, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부를 포함하고, 상기 이면 지지부 및 상기 위치 규제부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하는 제1 막과, 그 제1 막 위에 적층된 제2 막을 포함하며, 화학적 침식을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 지지 부재를 지지하는 기체와, 상기 기체에 대하여 지지 부재를 이동시키기 위한 구동 기구를 포함하고, 기판 반송 장치로서 구성된 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 지지 부재는, 기판을 가열 또는 냉각하기 위한 온도 조정판인 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 갖는 지지 부재와, 이 지지 부재에 설치되고, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸며, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부를 포함하고, 상기 지지 부재에, 위치 규제부에 둘러싸이는 기판의 지지 영역의 바깥쪽으로부터 이 지지 영역을 향해 하강하며, 기판의 둘레 가장자리부를 활강시켜, 기판을 이면 지지부 위에 가이드하기 위한 경사부가 설치되고, 상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부, 상기 경사부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하는 제1 막과, 그 제1 막 위에 적층된 제2 막을 포함하고, 화학적 침식을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 기재는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 기재에, 그 선단이 이 기재의 표면에 돌출하는 다수의 파이버가 유지되고, 상기 보호막은, 상기 기재와 파이버를 피복하며, 상기 위치 규제부, 이면 지지부 또는 경사부의 마모를 저지하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 보호막은 다이아몬드형 카본에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 제1 막을 구성하는 주성분과, 상기 제2 막을 구성하는 주성분이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 상기 제1 막을 구성하는 주성분으로서 불소가 포함되고, 제2 막을 구성하는 주성분으로서 실리콘이 포함되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치이다.
본 발명은, 이면 지지부를 갖는 지지 부재에 의해 기판의 이면을 지지하는 공정과, 상기 지지 부재에게 설치된 위치 규제부에 의해, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸고, 기판의 위치를 규제하는 공정을 포함하며, 상기 이면 지지부 및 상기 위치 규제부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하는 제1 막과, 그 제1 막 위에 적층된 제2 막을 포함하고, 화학적 침식을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 유지 방법이다.
본 발명은, 기체에 의해 상기 지지 부재를 지지하는 공정과, 구동 기구에 의해 상기 기체에 대하여 지지 부재를 이동시켜, 기판을 반송하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 상기 지지 부재에 의해, 기판을 가열 또는 냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 이면 지지부를 갖는 지지 부재에 의해 기판의 이면을 지지하는 공정과, 상기 지지 부재에 설치된 위치 규제부에 의해, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸고, 기판의 위치를 규제하는 공정과, 상기 지지 부재에 설치되며, 위치 규제부에 둘러싸이는 기판의 지지 영역의 바깥쪽으로부터 이 지지 영역을 향해 하강하는 경사부에 의해, 기판의 둘레 가장자리부를 활강시켜, 기판을 이면 지지부 위에 가이드하는 공정을 포함하고, 상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부, 상기 경사부 중 하나 이상은, 기재와, 이 기재를 피복하는 제1 막과, 그 제1 막 위에 적층된 제2 막을 포함하고, 화학적 침식을 저지하기 위한 보호막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 상기 기재는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 상기 기재에, 그 선단이 이 기재의 표면에 돌출하는 다수의 파이버가 유지되고, 상기 보호막은, 상기 기재와 파이버를 피복하며, 상기 위치 규제부, 이면 지지부 또는 경사부의 마모를 저지하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 방법이다.
본 발명은, 수지를 포함하는 성형체에 의해 구성되고, 기판을 유지하기 위한 기판 배치면을 갖는 기판 배치부와, 기판 배치부의 강도를 향상시키기 위해 상기 기판 배치부 내에 다수 매설된 섬유체와, 상기 기판 배치부의 기판에 대한 내마모성을 높이기 위해, 적어도 기판 배치면의 표면을 덮도록, 상기 기판 배치부의 표면으로부터 돌출한 상기 섬유체가 덮이도록 형성된 보호막과, 상기 기판 배치부에 배치된 기판을 이면측으로부터 흡인하기 위해, 상기 기판 배치부 내에 설치된 흡인로를 포함한 것을 특징으로 하는 진공척이다.
본 발명은, 상기 기판 배치부는 회전할 수 있게 배치되고, 이 기판 배치부에 흡착 유지한 기판을 회전시키면서 처리액을 공급하여 액처리를 하기 위해 이용되며, 상기 보호막은, 상기 기판 배치부의 측면 및 이면 중 하나 이상에, 상기 기판 배치부의 표면으로부터 돌출한 상기 섬유체가 덮이도록 형성되고, 상기 처리액에 접촉하는 것에 의한 상기 기판 배치부의 열화를 억제하는 것을 특징으로 하는 진공척이다.
본 발명은, 회전할 수 있게 배치된 기판 배치부에 흡착 유지한 기판을 회전시키면서 처리액을 공급하여 액처리를 하기 위해 이용되는 진공척에 있어서, 수지를 포함하는 성형체에 의해 구성되고, 기판을 유지하기 위한 기판 배치면을 갖는 기판 배치부와, 기판 배치부의 강도를 향상시키기 위해 상기 기판 배치부 내에 다수 매설된 섬유체와, 상기 기판 배치부의 측면 및 이면 중 하나 이상에, 상기 기판 배치부의 표면으로부터 돌출한 상기 섬유체가 덮이도록 형성되며, 상기 처리액에 접촉하는 것에 의한 상기 기판 배치부의 열화를 억제하는 보호막과, 상기 기판 배치부에 배치된 기판을 이면측으로부터 흡인하기 위해, 상기 기판 배치부 내에 설치된 흡인로를 포함한 것을 특징으로 하는 진공척이다.
본 발명은, 상기 기판 배치부의 측면 및 이면 중 하나 이상에 형성된 보호막은, 상기 처리액에 대하여 발수성을 높이기 위해 불소를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공척이다.
본 발명은, 상기 보호막은 다이아몬드형 카본막인 것을 특징으로 하는 진공척이다.
본 발명은, 처리컵 내에서 진공척에 흡착 유지한 기판을 회전시키면서 처리액을 공급하여 액처리를 하기 위한 액처리 장치에서, 상기 진공척은, 수지를 포함하는 성형체에 의해 구성되고, 기판을 유지하기 위한 기판 배치면을 갖는 기판 배치부와, 기판 배치부의 강도를 향상시키기 위해 상기 기판 배치부 내에 다수 매설된 섬유체와, 상기 기판 배치부의 기판에 대한 내마모성을 높이기 위해, 적어도 기판 배치면의 표면을 덮도록, 상기 기판 배치부의 표면으로부터 돌출한 상기 섬유체가 덮이도록 형성된 보호막과, 상기 기판 배치부에 배치된 기판을 이면측으로부터 흡인하기 위해, 상기 기판 배치부 내에 설치된 흡인로를 포함한 것을 특징으로 하는 액처리 장치이다.
본 발명은, 처리컵 내에서 진공척에 흡착 유지한 기판을 회전시키면서 처리액을 공급하여 액처리를 하기 위한 액처리 장치에서, 상기 진공척은, 회전할 수 있게 배치된 기판 배치부에 흡착 유지한 기판을 회전시키면서 처리액을 공급하여 액처리를 하기 위해 이용되는 진공척으로서, 수지를 포함하는 성형체에 의해 구성되고, 기판을 유지하기 위한 기판 배치면을 갖는 기판 배치부와, 기판 배치부의 강도를 향상시키기 위해 상기 기판 배치부 내에 다수 매설된 섬유체와, 상기 기판 배치부의 측면 및 이면 중 하나 이상에, 상기 기판 배치부의 표면으로부터 돌출한 상기 섬유체가 덮이도록 형성되고, 상기 처리액에 접촉하는 것에 의한 상기 기판 배치부의 열화를 억제하는 보호막과, 상기 기판 배치부에 배치된 기판을 이면측으로부터 흡인하기 위해, 상기 기판 배치부 내에 설치된 흡인로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치이다.
본 발명의 기판 지지 장치는, 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 구비한 지지 부재와, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸고, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부와, 상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부 중 하나 이상을 피복하며, 그 마모 및 화학적 침식 중 하나 이상을 저지하기 위한 보호막을 포함하고 있기 때문에, 상기 마모 또는 화학적 침식에 의해 기판을 정상적으로 지지할 수 없게 되는 것을 저지할 수 있다.
본 발명의 기판 지지 장치는, 제1 막과, 그 제1 막에 적층된 제2 막을 포함하는 보호막에 의해, 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부 또는 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸고, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부가 피복되어 있다. 성막 처리의 이상에 의해 제1 막 및 제2 막에 각 막을 관통하는 관통 구멍이 형성되어도 이들 관통 구멍이 중첩되지 않으면, 이면 지지부, 위치 규제부를 구성하는 기재(基材)가 노출되지 않기 때문에, 그 기재가 화학적으로 침식되고, 기판이 정상적으로 지지할 수 없게 되는 것을 저지할 수 있다.
본 발명은, 수지를 포함하는 성형체에 의해 구성된 기판 배치부에 기판을 배치하여 흡착 유지하는 진공척에 있어서, 기판 배치부의 강도가 향상하도록 기판 배치부 내에 다수의 섬유체를 매설하고, 이 기판 배치부 중 적어도 기판 배치면의 표면에, 성형시에 이 기판 배치부의 표면으로부터 바깥쪽을 향해 돌출한 상기 섬유체가 덮이도록 보호막을 형성하고 있기 때문에, 기판과의 마찰이나 미끄럼 이동에 의한 기판 배치부의 열화(마모)를 억제할 수 있다. 또한, 보호막이 섬유체를 통해 이른바 앵커 효과에 의해 기판 배치부에 강하게 밀착하기 때문에, 예컨대 기판 배치부가 회전 등에 의해 약간 변형되어도, 보호막은 기판 배치부의 형상에 추종하여 변형할 수 있기 때문에, 막 박리나 파손을 억제할 수 있다. 따라서, 다수매의 웨이퍼를 처리하는 경우라도, 기판 배치부의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 진공척에 기판을 흡착 유지하고 처리액을 공급하여 액처리를 행함에 있어서, 기판 배치부의 측면측 및 이면측 중 하나 이상에, 기판 배치부의 표면으로부터 바깥쪽을 향해 돌출하는 다수의 섬유체가 덮이도록 보호막을 형성하는 것에 의해, 처리액이 기판의 표면으로부터 측면측을 통해 이면측에 돌아들어갔다고 해도, 처리액의 기판 배치부에의 부착이나 섬유체와 기판 배치부 사이의 계면으로부터의 처리액의 침입을 억제할 수 있기 때문에, 처리액에 의한 기판 배치부의 열화(침식)를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 반송 장치를 구비한 도포, 현상 장치의 평면도.
도 2는 도포, 현상 장치의 사시도.
도 3은 도포, 현상 장치의 종단측면도.
도 4는 도포, 현상 장치의 처리 블록의 사시도.
도 5는 처리 블록의 반송 아암에 설치된 웨이퍼 반송부의 사시도.
도 6은 웨이퍼 반송부의 종단측면도.
도 7의 (a) (b)는 웨이퍼 유지 부재의 사시도 및 그 웨이퍼 유지 부재 표면의 종단면도.
도 8의 (a)∼(c)는 웨이퍼 유지부의 제조 공정을 도시한 공정도.
도 9의 (a)∼(d)는 웨이퍼 반송부에 웨이퍼가 전달되는 공정을 도시한 공정도.
도 10의 (a)∼(c)는 웨이퍼 유지부의 측벽부에 웨이퍼가 충돌했을 때의 모습을 도시한 설명도.
도 11의 (a) (b)는 도포, 현상 장치에 설치된 인터페이스 아암의 평면도 및 종단측면도.
도 12는 인터페이스 아암의 웨이퍼 반송부의 사시도.
도 13의 (a)∼(e)는 웨이퍼 반송부가 웨이퍼를 수취하는 공정을 도시한 설명도.
도 14의 (a) (b)는 도포, 현상 장치에 설치된 가열 모듈의 가열판의 평면도 및 종단측면도.
도 15의 (a)∼(c)는 가열판에 웨이퍼가 전달되는 공정을 도시한 공정도.
도 16은 평가 시험에서 이용한 장치의 설명도.
도 17은 평가 시험의 결과를 도시한 그래프도.
도 18은 평가 시험의 결과를 도시한 그래프도.
도 19는 종래의 반송 아암의 웨이퍼 반송부의 평면도 및 종단측면도.
도 20은 종래의 반송 아암이 마모하는 모습을 도시한 설명도.
도 21은 본 발명의 제2 실시형태에서의 웨이퍼 반송부의 종단측면도.
도 22의 (a) (b)는 웨이퍼 유지 부재의 사시도 및 그 웨이퍼 유지 부재 표면의 종단면도.
도 23의 (a)∼(d)는 웨이퍼 유지 부재의 제조 공정을 도시한 공정도.
도 24의 (a)∼(d)는 웨이퍼 반송부에 웨이퍼가 전달되는 공정을 도시한 공정도.
도 25의 (a) (b)는 웨이퍼 유지 부재에 웨이퍼가 전달되는 모습을 도시한 설명도.
도 26의 (a)∼(c)는 웨이퍼 유지 부재의 측벽부에 웨이퍼가 충돌했을 때의 모습을 도시한 설명도.
도 27의 (a) (b)는 웨이퍼 유지 부재의 다른 예를 도시한 종단측면도.
도 28의 (a) (b)는 도포, 현상 장치에 설치된 인터페이스 아암의 평면도 및 종단측면도.
도 29의 (a) (b)는 인터페이스 아암의 웨이퍼 반송부의 사시도이다.
도 30의 (a)∼(c)는 웨이퍼 반송부가 웨이퍼를 수취하는 공정을 도시한 설명도.
도 31은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 레지스트 도포 장치의 종단면도.
도 32의 (a) (b)는 상기 레지스트 도포 장치에 이용되는 테이블의 설명도.
도 33은 테이블을 확대하여 도시하는 종단면도.
도 34의 (a) (b)는 레지스트 도포 장치의 작용을 도시한 개략도.
도 35의 (a) (b)는 레지스트 도포 장치의 작용을 도시한 개략도.
도 36의 (a) (b)는 레지스트 도포 장치의 작용을 도시한 개략도.
도 37은 레지스트 도포 장치의 작용을 도시한 개략도.
도 38은 표면에 다이아몬드형 카본막을 형성하지 않는 경우의 테이블을 도시한 개략도.
도 39는 레지스트 도포 장치가 적용된 도포·현상 장치를 도시하는 사시도.
도 40은 도포·현상 장치의 평면도.
도 41은 도포·현상 장치의 종단면도.
도 42의 (a) (b)는 본 발명의 실시예의 실험 방법을 도시하는 개략도.
도 43은 본 발명의 실시예로써 얻어진 결과를 도시하는 특성도.
도 44는 본 발명의 실시예로써 얻어진 결과를 도시하는 특성도.
제1 실시형태
도 1 내지 도 18에 의해, 본 발명의 제1 실시형태에 대해서 진술한다.
본 발명의 기판 지지 장치가 설치된 도포, 현상 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 1은 도포, 현상 장치(1)에 노광 장치(C4)가 접속된 레지스트 패턴 형성 시스템의 평면도를 도시하고 있고, 도 2는 상기 시스템의 사시도이다. 또한 도 3은 상기 시스템의 종단면도이다. 이 도포, 현상 장치(1)에는 캐리어 블록(C1)이 설치되어 있고, 그 배치대(11) 위에 배치된 밀폐형의 캐리어(10)로부터 전달 아암(12)이 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(C2)에 전달하며, 처리 블록(C2)으로부터 전달 아암(12)이 처리 완료된 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(10)에 복귀시키도록 구성되어 있다.
상기 처리 블록(C2)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 이 예에서는 현상 처리를 하기 위한 제1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 하기 위한 제2 블록(BCT층)(B2), 레지스트막의 도포를 하기 위한 제3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 보호막의 형성을 하기 위한 제4 블록(ITC층)(B4)을, 아래에서 순서대로 적층하여 구성되어 있다.
처리 블록(C2)의 각 층은 평면에서 봤을 때 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 제3 블록(COT층)(B3)을 예로 들어 설명하면, COT층(B3)은 도포막으로서 레지스트막을 형성하기 위한 레지스트막 형성 모듈(13)과, 이 레지스트막 형성 모듈(13)로써 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 하기 위한 가열·냉각 시스템의 처리 모듈군을 구성하는 선반 유닛(U1∼U4)과, 상기 레지스트막 형성 모듈(13)과 가열·냉각 시스템의 처리 모듈군 사이에 설치되고, 이들 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 기판 반송 장치인 반송 아암(A3)에 의해 구성되어 있다.
상기 선반 유닛(U1∼U4)은 반송 아암(A3)이 이동하는 반송 영역(R1)을 따라 배열되고, 각각 상술한 가열 모듈(21), 냉각 모듈이 적층되는 것에 의해 구성된다. 가열 모듈(21)은 배치된 웨이퍼를 가열하기 위한 가열판(7)을 구비하고 있고, 냉각 모듈은 배치된 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각판을 구비하고 있다. 도 1에서는 가열 모듈(21)을 도시하고 있고, 가열 모듈(21)은 반송 영역(R1)측과 가열판(7)측 사이에서 이동하고, 웨이퍼(W)의 전달을 중개하며 가열된 웨이퍼(W)를 냉각하는 역할을 갖는 냉각 플레이트(24)를 구비하고 있다. 가열판(7)의 구성에 대해서는 후술한다.
제2 블록(BCT층)(B2), 제4 블록(ITC층)(B4)에 대해서는, 상기 레지스트막 형성 모듈에 해당하는 반사 방지막 형성 모듈, 보호막 형성 모듈이 각각 설치되고, 이들 모듈에서 레지스트 대신에 도포액으로서 반사 방지막 형성용의 약액, 보호막 형성용의 약액이 각각 웨이퍼(W)에 공급되는 것을 제외하면 COT층(B3)과 같은 구성이다.
제1 블록(DEV층)(B1)에 대해서는 하나의 DEV층(B1) 내에 레지스트막 형성 모듈에 대응하는 현상 모듈이 2단으로 적층되어 있고, 이 현상 모듈의 전처리 및 후처리를 하기 위한 가열·냉각 시스템의 처리 모듈군을 구성하는 선반 유닛이 설치된다. 그리고 이 DEV층(B1) 내에는, 이들 2단의 현상 모듈과, 상기 가열·냉각 시스템의 처리 모듈에 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 아암(A1)이 설치되어 있다. 즉 2단의 현상 모듈에 대하여 반송 아암(A1)이 공통화되어 있는 구성으로 되어 있다.
또한 처리 블록(C2)에는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 선반 유닛(U5)이 설치되고, 캐리어 블록(C1)으로부터의 웨이퍼(W)는 상기 선반 유닛(U5)의 하나의 전달 유닛, 예컨대 제2 블록(BCT층)(B2)이 대응하는 전달 유닛(CPL2)에 순차 반송된다. 제2 블록(BCT층)(B2) 내의 반송 아암(A2)은 이 전달 유닛(CPL2)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 각 유닛(반사 방지막 형성모듈 및 가열·냉각 시스템의 처리 유닛군)에 반송하고, 이들 유닛으로써 웨이퍼(W)에는 반사 방지막이 형성된다.
그 후, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF2), 전달 아암(D1), 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(CPL3)에 반송되고, 그래서 예컨대 23℃로 온도 조정된 후, 반송 아암(A3)을 통해 제3 블록(COT층)(B3)에 반입되며, 레지스트막 형성 모듈(13)로써 레지스트막이 형성된다. 또한 웨이퍼(W)는 반송 아암(A3)→선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF3)→전달 아암(D1)을 경유하여 선반 유닛(U5)에서의 전달 유닛(BF3)에 전달된다. 또한 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 제4 블록(ITC층)(B4)으로서 보호막이 더 형성되는 경우도 있다. 이 경우는, 웨이퍼(W)는 전달 유닛(CPL4)을 통해 반송 아암(A4)에 전달되고, 보호막이 형성된 후 반송 아암(A4)에 의해 전달 유닛(TRS4)에 전달된다.
한편 DEV층(B1) 내의 상부에는, 선반 유닛(U5)에 설치된 전달 유닛(CPL11)으로부터 선반 유닛(U6)에 설치된 전달 유닛(CPL12)에 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용 반송 수단인 셔틀 아암(14)이 설치되어 있다. 레지스트막이나 보호막이 더 형성된 웨이퍼(W)는, 전달 아암(D1)을 통해 전달 유닛(BF3, TRS4)으로부터 수취 전달 유닛(CPL11)에 전달되고, 여기에서 셔틀 아암(14)에 의해 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(CPL12)에 직접 반송되며, 인터페이스 블록(C3)에 들어가게 된다. 또한 도 3중 CPL이 첨부되어 있는 전달 유닛은 온도 조절용 냉각 유닛을 겸하고 있고, BF가 첨부되어 있는 전달 유닛은 복수매의 웨이퍼(W)를 배치할 수 있는 버퍼 유닛을 겸하고 있다.
이어서, 웨이퍼(W)는 인터페이스 아암(50)에 의해 노광 장치(C4)에 반송되고, 여기서 미리 정해진 노광 처리가 행해진 후, 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(TRS6)에 배치되어 처리 블록(C2)에 복귀된다. 복귀된 웨이퍼(W)는, 제1 블록(DEV층)(B1)으로써 현상 처리가 행해지고, 반송 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(TRS1)에 전달된다. 그 후, 전달 아암(12)을 통해 캐리어(10)에 복귀된다.
여기서, COT층(B3)의 기판 지지 장치의 하나의 실시형태를 이루는 기판 반송 장치인 반송 아암(A3)에 대해서 도 4를 참조하면서 설명한다. 반송 아암(A3)은 반송 영역(R1)을 따라 이동하는 수평 이동부(25)와, 수평 이동부(25)를 상하로 승강하는 승강 기체(26)와, 승강 기체(26) 위를 수직축 둘레로 회동하는 회동 기체(27)를 구비하고 있다. 회동 기체(27)에는, 이 회동 기체(27)에 지지되고, 회동 기체(27) 위를 서로 독립적으로 전후로 이동하는 2매의 웨이퍼 반송부(3)가 설치되어 있다. 이들 수평 이동부(25), 승강 기체(26), 회동 기체(27)의 동작은 도시되지 않는 구동 기구를 통해 행해진다.
웨이퍼 반송부(3)에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 이 웨이퍼 반송부(3)는 배경기술의 란에서 나타낸 웨이퍼 반송부(101)와 같은 형상을 갖고 있고, 기초부로부터 2개로 분리되어 연장된 돌기를 가지며, 대략 C자형으로 형성된 프레임(32)을 구비하고 있다. 프레임(32)의 내주측에는, 그 내주측으로서 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 웨이퍼 유지 부재(33) 4개가, 간격을 두고 설치되어 있다. 프레임(32)과 웨이퍼 유지 부재(33)를 포함하는 웨이퍼 반송부(3)는 기판의 지지 부재를 구성한다.
웨이퍼 유지 부재(33)에 대해서, 그 사시도인 도 7의 (a)도 참조하면서 설명한다. 도 7의 (a)에서는 다수의 점을 붙여, 후술의 보호막(41)에 피복된 지점을 도시하고 있다. 웨이퍼 유지 부재(33)는, 웨이퍼(W)의 이면을 지지하는 이면 지지부(34)와, 이면 지지부(34)에 지지된 웨이퍼(W)의 측면을 둘러싸고, 그 위치를 규제하는 위치 규제부인 하측 수직 벽부(35)와, 이 하측 수직 벽부(35)에 연속하며, 이 하측 수직 벽부(35)를 향해 하강하도록 형성된 경사부(36)를 포함하고 있다. 경사부(36)는, 이 경사부(36)를 올라 탄 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 미끄러져 떨어지게 하고, 상기 하측 수직 벽부(35)에 둘러싸이는 지지 영역(30)에 웨이퍼(W)를 가이드하는 역할을 갖는다. 배경기술의 란에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 직경보다 지지 영역(30)의 직경이 약간 커지도록 웨이퍼 유지 부재(33)는 프레임(32)에 설치되어 있다.
또한, 경사부(36) 위에는, 이 경사부(36)에 연속하도록 상측 수직 벽부(37)가 형성되어 있다. 상측 수직 벽부(37)는, 웨이퍼 반송부(3)에 의해 웨이퍼(W)의 반송이 행해졌을 때, 관성이나 충격에 의해 지지 영역(30)으로부터 경사부(36)에 올라 탄 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부가 상기 지지 영역(30)의 바깥쪽으로 향하고, 웨이퍼(W)가 유지 부재(33)로부터 낙하되어 버리는 것을 더 억제하는 역할을 갖는다.
웨이퍼 유지 부재(33)는 웨이퍼(W)의 금속 오염을 저지하기 위해 예컨대 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 수지의 성형체인 기재(40)에 의해 구성되어 있고, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이 기재(40)에는 그 강도를 향상시키기 위해 섬유체인 다수의 카본파이버(42)가 혼입되어, 유지되어 있다. 카본파이버(42)의 직경은 예컨대 7 ㎛ 정도, 길이는 예컨대 0.1 ㎜∼6 ㎜ 정도이다. 그리고, 상기 기재(40)의 표면으로부터 다수의 카본파이버(42)의 선단이 1 ㎛∼5 ㎛ 정도 돌출되어있다.
도 6 및 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이 상기 이면 지지부(34), 하측 수직 벽부(35) 및 경사부(36)의 표면에는 탄화수소 또는 탄소의 동소체를 포함하는 비정질의 경질막인 DLC(다이아몬드형 카본)에 의해 구성된 보호막(41)이 형성되어 있다. DLC는 상기 기재(40)에 비해 높은 경도를 갖기 때문에 높은 내마모성을 가지며, 각종 약액에 대하여 높은 내식성을 갖고 있고, 또한 기재(40)에 비해 그 마찰계수가 낮다.
보호막(41)은, 이 보호막(41)과 기재(40)의 표면으로부터 돌출한 카본파이버(42)와의 간극을 통해 약액이 기재(40)에 공급되는 것을 막고 마찰계수를 충분히 내리기 위해, 상기 카본파이버(42)의 선단을 덮고, 이 돌출한 선단의 길이보다 큰 막 두께를 갖도록 형성되어 있다. 또한 도 7의 (b)의 보호막(41)의 두께(H1)로서, 그 두께가 너무 작으면 막의 치밀성이 작고, 약액이 보호막(41)을 투과하여 기재(40)를 침식할 우려가 있으며, 두께가 너무 크면 후술과 같이 웨이퍼(W)가 충돌했을 때에 기재(40)에 추종하여 변형하지 않아, 그 충격의 흡수성이 저하되어 버릴 우려가 있기 때문에, 예컨대 1 ㎛∼10 ㎛인 것이 바람직하다.
이 웨이퍼 유지 부재(33)의 제조방법에 대해서 설명한다. 용융한 상기 수지에 다수의 카본파이버(42)를 혼합하고, 그 혼합물을 웨이퍼 유지 부재(33)를 성형하기 위한 금형(43)에 충전한다. 그리고, 금형(43) 내에서 수지를 경화시켜 기재(40)를 형성한다. 도 8의 (a)는 기재(40)와, 금형(43)과의 경계를 나타내고 있고, 이 경계 부근에 존재하는 카본파이버(42)의 선단부는 수지의 경화시의 팽창 수축 등에 의해 금형(43)에 압박되고 절곡되어 밀착된 상태로 된다. 또한, 금형(43) 내면의 면 거칠기 등의 형상에 따라서 기재(40)의 표면에는 약간의 요철이 형성되는 경우가 있다. 그리고, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 유지 부재(33)가 금형(43)으로부터 제거되면, 절곡되어 있던 카본파이버(42)의 선단이, 바깥쪽으로 튀어나오려는 반발력[파이버(42)의 복원력]에 의해, 또는 금형(43)의 내면 형상에 따라서, 웨이퍼 유지 부재(33) 표면에서 수직 상승하여, 이 표면에 튀어나온 상태가 된다. 또한 파이버(45)에 대해서, 각 도면에서는 기재(40) 표면에 돌출된 선단과 기재(40)에 매몰된 부분이 동일한 굵기로 그려져 있지만, 상기 선단은 금형(43)에 눌려 찌부러져, 기재(40)에 매몰된 부분에 비해 그 직경이 작아져 있는 경우도 있다.
그 후, 예컨대 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이 상기 보호막(41)을 형성한다. 즉, 기재(40) 표면에는, 카본파이버(42)가 돌출되어 있고, 복잡한 요철이 형성된 상태로 되어 있기 때문에, 보호막(41)은, 이 요철에 얽힌 듯이 형성된다. 따라서 보호막(41)은 기재(40)에 대하여 밀착성 높게 형성된다. 또한, 파이버(42)에 대해서, 각 도면에서는 기재(40) 표면에 돌출될 선단과 기재(40)에 매몰된 부분이 동일한 굵기로 그려져 있지만, 상기 선단은 금형(43)에 눌려 찌부러져, 기재(40)에 매몰된 부분에 비해 그 직경이 작아져 있는 경우도 있다.
예컨대 플라즈마 CVD법에 의해 상기 DLC의 보호막(41)을 형성하는 경우, 원료 가스로서는, DLC 형성에 일반적으로 이용되는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10), 아세틸렌(C2H2), 벤젠(C6H6), 4불화탄소(CF4), 6불화2탄소(C2F6) 등의 탄소화합물 가스를 이용한다.
필요에 따라서, 이들 탄소화합물 가스에 캐리어 가스로서 수소가스, 비활성가스 등을 혼합하여 기재(40)에 공급하여, 성막한다.
계속해서, 이 반송 아암(A3)의 웨이퍼 반송부(3)가 전달 유닛(BF3)에 설치된 스테이지(44)로부터 웨이퍼(W)를 수취할 때의 프로세스에 대해서, 도 9를 참조하면서 설명한다. 웨이퍼 반송부(3)가 스테이지(44)를 향해 전진하고, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이 이 스테이지(44)에 배치된 웨이퍼(W)의 아래쪽에 위치한다. 그 후, 웨이퍼 반송부(3)가 상승하고, 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이 예컨대 4개 중 일부의 웨이퍼 유지 부재(33)의 이면 지지부(34)에 웨이퍼(W)의 이면이 지지되며, 또한 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부가 4개 중 일부의 경사부(36) 위에 위치하도록 경사진 상태로 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(3)에 전달된다.
이와 같이 웨이퍼(W)가 웨이퍼 유지 부재(3)에 전달되었을 때에, 경사부(36) 및 이면 지지부(34)는, 보호막(41)에 피복되어 있기 때문에, 그 충격에 의한 파손이 억제된다. 또한, 이 때 예컨대 웨이퍼(W)의 이면 및 측면인 베벨부에 약액의 미스트가 부착되어 있어도, 그 보호막(41)에 의해, 상기 미스트가 기재에 부착되는 것이 저지되기 때문에, 그 미스트에 의한 화학적 침식을 저지할 수 있다.
그리고, 보호막(41)은 그 마찰계수가 낮기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부가 경사부(36)를 활강하고 웨이퍼(W)가 상기 이면 지지부(34) 위에서 미끄러져, 도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)는 하측 측벽부(35)에 둘러싸이는 지지 영역(30)에 위치하고, 수평으로 유지된다.
그 후, 웨이퍼 유지 부재(33)가 수평 방향으로 이동하면, 관성력에 의해 웨이퍼(W)가 이면 지지부(34)에 미끄러져, 하측 수직 벽부(35)에 충돌한다. 이 때의 하측 수직 벽부(35)의 모습에 대해서 도 10을 참조하면서 설명한다. 그 충돌에 의해, 웨이퍼 유지 부재(33)에 응력이 가해지고, 그 수지를 포함하는 기재(40)는 변형한다. 이 때, 이미 기술한 바와 같이 카본파이버(42)에 보호막(41)이 얽힘으로써, 이 보호막(41)이 기재(40)에 밀착성 높게 형성되어 있기 때문에, 기재(40)에 추종하여 보호막(41)도 변형한다. 이와 같이 보호막(41) 및 기재(40)가 변형함으로써, 하측 수직 벽부(35)에서 응력이 웨이퍼(W)의 충돌 지점으로부터 분산되고, 그 분산된 응력이 각부에서 기재(40)에 의해 흡수된다[도 10의 (a), (b)]. 그리고, 응력이 약해지면, 기재(40)는 그 복원력에 의해 원래의 형상으로 복귀되고, 보호막(41)도 기재(40)에 추종하여 원래로 복귀된다[도 10의 (c)].
하측 수직 벽부(35)를 예로서 응력이 흡수되는 모습을 설명했지만, 이면 지지부(33) 및 경사부(36)에 대해서도 마찬가지로 이미 기술한 바와 같이 웨이퍼(W)가 전달되거나, 그 표면을 웨이퍼(W)가 미끄럼 이동할 때에 강한 응력이 가해져도, 보호막(41)이 기재(40)에 밀착성 높게 형성되어 있기 때문에, 하측 수직 벽부(35)와 마찬가지로 그 응력이 널리 분산된다. 따라서 높은 내마모성을 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 이면 지지부(34)를 미끄럼 이동하여 하측 수직 벽부(35)에 충돌할 때에 웨이퍼(W)에 약액의 미스트가 부착되어 있어도 보호막(41)에 의해, 각부의 화학적 침식이 저지된다.
이미 기술한 바와 같이 웨이퍼 반송부(3)의 웨이퍼 유지 부재(33)는, 그 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 이면 지지부(34)와, 그 이면 지지부(34)에 웨이퍼(W)가 유지되도록 웨이퍼(W)를 가이드하는 경사부(36) 및 웨이퍼(W)의 측면을 둘러싸고, 웨이퍼(W)의 위치를 규제하는 하측 수직 벽부(35)를 구비하며, 이들 이면 지지부(34), 경사부(36) 및 하측 수직 벽부(35)의 표면에는 DLC에 의해 구성된 보호막(41)이 형성되어 있다. 따라서, 이들 각부가 웨이퍼(W)로부터 물리적인 충격을 받는 것에 의해 마모되거나, 웨이퍼(W)를 통해 약품이 부착함으로써 화학적으로 침식되됨으로써 변형하는 것이 억제된다. 그 결과, 웨이퍼(W)를 확실하게 그 웨이퍼 반송부(3)의 지지 영역(3O)으로써 유지할 수 있기 때문에, 반송중에 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(3)로부터 낙하하는 것이나 그 웨이퍼(W)가 배치되는 모듈에 정상적으로 전달할 수 없게 되는 것이 억제된다. 또한 상기 DLC는 마찰계수가 낮기 때문에, 웨이퍼(W)는 경사부(36) 및 이면 지지부(34) 위를 미끄러지기 쉬워, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송부(3)의 지지 영역(30)에 의해 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 기재(40)에 돌출된 카본파이버(42)를 보호막(41)으로 덮는 구성으로 함으로써, 보호막(41)의 기재(40)에 대한 밀착성 및 보호막(41)의 강도가 향상하고, 기재(40)가 충격을 흡수하며, 보다 높은 내마모성을 얻을 수 있고 웨이퍼(W)에 가해지는 충격을 억제하며, 웨이퍼(W)의 이지러짐(치핑) 등의 파손을 저감할 수 있다. 또한 이와 같이 보호막(41)으로 돌출된 카본파이버(42)를 피복하는 것은, 기재(40)에 충격이 가해졌을 때에 카본파이버(42)가 기재(40)로부터 탈락하고, 파티클이 되어 비산하는 것이 억제되는 효과도 있다.
보호막(41)은 이미 기술한 바와 같이 DLC이기 때문에, 그 주성분의 원소로서는 C(탄소) 및 H(수소)가 포함된다. 그 C 및 H 외에 주성분으로서 예컨대 Si(실리콘)을 포함한 DLC막, Si 및 N(질소)를 포함한 DLC막, Si 및 O(산소)를 포함한 DLC막, F(불소)를 포함한 DLC막, C, H, SiO2를 포함한 DLC막으로서 보호막(41)을 형성하여도 좋다. 상기 N는 예컨대 CN기로서 막중에 포함되어 있다. F를 포함함으로써 발수성이 높아지기 때문에, 약액에 대해서 보다 높은 발수성을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, Si를 포함함으로써 경도가 높아지고, 보다 높은 내마모성을 얻을 수 있고 평활성 및 저마찰계수를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 보호막(41)을 구성하는 재질로서는, 반송 대상이 되는 웨이퍼(W)의 손상을 억제할 수 있는 재질을 선택하는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 예컨대 웨이퍼(W)가 실리콘에 의해 구성되는 경우, 상기 DLC로서는 실리콘이 혼입되어 있으면, 이들 웨이퍼(W) 및 보호막(41)이 모두 닳아 버릴 우려가 있기 때문에, 그 경우는 실리콘을 포함하지 않는 DLC에 의한 보호막(41)을 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 예에서 보호막(41)과 수지 기재(40)와의 밀착성을 더 향상시키기 위해, 기재(40)를 금형(43)으로부터 분리한 후, 기재(40)에 블라스트 처리를 하고, 그 표면에 의해 복잡한 요철을 형성한 후, 보호막(41)을 형성하여도 좋다. 또한 섬유체인 파이버로서, 수지의 기재(40)에 카본파이버를 혼입시키는 대신에 예컨대 글라스 파이버를 혼입시켜도, 기재(40)의 강도 및 보호막의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
그런데, 보호막(41)을 구성하는 재질로서는, DLC에 한정되지 않고, 각종 약액에 대한 높은 내식성 또는 높은 경도를 갖고 있으면 좋으며, SiC, AlN(질화알루미늄) 등의 세라믹스, 석영 부재 등을 이용하여도 좋다. 또한, 예컨대 탄소의 비율이 높고, 정제된 탄화수소를 예컨대 폴리카보네이트 등의 아크릴계수지에 균질로 혼합시킨, 내마모성이 높은 C, H를 주체로 한 탄화수소수지에 의해 보호막(41)을 형성하여도 좋다. 이 탄화수소수지의 탄소의 함유율은 예컨대 80% 이상이다.
보호막(41)으로서는 예컨대 그 비커스 경도가 1000∼3000, 평활성에 대해서 Ra가 0.5 ㎚∼1.0 ㎚, 마찰계수가 0.2 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이미 기술한 바와 같이 수지를 포함하는 기재에 대해 성막하기 위해서는, 그 기재의 변질을 저지하기 위해 예컨대 200℃ 이하의 저온으로 성막할 수 있는 재질을 선택하는 것이 바람직하다.
반송 아암(A1, A2, A4) 및 전달 아암(D1)의 웨이퍼 유지 부재도 이 반송 아암(A3)의 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 구성되어 있다.
계속해서, 웨이퍼 반송부의 다른 예로서 인터페이스 아암(50)에 설치되는 웨이퍼 반송부(5)에 대해서 그 평면도인 도 11의 (a), 그 종단측면도인 도 11의 (b), 그 사시도인 도 12를 참조하면서 웨이퍼 반송부(3)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 웨이퍼 반송부(5)는 도 11의 (a)에 도시하는 회동 기체(51)에 대하여 앞뒤에 있도록 설치되고, 회동 기체(51)는 회동 기체(27)와 마찬가지로 승강 및 회동할 수 있게 구성되어 있다. 또한, 회동 기체(51)에는 웨이퍼 반송부(5)의 좌우 양측에 웨이퍼(W)를 정렬하기 위한 압박부(52)가 설치되고, 이 압박부(52)가 상기 회동 기체(51)와 함께 이동한다.
이 웨이퍼 반송부(5)는 두 갈래의 포크형으로 형성된 프레임(53)을 구비하고 있고, 이 프레임(53)의 각 선단측에는, 웨이퍼 유지 부재(33)와 같은 제조공정을 경유하여, 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 카본파이버(42)와 그 파이버(42)를 유지하는 기재(40)에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(54)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼 유지 부재(54)는 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하기 위한 이면 지지부(56)와, 그 이면 지지부(56)의 선단측에 설치된 수직 벽부(57)를 구비하고 있다. 이면 지지부(56) 및 수직 벽부(57)는, 이미 기술한 보호막(41)에 의해 덮여 있다. 수직 벽부(57)는 웨이퍼 유지부(54)에서 웨이퍼(W)의 위치를 규제하는 역할을 갖는다.
또한, 프레임(53)의 기단측에는, 웨이퍼 유지 부재(33)와 같은 제조공정을 경유하여, 카본파이버(42)와 상기 기재(40)에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(61)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼 유지 부재(61)는 웨이퍼(W)의 이면을 수평으로 지지하기 위한 이면 지지부(62)와, 이면 지지부(62)의 기단측에 설치된 하측 수직 벽부(63)와, 상기 기단측으로부터 선단측으로 하강하는 경사부(64)를 구비하고 있다. 경사부(64)는 경사부(36)와 마찬가지로 이면 지지부(62)에 웨이퍼(W)를 가이드하는 역할을 갖는다. 이면 지지부(62) 및 하측 수직 벽부(63)는 보호막(41)에 덮여 있다. 도면 중 도면 부호 60은 하측 수직 벽부(63)와 수직 벽부(57)에 둘러싸이는 웨이퍼(W)의 지지 영역이다. 또한, 도 12에서는 보호막(41)에 덮인 지점에 다수의 점을 붙여 도시하고 있다. 프레임(53)과, 웨이퍼 유지 부재(54, 61)를 포함하는 웨이퍼 반송부(5)는, 기판의 지지 부재를 구성한다.
도 13을 이용하여 웨이퍼 반송부(5)가 전달 유닛(CPL12)에 설치된 스테이지(69)로부터 웨이퍼(W)를 수취하는 모습에 대해서 설명한다. 웨이퍼 반송부(5)가 스테이지(69)를 향해 전진하고, 스테이지(69)에 배치된 웨이퍼(W)의 아래쪽에 위치한 후, 상승하여[도 13의 (a), (b)], 이면 지지부(56) 및 경사부(64)에 지지되고, 예컨대 기운 상태로 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(5)에 전달된다[도 13의 (c)]. 그 후, 웨이퍼 반송부(5)가 후퇴하고, 웨이퍼(W)의 측면이 압박부(52)에 접촉하며, 웨이퍼 반송부(5)의 선단 방향으로 압박되고, 웨이퍼(W)가 경사부(64)에 미끄러져 떨어져, 이면 지지부(56, 62)에 수평으로 지지된다[도 13의 (d)]. 웨이퍼(W)는 관성력에 의해 이면 지지부(56, 62) 위에서 미끄러져, 수직 벽부(57)에 접촉하여 정지한다[도 13의 (e)]. 이와 같이 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(5)에 전달되고, 반송될 때에, 그 웨이퍼 유지 부재(54, 61)의 각부에 웨이퍼(W)가 접촉하여도, 보호막(41)에 의해 그 마모 및 화학적 침식이 억제된다.
인터페이스 아암(50)의 웨이퍼 반송부(5)에 대해서 나타내었지만, 전달 아암(12)의 웨이퍼 반송부도 웨이퍼 반송부(5)와 마찬가지로 구성되어 있다. 이들, 웨이퍼 반송부(3, 5)에서 전체면을 보호막(41)에 의해 피복하여도 좋고, 또한 웨이퍼 반송부(5)에서 압박부(52)를 보호막(41)에 의해 피복하여도 좋다.
계속해서, 이미 기술한 COT층(B3)의 가열 모듈(21)에 설치된 기판 지지 장치를 이루는 가열판(7)에 대해서, 그 평면도인 도 14의 (a) 및 그 종단측면도인 도 14의 (b)를 참조하면서 설명한다. 가열판(7)은 웨이퍼(W)를 배치하는 스테이지를 겸용하고, 편평한 원형으로 형성되며, 그 둘레 방향으로 3개의 구멍(71)[도 14(b)에서는 2개만 도시]이 가열판(7)의 두께 방향으로 뚫려 있다. 구멍(71) 안에는 승강기구(72)에 의해 승강하는 승강핀(73)이 설치되고, 가열판(7) 위로 돌출 함몰한다. 가열판(7)의 내부에는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터가 설치되어 있다.
가열판(7)에 있어서, 구멍(71)의 외측에는 둘레 방향으로 복수개, 이 예에서는 4개의 이면 지지부인 지지핀(74)이 설치되어 있다. 지지핀(74)은 가열판(7) 표면으로부터 웨이퍼(W)를 뜨게 하여 지지하는 역할을 갖는다. 또한, 가열판(7)의 둘레 가장자리부에는 웨이퍼(W)의 가열판(7)으로부터 튀어나오는 것을 저지하기 위한 다수의 위치 규제용 핀(75)이 설치되어 있다. 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)은, 웨이퍼 유지 부재(33)와 같은 제조공정을 경유하여 제조되어 있다. 그리고, 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)은, 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 카본파이버(42)와 PEEK 수지를 포함하는 기재(40)에 의해 구성되고, 그 표면은 보호막(41)에 피복되어 있다.
도 15를 참조하면서, 이 가열판(7)에 웨이퍼(W)가 전달되는 공정에 대해서 설명한다. 냉각 플레이트(24)에 웨이퍼(W)가 전달되면, 냉각 플레이트(24)가 가열판(7) 위에 이동하고, 승강핀(73)이 상승하여 웨이퍼(W)의 이면을 지지한다[도 15의 (a)]. 그리고, 냉각 플레이트(24)가 가열판(7) 위로부터 후퇴한 후, 승강핀(73)이 하강하고, 웨이퍼(W)가 지지핀(74) 위에 전달된다[도 15의 (b)].
이 때, 가열판(7)과 웨이퍼(W)의 이면 사이의 공기에 의해 도 15의 (c)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)가 지지핀(74) 위에서 미끄러져, 위치 규제용 핀(75)에 충돌하는 경우가 있다. 그러나, 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 보호막(41)에 의해, 이들 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)이 마모되거나 파손되는 것이 저지된다. 또한, 웨이퍼(W)에 약액이 부착되어 있어도, 이들 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)이 화학적으로 침식되는 것이 저지된다.
이미 기술한 보호막은 상술한 각 예 외에 모든 기판에의 접촉부에 적용할 수 있다. 예컨대 성막 장치나 에칭 장치의 기판을 배치하는 스테이지 표면에 상술한 보호막(41)을 형성하거나, 보호막(41)으로 피복된 위치 규제용 핀(74)을 설치하여도 좋다. 또한, 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각판의 표면에서의 웨이퍼(W)의 접촉 부분에, 상술한 보호막(41)을 성막하여도 좋다.
또한, 보호막(41)은, 이 보호막을 성막하기 위한 각종 방법에 의해, 웨이퍼 유지 부재(33, 54, 61)의 각각의 전체 표면에 성막되어 있어도 좋고, 적어도 기판의 접촉 영역의 지점에 성막되어 있으면 좋다. 또한 기재(40)를 구성하는 수지로서는 PEEK 이외에도 공지의 수지를 이용할 수 있다.
(평가 시험 1)
평가 시험 1-1로서, 도 16에 도시하는 바와 같이 4개의 웨이퍼 유지 부재(33)를 둘레 방향으로 배치하고, 그 이면 지지부(34)에 웨이퍼(W)를 배치하였다. 각 웨이퍼 유지 부재(33)는 도시되지 않는 구동부에 접속되며, 각 웨이퍼 유지 부재(33)의 간격을 유지한 채, 도면중 화살표로 도시하는 바와 같이 수평 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다. 또한 웨이퍼 유지 부재(33)의 하측 측벽부(35)가 웨이퍼(W)의 측면으로부터 약간 멀어지도록 각 웨이퍼 유지 부재(33)의 위치는 조정되어 있다. 단, 이 웨이퍼 유지 부재(33)에는, 실시형태에서 설명한 DLC를 포함하는 보호막(41)이 형성되어 있지 않다. 또한, 이 시험에서 이용한 웨이퍼 유지 부재(33)는, 실시형태에서 설명한 PEEK 수지의 대신에 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다. 상기 수지내에는 카본파이버가 실시형태와 마찬가지로 혼입되어 있다. 웨이퍼(W)의 배치 후, 웨이퍼 유지 부재(33)를 20만회 왕복 이동시켜, 그 하측 측벽부(35)에 웨이퍼(W)를 충돌시켰다. 그 후, 하측 측벽부(35)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다.
계속해서 평가 시험 1-2로서 평가 시험 1-1과 같은 시험을 하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 웨이퍼 유지 부재(33)에는 실시형태에서 설명한 바와 같이 보호막(41)이 형성되어 있고, 그 두께는 3 ㎛이다. 또한 평가 시험 1-3으로서 평가 시험 1-2와 마찬가지로 시험을 하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 각 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 이 평가 시험 1-3에서는 웨이퍼 유지 부재(33)는 실시형태와 동일한 PEEK에 의해 구성되어 있다. 웨이퍼 유지 부재(33)에는 실시형태와 마찬가지로 보호막(41)이 형성되어 있고, 그 두께는 평가 시험 1-2와 동일한 3 ㎛이다. 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 20만회로 하였다.
또한, 평가 시험 1-4로서 평가 시험 1-2와 마찬가지로 시험하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 웨이퍼 유지 부재(33)를 왕복 이동시키는 횟수로서는 1000만회로 했다. 웨이퍼 유지 부재(33)의 각부에 형성된 보호막(41)의 두께는 평가 시험 1-2와 동일한 3 ㎛이다.
평가 시험 1-5로서, 평가 시험 1-3과 마찬가지로 시험하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 각 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 이 평가 시험 1-5에서는 웨이퍼 유지 부재(33)는 평가 시험 1-2와 같은 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다. 웨이퍼 유지 부재(33)에는, 실시형태와 마찬가지로 보호막(41)이 형성되어 있고, 그 두께는 8 ㎛이다. 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하였다.
평가 시험 1-6으로서, 평가 시험 1-4와 마찬가지로 시험하였다. 단, 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(34)로 했다.
평가 시험 1-7로서, 평가 시험 1-3과 같은 시험을 하였다. 단, 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(34)로 했다.
평가 시험 1-8로서, 평가 시험 1-5와 같은 시험을 하였다. 단, 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(34)로 하였다.
도 17은 평가 시험 1-1∼1-8에 대한 결과를 나타내고 있고, 가장 큰 마모흔의 깊이를 사선의 그래프로, 각 마모흔 깊이의 평균값을 다수의 점을 붙인 그래프로 평가 시험마다 각각 나타내고 있다. 또한, 각 그래프 위에 결과의 수치를 나타내고 있고, 이 수치의 단위는 ㎛이다. 평가 시험 1-1의 결과와 평가 시험 1-2의 결과를 비교하면, 평가 시험 1-2의 최대 마모흔 깊이도, 마모흔의 평균값도 작아져 있다. 따라서, 이들 평가 시험 1-1 및 1-2의 결과로부터 실시형태에서 진술한 바와 같이, 보호막(41)을 성막함으로써 웨이퍼 유지 부재(33)의 하측 측벽부(35)의 내마모성이 향상하는 것이 나타났다. 또한, 평가 시험 1-4에서는 평가 시험 1-1보다 웨이퍼(W)의 하측 측벽부(35)에의 충돌 횟수가 많지만, 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값은 평가 시험 1-4가 작았다. 이것으로부터도, 보호막(41)을 성막함으로써 하측 측벽부(35)의 내마모성이 향상하는 것이 나타나 있다.
평가 시험 1-3, 1-5의 결과로부터, 웨이퍼 유지 부재(33)를 구성하는 수지 및 보호막(41)의 막 두께를 변경하여도, 평가 시험 1-1보다 내마모성이 높아져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 평가 시험 1-6∼1-8에 대해 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값이 비교적 작게 억제되어 있기 때문에, 이면 지지부(34)에 대해서도 보호막(41)을 형성하는 것이 유효하다고 생각된다.
(평가 시험 2)
평가 시험 2-1로서, 웨이퍼 유지 부재(33)에 술폰산의 원액을 적하하고, 형성된 마모흔(浸食痕)의 깊이에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다. 단, 이 웨이퍼 유지 부재(33)에는 보호막(41)이 형성되어 있지 않고, 또한 PEEK 수지 대신에 평가 시험 1-1에서 이용한 미리 정해진 수지에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 사용했다.
평가 시험 2-2로서, 실시형태와 마찬가지로 각부에 보호막(41)이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)에 대해서, 그 보호막(41) 위에 평가 시험 2-1과 마찬가지로 술폰산의 원액을 적하하고, 형성된 마모흔에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다. 웨이퍼 유지 부재(33)는 평가 시험 2-1과 마찬가지로 미리 정해진 수지에 의해 구성되고, 보호막(41)의 두께가 1 ㎛인 것을 이용하였다.
평가 시험 2-3으로서, 보호막(41)의 두께가 3 ㎛인 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다.
평가 시험 2-4로서, 보호막(41)의 두께가 6 ㎛인 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다.
평가 시험 2-5로서, 제1 보호막과 제2 보호막이 적층된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다. 제1 보호막, 제2 보호막의 두께는 각각 3 ㎛이고, 제1 보호막을 구성하는 각 원소의 비율과 제2 보호막을 구성하는 각 원소의 비율은 서로 상이하다.
평가 시험 2-6으로서, 보호막(41)의 두께가 8 ㎛인 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다.
평가 시험 2-7로서, PEEK에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(41)이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 평가 시험을 하였다. 이 보호막(41)을 구성하는 각 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-4, 2-6의 보호막(41)을 구성하는 각 원소의 비율과 상이하다.
평가 시험 2-8로서, PEEK에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(41)이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 평가 시험을 하였다. 이 보호막(41)을 구성하는 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-4, 2-6의 보호막(41)을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
평가 시험 2-9로서, 폴리이미드에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(41)이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다. 이 보호막(41)을 구성하는 원소의 비율은, 평가 시험 2-7의 보호막(41)을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
평가 시험 2-10으로서 폴리이미드에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(41)이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다. 이 보호막(41)을 구성하는 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-4, 2-6의 보호막(41)을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
도 18은 평가 시험 2-1∼2-10에 대한 결과를 도시하고 있고, 도 17과 마찬가지로 가장 큰 마모흔의 깊이를 사선의 그래프로, 각 마모흔 깊이의 평균값을 다수의 점을 붙인 그래프로 평가 시험마다 각각 도시하고 있다. 또한, 각 그래프상에 결과의 수치를 나타내고 있고, 이 수치의 단위는 ㎛이다. 평가 시험 2-1의 결과와 평가 시험 2-2∼2-6의 결과를 비교하면, 평가 시험 2-2∼2-6에서는 평가 시험 2-1보다 최대 마모흔 깊이 및 마모흔의 평균값이 작아져 있다. 따라서, 이들 평가 시험 2-1∼2-6의 결과로부터, 보호막(41)을 형성함으로써 내산성이 향상하는 것이 나타났다.
평가 시험 2-5에서는, 보호막(41)이 얇은 것에 의한 카본파이버의 탈락이나, 보호막(41)이 너무 두꺼워지는 것에 의한 핀홀의 형성을 볼 수 없어, 특히 바람직한 성막 상태이고, 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값이 가장 작았기 때문에 이와 같이 성막하는 것이 특히 바람직하다고 할 수 있다.
또한, 평가 시험 2-7∼2-10에 대해서도 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값이 비교적 작게 억제되어 있다. 따라서 이들 결과로부터도 보호막(41)을 형성하는 것이 내침식성을 향상시키기 위해 유효하다고 생각된다.
제2 실시형태
다음에 도 21 내지 도 30에 의해 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 진술한다.
또한, 도 21 내지 도 30에 도시하는 제2 실시형태에서, 도 1 내지 도 18에 도시하는 제1 실시형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 21 및 도 22의 (b)에 도시하는 바와 같이 상기 이면 지지부(34), 하측 수직 벽부(35) 및 경사부(36)의 표면에는 2층의 적층막인 보호막(41)이 형성되어 있다. 보호막(41)은 하층막(42)과 상층막(43)을 포함하고, 이들 하층막(42) 및 상층막(43)은 탄화수소 또는 탄소의 동소체를 포함하는 비정질의 경질막인 DLC(다이아몬드형 카본)에 의해 구성되어 있다. 도면 중 44는 성막시에 각 막(42, 43)에 형성된 관통 구멍(관통 결함)이다. DLC는 상기 기재(40)에 비해 높은 경도를 갖기 때문에 높은 내마모성을 가지며, 각종 약액에 대하여 높은 내식성을 갖고 있고, 또한 기재(40)에 비해 그 마찰계수가 낮다.
상층막(43)은, 웨이퍼(W)의 전달시 및 웨이퍼(W)의 반송시에서 웨이퍼(W)에 접촉하기 때문에, 보다 낮은 마찰계수, 높은 평활성, 높은 경도에 의한 내마모성이 얻어지도록 주성분으로서 C(탄소), H(수소) 및 Si(실리콘)을 포함한 DLC막에 의해 형성되어 있다. 또한 기재(40) 위에 직접 성막된 하층막(42)은, 약액에 대하여 높은 발수성을 가지며, 기재(40)에 그 약액이 침투하는 것을 막고, 높은 내식성이 얻어지도록 주성분인 것으로서 C, H 및 F(불소)를 포함한 DLC막에 의해 구성되어 있다. 즉, 상층막(43)은 하층막(42)보다 낮은 마찰계수, 높은 평활성 및 높은 내마모성을 갖고 있고, 하층막(42)은 상층막(43)보다 높은 발수성을 갖고 있다.
보호막(41)은, 이 보호막(41)과 기재(40)의 표면으로부터 돌출한 카본파이버(45)와의 간극을 통해 약액이 기재(40)에 공급되는 것을 막고 마찰계수를 충분히 내리기 위해, 상기 카본파이버(45)의 선단을 덮고, 이 돌출된 선단의 길이보다 큰 막 두께를 갖도록 형성되어 있다. 또한, 도 22의 (b)의 보호막(41)의 두께(H1)로서, 그 두께가 너무 작으면 막의 치밀성이 작고, 약액이 보호막(41)을 투과하여 기재(40)를 침식할 우려가 있으며, 두께가 너무 크면 후술과 같이 웨이퍼(W)가 충돌했을 때에 기재(40)에 추종하여 변형하지 않아, 그 충격의 흡수성이 저하되어 버릴 우려가 있기 때문에, 예컨대 1 ㎛∼10 ㎛인 것이 바람직하다. 또한 하층막(42)의 두께 H2로서는 충분한 발수성을 얻기 위해 예컨대 1 ㎛∼3 ㎛이고, 상층막(43)의 두께 H3으로서는, 충분한 경도를 얻기 위해 예컨대 5 ㎛∼10 ㎛이다.
이 웨이퍼 유지 부재(33)의 제조방법에 대해서 설명한다. 용융한 상기 수지에 다수의 카본파이버(45)를 혼합하고, 그 혼합물을 웨이퍼 유지 부재(33)를 성형하기 위한 금형(46)에 충전하여, 금형(46) 안에서 수지를 경화시켜 기재(40)를 형성한다. 도 23의 (a)는 기재(40)와, 금형(46)의 경계를 도시하고 있고, 이 경계 부근에 존재하는 카본파이버(45)의 선단부는 수지 경화시의 팽창 수축 등에 의해 금형(46)에 압박되고 절곡되어 밀착된 상태로 되어 있다. 또한, 금형(46) 내면의 면 거칠기 등의 형상에 따라서 기재(40)의 표면에는 약간의 요철이 형성되는 경우가 있다. 그리고, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 유지 부재(33)가 금형(46)으로부터 제거되면, 절곡되어 있던 카본파이버(45)의 선단이, 바깥쪽으로 튀어나오려는 반발력[파이버(45)의 복원력]에 의해, 또는 금형(46)의 내면 형상에 따라서, 웨이퍼 유지 부재(33) 표면에서 수직 상승하고, 이 표면에 튀어나온 상태가 된다. 또한 파이버(45)에 대해서, 각 도면에서는 기재(40) 표면에 돌출된 선단과 기재(40)에 매몰된 부분이 동일한 굵기로 그려져 있지만, 상기 선단은 금형(43)에 눌려 찌부러져, 기재(40)에 매몰된 부분에 비해 그 직경이 작아져 있는 경우도 있다.
그 후, 예컨대 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 도 23의 (c)에 도시하는 바와 같이 하층막(42)을 성막한다. 기재(40) 표면에는, 카본파이버(45)가 돌출되어 있고, 복잡한 요철이 형성된 상태로 되어 있기 때문에, 하층막(42)은, 이 요철에 얽힌 듯이 형성된다. 따라서 하층막(42)은 기재(40)에 대하여 밀착성 높게 형성된다. 이 후에 PVD 또는 CVD에 의해 도 23의 (d)에 도시하는 바와 같이 상층막(43)을 성막하여 보호막(41)을 형성한다. 이와 같이 막을 적층하고 있기 때문에, 하층막(42)에 관통 구멍(44)이 형성되어도 그 관통 구멍(44)이 상층막(43)에 덮이고, 또한 상층막(43)에 관통 구멍(44)이 발생하여도 그 하측에 하층막(42)이 존재함으로써, 관통 구멍(44)에 의해 기재(40)의 표면이 노출되는 것이 저지된다.
예컨대 플라즈마 CVD법에 의해 상기 DLC의 보호막(41)을 형성하는 경우, 원료 가스로서는, DLC 형성에 일반적으로 이용되는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10), 아세틸렌(C2H2), 벤젠(C6H6), 4불화탄소(CF4), 6불화2탄소(C2F66) 등의 탄소화합물 가스를 이용한다. 필요에 따라서, 이들 탄소화합물 가스에 캐리어 가스로서 수소가스, 비활성가스 등을 혼합하여 웨이퍼(W)에 공급하여, 성막한다. 이 예에서는, 하층막(42)으로서는 탄소와 수소와 불소를 포함하는 원료가스가 기재(40)에 공급되어 형성되고, 상층막(43)으로서는 탄소와 수소와 실리콘을 포함하는 원료가스가 기재(40)에 공급되어 형성된다.
계속해서, 이 반송 아암(A3)의 웨이퍼 반송부(3)가 전달 유닛(BF3)에 설치된 스테이지(47)로부터 웨이퍼(W)를 수취할 때의 프로세스에 대해서, 도 24를 참조하면서 설명한다. 웨이퍼 반송부(3)가 스테이지(47)를 향해 전진하고, 도 24의 (a)에 도시하는 바와 같이 이 스테이지(47)에 배치된 웨이퍼(W)의 아래쪽에 위치한다. 그 후, 웨이퍼 반송부(3)가 상승하고, 도 24의 (b)에 도시하는 바와 같이 예컨대 4개 중 일부의 웨이퍼 유지 부재(33)의 이면 지지부(34)에 웨이퍼(W)의 이면이 지지되며, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부가 4개 중 일부의 경사부(36) 위에 위치하도록 경사진 상태로 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(3)에 전달된다.
이와 같이 웨이퍼(W)가 웨이퍼 유지 부재(33)에 전달되었을 때에, 경사부(36) 및 이면 지지부(34)는, 보호막(41)에 피복되어 있기 때문에, 그 충격에 의한 파손이 억제된다. 특히 보호막(41)의 상층막(43)은, 보다 경질이 되도록 실리콘을 포함하고 있기 때문에, 보다 확실하게 파손이 억제된다. 또한, 이 때, 도 25의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 이면 및 측면인 베벨부에 약액의 미스트(48)가 부착되어 있어도, 이미 기술한 바와 같이 보호막(41)을 적층막으로서 구성하여, 관통 구멍(44)에 의한 기재(40)의 노출이 저지되고 있기 때문에, 기재(40)가 미스트(48)에 노출되는 것이 저지된다. 또한, 하층막(42)은 발수성을 얻기 위해 불소를 포함하고 있기 때문에, 상층막(43)의 관통 구멍(44)을 통해 미스트(48)가 하층막(42)에 부착되어도 그 발수성에 의해 기재(40)에 침투하는 것이 저지되기 때문에, 보다 확실하게 미스트(48)에 의한 화학적 침식을 저지할 수 있다.
그리고, 보호막(41)은 그 마찰계수가 낮기 때문에, 조속히 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부가 경사부(36)를 활강하고 웨이퍼(W)가 상기 이면 지지부(34) 위를 미끄러져, 도 24의 (c)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)는 하측 측벽부(35)에 둘러싸이는 지지 영역(30)에 위치하며, 수평으로 유지된다.
그 후, 웨이퍼 유지 부재(33)가 수평 방향으로 이동하면, 관성력에 의해 웨이퍼(W)가 이면 지지부(34)에 미끄러져, 하측 수직 벽부(35)에 충돌한다. 이 때의 하측 수직 벽부(35)의 모습에 대해서 도 26을 참조하면서 설명한다. 그 충돌에 의해, 웨이퍼 유지 부재(33)에 응력이 가해져, 그 수지를 포함하는 기재(40)는 변형한다. 이 때, 이미 기술한 바와 같이 카본파이버(45)에 하층막(41)이 얽힘으로써, 이 보호막(41)이 기재(40)에 밀착성 높게 형성되어 있기 때문에, 기재(40)에 추종하여 하층막(42)도 변형하고, 또한 상층막(43)은 하층막(42)과 동일한 DLC이므로 하층막(42)에 대한 밀착성이 높기 때문에, 이 하층막(42)의 변형에 추종하여 변형한다. 이와 같이 보호막(41) 및 기재(40)가 변형함으로써, 하측 수직 벽부(35)에서 응력이 웨이퍼(W)의 충돌 지점으로부터 분산되고, 그 분산된 응력이 각부에서 기재(40)에 의해 흡수된다[도 26의 (a), (b)]. 그리고, 응력이 약해지면, 기재(40)는, 그 복원력에 의해 원래의 형상으로 복귀되고, 보호막(41)도 기재(40)에 추종하여 원래로 복귀된다[도 26의 (c)].
하측 수직 벽부(35)를 예로 하여 응력이 흡수되는 모습을 설명했지만, 이면 지지부(33) 및 경사부(36)에 대해서도 마찬가지로 이미 기술한 바와 같이 웨이퍼(W)가 전달되거나, 그 표면을 미끄럼 이동할 때에 강한 응력이 가해져도, 보호막(41)이 기재(40)에 밀착성 높게 형성되어 있기 때문에, 하측 수직 벽부(35)와 마찬가지로 그 응력이 널리 분산된다. 따라서 높은 내마모성을 얻을 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 유지 부재(33)에 전달될 때에, 기재(40)가 약액의 미스트(48)에 노출되는 것이 저지되는 모습에 대해서 설명했지만, 예컨대 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 반송중에 웨이퍼(W)가 하측 수직 벽부(35)에 충돌했을 때에도, 웨이퍼(W)가 전달될 때와 마찬가지로 웨이퍼(W)의 측면에 부착된 미스트(48)가 관통 구멍(44)을 통해 하측 수직 벽부(35)의 기재(40)에 부착하는 것이 막아지기 때문에 침식되는 것이 저지된다.
이미 기술한 바와 같이 웨이퍼 반송부(3)의 웨이퍼 유지 부재(33)는, 그 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 이면 지지부(33)와, 그 이면 지지부(33)에 웨이퍼(W)가 유지되도록 웨이퍼(W)를 가이드하는 경사부(36) 및 웨이퍼(W)의 측면을 둘러싸고, 그 위치를 규제하는 하측 수직 벽부(35)를 구비하며, 이들 이면 지지부(33), 경사부(36) 및 하측 수직 벽부(35)의 표면에는 DLC에 의해 구성된 하층막(42)과 상층막(43)을 포함하는 보호막(41)이 형성되어 있다. 따라서, 각 막(42, 43)에 관통 결함인 관통 구멍(44)이 형성되어도, 이들이 중첩되지 않으면 각부를 구성하는 기재(40)가 노출되지 않기 때문에, 기재(40)가 약액에 접하여 화학적으로 침식되는 것이 억제된다. 이와 같이 내식성이 향상하는 결과로서, 웨이퍼(W)를 확실하게 그 웨이퍼 반송부(3)의 지지 영역(30)으로써 유지할 수 있기 때문에, 반송중에 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(3)로부터 낙하하거나, 그 웨이퍼(W)가 배치되는 모듈에 정상적으로 전달할 수 없게 되는 것이 억제된다. 또한, 상기 DLC는 마찰계수가 낮기 때문에, 웨이퍼(W)는 경사부(36) 및 이면 지지부(34) 위를 미끄러지기 쉽고, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송부(3)의 지지 영역(30)에 의해 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 기재(40)에 돌출된 카본파이버(45)를 보호막(41)으로 덮는 구성으로 함으로써, 보호막(41)의 기재(40)에 대한 밀착성 및 보호막(41)의 강도가 향상하고, 기재(40)가 충격을 흡수하며, 보다 높은 내마모성이 얻어지며 웨이퍼(W)에 가해지는 충격을 억제하고, 웨이퍼(W)의 이지러짐(치핑) 등의 파손을 저감할 수 있다.
하층막(42), 상층막(43)은, 예컨대 주성분으로서 C 및 H를 포함하고, F, Si를 각각 포함하지 않는 DLC막으로서 구성하여도 좋으며, 또한 상기 주성분으로서 C 및 H 외에 예컨대 Si 및 N(질소)를 포함한 막, Si 및 O(산소)를 포함한 DLC막, C, H, SiO2를 포함한 DLC막으로서 하층막(42) 및 상층막(43)을 구성하여도 좋다. 상기 N는 예컨대 CN기로서 막중에 포함되어 있다. 하층막(42)에 주성분으로서 C, H, Si가 포함되고, 상층막(43)에 주성분으로서 C, H, F가 포함되어 있어도 좋지만, 이미 기술한 바와 같이 Si를 포함한 보다 경질로 마찰계수가 낮은 막을 상층막으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 예컨대 상층막(43) 및 하층막(42)은 서로 그 주성분이 동일한 막으로서 구성하여도 좋다. 예컨대 주성분으로서 C 및 H를 포함하는 막을 상층막(43) 및 하층막(42)으로서 구성하여도 좋고, 그 경우는 예컨대 약액의 기재(40)에의 침투를 억제하기 위해 하층막을 상층막에 비해 그 치밀성이 높아지도록, 상층막을 하층막에 비해 높은 평활성 및 낮은 마찰계수를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한 상층막(43), 하층막(42)은 동일한 조성의 막에 의해 구성되어 있어도 좋고, 보호막(41)으로서는 2층에 한정되지 않고 3층 이상의 적층막에 의해 구성되어 있어도 좋다.
도 27의 (a)에 도시하는 바와 같이 상층막(43)은 하층막(42) 전체를 피복하지 않아도 좋다. 또한 도 27의 (b)에 도시하는 바와 같이 기재(40)로부터 돌출한 카본파이버(45)의 선단은 하층막(42)을 뚫고 나가 상층막(43)에 도달하여도 좋다. 또한, 섬유체인 파이버로서 수지의 기재(40)에 카본파이버를 혼입시키는 대신에 예컨대 글라스 파이버를 혼입시켜도, 기재(40)의 강도 및 보호막의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
그런데, 보호막(41)을 구성하는 재질로서는, DLC에 한정되지 않고, 각종 약액에 대한 높은 내식성 또는 높은 경도를 갖고 있으면 좋으며, SiC, AlN(질화알루미늄) 등의 세라믹스, 석영 부재 등을 이용하여도 좋다. 또한 예컨대 탄소의 비율이 높고, 정제된 탄화수소를 예컨대 폴리카보네이트 등의 아크릴계수지에 균질로 혼합시킨, 내마모성이 높은 탄화수소수지에 의해 보호막(41)을 형성하여도 좋다. 이 탄화수소수지의 탄소의 함유율은 예컨대 80% 이상이다.
보호막(41)으로서는 예컨대 그 비커스 경도가 1000∼3000, 평활성에 대해서 Ra이 0.5 ㎚∼1.0 ㎚, 마찰계수가 0.2 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이미 기술한 바와 같이 수지를 포함하는 기재에 대하여 성막하기 위해서는, 그 기재의 변질을 저지하기 위해 예컨대 200℃ 이하의 저온으로 성막할 수 있는 재질을 선택하는 것이 바람직하다.
반송 아암(A1, A2, A4) 및 전달 아암(D1)의 웨이퍼 유지 부재도 이 반송 아암(A3)의 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 구성되어 있다.
계속해서, 웨이퍼 반송부의 다른 예로서 인터페이스 아암(50)에 설치되는 웨이퍼 반송부(5)에 대해서 그 평면도인 도 28의 (a), 그 종단측면도인 도 28의 (b)를 참조하면서 웨이퍼 반송부(3)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 웨이퍼 반송부(5)는 도 28의 (a)에 도시하는 회동 기체(51)에 지지되고, 이 반송 기체(51)를 전후하도록 설치되며, 회동 기체(51)는 회동 기체(27)와 마찬가지로 승강 및 회동할 수 있게 구성되어 있다. 또한, 회동 기체(51)에는 웨이퍼 반송부(5)의 좌우 양측에 웨이퍼(W)를 정렬하기 위한 압박부(52)가 설치되고, 이 압박부(52)가 상기 회동 기체(51)와 함께 이동한다.
이 웨이퍼 반송부(5)는 두 갈래의 포크형으로 형성된 프레임(53)을 구비하고 있고(도 12 참조), 이 프레임(53)의 각 선단측에는, 웨이퍼 유지 부재(33)와 같은 제조공정을 경유하여, 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 카본파이버(45)와 PEEK 수지를 포함하는 기재(40)에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(54)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼 유지 부재(54)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하기 위한 이면 지지부(56)와, 그 이면 지지부(56)의 선단측에 설치된 수직 벽부(57)를 구비하고 있다. 이면 지지부(56) 및 수직 벽부(57)는, 이미 기술한 보호막(41)에 의해 덮여 있다. 수직 벽부(57)는 웨이퍼 유지 부재(54)에서 웨이퍼(W)의 위치를 규제하는 역할을 갖는다.
프레임(53)의 기단측에는 웨이퍼 유지 부재(33)와 같은 제조공정을 경유하여, 기재(40)와, PEEK 수지를 포함하는 기재(40)에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(61)가 설치되어 있다(도 12 참조). 이 웨이퍼 유지 부재(61)는 웨이퍼(W)의 이면을 수평으로 지지하기 위한 이면 지지부(62)와, 이면 지지부(62)의 기단측에 설치된 하측 수직 벽부(63)와, 상기 기단측으로부터 선단측에 하강하는 경사부(64)를 구비하고 있다. 경사부(64)는, 경사부(36)와 마찬가지로 이면 지지부(62)에 웨이퍼(W)를 가이드하는 역할을 갖는다. 이면 지지부(62) 및 하측 수직 벽부(63)는 보호막(41)에 덮여 있다. 도면 중 도면 부호 60은 하측 수직 벽부(63)와 수직 벽부(57)에 둘러싸이는 웨이퍼(W)의 지지 영역이다. 또한 도 12에서는 보호막(41)에 덮인 지점에 다수의 점을 붙여 도시하고 있다. 프레임(53)과, 웨이퍼 유지 부재(54, 61)를 포함하는 웨이퍼 반송부(5)는, 기판의 지지 부재를 구성한다.
도 13을 참조하여, 웨이퍼 반송부(5)가 전달 유닛(CPL12)에 설치된 스테이지(69)로부터 웨이퍼(W)를 수취하는 모습에 대해서 설명한다. 웨이퍼 반송부(5)가 스테이지(69)를 향해 전진하고, 스테이지(69)에 배치된 웨이퍼(W)의 하측에 위치한 후, 상승하여[도 13의 (a), (b)], 이면 지지부(56) 및 경사부(64)에 지지되며, 예컨대 경사진 상태로 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(5)에 전달된다[도 13의 (c)]. 그 후, 웨이퍼 반송부(5)가 후퇴하고, 웨이퍼(W)의 측면이 압박부(52)에 접촉하며, 웨이퍼 반송부(5)의 선단 방향에 압박되어, 웨이퍼(W)가 경사부(64)에 미끄러져 떨어지고, 이면 지지부(56, 62)에 수평으로 지지된다[도 13의 (d)]. 웨이퍼(W)는 관성력에 의해 이면 지지부(56, 62) 위에서 미끄러져, 수직 벽부(57)에 접촉하여 정지한다[도 13의 (e)]. 이와 같이 웨이퍼(W)가 웨이퍼 반송부(5)에 전달되고, 반송될 때에, 그 웨이퍼 유지 부재(54, 61)의 각부에 웨이퍼(W)가 접촉하여도, 보호막(41)에 의해 그 유지 부재(54, 61)를 구성하는 기재(40)의 화학적 침식 및 마모가 억제된다.
인터페이스 아암(50)의 웨이퍼 반송부(5)에 대해서 나타냈지만, 전달 아암(12)의 웨이퍼 반송부도 웨이퍼 반송부(5)와 마찬가지로 구성되어 있다. 이들, 웨이퍼 반송부(3, 5)에서 전체면을 보호막(41)에 의해 피복하여도 좋고, 또한 웨이퍼 반송부(5)에서 압박부(52)를 보호막(41)에 의해 피복하여도 좋다.
계속해서, 이미 기술한 COT층(B3)의 가열 모듈(21)에 설치된 기판 지지 장치를 이루는 가열판(7)에 대해서, 그 평면도인 도 29의 (a) 및 그 종단측면도인 도 29의 (b)를 참조하면서 설명한다. 가열판(7)은 웨이퍼(W)를 배치하는 스테이지를 겸용하고, 편평한 원형에 형성되며, 그 둘레 방향에 3개의 구멍[도 29의 (b)에서는 2개만 도시]이 가열판(7)의 두께 방향으로 뚫려 있다. 구멍(71) 안에는 승강 기구(72)에 의해 승강하는 승강핀(73)이 설치되고, 가열판(7) 위로 돌출 함몰한다. 가열판(7)의 내부에는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터가 설치되어 있다.
가열판(7)에서, 구멍(71)의 외측에는 둘레 방향에 복수, 이 예에서는 4개의 이면 지지부인 지지핀(74)이 설치되어 있다. 지지핀(74)은 가열판(7) 표면으로부터 웨이퍼(W)를 뜨게 하여 지지하는 역할을 갖는다. 또한 가열판(7)의 둘레 가장자리부에는 웨이퍼(W)의 가열판(7)으로부터의 튀어나오는 것을 저지하기 위한 다수의 위치 규제용 핀(75)이 설치되어 있다. 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)은 웨이퍼 유지 부재(33)와 같은 제조공정을 경유하여 제조되어 있다. 그리고, 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)은, 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 카본파이버(45)와 PEEK 수지를 포함하는 기재(40)에 의해 구성되고, 그 표면은 하층막(42) 및 상층막(43)을 포함하는 보호막(41)에 피복되어 있다.
도 30을 참조하면서, 이 가열판(7)에 웨이퍼(W)가 전달되는 공정에 대해서 설명한다. 냉각 플레이트(24)에 웨이퍼(W)가 전달되면, 냉각 플레이트(24)가 가열판(7) 위에 이동하고, 승강핀(73)이 상승하여 웨이퍼(W)의 이면을 지지한다[도 30(a)]. 그리고, 냉각 플레이트(24)가 가열판(7) 위로부터 후퇴한 후, 승강핀(73)이 하강하고, 웨이퍼(W)가 지지핀(74) 위에 전달된다[도 30의 (b)].
이 때, 가열판(7)과 웨이퍼(W) 이면 사이의 공기에 의해 도 30의 (c)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)가 지지핀(74) 위를 미끄러져, 위치 규제용 핀(75)에 충돌하는 경우가 있다. 그러나, 웨이퍼 유지 부재(33)와 마찬가지로 보호막(41)에 의해, 이들 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)이 마모하는 것이 저지된다. 또한, 웨이퍼(W)에 약액이 부착되어 있어도, 보호막(41)에 의해 이들 지지핀(74) 및 위치 규제용 핀(75)이 침식되는 것이 저지된다.
이미 기술한 보호막은 상기한 각 예 외에 모든 기판에의 접촉부에 적용할 수 있다. 예컨대 성막 장치나 에칭 장치의 기판을 배치하는 스테이지 표면에 상술한 보호막(41)을 형성하거나, 보호막(41)으로 피복된 위치 규제용 핀(74)을 설치하여도 좋다.
또한, 보호막(41)은 이 보호막을 성막하기 위한 각종 방법에 의해, 웨이퍼 유지 부재(33, 54, 61)의 각각의 전체 표면에 성막되어 있어도 좋고, 적어도 기판의 접촉 영역의 지점에 성막되어 있으면 좋다. 또한, 기재(40)를 구성하는 수지로서는 PEEK 이외에도 공지의 수지를 이용할 수 있다.
(평가 시험 1)
평가 시험 1-1로서, 도 16에 도시하는 바와 같이 4개의 웨이퍼 유지 부재(33)를 둘레 방향으로 배치하고, 그 이면 지지부(34)에 웨이퍼(W)를 배치하였다. 각 웨이퍼 유지 부재(33)는 도시하지 않는 구동부에 접속되고, 각 웨이퍼 유지 부재(33)의 간격을 유지한 채, 도면 중 화살표로 도시하는 바와 같이 수평 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다. 또한, 웨이퍼 유지 부재(33)의 하측 측벽부(35)가 웨이퍼(W)의 측면으로부터 약간 멀어지도록 각 웨이퍼 유지 부재(33)의 위치는 조정되어 있다. 단, 이 웨이퍼 유지 부재(33)에는, 실시형태에서 설명한 DLC를 포함하는 보호막(41)이 형성되어 있지 않다. 또한, 이 시험에서 이용한 웨이퍼 유지 부재(33)는, 실시형태에서 설명한 PEEK 수지 대신에 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다. 상기 수지내에는 카본파이버가 실시형태와 마찬가지로 혼입되어 있다. 웨이퍼(W)의 배치 후, 웨이퍼 유지 부재(33)를 20만회 왕복 이동시켜, 그 하측 측벽부(35)에 웨이퍼(W)를 충돌시켰다. 그 후, 하측 측벽부(35)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 현미경을 이용하여 측정하였다.
계속해서 평가 시험 1-2로서 평가 시험 1-1과 같은 시험을 하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 이 평가 시험 1-2에서 이용한 웨이퍼 유지 부재(33)에는 실시형태와 같은 각부에 DLC를 포함하는 보호막이 형성되어 있지만, 이 보호막은 적층되어 있지 않고 단층이며, 그 두께는 3 ㎛이다.
또한, 평가 시험 1-3으로서 평가 시험 1-3과 마찬가지로 시험을 하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 각 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 이 평가 시험 1-3에서는, 웨이퍼 유지 부재(33)는 실시형태와 동일한 PEEK에 의해 구성되어 있다. 웨이퍼 유지 부재(33)에는 실시형태와 마찬가지로 보호막(41)이 형성되어 있고, 그 두께는 평가 시험 1-2와 동일한 3 ㎛이다. 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 20만회로 하였다.
또한, 평가 시험 1-4로서 평가 시험 1-2와 마찬가지로 시험을 하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 웨이퍼 유지 부재(33)를 왕복 이동시키는 횟수로서는 1000만회로 하였다. 웨이퍼 유지 부재(33)의 각부에 형성된 보호막(41)의 두께는 평가 시험 1-2와 동일한 3 ㎛이다.
평가 시험 1-5로서, 평가 시험 1-3과 마찬가지로 시험을 하고, 하측 측벽부(35)에 형성된 각 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 이 평가 시험 1-5에서는, 웨이퍼 유지 부재(33)는 평가 시험 1-2와 같은 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다. 평가 시험 1-2와 마찬가지로 웨이퍼 유지 부재(33)에 형성된 DLC를 포함하는 보호막은 단층이고, 그 두께는 8 ㎛이다. 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하였다.
평가 시험 1-6으로서, 평가 시험 1-4와 마찬가지로 시험을 하였다. 단 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(34)로 하였다.
평가 시험 1-7로서, 평가 시험 1-3과 같은 시험을 하였다. 단 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(34)로 하였다.
평가 시험 1-8로서, 평가 시험 1-5와 같은 시험을 하였다. 단 웨이퍼 유지 부재(33)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(34)로 하였다.
평가 시험 1-1∼1-8에 대한 결과는, 도 17에 도시하는 제1 실시형태에서의 결과와 같다. 도 17에서, 가장 큰 마모흔의 깊이를 사선의 그래프로, 각 마모흔 깊이의 평균값을 다수의 점을 붙인 그래프로 평가 시험마다 각각 도시하고 있다. 또한, 각 그래프상에 결과의 수치를 나타내고 있고, 이 수치의 단위는 ㎛이다. 평가 시험 1-1의 결과와 평가 시험 1-2의 결과를 비교하면, 평가 시험 1-2가 최대 마모흔 깊이도, 마모흔의 평균값도 작아져 있다. 따라서, 이들 평가 시험 1-1 및 1-2의 결과로부터 보호막을 성막함으로써 웨이퍼 유지 부재(33)의 하측 측벽부(35)의 내마모성이 향상하는 것을 알 수 있다. 또한, 평가 시험 1-4에서는 평가 시험 1-1보다 웨이퍼(W)의 하측 측벽부(35)에의 충돌 횟수가 많지만, 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값은 평가 시험 1-4가 작았다. 이것으로부터도, 보호막(41)을 성막함으로써 하측 측벽부(35)의 내마모성이 향상하는 것이 나타나 있다.
평가 시험 1-3, 1-5의 결과로부터, 웨이퍼 유지 부재(33)를 구성하는 수지 및 보호막의 막 두께를 변경하여도, 평가 시험 1-1보다 내마모성이 높아져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 평가 시험 1-6∼1-8에 대해서 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값이 비교적 작게 억제되어 있기 때문에, 이면 지지부(34)에 대해서도 보호막을 형성하는 것이 유효하다고 생각된다.
(평가 시험 2)
평가 시험 2-1로서, 웨이퍼 유지 부재(33)에 술폰산의 원액을 적하하고, 형성된 마모흔(浸食痕)의 깊이에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다. 단 이 웨이퍼 유지 부재(33)에는 보호막(41)이 형성되어 있지 않고, 또한 PEEK 수지 대신에 평가 시험 1-1에서 이용한 미리 정해진 수지에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 사용했다.
평가 시험 2-2로서, 실시형태와 같은 각부에 보호막이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)에 대해서, 그 보호막 위에 평가 시험 2-1과 마찬가지로 술폰산의 원액을 적하하고, 형성된 마모흔에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다. 단, 이 평가 시험 2-2에서 이용한 보호막은 평가 시험 2-2와 마찬가지로 단층으로 DLC를 포함하고, 그 두께는 1 ㎛이다. 웨이퍼 유지 부재(33)는 평가 시험 2-1과 마찬가지로 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다.
평가 시험 2-3으로서, 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-3에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 3 ㎛이다.
평가 시험 2-4로서, 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-3에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 6 ㎛이다.
평가 시험 2-5로서, 이미 기술한 실시형태에서 설명한 하층막(42)과 상층막(43)을 포함하는 보호막(41)이 형성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다. 하층막(42), 상층막(43)의 두께는 각각 3 ㎛이고, 제1 보호막을 구성하는 각 원소의 비율과 제2 보호막을 구성하는 각 원소의 비율은 서로 상이하다.
평가 시험 2-6로서, 평가 시험 2-2와 같은 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-3에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 6 ㎛이다.
평가 시험 2-7로서, PEEK에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 평가 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-3에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 3 ㎛이다. 이 평가 시험 2-7에서 웨이퍼 유지 부재(33)에 형성된 보호막을 구성하는 각 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-4, 2-6의 보호막을 구성하는 각 원소의 비율과 상이하다.
평가 시험 2-8로서, PEEK에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(33)을 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 평가 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-3에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 3 ㎛이다. 이 평가 시험 2-8에서 웨이퍼 유지 부재(33)에 형성된 보호막을 구성하는 각 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-4, 2-6의 보호막을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
평가 시험 2-9로서, 폴리이미드에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 평가 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-9에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 3 ㎛이다. 이 평가 시험 2-9에서는 웨이퍼 유지 부재(33)에 형성된 보호막을 구성하는 각 원소의 비율은, 평가 시험 2-7의 보호막을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
평가 시험 2-10으로서, 폴리이미드에 의해 구성된 웨이퍼 유지 부재(33)를 이용하여 평가 시험 2-2와 같은 평가 시험을 하였다. 이 평가 시험 2-10에서도 웨이퍼 유지 부재에 형성된 보호막은 단층이고, 그 두께는 3 ㎛이다. 이 평가 시험 2-10에서 웨이퍼 유지 부재(33)에 형성된 보호막을 구성하는 각 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-4, 2-6의 보호막(41)을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
평가 시험 2-1∼2-10에 대한 결과는, 도 18에 도시하는 제1 실시형태에서의 결과와 같다. 도 18에서, 가장 큰 마모흔의 깊이를 사선의 그래프로, 각 마모흔 깊이의 평균값을 다수의 점을 붙인 그래프로 평가 시험마다 각각 나타내고 있다. 또한, 각 그래프상에 결과의 수치를 나타내고 있고, 이 수치의 단위는 ㎛이다. 최대 마모흔 깊이 및 마모흔의 평균값에 대해서, 적층된 보호막(41)이 형성된 평가 시험 2-5는 단층의 보호막이 형성된 평가 시험 2-2∼2-4, 2-6∼2-10 및 보호막이 형성되어 있지 않은 평가 시험 2-1에 비해 작았다. 따라서 실시형태에서 설명한 바와 같이 보호막을 적층 구조로 하는 것이, 약액에 대한 내침식성을 향상시키기 위해 유효한 것이 나타나있다.
제3 실시형태
다음에 도 31 내지 도 44를 참조하여 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 액처리 장치를 레지스트 도포 장치에 적용한 실시형태에 대해서 설명한다. 도 31에 도시하는 바와 같이 레지스트 도포 장치는, 기판 예컨대 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함)(W)를 이면측으로부터 진공 흡착하여 수평으로 유지하는 기판 배치부인 개략 원판형의 테이블(211)과, 이 테이블(211)의 하면 중앙부에 접속된 회전축(212)을 포함하는 스핀척(진공척)(213)과, 이 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W)에 대하여 처리액 예컨대 레지스트액을 공급하기 위한 처리액 공급 수단인 레지스트 노즐(271)을 구비하고 있다. 이 회전축(212)의 하단측에는, 이 회전축(212)을 수직축 둘레로 회전 및 승강할 수 있게 지지하는 회전 구동부(214)가 접속되어 있다. 도 31 중 도면 부호 210은 스핀척(213)이 수납된 처리 용기(케이스)이고, 예컨대 처리 용기(210)의 아래쪽에는, 스핀척(213)의 내부 영역에 형성된 흡인로(231)를 통해 웨이퍼(W)를 이면측으로부터 흡인하기 위한 흡착 유지 수단인 흡인 펌프(215)가 접속되어 있다. 이 도 31 중 도면 부호 215a는, 웨이퍼(W)를 흡착 유지 및 해제하기 위해 흡인로(231)에 개설된 리크 밸브이다. 이 처리 용기(210)에는 천정면에 이 처리 용기(210)의 내부에 대하여 청정한 기체를 공급하기 위한 팬필터 유닛(FFU)(216)이 설치되고, 바닥면에는 처리 용기(210) 안의 분위기를 배기하기 위한 배기관(217)이 접속되어 있으며, 이들 팬필터 유닛(216)으로부터의 급기 및 배기관(217)에 의한 배기에 의해, 처리 용기(210) 안에는 하강 기류가 형성된다. 또한, 도 31 중 도면 부호 210a는 이 처리 용기(210) 안에 대하여 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반송구, 도면 부호 210b는 반송구를 개폐하는 셔터이다.
상술한 테이블(211)에 대해서, 도 32 및 도 33을 참조하여 상술한다. 이 테이블(211)은, 직경 치수가 예컨대 130 ㎜가 되도록 형성되어 있고, 외형 치수가 예컨대 300 ㎜의 웨이퍼(W)의 내주측 중앙부를 이면측으로부터 흡착 유지하도록 구성되어 있다. 테이블(211)의 상면 중앙에는, 도 32의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 회전축(212) 안에 형성된 상기한 흡인로(231)에 연통하는 흡인 구멍(221)이 개구되어 있고, 또한 테이블(211)의 상면(211a)에는, 테이블(211)의 둘레 방향을 따라 형성된 링형 부재(222)가 복수 지점 예컨대 3지점에 동심 원형으로 배치되어 있다. 이들 3개의 링형 부재(222)의 상면은, 웨이퍼(W)를 흡착 유지하기 위한 기판 유지면(기판 배치면)을 이루고, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지할 수 있도록 동일한 높이가 되도록 형성되어 있다. 이들 3개의 링형 부재(222) 중 내주측의 2개의 링형 부재(222)에는, 둘레 방향에서 복수 지점 예컨대 4지점에 등간격으로 상하 방향에 걸쳐 형성된 노치부(223)가 각각 형성되어 있고, 테이블(211) 위에 웨이퍼(W)를 배치하고 흡인 구멍(221)으로부터 웨이퍼(W)의 이면측의 분위기를 흡인하면, 이 도 32의 (a)에 화살표로 도시하는 바와 같이, 테이블(211)과 웨이퍼(W)의 이면 사이의 분위기가 노치부(223)를 통해 외주측으로부터 내주측의 흡인 구멍(221)을 향해 통류하고, 웨이퍼(W)가 테이블(211) 위에 흡착 유지된다.
또한, 테이블(211)은 예컨대 PEEK(폴리에테르에테르케톤), PBI(폴리벤조이미다졸), PP(폴리프로필렌) 또는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 수지 이 예에서는 PEEK에 의해 구성되어 있다. 테이블(211)의 내부에는, 도 33에 도시하는 바와 같이, 예컨대 길이 치수가 0.1 ㎜∼6 ㎜ 정도, 직경 치수가 예컨대 7 ㎛ 정도의 예컨대 탄소, 유리 또는 수지 이 예에서는 탄소를 포함하는 다수의 파이버(224)가 섬유체로서 매설되어 있다. 이 파이버(224)는, 테이블(211)의 강도를 높이기 위해 혼입되어 있는 것이고, 예컨대 연화(용융)된 수지에 파이버(224)를 함침시켜 혼합물을 형성하며, 이 혼합물을 예컨대 금형 안에 주입하여 경화시키는 것에 의해 성형되어 있다. 이 때문에, 수지 경화시의 팽창 수축 등에 의해 금형의 내면에 파이버(224)가 수지측에 압박된 상태나 절곡된 상태로 성형되는 경우가 있기 때문에, 또는 금형 내면의 면 거칠기에 따라서 표면에 약간의 요철이 형성되기 때문에, 이 테이블(211) 내에 매설된 파이버(224)는, 금형으로부터 수지[테이블(211)]를 취출했을 때에 바깥쪽으로 연장되어 나오려는 반발력에 의해, 또는 금형의 내면 형상에 따라서, 그 단부가 이 테이블(211) 표면으로부터 약간 예컨대 1 ㎛∼5 ㎛ 정도 튀어나와 있다.
테이블(211) 표면에는, 상면(211a), 측부 둘레면(211b) 및 이면(211c)을 덮도록 다이아몬드형 카본(DLC)막 등을 포함하는 보호막(225)이 코팅되어 있고, 이 보호막(225)은 상면(211a)측을 덮도록 성막된 상층 보호막(226)과, 이면(211c)측으로부터 측부 둘레면(211b)측에 걸쳐 성막된 하층 보호막(227)에 의해 구성되어 있다. 이들 보호막(226, 227)은, 예컨대 테이블(211)의 측부 둘레면(211b)과 상면(211a)의 경계 부근에서 이음매 없이[테이블(211)의 표면이 노출되지 않도록) 접속되어 있다. 이 보호막(225)은, 예컨대 탄소나 수소 등을 포함하는 원료가스를 이용하여 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법이나 PVD(Physical Vapor Deposition)법 등에 의해 예컨대 200℃ 이하의 저온으로써 형성되는 것이고, 예컨대 상면(211a), 측부 둘레면(211b) 및 하면(211c)에 대하여 각각 따로따로 성막된다. 구체적으로는, 예컨대 플라즈마 CVD용의 처리 용기 안에 그 상면(211a)이 위(원료 가스의 공급측)를 향하도록 테이블(211)을 배치하고, 상면(211a)에 보호막(226)을 성막하며, 이어서 상하면을 반대로 하여 테이블(211)의 하면(211c)에 보호막(227)을 성막한다. 그 후, 예컨대 테이블(211)을 횡방향으로 하여, 테이블(211)을 축 둘레로 회전시키면서 측부 둘레면(211b)에 대하여 보호막(227)을 성막 처리한다. 이렇게 하여 예컨대 상층 보호막(226)에 대해서는 탄소와 수소를 포함하고, 실리콘을 포함하지 않는 원료가스에 의해 형성되며, 하층 보호막(227)에 대해서는 탄소, 수소 및 불소를 포함하는 원료가스에 의해 형성된다. 이들의 보호막(226, 227)은 물성이 다이아몬드에 비슷한 막이고, 구체적으로는 예컨대 경도가 1000 Hv∼3000 Hv, 고유 저항율이 1.0×106 Ω·㎝∼1014 Ω·cm, 표면 거칠기(Ra)가 0.5 ㎚∼1.0 ㎚ 예컨대 0.7 ㎚ 정도로 되어 있다. 또한 하층 보호막(227)에 대해서는, 상술한 바와 같이 불소를 포함하고 있기 때문에, 마찰계수가 0.05∼0.2 정도로 매우 작고, 또한 유기용매나 수용액에 대한 발수성이 높아져 있다. 이들 보호막(226, 227)은, 테이블(211) 표면으로부터 바깥쪽을 향해 돌출하는 파이버(224)가 매립되도록(덮이도록), 막 두께가 1 ㎛∼20 ㎛ 정도가 되도록 형성되어 있다. 따라서, 이 보호막(225)은 파이버(224)를 통해 이른바 앵커 효과에 의해 테이블(211) 표면에 강하게 고착되어 있게 된다.
상술한 레지스트 도포 장치의 설명을 다시 참조하면, 이미 기술한 도 31에 도시하는 바와 같이, 스핀척(213)의 위쪽에는, 이 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W) 표면에 처리액(도포액) 예컨대 레지스트액을 토출하기 위한 처리액 공급 수단인 레지스트 노즐(271)과, 용해액 예컨대 신나를 토출하기 위한 용제 노즐(272)이 설치되어 있고, 이들 노즐(271, 272)은 도시하지 않는 아암에 의해 웨이퍼(W) 중심부로부터 둘레 가장자리부까지 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따라 수평으로 이동 및 승강할 수 있게 구성되어 있다. 또한 이들 노즐(271, 272)에는 각각 레지스트액 공급관(273) 및 용제 공급관(274)을 통해 레지스트액 공급원(275) 및 용제 공급원(276)이 각각 접속되어 있다.
또한, 스핀척(213) 주위에는, 이 스핀척(213) 위에 흡착 유지되는 웨이퍼(W)의 이면 둘레 가장자리부에 대향하도록 배치된 내측 컵(240)과, 이 내측 컵(240)을 측방 및 아래쪽으로부터 둘러싸도록 설치된 중간 컵(250)과, 이 중간 컵(250)의 위쪽에 배치된 외측 컵(260)을 포함하는 처리 컵(233)이 설치되어 있다.
내측 컵(240)은, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부로부터 흘러 떨어지는 처리액 등을 후술하는 배액로(252)로 가이드하기 위한 것이고, 스핀척(213) 위에 흡착 유지된 웨이퍼(W)의 외연부에 대향하는 부위로부터 외측을 향해 아래쪽으로 경사지는 환상의 경사부(241)와, 이 경사부(241)의 하단측으로부터 아래쪽으로 연장되는 환상의 수직벽(242)에 의해 구성되어 있다. 이 내측 컵(240)의 상단부에서, 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부에 대향하도록 형성된 링형으로 돌출하는 돌출부(244)에는, 웨이퍼(W)의 이면 둘레 가장자리부를 향해 아래쪽 내주측으로부터 용해액 예컨대 신나를 토출하기 위한 용해액 공급 수단인 베벨 세정 노즐(245)이 끼워져 있고, 이 베벨 세정 노즐(245)은, 예컨대 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 마주보도록 2 지점에 배치되어 있다. 이 베벨 세정 노즐(245)은, 후술의 원판(243) 위에 부설된 레일(246) 위에서, 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따라 수평으로 진퇴할 수 있게 구성되어 있다. 도 31 중, 도면 부호 247은 베벨 세정 노즐(245)에 형성된 토출구, 도면 부호 248은 처리 용기(210)의 외측으로부터 베벨 세정 노즐(245)에 용해액을 공급하기 위한 공급로이다. 또한 도 31에서는 내측 컵(240)에 대해서, 우측에 베벨 세정 노즐(245)이 설치된 부위를 묘화하고, 좌측에 베벨 세정 노즐(245)이 설치되어 있지 않는 부위를 묘화하고 있다.
테이블(211)의 아래쪽에는, 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W)와 개략 같은 직경이 되도록 형성된 원판(243)이 회전축(212)을 둘러싸도록 배치되어 있고, 상술한 내측 컵(240)은, 내주측에서 원판(243)에 지지되어 있다. 또한, 이 원판(243)에는, 후술하는 바와 같이, 이 원판(243) 위에 낙하한 처리액 등을 배출하기 위한 드레인관의 배출구(모두 도시 생략)가 형성되어 있다.
중간 컵(250)은 내측 컵(240)의 수직벽(242)을 둘레 방향에 걸쳐 오목형으로 덮도록 형성되어 액 수용부(251)를 이루고 있고, 이 액 수용부(251)의 하면에는, 처리액을 배출하기 위해, 예컨대 처리 용기(210)의 아래쪽으로부터 연장되는 배액로(252)의 일단측이 접속되어 있다. 이 액 수용부(251)의 바닥면에서의 내주측에는, 처리 용기(210) 안의 분위기를 배기하기 위해, 처리 용기(210)의 아래쪽으로부터 이 액 수용부(251)의 바닥면을 관통하여 위쪽까지 연장되는 2개의 배기로(253)가 접속되어 있고, 이들 배기로(253)는, 내측 컵(240)의 경사부(241)의 하단 위치에 근접하는 위치로서 개구되어 있다. 수직벽(242)의 외측에서의 중간 컵(250)의 상단 가장자리는, 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 근접하도록 둘레 방향에 걸쳐 테이퍼형으로 연장되어 나와 경사 부재(254)를 이루고 있다. 이 경사 부재(254)의 하단측에는, 상술한 배기로(253)를 향해 배기되는 기류와 함께 웨이퍼(W) 위쪽의 분위기를 배기하기 위한 개구부(255)가 둘레 방향에 걸쳐 복수 지점에 설치되어 있다.
외측 컵(260)은, 상술한 경사 부재(254)의 외측 둘레 가장자리 위에 배치된 개략 링형의 부재이고, 웨이퍼(W)가 회전할 때의 주위의 기류 혼란을 저감시키기 위해, 스핀척(213) 위의 웨이퍼(W)의 위쪽 분위기를 둘레 방향에 걸쳐 덮도록, 상단 가장자리가 테이퍼형으로 직경 축소되어 있다.
또한, 도 31에 도시하는 바와 같이, 이 레지스트 도포 장치에는, 제어부(281)가 설치되어 있고, 이 제어부(281)는, 도시하지 않는 CPU나 메모리, 프로그램을 구비하고 있다. 그리고, 이 제어부(281)로부터 레지스트 도포 장치의 각부에 제어 신호를 출력함으로써, 후술의 레지스트막의 도포 처리 등의 액처리나 웨이퍼(W)를 반송하도록 프로그램이 내장되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 광디스크, 메모리카드 등의 기억 매체에 저장되고, 컴퓨터에 설치된다.
다음에, 전술의 실시형태의 작용에 대해서 설명한다. 우선, 도시하지 않는 반송 아암에 의해 웨이퍼(W)를 처리 용기(210) 안에 반입하여, 도 34의 (a)에 도시하는 바와 같이 스핀척(213)을 상승시켜, 도 34의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 수취하여 진공 흡착한다. 이때, 웨이퍼(W)를 흡착함으로써, 테이블(211)에는 웨이퍼(W)가 압박된다.
이어서, 스핀척(213)을 하강시켜 웨이퍼(W)를 처리컵(233) 안에 수납하고, 도시하지 않는 반송 아암을 후퇴시켜 셔터(210b)를 폐쇄하며, 웨이퍼(W)를 미리 정해진 회전수 예컨대 수천 rpm으로 회전시킨다. 이 때, 스핀척(213)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키고자 하면, 웨이퍼(W)는 정지한 채로 있고자 하기 때문에, 테이블(211)과 웨이퍼(W) 사이에 큰 마찰력이 발생하고, 테이블(211)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면은 약간 미끄럼 이동하게 된다(닳게 된다). 또한, 이와 같이 테이블(211)을 고회전으로 회전시킴으로써, 이 테이블(211)을 구성하는 수지는 원심력에 의해 약간 휘거나 변형되지만, 보호막(225)은 파이버(224)를 통해 이른바 앵커 효과에 의해 테이블(211)에 강하게 밀착되어 있기 때문에, 테이블(211)의 형상에 추종하여 미소한 변형에 견딜 수 있다.
계속해서, 용제 노즐(272)을 대기 위치로부터 웨이퍼(W) 위쪽의 미리 정해진 위치에 이동시킨다. 다음에, 도 35의 (a)에 도시하는 바와 같이, 용제 노즐(272)로부터 웨이퍼(W)에 신나를 공급하고, 웨이퍼(W) 표면을 신나로 습윤시킴으로써, 나중에 도포하는 레지스트액이 웨이퍼(W) 위에 퍼지기 쉬운 환경으로 조정하는 프리웨트 처리를 한다. 웨이퍼(W)의 외측 둘레 가장자리로부터 뿌리쳐진 신나는, 경사부(241) 및 수직벽(242)을 통해 배액로(252)로부터 배출되고, 또한 신나와 함께 아래쪽으로 통류해 온 처리 용기(210) 안의 분위기는, 액 수용부(251)를 통해 배기로(253)로부터 배기된다. 이때, 웨이퍼(W) 위에 공급된 신나가 미소한 액적이나 미스트가 되어, 도 35의 (a)에 도시하는 바와 같이, 배액로(252)나 배기로(253)에 배기되지 않고 웨이퍼(W)의 측방 영역을 통해 웨이퍼(W)의 이면측에 약간 돌아들어가는 경우가 있다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 이면측에 신나의 미스트 등이 돌아들어가면, 도 35의 (b)에 도시하는 바와 같이, 테이블(211)의 측면이나 이면의 보호막(227)에 부착되는 경우가 있다.
그 후, 용제 노즐(272)을 대기 위치에 후퇴시키고, 레지스트 노즐(271)을 웨이퍼(W) 위쪽의 미리 정해진 위치에 이동시켜, 웨이퍼(W)의 회전수를 미리 정해진 값까지 상승시킨다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 회전수를 변경하는 것에 의해, 마찬가지로 웨이퍼(W)와 테이블(211)이 약간 미끄럼 이동하게 된다. 그리고, 레지스트 노즐(271)로부터 웨이퍼(W)의 중심부에 레지스트액을 토출하면, 도 36의 (a)에 도시하는 바와 같이, 레지스트액이 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 중심부로부터 둘레 가장자리부를 향해 퍼져 가고, 여분의 레지스트액은 웨이퍼(W) 표면으로부터 뿌려진다. 웨이퍼(W) 표면으로부터 뿌려진 여분의 레지스트액은, 배액로(252)로부터 배출되어 가지만, 미스트가 약간 웨이퍼(W)의 측방 영역을 통해 돌아들어가고, 마찬가지로 테이블(211)[보호막(227)]의 측부 둘레면이나 이면에 부착되는 경우가 있다. 그리고, 레지스트액의 도포 처리가 종료한 후, 레지스트 노즐(271)을 미리 정해진 대기위치에 후퇴시켜, 그 후 미리 정해진 시간 웨이퍼(W)를 회전시켜, 레지스트막의 막 두께의 균일화를 도모하고, 레지스트액을 건조시켜 레지스트막(290)을 형성한다.
계속해서, 웨이퍼(W)의 회전수를 예컨대 700 rpm까지 순간적으로 떨어뜨리고, 베벨 세정 노즐(245)로부터 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 용해액(세정액)인 용제 예컨대 신나를 토출하여 백린스 처리를 한다. 도 36의 (b)에 도시하는 바와 같이, 용해액은 웨이퍼(W)의 이면측의 베벨부로부터 표면측의 베벨부까지 돌아들어가고, 레지스트액막의 둘레 가장자리부가 미리 정해진 폭으로 세정(커트)된다. 그리고, 베벨 세정 노즐(245)로부터 토출된 신나나 이 신나에 용해된 레지스트액이 배액로(252)로부터 배출된다. 이때, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전수를 700 rpm 정도까지 순간적으로 떨어뜨리고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 이면, 테이블(211)의 아래쪽 영역을 통해 압축된 공기가 개방되어, 웨이퍼(W)의 상면측의 분위기보다 이면측의 분위기가 일시적으로 부압이 커진다. 따라서, 이 백린스 처리를 하고 있을 때에는, 프리웨트 처리나 레지스트막(290)의 도포 처리를 했을 때보다, 테이블(211)측에의 미스트가 돌아들어가는 경우가 있다.
그리고, 일정 시간 신나를 건조한 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지하고, 반입시와는 반대 순서로 웨이퍼(W)를 레지스트 도포 장치로부터 반출한다. 웨이퍼(W)의 회전을 정지할 때에서도, 회전한 채 있고자 하는 웨이퍼(W)를 테이블(211)에 의해 정지시키기 때문에, 웨이퍼(W)와 테이블(211) 사이에는 미끄럼 이동이 생기게 된다.
이어서, 후속의 웨이퍼(W)가 반입되고, 마찬가지로 프리웨트 처리, 레지스트막(290)의 도포 처리 및 백린스 처리가 행해져 가며, 또한 테이블(211)[보호막(227)]의 측부 둘레면 및 이면에는 신나나 레지스트액의 미스트가 미소한 양이지만 시간의 경과에 따라 더 부착하게 된다. 이렇게 하여 양산 공장의 기판 처리에서 웨이퍼(W)를 처리하면, 웨이퍼(W)의 전달시나 흡착시 또는 웨이퍼(W)의 회전시에서, 스핀척(213)과 웨이퍼(W) 사이에서 그 때마다 마찰이나 미끄럼 이동이 발생하게 되지만, 테이블(211)의 표면에는 보호막(226)이 형성되어 있기 때문에, 테이블(211)의 마모나 손상이 억제된다. 또한 보호막(225)은 파이버(224)를 통해 이른바 앵커 효과에 의해 테이블(211)에 강하게 밀착되어 있기 때문에, 다수매의 웨이퍼(W)를 처리하고 있는 동안에 예컨대 테이블(211)의 변형이 반복하여 발생했다고 해도, 테이블(211) 형상에 그 때마다 추종하여 변형하기 때문에 막 박리나 파손이 억제된다.
또한, 다수매의 웨이퍼(W)에 대하여 처리를 행함으로써, 테이블(211)[보호막(227)]에 부착되는 미스트의 양이 축적되어, 도 37에 도시하는 바와 같이, 예컨대 유기 용제의 큰 액적이나 축적된 액체(285)가 된다. 이 때, 테이블(211)의 측부 둘레면 및 이면에는, 표면에 보호막(227)이 성막되어 있기 때문에, 테이블(211)에는 축적된 액체(285)가 접촉하지 않는다. 또한 테이블(211)의 표면으로부터 튀어나와 있는 파이버(224)는, 보호막(227)에 의해 덮여 있기 때문에, 마찬가지로 축적된 액체(285)에 접촉하지 않는다. 또한 이 보호막(227)에는, 이미 기술한 바와 같이 불소가 포함되어 있기 때문에, 보호막(227)의 발수성이 높아져 있고, 이 때문에 축적된 액체(285)는 즉시 액적이 되어 아래쪽으로 낙하해 간다. 따라서, 축적된 액체(285)가 보호막(227) 표면에 형성되었다고 해도, 축적된 액체(285)와 보호막(227)은 긴 시간 접촉하지 않는다. 보호막(227)으로부터 낙하한 축적된 액체(285)는, 원판(243)에 형성된 도시하지 않는 드레인관으로부터 배출되어 간다.
전술의 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)를 스핀척(213)에 흡착 유지함에 있어서, 테이블(211)의 강도가 향상하도록 내부에 파이버(224)를 혼합하여 성형하면, 파이버(224)의 단부가 테이블(211) 표면으로부터 돌출하기 때문에, 이 파이버(224)가 매설되도록 테이블(211)의 상면에 보호막(226)을 성막하고 있다. 이 때문에, 테이블(211)이 웨이퍼(W)에 직접 접촉하지 않기 때문에, 예컨대 웨이퍼(W)의 전달시나 흡착시 또는 웨이퍼(W)의 회전시에, 테이블(211)과 웨이퍼(W) 사이의 마찰이나 미끄럼 이동이 억제되기 때문에, 테이블(211)의 열화(마모)를 억제할 수 있다. 또한, 보호막(226)이 파이버(224)를 통해 이른바 앵커 효과에 의해 테이블(211)에 강하게 밀착하기 때문에, 예컨대 회전에 의해 테이블(211)이 휘거나 변형된 경우라도, 보호막(226)은 테이블(211)의 형상에 추종하여 변형할 수 있기 때문에, 막 박리나 파손을 억제할 수 있다. 이 때문에, 다수매의 웨이퍼(W)를 처리하는 경우라도, 테이블(211)의 열화를 억제할 수 있다. 또한 파이버(224)가 보호막(226)에 의해 덮여 있기 때문에, 예컨대 웨이퍼(W)와 테이블(211)이 접촉하여도, 파이버(224)의 탈락이나 누락을 억제할 수 있기 때문에, 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 파이버(224)의 탈락이나 누락을 억제할 수 있기 때문에, 예컨대 파이버(224)이 누락된 부위를 기점으로 한 균열이나 손상의 진행(발생)을 억제할 수 있다.
또한, 이 스핀척(213)을 액처리용에 이용하는 경우에는, 웨이퍼(W) 표면에 공급한 처리액이 웨이퍼(W)의 측방 영역을 통해 테이블(211)의 측부 둘레면이나 이면에 돌아들어가고, 다수매의 웨이퍼(W)를 처리하는 동안에 처리액의 축적된 액체(285)가 형성되었다고 해도, 테이블(211)의 측부 둘레 및 이면에 보호막(227)을 형성함으로써, 테이블(211)은 축적된 액체(285)에 직접 접촉하지 않기 때문에, 테이블(211)에 대한 예컨대 변질이나 산화 또는 용해 등이라고 하는 화학적인 침식(열화)의 진행을 억제할 수 있다. 또한 이미 기술한 바와 같이, 테이블(211)의 표면으로부터 바깥쪽으로 튀어나오는 파이버(224)를 덮도록 보호막(227)이 형성되어 있고, 예컨대 테이블(211)과 파이버(224) 사이의 약간의 간극(계면)을 통해 처리액이 테이블(211) 안에 들어가지 않기 때문에, 테이블(211)의 열화를 억제할 수 있다. 이때, 보호막(227)이 성막되어 있지 않은 경우에는, 도 38에 도시하는 바와 같이, 테이블(211)과 파이버(224) 사이가 약간의 간극(계면)으로부터 처리액이 예컨대 표면 장력에 의해 침입하고, 테이블(211)이 내부로부터 침식되며, 파이버(224)가 더 탈락하기 쉬워져 버리지만, 이미 기술한 바와 같이 보호막(227)을 형성함으로써, 테이블(211)의 침식에 의한 파이버(224)의 탈락에 대해서도 억제할 수 있다. 또한 보호막(227)에 불소를 혼입시키고 있기 때문에, 보호막(227) 표면의 발수성이 매우 높아져 있다. 이 때문에, 보호막(227)이 축적된 액체(285)에 장시간 접촉하지 않기 때문에, 예컨대 보호막(227)에 핀홀 등의 결함이 형성되어 있고 처리액이 테이블(211) 내에 진입하려고 해도, 축적된 액체(285)가 즉시 액적이 되어 아래쪽으로 낙하하기 때문에, 테이블(211)에 대한 침식을 더 억제할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)와 접촉하는 상면측의 보호막(226)에는 실리콘이 포함되어 있지 않기 때문에, 보호막(226)은 웨이퍼(W)보다 부드럽기 때문에, 웨이퍼(W)에 대한 물리적인 손상의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)와 접촉하는 기판 배치면에 마찰계수가 매우 작은 보호막(226)을 형성하고 있기 때문에, 웨이퍼(W) 이면에의 파티클의 부착을 억제할 수 있다.
상술한 예에서는, 테이블(211)의 표면 전체에 걸쳐 보호막(225)[보호막(226, 227)]을 형성했지만, 테이블(211)의 상면에 대해서는 적어도 웨이퍼(W)와 접촉하는 기판 배치면[링형 부재(222)의 상단면]에만 형성하여도 좋다. 또한, 예컨대 액처리를 하지 않는 장치 예컨대 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부의 불필요한 레지스트막을 제거하기 위한 주변 노광 장치나 선택 노광 장치에 스핀척(213)을 적용하는 경우에는, 회전 구동부(214)에는 회전 기구를 설치하지 않고, 또한 테이블(211)의 측부 둘레면이나 이면에 보호막(227)을 형성하지 않아도 좋다. 또한 액처리를 하는 경우에서, 예컨대 테이블(211) 표면의 마모가 문제가 되지 않을 정도로 작은 경우에는, 테이블(211)의 상면에 보호막(226)을 형성하지 않고, 측부 둘레면 및 이면에 보호막(227)을 형성하여도 좋다. 또한 보호막(227)으로서는, 테이블(211)의 측부 둘레면 및 이면 모두를 덮도록 형성하지 않고, 측부 둘레면 및 이면 한쪽에 형성하여도 좋고, 측부 둘레면 및 이면의 일부분에 형성하여도 좋다.
상술한 보호막(225)의 재질로서는, 탄소와 수소 이외에도, 예컨대 CN(질화탄소)나 산소를 포함하고 있어도 좋고, 측부 둘레면 및 이면측의 보호막(227)에 대해서는 실리콘을 포함하고 있어도 좋다. 또한 이 보호막(225)으로서는, 예컨대 탄소의 비율이 높게 설정된 내마모성의 막 예컨대 정제 탄화수소를 포함하는 막 등이어도 좋고, 이 경우에는 예컨대 폴리카보네이트 등의 아크릴계수지와 이 정제 탄화수소를 균질로 혼합시킨 도포액을 테이블(211)에 도포하여, 그 후 건조 및 경화시킴으로써 보호막(225)이 형성된다. 또한 보호막(225)으로서는 상술한 탄소를 포함하는 막 이외에도, 예컨대 SiC(탄화실리콘), AlN(질화알루미늄)이나 석영 등의 세라믹스계의 재료이면 좋고, 이 경우에는 분체상으로써 도포 후, 열처리를 한다고 하는 방법에 의해 보호막(225)이 형성된다.
또한, 상술한 스핀척(213)은, 상술한 레지스트 도포 장치(레지스트 코터) 이외에도, 후술의 각 액처리 예컨대 하지 반사 방지막 코터(BCT), 표면 반사 방지막 코터(TCT) 등에 적용하여도 좋다. 또한, 액침 노광 처리를 하는 경우에는, 이 액침 노광 처리에 앞서서 웨이퍼(W) 표면에 보호막을 형성하는 보호막 코터(ITC)나, 액침 노광 처리를 한 후에 이 보호막을 박리하는 유기 보호막 박리 모듈(ITR)에 상술한 스핀척(213)을 적용하여도 좋다. 유기 보호막 박리 모듈에서는, 이미 기술한 레지스트 노즐(271) 대신에, 유기 용제(용해액) 예컨대 신나를 공급하는 수단인 노즐이 설치된다. 또한 보호막(225)은 이미 기술한 유기 용제(신나나 레지스트액) 이외에도 산수용액이나 알칼리수용액에 대해서도 내성이 있기 때문에, 예컨대 노광 처리를 한 후에 알카리성의 처리액(현상액)을 웨이퍼(W) 위의 레지스트막에 공급하여 현상 처리를 하는 현상 처리 장치에 스핀척(213)을 적용하여도 좋고, 예컨대 알칼리 수용액(암모니아 수용액과 과산화 수용액의 혼합 용액), 산수용액(희불산 수용액) 및 유기 용제(IPA, 이소프로필 알코올) 등을 순서대로 또는 혼합하여 처리액으로서 이용하여 웨이퍼(W)를 세정하는 매엽식 세정 장치에 적용하여도 좋다. 이들 경우에서도, 보호막(227)에서 알칼리 수용액이나 산수용액 또는 유기 용제에 의한 테이블(211)의 열화를 억제할 수 있다.
계속해서, 전술한 레지스트 도포 장치를 적용한 도포, 현상 장치에 대해서 도 39∼도 41를 참조하여 설명한다. 도 39 및 도 40에 도시하는 바와 같이, 이 도포, 현상 장치는 밀폐형의 캐리어(200)로부터 웨이퍼(W)를 취출하는 캐리어 블록(S1)과, 웨이퍼(W)에 대하여 각 처리를 하는 처리 블록(S2)과, 도포, 현상 장치에 접속된 노광 장치(S4)와 처리 블록(S2) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 인터페이스 블록(S3)을 구비하고 있다. 캐리어 블록(S1)에서는, 배치대(201) 위에 배치된 캐리어(200)로부터 전달 아암(C)이 웨이퍼(W)를 취출하여, 이 캐리어 블록(S1)에 인접된 처리 블록(S2)에 전달되고, 처리 블록(S2)으로써 처리된 처리 완료된 웨이퍼(W)를 전달 아암(C)이 수취하여 캐리어(200)에 복귀하도록 구성되어 있다.
처리 블록(S2)은, 도 41에 도시하는 바와 같이, 이 예에서는 현상 처리를 하기 위한 제1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 하기 위한 제2 블록(BCT층)(B2), 레지스트액의 도포 처리를 하기 위한 제3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 하기 위한 제4 블록(TCT층)(B4)을 아래에서 이 순서대로 적층하고 구성되어 있다.
제3 블록(COT층)(B3)은, 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 장치와, 이 레지스트 도포 장치로써 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 하기 위한 기판 가열 장치를 내장한 가열 냉각 시스템의 처리 유닛군과, 상기 레지스트 도포 장치와 기판 가열 장치 사이에 설치되고, 이들 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 반송 아암(A3)을 구비하고 있다. 또한, 제2 블록(BCT층)(B2)과 제4 블록(TCT층)(B4)은, 각각 반사 방지막을 형성하기 위한 약액을 스핀코팅에 의해 도포하는 액처리 장치와, 상기 가열 냉각 시스템의 처리 유닛군과, 상기 처리 장치와 처리 유닛 사이에 설치되고, 이들 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 반송 아암(A2, A4)을 구비하고 있다. 제1 처리 블록(DEV층)(B1)에 대해서는, 예컨대 하나의 DEV층(B1) 내에 현상 유닛이 2단으로 적층되어 있다. 그리고 이 DEV층(B1) 내에는, 이들 2단의 현상 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 공통의 반송 아암(A1)이 설치되어 있다. 또한 처리 블록(S2)에는, 도 40 및 도 41에 도시하는 바와 같이, 선반 유닛(U1)이 설치되고, 이 선반 유닛(U1)의 각부끼리의 사이에서는, 상기 선반 유닛(U1) 근방에 설치된 승강할 수 있는 전달 아암(D1)에 의해 웨이퍼(W)가 반송된다. 상술한 DEV층(B1) 내의 상부에는, 선반 유닛(U1)에 설치된 전달 유닛(CPL11)으로부터, 처리 블록(S2) 내의 선반 유닛(U2)에 설치된 전달 유닛(CPL12)에 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용 반송 수단인 셔틀 아암(E)이 설치되어 있다.
이 도포, 현상 장치에서는, 캐리어 블록(S1)의 캐리어(200) 내의 웨이퍼(W)는, 우선 전달 아암(C)에 의해 추출되고, 상기 선반 유닛(U1)의 하나의 전달 유닛, 예컨대 전달 유닛(CPL2)에 반송된다. 계속해서, 웨이퍼(W)는 전달 유닛(CPL3) 및 반송 아암(A3)을 통해 제3 블록(COT층)(B3)에 반입되고, 소수화 처리 유닛에서 표면이 소수화된 후, 액처리 장치(202)로써 이미 기술한 바와 같이 레지스트막이 형성된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 반송 아암(A3)에 의해, 선반 유닛(U1)의 전달 유닛(BF3)에 전달된다.
그리고, 웨이퍼(W)는 전달 유닛(BF3)→전달 아암(D1)→전달 유닛(CPL4)을 통해 반송 아암(A4)에 전달되고, 레지스트막 위에 반사 방지막이 형성된 후, 반송 아암(A4)에 의해 전달 유닛(TRS4)에 전달된다. 또한, 레지스트막 위에 반사 방지막을 형성하지 않는 경우나, 웨이퍼(W)에 대하여 소수화 처리를 하는 대신에, 제2 블록(BCT층)(B2)으로써 반사 방지막이 형성되는 경우도 있다.
레지스트막이나 반사 방지막이 더 형성된 웨이퍼(W)는, 전달 아암(D1)에 의해 전달 유닛(BF3, TRS4)을 통해 전달 유닛(CPL11)에 전달되고, 여기에서 셔틀 아암(E)에 의해 선반 유닛(U2)의 전달 유닛(CPL12)에 직접 반송되며, 인터페이스 블록(S3)에 반입된다. 또한 도 41중의 CPL이 첨부되어 있는 전달 유닛은, 온도 조절용 냉각 유닛을 겸하고 있고, BF가 첨부되어 있는 전달 유닛은, 복수매의 웨이퍼(W)를 배치할 수 있는 버퍼 유닛을 겸하고 있다.
이어서, 웨이퍼(W)는 인터페이스 아암(B)에 의해 노광 장치(S4)에 반송되고, 여기서 미리 정해진 노광 처리가 행해진 후, 선반 유닛(U2)의 전달 유닛(TRS6)에 배치되어 처리 블록(S2)에 복귀된다. 이 웨이퍼(W)는, 제1 블록(DEV층)(B1)으로써 현상 처리가 행해지고, 반송 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U1)에 반송되며, 전달 아암(C)을 통해 캐리어(200)에 복귀된다. 또한, 이미 기술한 바와 같이 상술한 노광 장치(S4)로서 액침 노광 처리를 하는 액침 노광 장치를 접속하는 경우에는, 도포, 현상 장치의 처리 블록(S2) 내에는, 액침 노광 처리에 앞서서 웨이퍼(W) 표면에 보호막을 형성하는 보호막 코터(ITC)와, 액침 노광 처리를 한 후에 이 보호막을 박리하는 유기 보호막 박리 모듈(ITR)이 설치되게 된다.
실시예
다음에, 상술한 보호막(225)을 형성했을 때에 테이블(211)의 내산성이나 내마모성이 어느 정도 향상하는지를 확인하기 위해 행한 실험에 대해서 설명한다.
(평가 시험 1)
우선, 평가 시험 1로서, 보호막(225)의 내마모성을 평가하는 실험을 하였다. 이 실험에는, 보호막(225)에 대하여 조속히 충격을 부여하여 가속 시험을 하기 위해, 웨이퍼(W)를 측방측으로부터 유지하는 웨이퍼 유지부(333)를 둘레 방향으로 4개 배치하고, 이들 웨이퍼 유지부(333)의 내부 영역에서 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 이동시켜 웨이퍼(W)의 외측 둘레 가장자리와 웨이퍼 유지부(333)의 내주면을 충돌시켜 웨이퍼 유지부(333)의 마모량을 측정했다. 이들 웨이퍼 유지부(333)는, 각각 도 42의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이 구성되어 있고, 도면 부호 334는 웨이퍼(W)를 이면측으로부터 지지하는 이면 지지부, 도면 부호 335는 이면 지지부(334)에 지지된 웨이퍼(W)를 측면측으로부터 둘러싸고, 그 위치를 규제하는 하측 수직 벽부, 도면 부호 336은 하측 수직 벽부(335)로부터 위쪽을 향해 테이퍼형으로 직경이 확장하도록 형성되며, 웨이퍼(W)를 이면 지지부(334)에 떨어뜨릴 때에 그 외측 가장자리를 지지하고 미끄러져 떨어뜨리기 위한 경사부이다. 각 웨이퍼 유지부(333)는 도시되지 않는 구동부에 접속되고, 각 웨이퍼 유지부(333)의 간격을 유지한 채, 도면 중 화살표로 도시하는 바와 같이 수평 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다. 또한, 웨이퍼 유지부(333)의 하측 수직 벽부(335)가 웨이퍼(W)의 측면으로부터 약간 멀어지도록 각 웨이퍼 유지부(333)의 위치는 조정되어 있다.
이 평가 시험 1-1에서는, 이 웨이퍼 유지부(333)에 실시형태에서 설명한 보호막(225)을 형성하지 않고, 후술의 보호막(225)을 성막한 예에 대한 비교 대상으로서 이용하기 위해 실험하였다. 이 시험에서 이용한 웨이퍼 유지부(333)는, 실시형태에서 설명한 PEEK 수지 대신에 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다. 상기 수지중에는 카본파이버가 실시형태와 마찬가지로 혼입되어 있다. 웨이퍼(W)의 배치 후, 웨이퍼 유지부(333)를 20만회 왕복 이동시켜, 그 하측 수직 벽부(335)에 웨이퍼(W)를 충돌시켰다. 그 후, 하측 수직 벽부(335)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다.
계속해서 평가 시험 1-2로서 평가 시험 1-1과 같은 시험을 하고, 하측 수직 벽부(335)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 웨이퍼 유지부(333)에는 실시형태에서 설명한 보호막(225)[보호막(226)]이 형성되어 있고, 그 두께는 3 ㎛이다.
또한, 평가 시험 1-3으로서 평가 시험 1-2와 마찬가지로 시험을 하고, 하측 수직 벽부(335)에 형성된 각 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 이 평가 시험 1-3에서는, 웨이퍼 유지부(333)는 실시형태와 동일한 PEEK에 의해 구성되어 있다. 웨이퍼 유지부(333)에 형성된 보호막(225)의 두께는 평가 시험 1-2와 동일한 3 ㎛이다.
평가 시험 1-4로서 평가 시험 1-3과 마찬가지로 시험을 하고, 하측 수직 벽부(335)에 형성된 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단 웨이퍼 유지부(333)를 왕복 이동시키는 횟수로서는 1000만회로 하였다. 하측 수직 벽부(335)에 형성된 보호막(225)의 두께는 평가 시험 1-3과 동일한 3 ㎛이다. 이 웨이퍼 유지부(333)는, 평가 시험 1-1과 같은 수지에 의해 구성되어 있다.
평가 시험 1-5로서, 평가 시험 1-4와 마찬가지로 시험을 하고, 하측 수직 벽부(335)에 형성된 각 마모흔의 깊이에 대해서 측정했다. 단, 이 평가 시험 1-5에서는, 웨이퍼 유지부(333)는 평가 시험 1-2와 같은 미리 정해진 수지에 의해 구성되어 있다. 웨이퍼 유지부(333)의 각 처에 형성된 보호막(225)의 두께는 8 ㎛이다. 웨이퍼 유지부(333)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하였다.
평가 시험 1-6으로서, 평가 시험 1-4와 마찬가지로 시험하였다. 단, 웨이퍼 유지부(333)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(334)로 하였다.
평가 시험 1-7로서, 평가 시험 1-3과 같은 시험을 하였다. 단, 웨이퍼 유지부(333)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(334)로 하였다.
평가 시험 1-8로서, 평가 시험 1-5와 같은 시험을 하였다. 단, 웨이퍼 유지부(333)의 왕복 이동 횟수는 1000만회로 하고, 마모흔의 측정 지점은 이면 지지부(334)로 하였다.
도 43은 평가 시험 1-1∼1-8에 대한 결과를 도시하고 있고, 가장 큰 마모흔의 깊이를 사선의 그래프로, 각 마모흔 깊이의 평균값을 다수의 점을 붙인 그래프로 평가 시험마다 각각 나타내고 있다. 또한 각 그래프상에 결과 수치를 나타내고 있고, 이 수치의 단위는 ㎛이다. 평가 시험 1-1의 결과와 평가 시험 1-2의 결과를 비교하면, 평가 시험 1-2가 최대 마모흔 깊이도, 마모흔의 평균값도 작아져 있다. 따라서, 이들 평가 시험 1-1 및 1-2의 결과로부터 실시형태에서 진술한 바와 같이, 보호막(225)을 성막함으로써 웨이퍼 유지부(333)의 하측 수직 벽부(335)[테이블(211)]의 내마모성이 향상하는 것이 나타냈다. 또한, 평가 시험 1-4에서는 평가 시험 1-1보다 웨이퍼(W)의 하측 수직 벽부(335)에의 충돌 횟수가 많지만, 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값은 평가 시험 1-4가 작았다. 이것으로부터도, 보호막(225)을 성막함으로써 하측 수직 벽부(335)의 내마모성이 향상하는 것이 나타나 있다.
평가 시험 1-3, 1-5의 결과로부터, 웨이퍼 유지부(333)를 구성하는 수지 및 보호막(225)의 막 두께를 변경하여도, 평가 시험 1-1보다 내마모성이 높아져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 평가 시험 1-6∼1-8에 대해서 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값이 비교적 작게 억제되어 있기 때문에, 이면 지지부(334)에 대해서도 보호막(225)을 형성하는 것이 유효하다고 생각된다.
(평가 시험 2)
평가 시험 2-1로서, 웨이퍼 유지부(333)에 술폰산의 원액을 적하하고, 형성된 마모흔(腐食痕)의 깊이에 대해서 현미경을 이용하여 측정하였다. 단, 이 웨이퍼 유지부(333)에는 보호막(225)이 형성되어 있지 않고, 또한 PEEK 수지 대신에 평가 시험 1-1에서 이용한 미리 정해진 수지에 의해 구성된 웨이퍼 유지부(333)를 사용했다.
평가 시험 2-2로서, 실시형태와 마찬가지로 각부에 보호막(225)[보호막(227)]이 형성된 웨이퍼 유지부(333)에 대해서, 그 보호막(225) 위에 평가 시험 2-1과 마찬가지로 술폰산의 원액을 적하하고, 형성된 마모흔에 대해서 현미경을 이용하여 측정했다. 웨이퍼 유지부(333)는 평가 시험 2-1과 마찬가지로 미리 정해진 수지에 의해 구성되고, 보호막(225)의 두께가 1 ㎛인 것을 이용했다.
평가 시험 2-3으로서, 보호막(225)의 두께가 3 ㎛인 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다.
평가 시험 2-4로서, 보호막(225)의 두께가 6 ㎛인 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다.
평가 시험 2-5로서, 보호막(225)의 두께가 8 ㎛인 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다.
평가 시험 2-6으로서, PEEK에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(225)이 형성된 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 평가 시험을 하였다. 이 보호막(225)을 구성하는 각 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-5의 보호막(225)을 구성하는 각 원소의 비율과 상이하다.
평가 시험 2-7로서, PEEK에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(225)이 형성된 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 평가 시험을 하였다. 이 보호막(225)을 구성하는 원소의 비율은, 평가 시험 2-1∼2-5의 보호막(225)을 구성하는 각 원소의 비율과 동일하다.
평가 시험 2-8로서, 폴리이미드에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(225)이 형성된 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다. 이 보호막(225)을 구성하는 원소의 비율은, 평가 시험 2-6의 보호막(225)을 구성하는 각 원소의 비율과 같다.
평가 시험 2-9로서 폴리이미드에 의해 구성되고, 3 ㎛의 보호막(225)이 형성된 웨이퍼 유지부(333)를 이용하여 평가 시험 2-1과 같은 시험을 하였다. 이 보호막(225)을 구성하는 원소의 비율과 동일하다.
도 44는 평가 시험 2-1∼2-9에 대한 결과를 도시하고 있고, 도 43과 마찬가지로 가장 큰 마모흔의 깊이를 사선의 그래프로, 각 마모흔 깊이의 평균값을 다수의 점을 붙인 그래프로 평가 시험마다 각각 나타내고 있다. 또한, 각 그래프상에 결과 수치를 나타내고 있고, 이 수치의 단위는 ㎛이다. 평가 시험 2-1의 결과와 평가 시험 2-2∼2-5의 결과를 비교하면, 평가 시험 2-2∼2-5에서는 평가 시험 2-1보다 최대 마모흔 깊이 및 마모흔의 평균값이 작아져 있다. 따라서, 이들 평가 시험 2-1∼2-5의 결과로부터, 보호막(225)을 형성함으로써 내산성이 향상하는 것이 나타났다.
또한, 평가 시험 2-6∼2-9에 대해서도 최대 마모흔 깊이 및 마모흔 깊이의 평균값이 비교적 작게 억제되어 있었다. 따라서 이들 결과로부터도 보호막(225)을 형성하는 것이 내부식성을 향상시키기 때문에 유효하다고 생각된다.

Claims (35)

  1. 기판의 이면을 지지하는 이면 지지부를 포함한 지지 부재와,
    이 지지 부재에 설치되고, 상기 이면 지지부에 지지된 기판의 측면을 둘러싸며, 기판의 위치를 규제하는 위치 규제부와,
    상기 위치 규제부로 둘러싸이는 기판의 지지 영역의 바깥쪽으로부터 이 지지 영역을 향해 하강하며, 기판의 둘레 가장자리부를 활강시켜, 기판을 이면 지지부 위로 가이드하기 위한 경사부와,
    상기 지지 부재를 지지하는 기체(基體)와,
    상기 기체에 대하여 지지 부재를 이동시키기 위한 구동 기구
    를 포함하고,
    상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부 및 상기 경사부 중 적어도 어느 하나는, 다수의 파이버를 그 선단이 그 표면에 돌출하도록 유지하는 기재를 포함하며,
    이 기재를 피복하는 제1 막과, 그 제1 막 위에 적층된 제2 막을 포함하는, 화학적 침식을 저지하기 위한 다이아몬드형 카본에 의해 구성되는 보호막이, 상기 이면 지지부, 상기 위치 규제부, 상기 경사부 중 적어도 어느 하나에 상기 기재의 표면에 돌출된 상기 파이버를 피복하여 형성되고,
    상기 보호막이 그 표면에 형성된 상기 기재는, 기판의 충돌에 의한 응력을 기판이 충돌한 위치로부터 분산시키기 위해서 변형되고, 상기 위치의 응력이 분산되어 약해지면 그 복원력에 의해 원래의 형상으로 복귀되도록 구성되며,
    상기 보호막은, 상기 기재에 추종하여 변형되도록 구성되고,
    상기 제1 막을 구성하는 주성분과, 상기 제2 막을 구성하는 주성분이 서로 상이하며, 상기 제1 막을 구성하는 주성분으로서 불소가 포함되고, 제2 막을 구성하는 주성분으로서 실리콘이 포함되며,
    상기 제1 막의 막 두께는 1 ㎛∼3 ㎛이고, 상기 제2 막의 막 두께는 5 ㎛∼10 ㎛이며,
    기판 반송 장치로서 구성된 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재는 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보호막은, 상기 위치 규제부, 이면 지지부 또는 경사부의 마모를 저지하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
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