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KR101947891B1 - 기판 처리 장치 및 간극 세정 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 간극 세정 방법 Download PDF

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KR101947891B1
KR101947891B1 KR1020170019461A KR20170019461A KR101947891B1 KR 101947891 B1 KR101947891 B1 KR 101947891B1 KR 1020170019461 A KR1020170019461 A KR 1020170019461A KR 20170019461 A KR20170019461 A KR 20170019461A KR 101947891 B1 KR101947891 B1 KR 101947891B1
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substrate
cleaning
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도시히토 모리오카
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지 유닛과, 외주면과, 상기 기판의 상면 중앙부에 대향하는 대향부를 갖고, 상하 방향으로 연장되는 외곽 통상의 보디와, 상기 보디의 외주를 둘러싸고, 상기 보디의 상기 외주면 사이에서 통상 간극을 형성하는 내주면을 갖고, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향 부재와, 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되고, 당해 보디의 직경 방향에 관하여 외방을 향하여 세정액을 토출하기 위한 세정액 토출구와, 상기 세정액 토출구에 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 유닛과, 상기 대향 부재 및 상기 보디를, 상기 기판의 상면 중앙부를 지나는 회전 축선 둘레로 상대 회전시키는 회전 유닛과, 상기 세정액 공급 유닛 및 상기 회전 유닛을 제어하여, 상기 통상 간극을 세정하는 세정 제어 유닛을 포함하고, 상기 세정 제어 유닛은, 상기 회전 유닛을 제어하여, 상기 대향 부재 및 상기 보디를 상대 회전시키는 회전 공정과, 상기 회전 공정에 병행하여, 상기 세정액 공급 유닛을 제어하여, 상기 세정액 토출구로부터 세정액을 토출하는 세정액 토출 공정을 실행한다.

Description

기판 처리 장치 및 간극 세정 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND GAP WASHING METHOD}
이 발명은, 처리 유체를 사용하여 기판의 상면을 처리하는 기판 처리 방법, 그리고 기판의 상면에 대향하는 보디와 대향 부재 사이의 간극을 세정하는 간극 세정 방법에 관한 것이다. 처리될 기판들의 예들은 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (field emission displays) 용 기판, 광학 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판을 포함한다.
반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치가 사용된다. 기판을 1 장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치는, 예를 들어, 기판을 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 스핀 척에 유지되어 있는 기판에 상방으로부터 대향하는 차단 부재와, 차단 부재의 중앙부에 형성되는 중앙 개구에 수용된 중심축 노즐을 포함한다. 차단 부재는, 기판의 상면에 근접하여, 당해 상면을 그 주위의 공간으로부터 차단하기 위한 부재이다.
이 기판 처리 장치로 기판을 처리하는 경우에는, 예를 들어, 차단 부재 및 중심축 노즐을, 기판의 상방으로 크게 이간하는 퇴피 위치에 퇴피시킨 상태에서, 처리액 공급 유닛으로부터의 처리액을 기판의 상면에 공급한다. 이 처리액의 기판 상면으로의 공급에 수반하여, 기판의 상방에 처리액 미스트가 발생하고, 이 처리액 미스트가 통상 (筒狀) 간극에 들어가, 차단 부재의 내주면이나 중심축 노즐의 외주면에 부착될 우려가 있다. 그 때문에, 통상 간극의 세정을 실시할 필요가 있다.
일본 공개특허공보 2010-56218호에는, 차단 부재의 하면에 세정액 노즐로부터의 세정액을 공급하여, 차단판의 하면을 세정하는 수법이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2010-56218호에 기재된 세정액 노즐로부터의 세정액을 통상 간극에 하방으로부터 분사함으로써, 통상 간극의 세정을 실시하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 통상 간극의 간격은 일반적으로 좁고, 그 때문에, 하방으로부터 분사된 세정액을 통상 간극에 양호하게 널리 퍼지게 하는 것이 어렵다. 그 때문에, 통상 간극을 양호하게 세정할 수 없다.
따라서, 보디 (중심축 노즐) 의 외주면과 대향 부재 (차단 부재) 의 내주면 사이에 구획되는 통상 간극을 양호하게 세정할 것이 요망되고 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 보디의 외주면과 대향 부재의 내주면 사이에 구획되는 통상 간극을 양호하게 세정할 수 있는, 기판 처리 장치 및 간극 세정 방법을 제공하는 것이다.
이 발명은, 기판을 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지 유닛과, 외주면과, 상기 기판의 상면 중앙부에 대향하는 대향부를 갖고, 상하 방향으로 연장되는 외곽 통상의 보디와, 상기 보디의 외주를 둘러싸고, 상기 보디의 상기 외주면 사이에서 통상 간극을 형성하는 내주면을 갖고, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향 부재와, 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되고, 상기 내주면을 향하여 세정액을 토출하기 위한 세정액 토출구와, 상기 세정액 토출구에 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 유닛과, 상기 대향 부재 및 상기 보디를, 상기 기판의 상면 중앙부를 지나는 회전 축선 둘레로 상대 회전시키는 회전 유닛과, 상기 세정액 공급 유닛 및 상기 회전 유닛을 제어하여, 상기 통상 간극을 세정하는 세정 제어 유닛을 포함하고, 상기 세정 제어 유닛은, 상기 회전 유닛을 제어하여, 상기 대향 부재 및 상기 보디를 상대 회전시키는 회전 공정과, 상기 회전 공정에 병행하여, 상기 세정액 공급 유닛을 제어하여, 상기 세정액 토출구로부터 세정액을 토출하는 세정액 토출 공정을 실행하는 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 대향 부재 및 보디를 상대 회전시키면서, 보디의 외주면에 형성된 세정액 토출구로부터 대향 부재의 내주면을 향하여 세정액이 토출된다. 대향 부재의 내주면이 보디의 외주면에 대해 회전하고 있으므로, 세정액 토출구에서 토출된 세정액은, 내주면의 회전에 인장되어 선회하면서 하방을 향한다. 즉, 통상 간극에 하방을 향하는 선회류가 형성된다. 그 때문에, 통상 간극을 흐르는 세정액에 원심력 및 중력이 작용하고, 이들의 물리적인 힘에 의해 내주면 및/또는 외주면에 부착되어 있는 오염 물질을 제거할 수 있다. 이로써, 통상 간극을 양호하게 세정할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 세정액 공급 유닛은, 세정액을 유통하기 위한 세정액 배관으로서, 상기 보디의 내부를 삽입 통과하는 세정액 배관을 포함하고, 상기 세정액 배관의 하류단이 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되어, 상기 세정액 토출구를 형성하고 있다.
이 구성에 의하면, 세정액 공급 유닛은, 보디의 내부를 삽입 통과하는 세정액 배관을 포함한다. 즉, 보디의 외주면에 형성된 세정액 토출구에 보디의 내부를 지나 세정액을 공급할 수 있다. 이로써, 보디의 외주면에 형성된 세정액 토출구로부터 대향 부재의 내주면을 향하여 세정액을 토출하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.
또, 상기 세정액 배관은, 상하 방향으로 직선상으로 연장되는 상하 방향 배관과, 상기 상하 방향 배관의 하단과 상기 세정액 토출구를 접속하는 접속 배관을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 세정액 배관은, 상하 방향 배관과, 보디의 외주면에 형성된 세정액 토출구와 상하 방향 배관의 하단을 접속하는 접속 배관을 포함한다. 이로써, 보디의 내부에 세정액 배관을 삽입 통과시키면서, 보디의 외주면에 형성된 세정액 토출구로부터 대향 부재의 내주면을 향하여 세정액을 토출하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.
상기 세정액 토출구는, 기울어진 하방을 향하여 세정액을 토출하는 기울어진 토출구를 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 세정액 토출구로부터 기울어진 하방을 향하여 세정액이 토출되므로, 통상 간극에 공급된 처리액의 상승을 억제할 수 있다. 이로써, 하방을 향하는 선회류를 양호하게 형성할 수 있다.
상기 장치는, 상기 통상 간극에 대하여, 당해 통상 간극에 있어서의 상기 세정액 토출구로부터 세정액이 토출되는 위치보다 상방으로부터 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 세정 제어 유닛은, 상기 기체 공급 유닛을 제어하여, 상기 회전 공정 및 상기 세정액 토출 공정에 병행하여 상기 통상 간극에 기체를 공급하는 기체 공급 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 통상 간극에 있어서 세정액 토출구로부터의 세정액이 공급되는 공급 위치보다 상방으로부터 기체를 공급하므로, 통상 간극에 공급된 세정액의 상승을 억제할 수 있다. 이로써, 하방을 향하는 선회류를 보다 더 양호하게 형성할 수 있다.
상기 장치는, 기판의 상면에 공급되어야 할 처리 유체가 유통하기 위한 처리 유체 배관으로서, 상기 보디의 내부를 삽입 통과하는 처리 유체 배관을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 처리 유체 배관의 하류단의 개구가 처리 유체 토출구를 형성하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 보디는, 처리 유체를 토출하기 위한 노즐의 보디이다. 그 때문에, 당해 노즐의 외주면과 대향 부재의 내주면 사이의 통상 간극을 양호하게 세정할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 보디의 상기 대향부를 향하여 세정액을 하방으로부터 분사하는 세정액 분사 유닛을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 세정 제어 유닛은, 상기 세정액 분사 유닛을 제어하여, 상기 회전 공정 및 상기 세정액 토출 공정에 병행하여 상기 대향부에 세정액을 분사하여 당해 대향부를 세정하는 대향부 세정 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 통상 간극의 세정과, 대향부 세정 공정 (보디의 대향부의 세정) 을 병행하여 실시할 수 있다. 이로써, 통상 간극의 세정과, 보디의 대향부의 세정을 각각 다른 타이밍에 실시하는 경우와 비교하여, 보디의 세정을 단시간에 실시할 수 있다.
또, 이 발명은, 기판의 상면 중앙부에 대향하는 대향부를 갖고, 상하로 연장되는 보디의 외주면과, 상기 보디의 외주를 둘러싸고 또한 상기 기판의 상면에 대향하는 대향 부재의 내주면 사이에 구획되는 통상 간극을 세정하기 위한 간극 세정 방법으로서, 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되고, 상기 통상 간극을 향하여 세정액을 토출하기 위한 세정액 토출구를 준비하는 공정과, 상기 대향 부재 및 상기 보디를 상대 회전시키는 회전 공정과, 상기 회전 공정에 병행하여 상기 세정액 토출구로부터 세정액을 토출하는 세정액 토출 공정을 실행하는, 간극 세정 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 대향 부재 및 보디를 상대 회전시키면서, 보디의 외주면에 형성된 세정액 토출구로부터 대향 부재의 내주면을 향하여 세정액이 토출된다. 대향 부재의 내주면이 보디의 외주면에 대해 회전하고 있으므로, 세정액 토출구로부터 토출된 세정액은, 내주면의 회전에 인장되어 선회하면서 하방을 향한다. 즉, 원통 간극에 하방을 향하는 선회류가 형성된다. 그 때문에, 원통 간극을 흐르는 세정액에 원심력 및 중력이 작용하고, 이들의 물리적인 힘에 의해 내주면 및/또는 외주면에 부착되어 있는 오염 물질을 제거할 수 있다. 이로써, 원통 간극을 양호하게 세정할 수 있다.
상기 방법은, 상기 통상 간극에 대하여, 당해 통상 간극에 있어서의 상기 세정액 토출구로부터 세정액이 토출되는 위치보다 상방으로부터 기체를 공급하는 기체 공급 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 통상 간극에 있어서 세정액 토출구로부터의 세정액이 공급되는 공급 위치보다 상방으로부터 기체를 공급하므로, 통상 간극에 공급된 세정액의 상승을 억제할 수 있다. 이로써, 하방을 향하는 선회류를, 보다 더 양호하게 형성할 수 있다.
상기 방법은, 상기 회전 공정 및 상기 세정액 토출 공정에 병행하여 상기 대향부에 세정액을 분사하여 당해 대향부를 세정하는 대향부 세정 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 통상 간극의 세정과, 대향부 세정 공정 (보디의 대향부의 세정) 을 병행하여 실시할 수 있다. 이로써, 통상 간극의 세정과, 보디의 대향부의 세정을 각각 다른 타이밍에 실시하는 경우와 비교하여, 보디의 세정을 단시간에 실시할 수 있다. 본 발명에 있어서의 전술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에서 설명하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3 은, 상기 처리 유닛에 구비된 대향 부재의 종단면도이다.
도 4 는, 상기 대향 부재의 바닥면도이다.
도 5 는, 세정액 토출구로부터 토출된 세정액의 흐름을 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 6 은, 세정액 토출구로부터 토출된 세정액의 흐름을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 7 은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8 은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9 는, 도 8 에 나타내는 약액 공정을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 10 은, 도 8 에 나타내는 린스 공정을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 11 은, 도 8 에 나타내는 스핀 드라이 공정을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 12 는, 도 8 에 나타내는 노즐 세정 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13 은, 상기 노즐 세정 공정을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 15 는, 상기 처리 유닛에 포함되는 대향 부재를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 방법을 실행하기 위한 기판 처리 장치 (1) 의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은 원판상의 기판이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액으로 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 으로 처리되는 복수 장의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (세정 제어 유닛) (3) 를 포함한다. 반송 로봇 (IR) 은 캐리어 (C) 와 기판 반송 로봇 (CR) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 기판 반송 로봇 (CR) 은 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은 예를 들어, 동일한 구성을 갖고 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
처리 유닛 (2) 은 박스형의 챔버 (4) 와, 챔버 (4) 내에서 한 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 기판 (W) 의 중심을 지나는 연직인 회전 축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 유닛) (5) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛 (6) 과, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 대향하는 대향 부재 (7) 와, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 대향하는 처리 유체 토출구 (처리액 토출구 (35) 및 중앙 기체 토출구 (36)) 를 갖고, 대향 부재 (7) 의 중앙부를 상하로 삽입 통과하는 노즐 (8) 과, 노즐 (8) 에 형성된 세정액 토출구 (기울어진 토출구) (32) 에 노즐 (8) 의 내부로부터 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 유닛 (10) 과, 스핀 척 (5) 에 기판 (W) 이 유지되어 있지 않은 상태에서 노즐 (8) 의 처리 유체 토출구 (처리액 토출구 (35) 및 중앙 기체 토출구 (36)) 에 하측으로부터 세정액을 분사하기 위한 하면 유닛 (세정액 분사 유닛) (11) 과, 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 통상의 컵 (12) 을 포함한다.
챔버 (4) 는, 스핀 척 (5) 이나 노즐을 수용하는 박스상의 격벽 (13) 과, 격벽 (13) 의 상부로부터 격벽 (13) 내에 청정 공기 (필터에 의해 여과된 공기) 를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU (팬·필터·유닛) (14) 와, 격벽 (13) 의 하부로부터 챔버 (4) 내의 기체를 배출하는 배기 덕트 (15) 를 포함한다. FFU (14) 는, 격벽 (13) 의 상방에 배치되어 있고, 격벽 (13) 의 천정에 장착되어 있다. FFU (14) 는, 격벽 (13) 의 천정으로부터 챔버 (4) 내에 하측 방향으로 청정 공기를 보낸다. 배기 덕트 (15) 는, 컵 (12) 의 바닥부에 접속되어 있고, 기판 처리 장치 (1) 가 설치되는 공장에 형성된 배기 처리 설비를 향하여 챔버 (4) 내의 기체를 도출한다. 따라서, 챔버 (4) 내를 하방으로 흐르는 다운 플로 (하강류) 가, FFU (14) 및 배기 덕트 (15) 에 의해 형성된다. 기판 (W) 의 처리는, 챔버 (4) 내에 다운 플로가 형성되어 있는 상태에서 행해진다.
스핀 척 (5) 으로서, 기판 (W) 을 수평 방향으로 사이에 두고 기판 (W) 을 수평하게 유지하는 협지식의 척이 채용되어 있다. 구체적으로는, 스핀 척 (5) 은 스핀 모터 (16) 와, 이 스핀 모터 (16) 의 구동축과 일체화된 회전축 (17) 과, 회전축 (17) 의 상단에 대략 수평하게 장착된 원판상의 회전 베이스 (18) 를 포함한다.
회전 베이스 (18) 의 상면에는, 그 둘레 가장자리부에 복수 개 (3 개 이상. 예를 들어, 6 개) 의 협지 부재 (9) 가 배치되어 있다. 복수 개의 협지 부재 (9) 는, 회전 베이스 (18) 의 상면 둘레 가장자리부에 있어서, 기판 (W) 의 외주 형상에 대응하는 원주 상에서 적당한 간격을 두고 배치되어 있다.
또, 스핀 척 (5) 으로는, 협지식의 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 기판 (W) 의 이면을 진공 흡착함으로써, 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 또한 그 상태에서 연직인 회전 축선 둘레로 회전함으로써, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 회전시키는 진공 흡착식의 것 (베큠 척) 이 채용되어도 된다.
약액 공급 유닛 (6) 은 약액 노즐 (19) 과, 약액 노즐 (19) 에 접속된 약액 배관 (20) 과, 약액 배관 (20) 에 개재 장착된 약액 밸브 (21) 와, 약액 노즐 (19) 을 이동시키는 노즐 이동 유닛 (22) 을 포함한다. 약액 노즐 (19) 은 예를 들어, 연속류의 상태에서 액을 토출하는 스트레이트 노즐이다. 약액 배관 (20) 에는, 약액 공급원으로부터의 약액이 공급되고 있다. 이 실시형태에서는, 약액 배관 (20) 에는, 약액으로서 고온 (예를 들어, 약 170 ℃ ∼ 약 180 ℃) 의 황산 과산화수소수 혼합액 (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：SPM) 이 공급된다. 황산과 과산화수소수의 반응열에 의해, 상기의 고온까지 승온된 SPM 이 약액 배관 (20) 에 공급되고 있다.
약액 밸브 (21) 가 개방되면, 약액 배관 (20) 으로부터 약액 노즐 (19) 에 공급된 고온의 SPM 이, 약액 노즐 (19) 로부터 하방으로 토출된다. 약액 밸브 (21) 가 폐쇄되면, 약액 노즐 (19) 로부터의 고온의 SPM 의 토출이 정지된다. 노즐 이동 유닛 (22) 은 약액 노즐 (19) 로부터 토출된 고온의 SPM 이 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리 위치와, 약액 노즐 (19) 이 평면에서 봤을 때 스핀 척 (5) 의 측방으로 퇴피된 퇴피 위치 사이에서 약액 노즐 (19) 을 이동시킨다.
도 3 은, 대향 부재 (7) 의 종단면도이다. 도 4 는, 대향 부재 (7) 의 바닥면도이다. 도 2 ∼ 도 4 를 참조하면서 대향 부재 (7) 에 대해 설명한다.
대향 부재 (7) 는, 차단판 (23) 과, 차단판 (23) 에 일체 회전 가능하게 형성된 회전축 (24) 을 포함한다. 차단판 (23) 은 기판 (W) 과 거의 동일한 직경 또는 그 이상의 직경을 갖는 원판상이다. 차단판 (23) 은 그 하면에 기판 (W) 의 상면 전역에 대향하는 원형의 기판 대향면 (23a) 을 갖고 있다. 기판 대향면 (23a) 의 중앙부에는, 차단판 (23) 을 상하로 관통하는 원통상의 관통 구멍 (25) 이 형성되어 있다. 관통 구멍 (25) 은 원통상의 내주면 (25a) 에 의해 구획되어 있다. 내주면 (25a) 의 하단부에는, 하방을 향함에 따라 외방으로 열리는 테이퍼면 (25b) 이 형성되어 있다.
회전축 (24) 은 차단판 (23) 의 중심을 지나 연직으로 연장되는 회전 축선 (A0) (기판 (W) 의 회전 축선 (A1) 과 일치하는 축선) 둘레로 회전 가능하게 형성되어 있다. 회전축 (24) 은 원통상이다. 회전축 (24) 의 내주면 (24a) 은 회전 축선 (A0) 을 중심으로 하는 원통면에 형성되어 있다. 회전축 (24) 의 내부 공간은, 차단판 (23) 의 관통 구멍 (25) 에 연통되어 있다. 회전축 (24) 의 내주면 (24a) 과 내주면 (25a) 은 면일하다. 회전축 (24) 은 차단판 (23) 의 상방에서 수평으로 연장되는 지지 아암 (26) 에 상대 회전 가능하게 지지되어 있다.
차단판 (23) 에는, 전동 모터 등을 포함하는 구성의 차단판 회전 유닛 (회전 유닛) (27) 이 결합되어 있다. 차단판 회전 유닛 (27) 은 차단판 (23) 및 회전축 (24) 을 지지 아암 (26) 에 대해 회전 축선 (A0) 둘레로 회전시킨다. 차단판 회전 유닛 (27) 을 구성하는 여러 가지의 구동 부품은, 회전축 (17) 의 내부 및/또는 지지 아암 (26) 의 내부에 형성된 구동 부품 수용 공간 (56) 에 수용되어 있다.
지지 아암 (26) 에는, 전동 모터, 볼 나사 등을 포함하는 구성의 대향 부재 승강 유닛 (28) 이 결합되어 있다. 대향 부재 승강 유닛 (28) 은 대향 부재 (7) (차단판 (23) 및 회전축 (24)) 및 노즐 (8) 을 지지 아암 (26) 과 함께 연직 방향으로 승강시킨다.
대향 부재 승강 유닛 (28) 은 차단판 (23) 의 기판 대향면 (23a) 이 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 근접하는 근접 위치 (도 11 참조) 와, 근접 위치의 상방에 형성된 퇴피 위치 (도 9 참조) 사이에서 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 을 승강시킨다. 대향 부재 승강 유닛 (28) 은 예를 들어, 4 개의 위치 (근접 위치, 하측 중간 위치 (즉 노즐 세정 위치. 도 13 참조), 상측 중간 위치 (즉, 린스 위치. 도 10 참조), 및 퇴피 위치) 에서 차단판 (23) 을 유지 가능하다. 하측 중간 위치는, 근접 위치와 퇴피 위치 사이의 미리 정하는 위치이다. 상측 중간 위치는, 하측 중간 위치와 퇴피 위치 사이의 미리 정하는 위치이다.
노즐 (8) 은 차단판 (23) 및 기판 (W) 의 중심을 지나는 연직인 축선, 즉, 회전 축선 (A1) 을 따라 상하 방향으로 연장되어 있다. 이 실시형태에서는, 노즐 (8) 은 중심축 노즐로서 기능한다. 노즐 (8) 은 스핀 척 (5) 의 상방에 배치되어 있다. 노즐 (8) 은 지지 아암 (26) 에 의해 지지되어 있다. 노즐 (8) 은 지지 아암 (26) 에 대해 회전 불능이다. 노즐 (8) 은 차단판 (23), 회전축 (24), 및 지지 아암 (26) 과 함께 승강한다. 노즐 (8) 은 회전축 (24) 의 내부 공간을 삽입 통과한다. 노즐 (8) 의 하면은, 차단판 (23) 의 기판 대향면 (23a) 과 거의 동일한 높이 또는 기판 대향면 (23a) 보다 상방에 배치되어 있다. 노즐 (8) 은 노즐 (8) 의 주위에 형성된 원통상의 통상 간극 (29) 에 의해 둘러싸여져 있다. 통상 간극 (29) 은, 그 간극 치수가 예를 들어, 약 3 ㎜ 이고, 불활성 가스가 유통되는 유로로서 기능하고 있다. 통상 간극 (29) 의 하단은, 노즐 (8) 을 둘러싸는 환상으로 개구되어, 주위 기체 토출구 (30) 를 형성하고 있다.
노즐 (8) 은 상하 방향으로 연장되는 원기둥상의 보디 (31) 를 포함한다. 보디 (31) 는, 원통상의 외주면 (31a) 과, 보디 (31) 의 하단부에 형성되고, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 대향하는 대향면 (대향부) (31b) 을 갖고 있다. 보디 (31) 의 외주면 (31a) 에는, 보디 (31) 의 상하 방향의 도중부 (보디 (31) 의 하단으로부터 간격 (W1) (예를 들어, 약 50 ㎜)) 에 있어서 미리 정하는 둘레 방향 위치에, 세정액 토출구 (32) 가 형성되어 있다. 세정액 토출구 (32) 는, 평면에서 봤을 때, 내측으로부터 외측을 향하여 세정액을 토출한다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 세정액 토출구 (32) 의 형성 위치는, 통상 간극 (29) 에 있어서의 연통로 (57) 의 접속 위치 (29a) 보다 하방이다.
보디 (31) 의 내부에는, 처리액 배관 (처리 유체 배관) (33) 및 기체 배관 (처리 유체 배관) (34) 이 삽입 통과하고 있다. 처리액 배관 (33) 및 중앙 기체 배관 (34) 은 상하 방향으로 연장되어 있다. 처리액 배관 (33) 의 하류단에 형성된 개구는 처리액 토출구 (처리 유체 토출구) (35) 를 형성하고 있다. 중앙 기체 배관 (34) 의 하류단에 형성된 개구는 중앙 기체 토출구 (처리 유체 토출구) (36) 를 형성하고 있다. 처리액 토출구 (35) 및 중앙 기체 토출구 (36) 는 보디 (31) 의 하단면과 동일한 높이에 배치되어 있다. 즉, 처리액 배관 (33) 및 중앙 기체 배관 (34) 의 하단은, 보디 (31) 의 대향면 (31b) 으로 개구되어, 각각 처리액 토출구 (35) 및 중앙 기체 토출구 (36) 를 형성하고 있다.
처리액 배관 (33) 은, 린스액 밸브 (37) 가 개재 장착된 린스액 공급 배관 (38) 에 접속되어 있다. 린스액 밸브 (37) 가 개방되면, 처리액 토출구 (35) 로부터 린스액 (처리 유체) 이 하방으로 토출된다. 처리액 배관 (33) 에 공급되는 린스액은, 예를 들어, 탈이온수 (DIW) 인데, DIW 에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
중앙 기체 배관 (34) 은, 중앙 기체 밸브 (39) 가 개재 장착된 중앙 기체 공급 배관 (40) 에 접속되어 있다. 중앙 기체 밸브 (39) 가 개방되면, 중앙 기체 토출구 (36) 로부터 기체 (처리 유체) 가 하방으로 토출된다. 중앙 기체 배관 (34) 에 공급되는 기체 및 통상 간극 (29) 에 공급되는 기체의 일례는 불활성 가스이다. 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 가스 및 청정 공기 중 어느 것이다.
통상 간극 (29) 은, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 과 대향 부재 (7) (차단판 (23) 및 회전축 (24)) 의 내주면 (25a, 24a) 사이에 구획되는 간극이다. 통상 간극 (29) 은, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 을 둘러싸고 있다. 통상 간극 (29) 은, 세정액 토출구 (32) 보다 상방의 소정 위치에 있어서, 주위 기체 배관 (41) 에 접속되어 있다. 주위 기체 배관 (41) 에는, 주위 기체 배관 (41) 을 개폐하기 위한 주위 기체 밸브 (42) 와, 주위 기체 배관 (41) 의 개도를 조절하여, 통상 간극 (29) 에 공급되는 기체의 유량을 조정하기 위한 제 1 유량 조정 밸브 (43) 가 개재 장착되어 있다. 도시는 하지 않지만, 제 1 유량 조정 밸브 (43) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브체을 이동시키는 액추에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 동일하다. 이 실시형태에서는, 주위 기체 배관 (41), 주위 기체 밸브 (42) 및 제 1 유량 조정 밸브 (43) 에 의해 기체 공급 유닛이 구성되어 있다.
주위 기체 밸브 (42) 가 개방되면, 제 1 유량 조정 밸브 (43) 의 개도에 대응하는 유량으로, 통상 간극 (29) 에 기체가 흐르고, 주위 기체 토출구 (30) 로부터 기체가 하방으로 토출된다. 주위 기체 배관 (41) 에 공급되는 기체, 및 통상 간극 (29) 에 공급되는 기체의 일례는, 불활성 가스이다. 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 가스 및 청정 공기 중 어느 것이다.
통상 간극 (29) 에는, 구동 부품 수용 공간 (56) 이, 연통로 (57) 를 통하여 연통되어 있다. 구동 부품 수용 공간 (56) 의 분위기가 연통로 (57) 를 통하여 챔버 (4) 내에 유출되지 않도록 (구동 부품 수용 공간 (56) 의 분위기와 챔버 (4) 내의 분위기를 차단하도록), 연통로 (57) 에는, 래버린스 등의 기체 시일 (58) 이 개재 장착되어 있다.
세정액 공급 유닛 (10) 은, 보디 (31) 의 내부를 삽입 통과하는 세정액 배관 (44) 과, 세정액 배관 (44) 에 접속된 세정액 공급 배관 (48) 과, 세정액 공급 배관 (48) 을 개폐하기 위한 세정액 상측 밸브 (47) 와, 세정액 공급 배관 (48) 의 개도를 조절하여, 세정액 배관 (44) 에 공급되는 세정액의 유량을 조정하기 위한 제 2 유량 조정 밸브 (55) 를 포함한다. 세정액 배관 (44) 은, 상하 방향에 직선상으로 연장되는 상하 방향 배관 (45) 과, 상하 방향 배관 (45) 의 하단 (45a) 과 세정액 토출구 (32) 를 접속하는 접속 배관 (46) 을 포함한다. 세정액 배관 (44) 은, 보디 (31) 의 하단면으로 개구되어 있지 않다. 접속 배관 (46) 은, 직선상의 배관이며, 연직 방향에 대해 소정 각도 (예를 들어, 약 30°) 경사져 있다. 그 때문에, 세정액 토출구 (32) 는, 연직 방향으로 약 30°경사진 기울어진 하방을 향하여 세정액을 토출한다. 또, 접속 배관 (46) 의 하류단 (세정액 배관의 하류단) (46a) 은, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 으로부터 직경 방향 외방으로 돌출되어 있지 않다. 즉, 세정액 토출구 (32) 는, 외주면 (31a) 과 면일하게 형성되어 있다. 상하 방향 배관 (45) 및 접속 배관 (46) 은, 별도의 부재여도 되고, 일체여도 된다.
세정액 상측 밸브 (47) 가 개방되면, 세정액 토출구 (32) 로부터 세정액이 기울어진 하방으로 토출된다. 세정액 배관 (44) 에 공급되는 세정액은, 예를 들어, 물이다. 물은, 예를 들어, 탈이온수 (DIW) 인데, DIW 에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다. 하면 노즐 (52) 에 공급되는 세정액도 동일하다.
세정액 공급 배관 (48) 에 있어서 세정액 배관 (44) 의 기단과 세정액 상측 밸브 (47) 사이의 분기 위치 (48a) 에는, 세정액 배관 (44) 의 내부의 세정액을 흡인하기 위한 흡인 배관 (50) 의 일단이 분기 접속되어 있다. 흡인 배관 (50) 에는, 흡인 배관 (50) 을 개폐하기 위한 흡인 밸브 (51) 가 개재 장착되어 있다. 흡인 배관 (50) 의 타단은, 흡인 장치 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 흡인 장치는, 예를 들어, 항상 작동 상태로 되어 있고, 흡인 밸브 (51) 가 개방되면, 세정액 공급 배관 (48) 에 있어서의 분기 위치 (48a) 보다 하류측 부분의 내부가 배기되어, 당해 하류측 부분의 내부의 세정액이 흡인된다.
도 5 는, 세정액 토출구 (32) 로부터 토출되는 세정액의 흐름을 설명하기 위한 횡단면도이다. 도 6 은, 세정액 토출구 (32) 로부터 토출되는 세정액의 흐름을 설명하기 위한 종단면도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 세정액 토출구 (32) 는, 노즐 (8) 의 보디 (31) 의 직경 방향을 따라 내측에서 외측을 향하여 연장되어 있다.
노즐 (8) 을 세정할 때에는, 차단판 회전 유닛 (27) (도 2 참조) 이 차단판 (23) 및 회전축 (24) 을 회전시키면서, 세정액 상측 밸브 (47) (도 2 참조) 가 개방된다. 이로써, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 (7) 를 노즐 (8) 의 보디 (31) 에 대해 회전시키면서, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 에 형성된 세정액 토출구 (32) 로부터 회전축 (24) 의 내주면 (24a) 을 향하여 세정액이 토출된다. 내주면 (24a) 이 외주면 (31a) 에 대해 회전하고 있으므로, 세정액 토출구 (32) 로부터 토출된 세정액은, 내주면 (24a) 의 회전에 인장되어 선회하면서 하방을 향한다. 즉, 하방을 향하는 선회류 (R) 가 통상 간극 (29) 에 형성된다.
또, 세정액 토출구 (32) 는, 기울어진 하방을 향하여 세정액을 토출한다. 세정액 토출구 (32) 로부터 기울어진 하방을 향하여 세정액이 토출되므로, 통상 간극 (29) 에 공급된 세정액의 상승을 억제할 수 있다. 이로써, 통상 간극 (29) 에 하방을 향하는 선회류 (R) 를 양호하게 형성할 수 있다.
하면 유닛 (11) 은, 세정액을 상방으로 토출하는 하면 노즐 (52) 과, 하면 노즐 (52) 에 세정액을 유도하는 세정액 하측 배관 (53) 과, 세정액 하측 배관 (53) 에 개재 장착된 세정액 하측 밸브 (54) 를 포함한다. 세정액 하측 밸브 (54) 가 개방되면, 세정액 하측 배관 (53) 으로부터 하면 노즐 (52) 에 세정액이 공급된다. 이로써, 하면 노즐 (52) 로부터 세정액이 상측 방향으로 토출된다. 하면 노즐 (52) 에 공급되는 세정액은, 예를 들어, 물이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 컵 (12) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 보다 외방 (회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지는 방향) 에 배치되어 있다. 컵 (12) 은, 회전 베이스 (18) 를 둘러싸고 있다. 스핀 척 (5) 이 기판 (W) 을 회전시키고 있는 상태에서, 처리액 (약액이나 린스액) 이 기판 (W) 에 공급되면, 기판 (W) 에 공급된 처리액이 기판 (W) 의 주위로 털어내어진다. 처리액이 기판 (W) 에 공급될 때, 상측 방향으로 개방된 컵 (12) 의 상단부 (12a) 는, 회전 베이스 (18) 보다 상방에 배치된다. 따라서, 기판 (W) 의 주위로 배출된 처리액은, 컵 (12) 에 의해 받아들여진다. 그리고, 컵 (12) 에 받아들여진 처리액은, 도시되지 않은 회수 장치 또는 폐수 장치에 보내진다.
도 7 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
제어 장치 (3) 는, 예를 들어, 마이크로 컴퓨터를 사용하여 구성되어 있다. 제어 장치 (3) 는 CPU 등의 연산 유닛, 고정 메모리 디바이스, 하드 디스크 드라이브 등의 기억 유닛 및 입출력 유닛을 갖고 있다. 기억 유닛에는, 연산 유닛이 실행하는 프로그램이 기억되어 있다.
제어 장치 (3) 는, 미리 정해진 프로그램에 따라 스핀 모터 (16), 노즐 이동 유닛 (22), 차단판 회전 유닛 (27), 대향 부재 승강 유닛 (28) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (21), 린스액 밸브 (37), 중앙 기체 밸브 (39), 주위 기체 밸브 (42), 제 1 유량 조정 밸브 (43), 세정액 상측 밸브 (47), 흡인 밸브 (51), 세정액 하측 밸브 (54), 제 2 유량 조정 밸브 (55) 등의 개폐 동작 등을 제어한다.
도 8 은, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9 는, 약액 공정 (S2) 을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 10 은, 린스 공정 (S3) 을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 11 은, 스핀 드라이 공정 (S4) 을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
이하, 도 2, 도 7 및 도 8 을 참조하면서 기판 처리예에 대해 설명한다. 도 9 ∼ 도 11 에 대해서는 적절히 참조한다. 이 기판 처리예는, 기판 (W) 의 상면에 형성된 레지스트를 제거하기 위한 레지스트 제거 처리이다.
처리 유닛 (2) 에 의해 레지스트 제거 처리가 기판 (W) 에 실시될 때에는, 챔버 (4) 의 내부에, 하이 도스에서의 이온 주입 처리 후의 기판 (W) 이 반입된다 (스텝 S1). 기판 (W) 의 반입 전부터 주위 기체 밸브 (42) 는 개방되어 있고, 주위 기체 배관 (41) 으로부터의 불활성 가스가 통상 간극 (29) 에 공급되고 있다. 이 때의 공급 유량 (즉, 주위 기체 토출구 (30) 로부터의 토출 유량) 은 제 1 유량 조정 밸브 (43) 의 조정에 의해, 소유량 (小流量) (약 10 (리터/분)) 으로 조정되어 있다. 반입되는 기판 (W) 은 레지스트를 애싱하기 위한 처리를 받지 않은 것으로 한다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 이 퇴피 위치로 퇴피되고, 또한 약액 노즐 (19) 이 스핀 척 (5) 의 상방으로부터 퇴피되어 있는 상태에서, 기판 (W) 을 유지하고 있는 기판 반송 로봇 (CR) (도 1 참조) 의 핸드 (H) (도 1 참조) 를 챔버 (4) 의 내부에 진입시킴으로써, 기판 (W) 이 그 표면 (레지스트 형성면) 을 상방을 향한 상태에서 스핀 척 (5) 에 주고 받아진다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (16) 에 의해 기판 (W) 의 회전을 개시시킨다. 기판 (W) 은 미리 정하는 액처리 속도 (1 ∼ 500 rpm 의 범위 내에서, 예를 들어, 약 10 rpm) 까지 상승되고, 그 액처리 속도로 유지된다.
기판 (W) 의 회전 속도가 액처리 속도에 이르면, 이어서, 제어 장치 (3) 는, 고온의 SPM 을 기판 (W) 에 공급하는 약액 공정 (스텝 S2) 을 실시한다. 약액 공정 (S2) 에서는, 약액 노즐 (19) 로부터 토출되는 SPM 이 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된다.
구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 노즐 이동 유닛 (22) 을 제어함으로써, 약액 노즐 (19) 을 홈 위치에서 중앙 위치로 이동시킨다. 이로써, 약액 노즐 (19) 이 기판 (W) 의 중앙부의 상방에 배치된다.
약액 노즐 (19) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된 후, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (21) 를 개방한다. 이로써, 고온 (예를 들어, 약 170 ℃ ∼ 약 180 ℃) 의 SPM 이 약액 노즐 (19) 의 토출구로부터 토출되어, 기판 (W) 의 상면의 중앙부에 착액된다. 기판 (W) 의 상면에 착액된 SPM 은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이로써, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면 전역이 SPM 의 액막 (70) 에 의해 덮인다. 고온의 SPM 에 의해, 기판 (W) 의 표면으로부터 레지스트가 제거된다.
이 약액 공정 (S2) 에서는, 고온의 SPM 의 기판 (W) 으로의 공급에 의해, 기판 (W) 의 상면의 주위에 대량의 SPM 미스트가 발생하고, 이 SPM 미스트가, 기판 (W) 의 상방에서 부유된다. 약액 공정 (S2) 에 있어서 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 은 퇴피 위치 (예를 들어, 차단판 (23) 의 기판 대향면 (23a) 이 회전 베이스 (18) 의 상면으로부터 상방으로 소정의 간격 (W2) (도 9 참조) 이간되는 위치. 간격 (W2) 은 예를 들어, 약 150 ㎜) 에 있고, 게다가 주위 기체 토출구 (30) 로부터 소유량 (예를 들어, 약 10 (리터/분)) 이지만 불활성 가스가 토출되어 있는데, 약액 공정 (S2) 에 있어서의 SPM 미스트의 발생량이 대량이기 때문에, SPM 미스트가, 주위 기체 토출구 (30) 로부터 통상 간극 (29) 에 들어갈 우려가 있다. 이 경우, 당해 SPM 미스트가, 차단판 (23) 의 내주면 (25a) 이나, 회전축 (24) 의 내주면 (24a), 보디 (31) 의 외주면 (31a) 에 부착될 우려가 있다. SPM 미스트는, 통상 간극 (29) 의 안쪽 깊은 곳까지 진입한다고 추찰된다. 또, 노즐 (8) 의 하단부 (대향부) (8a) 에도 SPM 미스트가 부착될 우려가 있다. 이들 노즐 (8) 에 부착되는 약액 미스트 (SPM 미스트 등) 는, 파티클이 되어 기판 오염의 원인이 된다.
SPM 의 토출 개시부터 미리 정하는 약액 처리 기간이 경과하면, 약액 공정 (S2) 이 종료된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 약액 밸브 (21) 를 폐쇄하여, 약액 노즐 (19) 로부터의 고온의 SPM 의 토출을 정지시키고, 그 후, 노즐 이동 유닛 (22) 을 제어하여, 약액 노즐 (19) 을 퇴피 위치까지 퇴피시킨다.
이어서, 린스액을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 린스 공정 (스텝 S3) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (28) 을 제어하여, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 을 상측 중간 위치에 배치한다. 이 상측 중간 위치는, 예를 들어, 차단판 (23) 의 기판 대향면 (23a) 이 회전 베이스 (18) 의 상면으로부터 상방으로 약 60 ㎜ 이간되는 위치이다.
제어 장치 (3) 는, 린스액 밸브 (37) 를 개방한다. 이로써, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 노즐 (8) 의 처리액 토출구 (35) 로부터, 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액이 토출된다. 처리액 토출구 (35) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액되고, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 상면 위를 기판 (W) 의 둘레 가장자리부를 향하여 흐른다. 그리고, 기판 (W) 상의 SPM 이, 린스액에 의해 외방으로 밀려나 흘러 기판 (W) 의 주위로 배출되고, 기판 (W) 상의 SPM 의 액막 (70) 이, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막 (80) 으로 치환된다. 즉, 린스액에 의해 SPM 이 씻겨 흐르게 된다. 그리고, 린스액 밸브 (37) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 린스액 밸브 (37) 를 폐쇄하여, 처리액 토출구 (35) 로부터의 린스액의 토출을 정지시킨다.
이어서, 기판 (W) 을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (스텝 S4) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (28) 을 제어하여, 대향 부재 (7) 를 하강시켜 근접 위치에 배치한다. 이 근접 위치는, 예를 들어, 차단판 (23) 의 기판 대향면 (23a) 이 회전 베이스 (18) 의 상면으로부터 상방으로 약 1.5 ㎜ 이간되는 위치이며, 대향 부재 (7) 가 근접 위치에 있을 때에는, 차단판 (23) 이 기판 (W) 의 상면을 그 주위의 공간으로부터 차단한다.
또, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (16) 를 제어하여, 약액 공정 (S2) 및 린스 공정 (S3) 까지의 회전 속도보다 큰 건조 회전 속도 (예를 들어, 수천 rpm) 까지 기판 (W) 을 가속시켜, 건조 회전 속도로 기판 (W) 을 회전시킨다. 이로써, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 액체에 가해져, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체가 기판 (W) 의 주위로 털어내어진다. 이와 같이 하여, 기판 (W) 으로부터 액체가 제거되고, 기판 (W) 이 건조된다.
또, 스핀 드라이 공정 (S4) 에 있어서, 제어 장치 (3) 는, 차단판 회전 유닛 (27) 을 제어하여, 차단판 (23) 및 회전축 (24) 을, 기판 (W) 과 동일한 방향으로 또한 거의 동일한 속도로, 고속 회전시킨다.
또, 스핀 드라이 공정 (S4) 에 있어서, 제어 장치 (3) 는, 제 1 유량 조정 밸브 (43) 를 조정하여, 주위 기체 배관 (41) 으로부터 통상 간극 (29) 에 공급되는 불활성 가스의 유량을 대류량 (예를 들어, 약 150 (리터/분)) 으로 증대시킨다. 이로써, 기판 (W) 의 상면과 차단판 (23) 의 기판 대향면 (23a) 사이의 간극에, 기판 (W) 의 중앙부로부터 둘레 가장자리부를 향하는 불활성 가스의 안정적인 기류가 발생하여, 기판 (W) 의 상면 부근의 분위기가 그 주위로부터 차단된다.
그리고, 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 스핀 모터 (16) 를 제어하여, 스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 회전을 정지시킴과 함께, 차단판 회전 유닛 (27) 을 제어하여, 차단판 (23) 및 회전축 (24) 의 회전을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 제 1 유량 조정 밸브 (43) 를 조정하여, 주위 기체 배관 (41) 으로부터 통상 간극 (29) 에 공급되는 불활성 가스의 유량을 소유량 (예를 들어, 약 10 (리터/분)) 으로 저감시킨다.
다음으로, 챔버 (4) 내로부터 기판 (W) 이 반출된다 (스텝 S5). 기판 (W) 의 반출에 앞서, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (28) 을 제어하여, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 을 퇴피 위치로 상승시킨다.
그리고, 제어 장치 (3) 는, 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 챔버 (4) 의 내부에 진입시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는, 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 에 스핀 척 (5) 상의 기판 (W) 을 유지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드 (H) 를 챔버 (4) 내로부터 퇴피시킨다. 이로써, 처리가 완료된 기판 (W) 이 챔버 (4) 로부터 반출된다.
또, 전술한 기판 처리예에 있어서, 약액 공정 (S2) 에 있어서, 고온 SPM 의 기판 (W) 으로의 공급 후에, 기판 (W) 의 상면에 H2O2 를 공급하도록 해도 된다. 이 경우, 기판 (W) 상의 SPM 이 H2O2 로 치환되고, 이윽고, 기판 (W) 의 상면 전역이 H2O2 의 액막에 의해 덮인다.
또, 전술한 기판 처리예에 있어서, 린스 공정 (S3) 의 종료 후, 기판 (W) 의 상면에 약액을 공급하는 제 2 약액 공정이 실행되게 되어 있어도 된다. 이 경우, 제 2 약액 공정에서 사용되는 약액은, 약액 공정 (S2) 에서 사용되는 약액과는 상이한 약액인 것이 바람직하다. 약액 공정 (S2) 에 있어서, 약액으로서 고온 SPM 이 사용되는 경우, 제 2 약액 공정에서는, 약액으로서 불산, SC1 (NH4OH 와 H2O2 를 함유하는 혼합액) 을 사용할 수 있다. 제 2 약액 공정이 실행되는 경우, 그 후, 기판 (W) 의 상면의 약액을 린스액으로 씻어내는 제 2 린스 공정이 실행된다.
그런데, 약액 공정 (S2) 에서는, 기판 (W) 의 상면의 주위에 대량으로 발생하는 약액 미스트 (SPM 미스트 등) 가 노즐 (8) 의 하단부 (8a) 뿐만 아니라, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 이나, 회전축 (24) 의 내주면 (24a), 차단판 (23) 의 내주면 (25a) 에 부착될 우려가 있다. 이들 노즐 (8) 에 부착되는 약액 미스트 (SPM 미스트 등) 는, 파티클이 되어 기판 오염의 원인이 된다. 그리고, 스핀 드라이 공정 (S4) 에서는, 대류량의 불활성 가스가 통상 간극 (29) 을 유통함으로써, 내주면 (24a) 이나 보디 (31) 의 외주면 (31a) 에 부착되어 있는 파티클이 주위 기체 토출구 (30) 로부터 토출될 우려가 있다. 만일, 스핀 드라이 공정 (S4) 에 있어서 파티클이 기판 (W) 의 상면에 토출되면, 약액 처리 후의 기판 (W) 이 오염된다.
노즐 (8) 의 보디 (31) 의 외표면 (외주면 (31a) 이나 대향면 (31b)) 에 부착된 약액 미스트를 세정하기 위해서, 노즐 (8) 에 대해 세정액을 하방으로부터 분사하는 방책 (다음에서 설명하는 대향부 세정 공정) 을 실행하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방책에서는, 통상 간극 (29) 중 주위 기체 토출구 (30) 에 가까운 부분만 세정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 약액 미스트 (SPM 미스트) 는 통상 간극 (29) 의 안쪽 깊은 곳까지 진입하고 있고, 그 때문에, 통상 간극 (29) 의 전역을 양호하게 세정할 필요가 있다.
그 때문에, 이 기판 처리예에서는, 노즐 (8) 을 세정하는 노즐 세정 공정 (스텝 S6. 도 8 에서 파선으로 도시) 을 준비하고 있다. 노즐 세정 공정 (S6) 은 기판 처리예의 실행마다 실시되는 공정이 아니고, 미리 정하는 시간마다 또는 미리 정하는 장 수의 기판 처리마다 실행된다. 즉, 기판 (W) 의 반출 후, 아직 노즐 세정의 타이밍이 아닐 때에는, 다음의 기판 (W) 에 대한 기판 처리가 새롭게 개시된다. 한편, 기판 (W) 의 반출 후, 노즐 세정의 타이밍이면, 노즐 세정 공정 (S6) 이 실행된다.
노즐 세정 공정 (S6) 에서는, 통상 간극 (29) 이 세정액에 의해 세정됨과 함께, 노즐 (8) 의 하단부 (8a) (즉, 처리액 토출구 (35) 및 중앙 기체 토출구 (36) 를 포함하는 영역) 가 세정액에 의해 세정된다 (대향부 세정 공정).
도 12 는, 도 8 에 나타내는 노즐 세정 공정 (S6) 을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 13 은, 노즐 세정 공정 (S6) 을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
노즐 세정 공정 (S6) 의 개시 전부터, 주위 기체 밸브 (42) 는 개방된 상태에 있다. 이 때, 주위 기체 배관 (41) 으로부터 통상 간극 (29) 으로의 불활성 가스의 공급 유량은, 소유량 (약 10 (리터/분)) 으로 조정되어 있다.
노즐 세정 공정 (S6) 에서는, 제어 장치 (3) 는, 대향 부재 승강 유닛 (28) 을 제어하여, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 을 하강시켜, 하측 중간 위치에 배치한다 (스텝 T1). 이 하측 중간 위치는, 예를 들어, 노즐 (8) 의 보디 (31) 의 대향면 (31b) 이 회전 베이스 (18) 의 상면으로부터 상방으로 간격 (W3) (도 13 참조) 이간되어 있다. 간격 (W3) 은, 예를 들어, 약 10 ㎜ 이다.
대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 이 하측 중간 위치에 배치된 후, 제어 장치 (3) 는, 차단판 회전 유닛 (27) 을 제어하여, 노즐 세정 속도 (예를 들어, 약 800 rpm) 로 차단판 (23) 을 회전시킨다 (T2：회전 공정). 이로써, 차단판 (23) 및 회전축 (24) 이 노즐 (8) 에 대해 상대 회전한다. 또, 차단판 (23) 및 회전축 (24) 의 회전 개시와 함께, 제어 장치 (3) 는 노즐 (8) 을 정지시킨 상태인 채 스핀 모터 (16) 를 제어하여, 소정의 저회전 속도 (예를 들어, 약 100 rpm) 로 회전 베이스 (18) 를 회전시킨다.
차단판 (23) 의 회전 속도가 노즐 세정 속도에 이르면, 제어 장치 (3) 는 세정액 상측 밸브 (47) (도 2 참조) 및 세정액 하측 밸브 (54) (도 2 참조) 를 개방한다 (스텝 T3).
세정액 상측 밸브 (47) 가 개방됨으로써, 세정액 토출구 (32) 로부터 기울어진 하측 방향으로 세정액이 토출된다 (세정액 토출 공정). 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출 유량은, 예를 들어, 약 800 (밀리리터/분) 이다. 이로써, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 (7) 를 노즐 (8) 의 보디 (31) 에 대해 회전시키면서, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 에 형성된 세정액 토출구 (32) 로부터 회전축 (24) 의 내주면 (24a) 을 향하여 세정액이 토출된다. 그 결과, 통상 간극 (29) 에 하방을 향하는 선회류 (R) 가 통상 간극 (29) 에 형성된다.
또, 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출과 병행하여, 통상 간극 (29) 에 있어서 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액이 공급되는 공급 위치보다 상방으로부터 불활성 가스가 공급된다 (기체 공급 공정). 이로써, 통상 간극 (29) 에 공급된 세정액의 상승을 억제할 수 있고, 그 때문에 하방을 향하는 선회류 (R) 를 보다 더 양호하게 형성할 수 있다.
또, 세정액 하측 밸브 (54) 가 개방됨으로써, 하면 노즐 (52) 로부터 연직 상측 방향으로 세정액이 토출되고, 이로써, 노즐 (8) 의 하단부 (대향부) (8a) 에, 세정액이 분사되어 하단부 (8a) 가 세정된다 (대향부 세정 공정). 이 때, 하면 노즐 (52) 로부터의 세정액의 토출 유량은, 하면 노즐 (52) 로부터 분사된 세정액이 하측 중간 위치 (도 12 에 나타내는 위치) 에 배치되어 있는 노즐 (8) 의 하단부 (8a) 에 도달하는 유량으로, 예를 들어, 약 1500 (밀리리터/분) 이다.
세정액 토출구 (32) 및 하면 노즐 (52) 로부터의 세정액의 토출은, 미리 정하는 세정 기간 (예를 들어, 30 초간) 이 경과될 때까지 속행된다 (스텝 T4).
세정액의 토출 개시부터 세정 기간이 경과하면 (스텝 T4 에서 YES), 제어 장치 (3) 는 세정액 상측 밸브 (47) 및 세정액 하측 밸브 (54) 를 폐쇄한다 (스텝 T5). 이로써, 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출, 및 하면 노즐 (52) 로부터의 세정액의 토출이 정지된다.
세정액 상측 밸브 (47) 를 닫은 후, 제어 장치 (3) 는 흡인 밸브 (51) 를 개방한다. 이로써, 세정액 공급 배관 (48) 에 있어서의 분기 위치 (48a) 보다 하류측 부분 내의 세정액이 흡인된다 (스텝 T6). SPM 의 선단면 (하단면) 이 소정 위치로 후퇴할 때까지 SPM 이 흡인된 후, 제어 장치 (3) 는 흡인 밸브 (51) 를 닫는다.
또, 제어 장치 (3) 는, 세정액 상측 밸브 (47) 및 세정액 하측 밸브 (54) 를 닫은 후, 차단판 회전 유닛 (27) 을 제어하여, 차단판 (23) 및 회전축 (24) 의 회전을 정지시키고 (스텝 T7), 또한 대향 부재 승강 유닛 (28) 을 제어하여, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 을 퇴피 위치까지 상승시킨다 (스텝 T8). 이로써, 노즐 세정 공정 (S6) 이 종료된다.
이상에 의해 이 실시형태에 의하면, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 의 보디 (31) 를 상대 회전시키면서, 보디 (31) 의 외주면 (31a) 에 형성된 세정액 토출구 (32) 로부터 대향 부재 (7) 의 내주면 (24a) 을 향하여 세정액이 토출된다. 내주면 (24a) 이 외주면 (31a) 에 대해 회전하고 있으므로, 세정액 토출구 (32) 로부터 토출된 세정액은, 내주면 (24a) 의 회전에 인장되어 선회하면서 하방을 향한다. 즉, 통상 간극 (29) 에 선회류가 발생한다. 그 때문에, 통상 간극 (29) 을 흐르는 세정액에 원심력 및 중력이 작용하고, 이들의 물리적인 힘에 의해 내주면 (25a), 내주면 (24a) 및/또는 외주면 (31a) 에 부착되어 있는 오염 물질을 제거할 수 있다. 이로써, 통상 간극 (29) 을 양호하게 세정할 수 있다.
또, 세정액 공급 유닛 (10) 은 보디 (31) 의 내부를 삽입 통과하는 세정액 배관 (44) 을 포함한다. 또한, 세정액 배관 (44) 은, 상하 방향 배관 (45) 과, 상하 방향 배관 (45) 의 하단으로부터 기울어진 하방으로 연장되는 접속 배관 (46) 을 포함한다. 이로써, 보디 (31) 의 내부에 세정액 배관 (44) 을 삽입 통과시키면서, 외주면 (31a) 에 형성된 세정액 토출구 (32) 로부터 내주면 (24a) 을 향하여 세정액을 토출하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.
대향 부재 (7) 는 회전 가능한 구성이기 때문에, 세정액 배관 (44) 을 대향 부재 (7) 와 간섭하지 않도록 배치할 필요가 있다. 이 실시형태에서는, 세정액 배관 (44) 이 보디 (31) 의 내부를 삽입 통과하므로, 대향 부재 (7) 와 간섭하지 않고, 세정액 토출구 (32) 에 세정액을 양호하게 공급할 수 있다.
또, 전술한 바와 같이, 구동 부품 수용 공간 (56) (도 2 참조) 의 분위기와 챔버 (4) (도 2 참조) 내의 분위기를 차단하도록, 연통로 (57) (도 2 참조) 에는, 래버린스 등의 기체 시일 (58) (도 2 참조) 이 개재 장착되어 있다. 구동 부품 수용 공간 (56) 내에 세정액 등의 액체가 공급되면, 구동 부품 수용 공간 (56) 내의 구동 부품에 영향을 미칠 우려가 있으므로, 통상 간극 (29) 으로부터 연통로 (57) 에 세정액 등의 액체가 진입하지 않는 것이 바람직하다. 세정액 토출구 (32) 를, 통상 간극 (29) 에 있어서의 연통로 (57) 의 접속 위치 (29a) 보다 하방에 배치하기 때문에, 세정액이 연통로 (57) 에 진입하기 어렵다. 특히, 이 실시형태에서는, 세정액 토출구 (32) 로부터 기울어진 하방을 향하여 세정액이 토출되고, 또, 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출과 병행하여, 통상 간극 (29) 에 있어서 상방으로부터 불활성 가스가 공급되므로, 통상 간극 (29) 에 공급된 세정액의 상승을 확실하게 억제할 수 있다. 이로써, 하방을 향하는 선회류 (R) 를 양호하게 형성할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 통상 간극 (29) 의 세정 (세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출) 과, 노즐 (8) 의 하단부 (8a) 의 세정 (대향부 세정 공정) 을 병행하여 실행한다. 이로써, 통상 간극 (29) 의 세정과, 노즐 (8) 의 하단부 (8a) 의 세정을 각각 다른 타이밍에 실시하는 경우와 비교하여, 노즐 (8) 의 세정을 단시간에 실행할 수 있다.
도 14 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 처리 유닛 (202) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14 에 나타내는 실시형태에 있어서, 전술한 실시형태 (도 1 ∼ 도 13 에 나타내는 실시형태) 와 공통되는 부분에는, 도 1 ∼ 도 13 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 처리 유닛 (202) 이, 전술한 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 과 상이한 주된 점은, 처리액 처리 중에 있어서, 대향 부재 (207) 가 스핀 척 (205) 에 일체 회전 가능하게 지지되는 점이다. 즉, 대향 부재 (207) 는, 스핀 척 (205) 에 따라 회전하는 종동형의 대향 부재 (차단 부재) 이다.
처리 유닛 (202) 은, 챔버 (4) 와, 챔버 (4) 내에서 한 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 기판 (W) 의 중심을 지나는 연직인 회전 축선 (A1) 둘레에 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 유닛) (205) 과, 약액 공급 유닛 (6) 과, 스핀 척 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면에 대향하는 대향 부재 (207) 와, 대향 부재 (207) 의 중앙부를 상하로 삽입 통과하는 노즐 (8) 과, 세정액 공급 유닛 (10) 과, 하면 유닛 (11) 과, 컵 (12) 을 포함한다.
스핀 척 (205) 으로서, 스핀 척 (5) 과 마찬가지로, 기판 (W) 을 수평 방향으로 사이에 두고 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 협지식의 척이 채용되고 있다. 스핀 척 (205) 은, 스핀 모터 (16) 와, 회전축 (17) 과, 회전축 (17) 의 상단에 대략 수평하게 장착된 원판상의 회전 베이스 (218) 를 포함한다. 회전 베이스 (218) 의 상면에는, 복수 개 (3 개 이상. 예를 들어, 6 개) 의 협지 부재 (9) 가 회전 축선 (A1) 을 중심으로 하는 원주 상에 배치되어 있다. 회전 베이스 (218) 의 상면에는, 회전 축선 (A1) 을 중심으로 하는 원주 상에, 대향 부재 (207) 를 하방으로부터 지지하기 위한 복수 개 (3 개 이상) 의 대향 부재 지지부 (231) 가 배치되어 있다. 대향 부재 지지부 (231) 와 회전 축선 (A1) 사이의 거리는, 협지 부재 (9) 와 회전 축선 (A1) 사이의 거리보다 크게 설정되어 있다.
또, 스핀 척 (205) 으로는 협지식인 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 기판 (W) 의 이면을 진공 흡착함으로써, 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 또한 그 상태에서 연직인 회전 축선 둘레로 회전함으로써, 스핀 척 (205) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 회전시키는 진공 흡착식인 것 (베큠 척) 이 채용되어도 된다.
도 15 는, 처리 유닛 (202) 에 포함되는 대향 부재 (207) 를 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 14 및 도 15 를 참조하면서 대향 부재 (207) 에 대해 설명한다.
대향 부재 (207) 는, 차단판 (223) 과, 차단판 (223) 에 일체 이동 가능하게 장착된 걸어맞춤부 (232) 와, 지지 아암 (226) 의 선단부에 장착되고, 걸어맞춤부 (232) 와 걸어맞춰져 차단판 (223) 을 상방으로부터 지지하기 위한 지지부 (233) 를 포함한다.
차단판 (223) 은, 기판 (W) 보다 큰 직경을 갖는 원판상이다. 차단판 (223) 은, 그 하면에 기판 (W) 의 상면 전역에 대향하는 원형의 기판 대향면 (223a) 과, 기판 대향면 (223a) 의 둘레 가장자리부에 있어서 하방을 향하여 돌출하는 원환상의 플랜지부 (223b) 와, 기판 대향면 (223a) 에 있어서의 둘레 가장자리보다 약간 내방으로부터 돌출되는 스핀 척 맞닿음부 (223c) 를 갖고 있다. 기판 대향면 (223a) 의 중앙부에는, 대향 부재 (207) 를 상하로 관통하는 관통 구멍 (225) 이 형성되어 있다. 관통 구멍 (225) 은 원통상의 내주면 (225a) 에 의해 구획되어 있다. 내주면 (225a) 의 하단부에, 하방으로 향함에 따라 외방으로 개방되는 테이퍼면이 형성되어 있어도 된다.
걸어맞춤부 (232) 는, 차단판 (223) 의 상면에 있어서, 관통 구멍 (225) 의 주위를 둘러싸는 상태로 고정된 원통부 (230) 와, 원통부 (230) 의 상단으로부터 직경 방향 외방으로 넓어지는 플랜지부 (234) 와, 플랜지부 (234) 의 상면에 형성된 제 1 요철부 (235) 를 포함한다. 플랜지부 (234) 는, 지지부 (233) 의 다음에 설명하는 플랜지 지지부 (229) 보다 상방에 위치하고 있고, 플랜지부 (234) 의 외주는, 플랜지 지지부 (229) 의 내주보다 대직경으로 되어 있다.
제 1 요철부 (235) 는, 원환상의 오목부와 원환상의 볼록부를 동심원상으로 교대로 배치함으로써 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 제 1 요철부 (235) 는 단면 빗살상이다.
지지부 (233) 는, 예를 들어, 대략 원판상의 지지부 본체 (236) 와, 중심 축선 (A3) 을 중심으로 하는 수평인 플랜지 지지부 (229) 와, 지지부 본체 (236) 와 플랜지 지지부 (229) 를 접속하는 접속부 (237) 와, 플랜지부 (234) 의 하면에 형성된 제 2 요철부 (238) 를 갖고 있다. 지지부 본체 (236) 는, 지지 아암 (226) 의 선단에 고정되어 있다.
제 2 요철부 (238) 는, 걸어맞춤부 (232) 의 제 1 요철부 (235) 의 상방에 대향하고 있다. 제 2 요철부 (238) 는, 원환상의 오목부와 원환상의 볼록부를 동심원상에 교대로 배치함으로써 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 제 2 요철부 (238) 는, 단면 빗살상이다. 지지 아암 (226) 이 하측 위치에 위치하는 상태 (차단판 (223) 이 스핀 척 (205) 에 지지되어 있는 상태) 에서는, 제 1 요철부 (235) 와 제 2 요철부 (238) 가 미소 간극을 두고 서로 맞물려, 제 2 요철부 (238) 와 제 1 요철부 (235) 에 의해 래버린스 (240) 가 구획된다.
지지 아암 (226) 은, 스핀 척 (205) 의 측방에서 거의 연직으로 연장된 아암 지지축 (241) 에 지지되어 있다. 아암 지지축 (241) 에는, 모터 등으로 구성되는 아암 요동 유닛 (242) 이 결합되어 있다. 아암 지지축 (241) 에는, 서보 모터나 볼 나사 기구 등으로 구성되는 아암 승강 유닛 (245) 이 결합되어 있다.
아암 요동 유닛 (242) 에 의해, 지지 아암 (226) 을, 스핀 척 (205) 의 측방에 설정된 연직인 요동 축선 (A2) 을 중심으로 하여 수평면 내에서 요동시킬 수 있다. 이 요동에 의해, 요동 축선 (A2) 둘레에, 대향 부재 (207) 를 회동 (回動) 시킬 수 있도록 되어 있다.
노즐 (8) 은 도 1 ∼ 도 13 에 나타내는 실시형태의 경우와 마찬가지로, 노즐 (8) 의 주위에 형성된 원통상의 통상 간극에 의해 둘러싸여져 있다. 이 통상 간극은, 전술한 실시형태에 관련된 통상 간극 (29) 과 동등한 구성이므로, 동일한 참조를 붙이고, 이 통상 간극에 대한 상세한 설명을 생략한다. 이 실시형태에서는, 노즐 (8) 은 기판 (W) 의 상면에 있어서의, 처리 유체의 공급 위치를 변경할 수 있는 스캔 노즐로서의 기본 형태를 갖고 있다.
아암 승강 유닛 (245) 에 의해, 지지 아암 (226) 을 하측 위치 (도 15 에 나타내는 위치) 와 상측 위치 (도 14 에 나타내는 위치) 사이에서 승강시킬 수 있고, 이로써, 대향 부재 (207) 의 차단판 (223) 을, 스핀 척 (205) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에 근접하는 처리 위치 (도 15 에 나타내는 위치) 와, 스핀 척 (205) 의 상방으로 크게 퇴피된 퇴피 위치 (도 14 에 나타내는 위치) 사이에서 승강시킬 수 있다.
구체적으로는, 지지 아암 (226) 이 상측 위치에 위치하는 상태에서는, 지지부 (233) 의 플랜지 지지부 (229) 와 플랜지부 (234) 가 걸어맞춰짐으로써, 걸어맞춤부 (232), 차단판 (223) 및 노즐 (8) 이 지지부 (233) 에 지지된다. 즉, 차단판 (223) 이 지지 아암 (226) 에 의해 매달려진다.
지지 아암 (226) 이 상측 위치에 위치하는 상태에서는, 플랜지 지지부 (229) 의 상면에 돌출 형성된 돌기 (243) 가, 플랜지부 (234) 에 둘레 방향으로 간격을 두고 형성된 구멍 (244) 에 걸어맞춰짐으로써, 차단판 (223) 이 지지부 (233) 에 대해 둘레 방향으로 위치 결정된다.
아암 승강 유닛 (245) 이 지지 아암 (226) 을 상측 위치로부터 하강시키면, 차단판 (223) 도 퇴피 위치로부터 하강한다. 그 후, 차단판 (223) 의 스핀 척 맞닿음부 (223c) 가 대향 부재 지지부 (231) 에 맞닿으면, 차단판 (223) 및 노즐 (8) 이 대향 부재 지지부 (231) 에 의해 받아들여진다. 그리고, 아암 승강 유닛 (245) 이 지지 아암 (226) 을 하강시키면, 지지부 (233) 의 플랜지 지지부 (229) 와 플랜지부 (234) 의 걸어맞춤이 해제되어, 걸어맞춤부 (232), 차단판 (223) 및 노즐 (8) 은 지지부 (233) 로부터 이탈되어, 스핀 척 (205) 에 의해 지지된다. 이 상태에서, 스핀 척 (205) (회전 베이스 (218)) 의 회전에 동반하여, 차단판 (223) 이 회전된다.
스핀 척 (205) 에 유지된 기판 (W) 에 대해 처리액 처리를 실시할 때에는, 제어 장치 (3) 는, 아암 요동 유닛 (242) 을 제어하여, 지지 아암 (226) 을 아암 지지축 (241) 둘레로 요동하고, 대향 부재 (207) 를 스핀 척 (205) 의 상방에 배치한다. 이 상태에서, 아암 승강 유닛 (245) 이 지지 아암 (226) 을 하강시킨다. 걸어맞춤부 (232), 차단판 (223) 및 노즐 (8) 이, 스핀 척 (205) 에 주고 받아진 후, 지지 아암 (226) 은 하측 위치에 있어서 하강 정지된다. 이로써, 차단판 (223) 이 처리 위치 (도 15 에 나타내는 위치) 에 배치된다. 이 상태에서는, 스핀 척 (205) (회전 베이스 (218)) 의 회전에 동반하여, 차단판 (223) 이 회전한다. 즉, 기판 (W) 을 스핀 척 (205) 에 유지하고, 또한 지지 아암 (226) 을 하측 위치에 배치한 상태에서, 회전축 (17) 에 스핀 모터 (16) 로부터 회전 구동력을 입력함으로써, 회전 베이스 (218), 기판 (W) 및 차단판 (223) 을, 회전 축선 (A1) 둘레로 회전시킬 수 있다.
이 상태, 즉, 차단판 (223) 이 처리 위치 (도 15 에 나타내는 위치) 에 배치된 상태 (지지 아암 (226) 이 하측 위치에 위치하는 상태) 에서는, 제 1 요철부 (235) 와 제 2 요철부 (238) 가, 서로 비접촉으로 서로 접근하고 있다. 각각 단면 빗살상의 제 1 요철부 (235) 및 제 2 요철부 (238) 가, 미소 간극을 두고 서로 맞물림으로써, 지지부 (233) 와 걸어맞춤부 (232) 사이에 래버린스 (240) 가 구획된다. 래버린스 (240) 는, 통상 간극 (29) 에 연통되어 있다. 기판 (W) 처리시에 있어서, 스핀 척 (205) 의 회전에 동반하여 차단판 (223) 이 회전되는 경우에는, 제 1 요철부 (235) 는 회전하지만, 제 2 요철부 (238) 는 회전하지 않는다.
래버린스 (240) 에는, 당해 래버린스 (240) 에 기체 (예를 들어, 질소 가스 등의 불활성 가스) 를 공급하기 위한 기체 공급로 (250) 가 접속되어 있다. 기체 공급로 (250) 는, 지지 아암 (226) 으로부터 지지부 본체 (236) 에 걸쳐 연장되는 제 1 유로 (251) 와, 제 1 유로 (251) 에 접속된 원환상의 제 1 매니폴드 (252) 와, 지지부 본체 (236) 의 하면으로 개구되는 복수의 기체 분사구 (255) 와, 각 기체 분사구 (255) 에 접속된 원환상의 제 2 매니폴드 (254) 와, 제 1 매니폴드 (252) 와 제 2 매니폴드 (254) 를 접속하는 1 또는 복수의 제 2 유로 (253) 를 포함한다. 기체 공급로 (250) 의 제 1 유로 (251) 에는, 기체 공급원으로부터의 기체가 공급되게 되어 있다. 제 1 유로 (251) 에 공급되는 기체의 일례는 불활성 가스이다. 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 가스 및 청정 공기 중 어느 것이다. 기체 공급로 (250) 에 공급된 기체는, 기체 분사구 (255) 로부터 래버린스 (240) 를 향하여 토출된다. 기체 분사구 (255) 로부터 토출된 기체는, 래버린스 (240) 에 공급되고, 그 후, 통상 간극 (29) 에 공급된다. 즉, 기체 분사구 (255) 의 기체의 토출에 의해, 통상 간극 (29) 에 기체의 하강류가 형성된다. 또, 기체 분사구 (255) 의 기체의 토출은, 래버린스 (240) 에 있어서, 통상 간극 (29) 측으로부터의 분위기의 진입을 방지하기 위한, 기체 시일로서의 기능도 있다.
세정액 토출구 (32) (도 3 등 참조) 는, 통상 간극 (29) 에 있어서의 래버린스의 접속 위치 (29b) 보다 하방에 배치되어 있다.
이 실시형태에 있어서도, 도 1 ∼ 도 13 에 나타내는 실시형태의 경우와 마찬가지로, 노즐 세정 공정 (S6. 도 8 및 도 12 참조) 이 실행된다.
이 실시형태에서는, 노즐 세정 공정 (S6) 의 실행에 의해, 도 1 ∼ 도 13 에 나타내는 실시형태에서 설명한 작용 효과에 더하여, 다음에 설명하는 작용 효과를 발휘한다.
즉, 래버린스 (240) 내에 세정액 등의 액체가 공급되는 것은 바람직하지 않다. 세정액 토출구 (32) (도 3 등 참조) 를, 통상 간극 (29) 에 있어서의 래버린스의 접속 위치 (29b) 보다 하방에 배치하기 때문에, 세정액 토출구 (32) 로부터 토출된 세정액이 래버린스 (240) 에 진입하기 어렵다. 특히, 세정액 토출구 (32) 로부터 기울어진 하방을 향하여 세정액이 토출되고, 또, 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출과 병행하여, 통상 간극 (29) 에 있어서 상방으로부터 불활성 가스가 공급되므로, 통상 간극 (29) 에 공급된 세정액의 상승을 확실하게 억제할 수 있다. 이로써, 래버린스 (240) 로의 세정액의 진입을 확실하게 방지할 수 있다.
이상, 이 발명의 2 개의 실시형태에 대해 설명했지만, 이 발명은 또 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 약액 공정 (S2) 에 있어서, 전술한 실시형태의 경우와 마찬가지로, 약액으로서 SPM 을 사용하는 경우, 기판 (W) 의 상면 (표면) 에 형성된 레지스트를 양호하게 제거하기 위해서, 기판 (W) 의 상면에 비교적 온도가 낮은 SPM 을 공급하고, 또한, 기판 (W) 의 상면을 적외선 히터 등으로 가열하는 수법이 채용된다. 이 경우에도, 약액 공정 (S2) 에 있어서 기판 (W) 의 상면의 주위에 대량의 SPM 미스트가 발생하고, 이 SPM 미스트가, 주위 기체 토출구 (30) 로부터 통상 간극 (29) 에 들어갈 우려가 있으므로, 노즐 세정 공정 (S6) 을 사용한 노즐 (8) 의 세정이 유효하다.
또, 약액 공정 (S2) 에 있어서, 약액으로서 SPM 이외의 약액을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 약액은, H2O2, 황산, IPA (이소프로필알코올), 불산, SC1 (NH4OH 와 H2O2 를 함유하는 혼합액), SC2 (HCl 과 H2O2 를 함유하는 혼합액), 불화암모늄, 버퍼드 불산 (불산과 불화암모늄의 혼합액), FFOM (HF 와 O3 을 함유하는 액), AOM (NH4OH 와 O3 을 함유하는 액), HOM (H2SO4 와 O3 을 함유하는 액) 등이어도 된다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 노즐 (8) 의 보디 (31) 를 기둥상 (원기둥상) 으로서 설명했지만, 보디가 통상이어도 된다. 즉 통상의 보디 중을 처리 유체 배관 (처리액 배관 (33) 이나 기체 배관 (34)) 및 세정액 배관 (44) 이 삽입 통과하고 있어도 된다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 노즐 (8) 의 보디 (31) 가 외곽 원통인 것으로서 설명했지만, 보디의 외주면이 원통면이 아니라, 회전 축선 (A0) 을 중심으로 하는 다각통면에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 대향 부재 (7) 의 내주면 (25a, 24a) 과 보디 (31) 의 외주면 (31a) 사이에 대략 원통상의 통상 간극 (29) 이 형성된다. 마찬가지로, 대향 부재 (7) 의 내주면 (25a, 24a) 도 다각통면에 의해 구성되어 있어도 되는데, 선회류 (R) 의 원활한 흐름을 실현하기 위해서는, 내주면 (25a, 24a) 은 원통면인 것이 바람직하다.
또, 연통로 (57) 가, 통상 간극 (29) 과 구동 부품 수용 공간 (56) 을 연통하는 것으로서 설명했지만, 연통로 (57) 가 통상 간극 (29) 과 다른 공간을 연통하는 것이어도 된다. 구체적으로는, 연통로 (57) 가, 통상 간극 (29) 과 챔버 (4) 내를 연통하는 것이어도 된다.
또, 노즐 (8) 의 세정에 사용하는 세정액은, 탈이온수 (DIW) 등의 물에 한정되지 않고, 세정용 약액 (예를 들어, SC1 (NH4OH 와 H2O2 를 함유하는 혼합액)) 을 채용해도 된다.
또, 노즐 세정 공정 (S6) 에 있어서, 노즐 (8) 과 대향 부재 (7) (회전축 (24)) 를 상대 회전시키는 수법으로서, 대향 부재 (7) 를 정지시키면서 노즐 (8) 을 회전시켜도 되고, 대향 부재 (7) 및 노즐 (8) 의 양자를 서로 반대 방향으로 회전시켜도 된다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 노즐 (8) 로서, 처리액 배관 (33) (처리 유체 배관) 및 중앙 기체 배관 (34) (처리 유체 배관) 이 형성된 중심축 노즐을 예로 들어 설명했지만, 중심축 노즐에 형성된 처리 유체 배관이, 1 개 또는 복수의 처리액 배관을 포함하지만 기체 배관을 포함하지 않아도 되고, 혹은 1 개 또는 복수의 기체 배관을 포함하지만 처리액 배관을 포함하지 않아도 된다.
또, 노즐 세정 공정 (S6) 에 있어서, 회전축 (24) 및 차단판 (23) 의 회전에 수반하여, 회전 베이스 (18) 를 회전시키지 않고 정지시켜도 된다.
또, 노즐 세정 공정 (S6) 에 있어서, 주위 기체 배관 (41) 으로부터 통상 간극 (29) 으로의 불활성 가스의 공급을 정지시켜도 된다.
또, 통상 간극 (29) 의 세정 (세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출) 과, 노즐 (8) 의 하단부 (8a) 의 세정 (하면 유닛 (11) 으로부터의 세정액의 분사) 을 다른 타이밍에 실시하도록 해도 된다.
또, 세정액 토출구 (32) 로부터의 세정액의 토출 방향은, 기울어진 하방에 한정되지 않고 횡방향이어도 된다. 이 경우에는, 전술한 실시형태와 같이, 노즐 세정 공정 (S6) 에 있어서, 불활성 가스의 하강류가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 보디 (31) 에 처리 유체 배관이 삽입 통과되어 있지 않아도 된다. 즉, 보디 (31) 가 노즐 (8) 의 보디가 아니어도 된다.
또, 세정액 배관 (44) 이, 상하 방향 배관 (45) 과, 상하 방향 배관 (45) 의 하단과 세정액 토출구 (32) 를 접속하는 접속 배관 (46) 을 포함하는 구성이 아니라, 세정액 배관 (44) 이 만곡되고, 또한 그 하류단이 세정액 토출구 (32) 에 접속되는 양태여도 된다.
또, 세정액 공급 유닛이, 보디 (31) 의 내부에 세정액 배관 (44) 을 삽입 통과시키는 이외의 수법으로, 세정액 토출구 (32) 에 세정액을 공급하도록 해도 된다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1) 가 원판상의 기판 (W) 을 처리하는 장치인 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치 (1) 가, 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 다각형의 기판을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 명확하게 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들의 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2016년 2월 17일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2016-28311호 및 2017년 1월 25일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017-11643호에 대응하고 있고, 이들 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 삽입되는 것으로 한다.

Claims (10)

  1. 기판을 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지 유닛과,
    외주면과, 상기 기판의 상면 중앙부에 대향하는 대향부를 갖고, 상하 방향으로 연장되는 외곽 통상 (筒狀) 의 보디와,
    상기 보디의 외주를 둘러싸고, 상기 보디의 상기 외주면과의 사이에서 통상 간극을 형성하는 내주면을 갖고, 상기 기판의 상면에 대향하는 대향 부재와,
    상기 통상 간극에 세정액을 공급하기 위한 세정액 토출구로서, 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되고, 당해 보디의 직경 방향에 관하여 외방을 향하여 세정액을 토출하는 세정액 토출구와,
    상기 세정액 토출구에 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 유닛과,
    상기 대향 부재 및 상기 보디를, 상기 기판의 상면 중앙부를 지나는 회전 축선 둘레로 상대 회전시키는 회전 유닛과,
    상기 세정액 공급 유닛 및 상기 회전 유닛을 제어하여, 상기 통상 간극을 세정하는 세정 제어 유닛을 포함하고,
    상기 세정 제어 유닛은, 상기 회전 유닛을 제어하여, 상기 대향 부재 및 상기 보디를 상대 회전시키는 회전 공정과, 상기 회전 공정에 병행하여, 상기 세정액 공급 유닛을 제어하여, 상기 세정액 토출구로부터 세정액을 토출하여 상기 통상 간극에 세정액을 공급하는 세정액 토출 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정액 공급 유닛은, 세정액이 유통하기 위한 세정액 배관으로서, 상기 보디의 내부를 삽입 통과하는 세정액 배관을 포함하고,
    상기 세정액 배관의 하류단이 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되어, 상기 세정액 토출구를 형성하고 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세정액 배관은, 상하 방향으로 직선상으로 연장되는 상하 방향 배관과, 상기 상하 방향 배관의 하단과 상기 세정액 토출구를 접속하는 접속 배관을 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세정액 토출구는, 기울어진 하방을 향하여 세정액을 토출하는 기울어진 토출구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통상 간극에 대하여, 당해 통상 간극에 있어서의 상기 세정액 토출구로부터 세정액이 토출되는 위치보다 상방으로부터 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 세정 제어 유닛은, 상기 기체 공급 유닛을 제어하여, 상기 회전 공정 및 상기 세정액 토출 공정에 병행하여 상기 통상 간극에 기체를 공급하는 기체 공급 공정을 추가로 실행하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    기판의 상면에 공급되어야 할 처리 유체가 유통하기 위한 처리 유체 배관으로서, 상기 보디의 내부를 삽입 통과하는 처리 유체 배관을 추가로 포함하고,
    상기 처리 유체 배관의 하류단의 개구가 처리 유체 토출구를 형성하고 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 보디의 상기 대향부를 향하여 세정액을 하방으로부터 분사하는 세정액 분사 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 세정 제어 유닛은, 상기 세정액 분사 유닛을 제어하여, 상기 회전 공정 및 상기 세정액 토출 공정에 병행하여 상기 대향부에 세정액을 분사하여 당해 대향부를 세정하는 대향부 세정 공정을 추가로 실행하는, 기판 처리 장치.
  8. 기판의 상면 중앙부에 대향하는 대향부를 갖고, 상하로 연장되는 보디의 외주면과, 상기 보디의 외주를 둘러싸고 또한 상기 기판의 상면에 대향하는 대향 부재의 내주면과의 사이에 구획되는 통상 (筒狀) 간극을 세정하기 위한 간극 세정 방법으로서,
    상기 통상 간극에 세정액을 공급하기 위한 세정액 토출구로서, 상기 보디의 상기 외주면으로 개구되고 상기 통상 간극을 향하여 세정액을 토출하는 세정액 토출구를 준비하는 공정과,
    상기 대향 부재 및 상기 보디를 상대 회전시키는 회전 공정과,
    상기 회전 공정에 병행하여 상기 세정액 토출구로부터 세정액을 토출하여 상기 통상 간극에 세정액을 공급하는 세정액 토출 공정을 실행하는, 간극 세정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 통상 간극에 대하여, 당해 통상 간극에 있어서의 상기 세정액 토출구로부터 세정액이 토출되는 위치보다 상방으로부터 기체를 공급하는 기체 공급 공정을 추가로 포함하는, 간극 세정 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 회전 공정 및 상기 세정액 토출 공정에 병행하여 상기 대향부에 세정액을 분사하여 당해 대향부를 세정하는 대향부 세정 공정을 추가로 포함하는, 간극 세정 방법.
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