KR100657061B1

KR100657061B1 - 액처리장치 및 액처리방법

Info

Publication number: KR100657061B1
Application number: KR1020010009970A
Authority: KR
Inventors: 에가시라고지; 가미카와유지
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2006-12-12
Also published as: JP4007766B2; US7314054B2; JP2001319912A; US7412981B2; US20070028950A1; TW513760B; KR20010085659A; US20020029789A1

Abstract

이 액처리장치는, 복수의 피처리기판(W)을 수용하는 처리챔버(51,52)를 둘러싸는 처리용기(26,27,26a,26b)와, 이들 복수의 피처리기판(W)에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 노즐(54,56)로서, 상기 처리액을 평면형상으로 토출하는 복수의 토출구(53,55)를 가지는 노즐을 구비하며, 피처리기판을 균일하게 효율적으로 처리할 수 있다.

Description

액처리장치 및 액처리방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND METHOD}

도 1은 본 발명이 적용되는 세정처리장치의 일례를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명이 적용되는 세정처리장치의 일례를 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명의 일실시형태인 세정처리유니트를 나타내는 단면도.

도 4는 도 3에 나타낸 세정처리유니트에 있어서, 안쪽 챔버를 바깥쪽 챔버의 외부로 낸 상태를 나타내는 단면도.

도 5는 도 3에 나타낸 세정처리유니트에 있어서, 바깥쪽 챔버의 내부에 안쪽챔버를 배치한 상태를 나타내는 단면도.

도 6a는 토출노즐의 일실시형태를 나타내는 사시도.

도 6b는 도 6a중 화살표 AA방향에서 본 도면,

도 6c는 도 6b중의 C-C선에 따른 단면도.

도 7은 토출노즐의 다른 실시형태를 나타내는 사시도.

도 8a는 토출구로부터 토출되는 처리액의 상태를 웨이퍼의 축선방향에서 본 설명도.

도 8b는 토출구로부터 토출되는 처리액의 상태를, 도 8a중 화살표 BB 방향에서 본 도면.

도 8c는 도 8a와 같은 방향에서 본 도면으로서, 토출각도가 웨이퍼의 직경보다 작은 경우를 나타내는 도면.

도 8d는 도 8a와 같은 방향에서 본 도면으로서, 토출각도가 웨이퍼의 직경보다 큰 경우를 나타낸 도면.

도 9a는 토출노즐의 또 다른 실시형태를 나타내는 사시도.

도 9b는 도 9a에서 나타내는 토출노즐을 실제로 웨이퍼의 세정에 사용한 상태를 나타낸 도면.

도 9c는 토출노즐에 있어서, 양 사이드의 토출구로부터의 토출방향이 편향하는 상태를 나타내는 도면.

도 10a는 토출노즐의 또 다른 실시형태를 나타내는 사시도.

도 10b는 도 10a에 나타내는 한 쌍의 토출노즐의 둘레방향의 배치를 나타낸 도면.

도 11은 웨이퍼에 대한 토출노즐의 배치의 적합 및 부적합을 나타내는 도면.

도 12a는 토출노즐의 또 다른 실시형태를 나타내는 정면도.

도 12b는 도 12a에 나타내는 토출노즐의 저면도.

도 13a는 도 12a에 나타내는 토출노즐의 처리액의 토출상태를 웨이퍼의 축선방향에서 본 도면.

도 13b는 도 12a에 나타내는 토출노즐의 처리액의 토출상태를 도 13 a중 화살표 BB방향에서 본 도면.

도 14는 토출노즐의 처리액의 토출범위를 웨이퍼의 직경의 반으로 한 경우를 나타낸 도면.

도 15a는 2매의 웨이퍼를 1개의 토출구로 처리하는 경우를 나타내는 웨이퍼의 축선방향에서 본 도면.

도 15b는 도 15a중 화살표 DD방향에서 본 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 세정처리장치 2 : 인·아웃보트(용기반출입부)

3 : 세정처리유니트 4 : 스테이지부

5 : 캐리어세정유니트 6 : 스톡유니트

7 : 전원유니트 8 : 케미칼탱크박스

10 : 재치대 11 : 반송로

12 : 캐리어반송기구 13 : 스테이지

14 : 칸막이벽 15 : 셔터

16 : 캐리어세정조 18 : 지지벽

20 : 세정처리부 23 : 모터

24 : 로터 25 : 지지통

26 : 바깥쪽챔버 27 : 안쪽챔버

28 : 베어링 30 : 캐리어대기부

31, 32 : 스테이지 35 : 캐리어반송기구

40 : 웨이퍼이동기구 41, 83a, 83b : 웨이퍼유지부재

42 : 지지막대 43 : 승강구동부

51, 52 : 처리공간 53, 53a, 53b, 55 : 토출구

54, 54a∼54d, 56, 81, 81a∼81c : 토출노즐

61, 62 : 배액포트 63, 64 : 배액관

65, 66 : 배기포트 67, 68 : 배기관

82 : 챔버 91 : 부재

99, 113 : 평면형상토출액 W : 반도체 웨이퍼(기판)

본 발명은, 반도체웨이퍼나 LCD기판 등의 각종기판에 대하여 소정의 액처리를 실시하기 위해서 사용되는 액처리장치 및 액처리방법에 관한 것이다.

예를 들어, 반도체디바이스의 제조공정에 있어서는, 기판으로서의 반도체웨이퍼(이하,「웨이퍼」라고 함)를 소정의 약액이나 순수한 물 등의 처리액으로 처리하여, 웨이퍼로부터 파티클, 유기오염물, 금속불순물 등의 콘터미네이션이나 유기물, 산화막을 제거하는 웨이퍼액처리장치가 사용되고 있다.

예를 들면, 웨이퍼액처리장치로서, 복수매의 웨이퍼를 액처리실내에 수납하여 뱃치식으로 처리하는 것이 알려져 있는데, 이러한 장치에서는, 종래에, 대략 원추형으로 처리액을 토출하도록 토출구가 형성된 노즐을 사용하여, 처리액을 면내방향에서 회전하는 웨이퍼의 측면 위쪽으로부터 웨이퍼를 향하여 토출·분사함으로써, 액처리를 행하고 있었다.

그러나, 이러한 방법에서는 웨이퍼에 처리액이 뿌려지기는 하지만, 웨이퍼의 측면에 부딪혀 액처리실 내벽에 튀어, 내벽을 타고 배출되는 처리액이 많게 되는 등, 처리액이 효율적으로 웨이퍼의 액처리면에 부딪히고 있다고는 말하기 어렵다. 즉, 웨이퍼표면의 콘터미네이션의 제거를 위해서, 처리액을 대량소비하고, 더구나 처리시간이 장시간화하는 문제가 있었다. 또한, 이러한 처리액의 대량소비에도 불구하고, 콘터미네이션의 제거가 불충분하기 쉬우며, 액처리 불균일도 발생하기 쉬웠다.

본 발명은, 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 처리액을 효율적으로 웨이퍼 등의 기판에 토출함으로써, 액처리 효과를 향상시켜, 기판의 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 특징은, 피처리기판을 수용하는 처리챔버를 둘러싸는 처리용기와, 상기 피처리기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 노즐로서, 상기 처리액을 평면형상으로 토출하는 토출구를 갖는 노즐을 구비한 것이다.

따라서, 각 기판의 처리면을 목표로 하여 처리액이 토출되기 때문에, 소량, 단시간의 액처리로, 효율적으로 기판표면의 콘터미네이션을 제거하면서 기판전체에 걸쳐 균일한 액처리를 행할 수 있다.

본 발명의 제 2 특징은, 상기 피처리기판은 그 피처리면이 대략 평행해지도록 배치된 복수의 피처리기판이며, 상기 토출구는 상기 복수의 피처리기판에 병열 설치되어 있는 것이다.

본 발명의 제 3 특징은, 상기 피처리기판은 그 대략 중심주위로 회전하도록 되어 있는 것이다.

본 발명의 제 4 특징은, 상기 토출구는 상기 복수의 피처리기판의 1매의 기판에 대하여 1개씩 각각 설치되어 있는 것이다.

본 발명의 제 5 특징은, 상기 복수의 피처리기판은 인접하는 상기 피처리기판의 상기 피처리면이 대향하도록 배치되며, 상기 토출구는 상기 피처리면이 대향하고 있는 상기 한 쌍의 피처리기판에 대하여 1개씩 설치되어 있는 것이다.

본 발명의 제 6 특징은, 평면형상으로 토출되는 상기 처리액이 상기 복수의 피처리기판사이에 토출되는 것이다.

본 발명의 제 7 특징은, 평면형상으로 토출되는 상기 처리액이, 상기 피처리기판의 피처리면에 대하여 경사 방향으로 토출되고, 상기 피처리기판의 대략 중심에 부딪히도록 토출되는 것이다.

본 발명의 제 8 특징은, 상기 토출구가 상기 피처리기판의 피처리면으로부터 이 피처리면에 대하여 수직방향으로 이격되고, 또한 상기 피처리기판의 직경방향 바깥쪽에 위치하고 있는 것이다.

본 발명의 제 9 특징은, 상기 처리액의 토출형상이 대략 부채형상인 것이다.

본 발명의 제 10 특징은, 상기 피처리기판은 원반형상이며, 상기 피처리면에 토출되는 평면형상의 처리액의 상기 피처리면상에서의 폭은, 상기 피처리기판의 직경과 대략 같은 것이다.

본 발명의 제 11 특징은, 상기 노즐은 상기 피처리기판에 대응하여 형성된 복수의 시트를 가지는 노즐본체와, 상기 토출구가 형성되어 상기 복수의 시트에 장착된 노즐부재를 가지며, 상기 시트는 상기 노즐부재가 상기 피처리기판의 상기 피처리면에 대하여 비스듬하게 처리액을 토출할 수 있도록 경사지게 형성되어 있는 것이다.

본 발명의 제 12 특징은, 상기 노즐은 노즐본체를 가지며, 이 노즐본체에 상기 복수의 토출구가 상기 피처리기판의 상기 피처리면에 대하여 비스듬하게 처리액을 토출할 수 있도록 경사지게 직접 형성되어 있는 것이다.

본 발명의 제 13 특징은, 상기 복수의 토출구는 상기 복수의 피처리기판의 각각에 대응하여 배치된 복수의 주토출구와, 이 주토출구중 가장 양쪽 바깥에 위치하는 토출구의 더욱 바깥쪽에 각각 설치된 부토출구를 갖는 것이다.

본 발명의 제 14 특징은, 상기 노즐은 상기 피처리기판에 대하여 둘레방향으로 이격하여 배치된 제 1 노즐과 제 2 노즐을 가지며, 상기 제 1 노즐은, 상기 배열된 복수의 피처리기판중 하나 걸러 위치하고 있는 피처리기판에 처리액을 토출하는 복수의 제 1 토출구를 가지며, 상기 제 2 노즐은, 상기 배열된 복수의 피처리기판중, 상기 제 1 노즐의 상기 제 1 토출구가 처리액을 토출하는 피처리기판 이외의 하나 걸러 피처리기판에 대하여 처리액을 토출하는 복수의 제 2 토출구를 갖고 있는 것이다.

본 발명의 제 15 특징은, 상기 토출구가 상기 피처리기판의 중심축선을 포함하는 수평면보다 위쪽의 공간으로서, 또한 상기 피처리기판의 위쪽 투영공간 이외 의 위치에 배열설치되어 있는 것이다.

본 발명의 제 16 특징은, 상기 처리용기의 아래쪽내면에 수평방향과의 이루는 각이 5°이상이 되는 구배가 형성되어 있는 것이다.

본 발명의 제 17 특징은, 상기 노즐은 상기 토출구에 처리액을 공급하는 노즐내통로를 가지며, 이 노즐내통로는 단면 사각형상으로 형성되어 있는 것이다.

본 발명의 제 18 특징은, 복수의 피처리기판을 유지하는 웨이퍼유지 부재와, 이 웨이퍼유지부재가 설치되는 원반과, 이들 원반과 웨이퍼유지부재를 수용하는 처리용기와, 이 처리용기의 내면으로서 상기 원반과 대향하는 부분에 설치되어 상기 원반의 상기 처리용기 내면쪽의 면에 세정유체를 공급하는 토출구를 구비한 것이다.

본 발명의 제 19 특징은, 처리액을 평면형상으로 토출하는 토출구가 형성된 노즐을 사용하여, 처리용기내에 유지된 기판에 상기 처리액을 공급하는 액처리방법으로서, 상기 평면형상으로 토출된 처리액을, 상기 피처리기판의 피처리면에 대하여 경사방향이고 또한 상기 처리면의 대략 중심을 향하여 토출하는 것이다.

본 발명의 제 20 특징은, 처리액을 평면형상으로 토출하는 토출구가 형성된 노즐을 사용하여, 처리용기내에 유지된 기판에 상기 처리액을 공급하는 액처리방법으로서, 상기 평면형상으로 토출된 처리액을, 상기 피처리기판의 피처리면에 따르도록 근접하여 토출하는 것이다.

[실시예]

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 구체적으로 설명한 다.

본 발명의 액처리장치는, 각종 기판의 세정처리장치나 액도포처리장치 등에 적용할 수 있지만, 본 실시형태에서는 반도체웨이퍼(웨이퍼)의 반입, 세정, 건조, 반출을 뱃치식으로 일관하여 행하도록 구성된 세정처리장치로서 사용한 경우에 대하여 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 관한 세정처리장치의 사시도이며, 도 2는 그 평면도이다. 이들 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 세정처리장치(1)는, 웨이퍼(W)를 수납가능한 캐리어(기판수납용기)(C)의 반출입이 행하여지는 인·아웃 보트(용기반출입부)(2)와, 웨이퍼(W)에 대하여 세정처리를 실시하는 세정처리유니트(3)와, 인·아웃보트(2)와 세정처리유니트(3)의 사이에 설치되어, 세정처리유니트(3)에 대하여 캐리어(C)의 반출입을 행하기 위한 스테이지부(4)와, 캐리어(C)를 세정하는 캐리어세정유니트(5)와, 복수의 캐리어(C)를 스톡하는 캐리어 스톡유니트(6)를 구비하고 있다. 또 참조부호 (7)은 전원유니트이며, (8)은 케미칼탱크 박스이다.

인·아웃 보트(2)는, 4개의 캐리어(C)를 얹어 놓기 가능한 재치대(10)와, 캐리어(C)의 배열방향을 따라서 형성된 반송로(11)를 이동 가능하게 설치되어, 재치대(10)의 캐리어(C)를 스테이지부(4)로 반송하고, 또한 스테이지부(4)의 캐리어(C)를 재치대(10)로 반송하기 위한 캐리어반송기구(12)를 가지고 있다. 캐리어(C) 내에는 예를 들면 26매의 웨이퍼(W)를 수납가능하도록 되어 있으며, 캐리어(C)는 웨이퍼(W)의 면이 연직으로 배열되도록 배치되어 있다.

스테이지부(4)는, 캐리어(C)를 얹어 놓는 스테이지(13)를 가지고 있으며, 인 ·아웃 보트(2)로부터 이 스테이지(13)에 놓여진 캐리어(C)가 실린더를 사용한 캐리어반송기구에 의해 세정처리유니트(3)내에 반입되고, 세정처리유니트(3)내의 캐리어(C)가 이 캐리어반송기구에 의해 스테이지(13)에 반출된다.

또, 스테이지(13)에는 재치대(10)로부터 캐리어반송기구(12)의 아암을 회전시켜 캐리어(C)가 놓여지기 때문에, 재치대(10)와는 역방향으로 캐리어(C)가 놓인다. 이 때문에 스테이지(13)에는 캐리어(C)의 방향을 되돌리기 위한 반전기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

스테이지부(4)와 세정처리유니트(3)의 사이에는 칸막이 벽(14)이 설치되어 있으며, 칸막이 벽(14)에는 반출입용의 개구부(14a)가 형성되어 있다. 이 개구부 (14a)는 셔터(15)에 의해 개폐가능하도록 되어 있어, 처리중에는 셔터(15)가 닫히고, 캐리어(C)의 반출입시에는 셔터(15)가 열린다.

캐리어세정유니트(5)는, 캐리어세정조(16)를 가지고 있으며, 후술하는 바와 같이 세정처리유니트(3)에 있어서 웨이퍼(W)가 꺼내어져 비게 된 캐리어(C)가 세정되도록 되어 있다.

캐리어 스톡유니트(6)는, 세정전의 웨이퍼(W)가 들어간 캐리어(C)나 세정전의 웨이퍼(W)가 꺼내어져 비게 된 캐리어(C)를 일시적으로 대기시키기 위해서나, 세정후의 웨이퍼(W)를 수납하기 위한 빈 캐리어(C)를 미리 대기시키기 위한 것으로, 상하방향으로 복수의 캐리어(C)가 스톡가능하게 되어 있으며, 그 중 소정의 캐리어(C)를 재치대(10)에 얹어 놓거나, 그 중 소정의 위치에 캐리어(C)를 스톡하거나 하기 위한 캐리어이동기구를 내장하고 있다.

다음에, 세정처리유니트(3)에 대하여 설명한다. 도 3은 세정처리유니트(3)의 내부를 나타내는 단면도, 도 4 및 도 5는 세정처리유니트의 세정처리부를 나타내는 단면도이며, 도 4는 안쪽 챔버(27)를 바깥쪽 챔버(26)의 외부로 낸 상태(이러한 상태에 있는 위치를 「후퇴위치」라고 하기로 함), 도 5는 바깥쪽 챔버(26)의 내부에 안쪽 챔버(27)를 배치한 상태(이러한 상태에 있는 위치를「처리위치」라고 하기로 함)를 나타내고 있다.

세정처리유니트(3)의 내부에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 세정처리부(20)와, 세정처리부(20)의 바로 아래에 캐리어(C)를 대기시키는 캐리어대기부(30)와, 캐리어대기부(30)에 대기된 캐리어(C) 내의 복수의 웨이퍼(W)를 밀어 올려 세정처리부(20)로 이동시키고, 또한 세정처리부(20)의 복수의 웨이퍼(W)를 유지하여 캐리어대기부(30)의 캐리어(C)에 수납시키기 위한 웨이퍼이동기구(40)가 설치되어 있다.

캐리어대기부(30)는, 캐리어반송기구(35)의 슬라이드 스테이지(32)를 얹어 놓는 스테이지(31)를 가지고 있으며, 스테이지(31)상에서 캐리어(C)를 대기시키도록 되어 있다. 캐리어대기부분인 스테이지(31)는, 로터(24)의 바로 아래에 설치되어 있다. 또, 도 3에 나타낸 바와 같이, 캐리어대기부(30) 위쪽의 웨이퍼이동로의 도중에는, 웨이퍼이동로를 사이에 두고 전후에 발광자 및 발광자가 배치된 복수쌍의 광학센서로 이루어지는 웨이퍼검지부(115)가 설치되어 있으며, 이 웨이퍼검지부 (115)를 웨이퍼가 통과함으로써, 웨이퍼(W)의 매수확인 및 정규로 유지되고 있지 않은 웨이퍼(소위 점프슬롯트)의 유무의 확인이 행하여진다.

웨이퍼이동기구(40)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼유지부재(41)와, 연직으로 배치되어 웨이퍼유지부재(41)를 지지하는 지지막대(42)와, 지지막대(42)를 통해 웨이퍼유지부재(41)를 승강하는 승강구동부(43)를 가지고 있으며, 승강구동부(43)에 의해 웨이퍼유지부재(41)를 승강시킴으로써, 캐리어대기부(30)에 있는 캐리어 (C)에 수납된 세정처리전의 웨이퍼(W)를 위쪽의 세정처리부(20)의 로터(24)내로 이동시키고, 또는 로터(24)내의 세정처리후의 웨이퍼(W)를 캐리어대기부(30)에 있는 캐리어(C)로 이동시키도록 되어 있다.

세정처리부(20)는, 웨이퍼(W)의 에칭처리후에 레지스트마스크, 에칭잔사인 폴리머층 등을 제거하는 것으로, 연직으로 설치된 지지벽(18)과, 회전축(23a)을 수평으로 하여 지지벽(18)에 고정된 모터(23)와, 모터(23)의 회전축(23a)에 부착된 로터(24)와, 모터(23)의 회전축(23a)을 둘러싸는 원통형상의 지지통(25)과, 지지통 (25)에 지지되어, 로터(24)를 둘러싸도록 구성되는 바깥쪽 챔버(26)와, 바깥쪽 챔버(26)의 안쪽에 배치된 상태로 약액처리를 행하는 안쪽 챔버(27)를 가지고 있다.

로터(24)는, 연직으로 된 복수(예를 들면 26매)의 웨이퍼(W)를 수평방향으로 배열한 상태로 유지가능하게 되어 있으며, 이 로터(24)는, 모터(23)에 의해 회전축 (23a)을 통하여 걸어멈춤부재[71a·71b(71a의 배면에 위치. 도시하지 않음)·72a· 72b(72a의 배면에 위치. 도시하지 않음)]에 의해서 걸어멈춤되어, 웨이퍼유지부재 (83a·83b)(83a의 배면에 위치. 도시하지 않음)에 의해 유지된 복수의 웨이퍼(W)와 함께 회전되도록 되어 있다. 또, 걸어멈춤부재(71a·71b·72a·72b)는, 소정의 간격을 두고 배치된 한 쌍의 원반(70a·70b)에 설치되어 있다.

바깥쪽 챔버(26)는 원통형을 이루고, 처리위치(도 3의 2점쇄선)와 지지통 (25)의 바깥쪽 후퇴위치(도 3의 실선)의 사이에서 이동가능하도록 구성되어 있으며, 웨이퍼(W)의 반출입시에는 도 3에 나타낸 바와 같이 후퇴위치에 위치된다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 바깥쪽 챔버(26)가 처리위치에 있고, 안쪽 챔버(27)가 후퇴위치에 있을 때에는 바깥쪽 챔버(26)와, 모터(23)쪽의 수직벽(26a)과, 선단쪽의 수직벽(26b)으로 처리공간(51)이 형성된다(도 4참조). 수직벽(26a)은 지지통 (25)에 부착되어 있고, 지지통(25)과 회전축(23a)의 사이에는 베어링(28)이 설치되어 있다. 또한 수직벽(26a)과 지지통(25)의 선단부는 래비린스시일(29)에 의해 시일되어 있으며, 모터(23)에서 발생하는 파티클 등이 처리공간(51)에 침입하는 것이 방지되고 있다. 또 지지통(25)의 모터(23)쪽 끝단부에는 바깥쪽 챔버(26), 안쪽챔버(27)를 걸어멈춤하는 걸어멈춤부재(25a)가 설치되어 있다.

안쪽챔버(27)는 바깥쪽챔버(26)보다도 직경이 작은 원통형상을 이루며, 도 5에 나타내는 처리위치와, 도 3 및 도 4에 나타내는 지지통(25)의 바깥쪽의 후퇴위치의 사이에서 이동가능하도록 구성되어 있으며, 웨이퍼(W)의 반출입시에는 바깥쪽 챔버(26)와 함께 후퇴위치에 위치된다. 또한 도 5에 나타낸 바와 같이 안쪽챔버 (27)가 처리위치에 있을 때에는 안쪽챔버(27)와, 수직벽(26a·26b)으로 처리공간 (52)이 형성된다. 또 처리공간(51) 및 처리공간(52)은, 시일기구에 의해 밀폐공간이 된다.

처리공간(51)의 상단 근방 부분에는, 다수의 토출구(53)를 갖는 2개의 토출노즐(54)이 수직벽(26b)에 부착된 상태로 수평방향을 따라서 배치되어 있다. 토출 노즐(54)로부터는, 도시하지 않은 공급원에서 공급된 순수한 물, IPA, 각종약액 등의 처리액이나, N₂가스가 토출가능하도록 되어 있다.

처리공간(52)의 상단 근방에는, 다수의 토출구(55)를 갖는 2개의 토출노즐 (56)이 안쪽챔버(27)에 부착된 상태로 수평방향을 따라서 배치되어 있다. 이 토출노즐(56)에는, 필터(101)를 통해 다이어프램 펌프(103)가 접속되고, 이 다이어프램 펌프(103)에는, 도시하지 않은 공급원이 접속되어 있다. 이 필터(101)는, 공급유체의 압력변동에 대하여 댐퍼의 기능을 가지고 있으며, 다이어프램 펌프(103)로부터의 토출압력에 맥동이 있더라도, 이 맥동을 흡수할 수 있다. 따라서, 공급원으로부터의 유체를 토출노즐(56)로부터 균일하게 토출할 수 있어, 웨이퍼의 처리의 균일성을 유지할 수 있다. 특히, 회전하는 웨이퍼에 맥동하는 처리액을 공급하면, 회전주기와의 관계에서 웨이퍼에 처리불균일이 생기기 쉽다. 그러나, 이 장치에서는, 필터(101)에 의해서 처리액을 균일하게 토출하고 있기 때문에, 이러한 회전주기에 기인하는 처리 불균일도 방지할 수 있다.

토출노즐(56)로부터는, 도시하지 않은 공급원으로부터 공급된 각종약액, 순수한 물, IPA 등의 처리액이 토출가능하도록 되어 있다. 이들 토출노즐(54·56)로서는, 예를 들면, PTFE나 PFA 등의 불소수지제인 것이나, 스텐레스제의 것이 적합하게 사용된다.

또, 안쪽챔버(27)의 상부내벽에는, 원반(70a·70b)의 웨이퍼(W)에 대향하는 면을 세정하기 위한 처리액의 토출노즐(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 또한, 수 직벽(26a·26b)에는, 원반(70a·70b)의 각각 수직벽(26a·26b)과 대향하는 면을 세정하기 위한 처리액의 토출노즐(74a·74b)이 배열설치되어 있다. 이들 토출노즐은, 주로 각종 약액처리후에 순수한 물로 원반(70a·70b)의 린스를 행하는 목적으로 사용되고, 건조를 할 때에는 N₂가스가 공급된다. 또한, 노즐자체는, 처리유체를 원추형상으로 분사하는 원추형상노즐, 부채형상으로 분사하는 부채형상노즐의 어느 것이어도 좋다.

상기 선단쪽의 수직벽(26b)의 하부에는, 도 4의 상태에 있어서 처리공간(51)으로부터 사용이 끝난 약액, 순수한 물, IPA를 배출하는 제 1 배액포트(61)가 설치되어 있고, 제 1 배액 포트(61)의 위쪽에는 도 5의 상태에 있어서 처리공간(52)으로부터 사용이 끝난 약액, 순수한 물, IPA를 배출하는 제 2 배액 포트(62)가 설치되어 있다. 또한, 제 1 배액 포트(61) 및 제 2 배액 포트(62)에는, 각각 제 1 배액관(63) 및 제 2 배액관(64)이 접속되어 있다.

또한, 수직벽(26b)의 상부에는, 도 4의 상태에 있어서 처리공간(51)을 배기하는 제 1 배기 포트(65)가 설치되어 있고, 제 1 배액 포트(65)의 아래쪽으로는 도 5의 상태에 있어서 처리공간(52)을 배기하는 제 2 배기 포트(66)가 설치되어 있다. 또한 제 1 배기 포트(65) 및 제 2 배기 포트(66)에는 각각 제 1 배기관(67) 및 제 2 배기관(68)이 접속되어 있다.

다음에, 처리액공급기구의 한 실시형태인 토출노즐(54·56)에 대하여 상세하게 설명한다. 토출노즐(54·56)은 함께 동일 구조의 것을 사용할 수 있기 때문에, 이하에서는 토출노즐(54)을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 6a는 토출노즐(54)의 일실시형태인 토출노즐(54a)을 나타낸 사시도이며, 도 6b는 도 6a중의 화살표 AA에서 본 도면이다. 토출노즐(54a)의 한 표면에는 토출구(53a)가 형성된 부재(91)가 부착되어 있고, 1개소의 토출구(53a)에서 토출되는 처리액은, 1매의 웨이퍼(W)의 처리면에만 부딪히도록 설계되어 있다. 예를 들어, 토출노즐(54a)은 26개소의 토출구(53a)를 갖고 있으나, 각 토출구(53a)는 처리면이 한 방향을 향하도록 소정의 간격으로 평행하게 유지된 26매의 웨이퍼(W) 각각에 처리액을 토출한다. 또 토출노즐(54a)의 배면에는 처리액의 공급관(92)이 배열설치되어 있다.

도 6b에 나타내는 바와 같이, 또한 뒤에 도 8b를 참조하면서 설명하는 바와 같이, 토출구(53a)에서 토출되는 처리액은 연직방향(점선 PP)으로 소정의 각도(θ)를 가지며 웨이퍼(W)에 토출된다. 따라서, 도 6a, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 토출노즐(54a)에 토출구(53a)가 형성된 원주형의 부재(91)를 부착할 때에는, 부재(91)를 부착하는 토출노즐(54a)의 시트부분에 미리 각도(θ)의 구배를 형성해 두면, 부재(91)의 부착이 용이해진다. 부재(91)는 나사고정 등의 방법으로 고정할 수 있다.

도 6c는, 도 6b중의 C-C선을 따른 단면도이다. 단, 이 도면에서는 부재(91)는 생략하고 있다.

이 도면에 나타낸 바와 같이, 토출노즐(54a)의 내부에는, 처리액이 통과하는 노즐내통로(153)가 형성되어 있다. 이 노즐내통로(153)는 그 통로의 길이방향에 대하여 수직인 단면이 사각형상이 되도록 형성되어 있으며, 또한 이 노즐내통로 (153)로부터는 부재(91)의 토출구(53a)에 이르는 분기통로(155)가 형성되어 있다. 이 분기통로(155)에는 부재(91)가 장착되는 부재부착부(91a)가 형성되어 있으며, 이 부재부착부(91a)에 부재(91)를 장착하도록 되어 있다.

여기서, 노즐내통로(153)가 단면사각형상으로 되어 있는 것은, 이와 같이 함으로써 토출구(53a)로부터 평면형상으로 토출액을 분사하는 경우에, 이 평면형상의 분사에 비틀어짐이 생기기 어려워, 분사형상의 평면도를 유지하기 쉽기 때문이다. 이에 대하여, 노즐내통로가 단면원형인 경우에는, 토출구로부터의 분사가 비틀어지게 되고, 처리액의 웨이퍼로의 공급이 불균일하게 되어 버린다. 이렇기 때문에 이 토출노즐에 있어서는 노즐내통로를 단면사각형상으로 형성함으로써, 분사형상의 평면도를 유지하여 웨이퍼로의 처리액의 공급을 균일하게 행하는 동시에, 분사액이 웨이퍼로부터 어긋나 액이 낭비되는 것을 방지하고 있다.

도 6a, 도 6b에 있어서, 토출구(53a)가 지그재그형상으로 배치되어 있는 것은, 부재(91)의 크기를 고려하고, 또한, 웨이퍼(W)의 유지간격에 대응시킨 것이다. 따라서, 부재(91)의 형상을 변경함으로써 일렬로 배치할 수도 있다. 그 경우에는 토출노즐(54a)을 가늘게 하는 것이 가능하기 때문에 토출노즐(54a)의 배치면적이 작아지고, 처리챔버의 소형화를 도모하는 것도 가능해진다.

또, 웨이퍼(W)의 유지간격을 길게 하는 것도, 토출노즐(54a)에 있어서의 토출구(53a)의 배치를 일렬로 하는 것도 가능하지만, 그 경우에는 토출노즐은 가늘어지는 한편 길어지므로, 웨이퍼(W)의 유지면적도 증대하기 때문에, 처리챔버나 처리 장치의 대형화를 초래하게 된다.

도 7은, 토출노즐(54)의 다른 실시형태인 토출노즐(54b)을 나타내는 사시도이며, 도 7에 나타낸 바와 같이, 토출구(53b)는 토출노즐(54b)의 기초대(92) 표면에 직접 일체적으로 형성할 수도 있다. 이 경우에는 토출구(53b)를 일렬로 배열설치하는 것이 용이하며, 또한 부재(91) 등의 설치도 필요하지 않아 형상을 콤팩트한 것으로 할 수 있다.

다음에, 상술한 토출노즐(54a)을 예로 들어 처리액의 토출상태에 대하여 설명한다. 도 8a, 도 8b는 하나의 토출구(53a)로 토출되는 처리액의 형태를 나타내고 있으며, 도 8a는 웨이퍼(W)의 처리면에 수직인 방향에서 본 도면이며, 도 8b는 도 8a중의 화살 표시 (BB)에서 본 도면이며, 일례로서, 처리면이 한 방향을 향하는 4매의 웨이퍼(W)에 대하여 나타내고 있다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 토출구 (53a)에서 처리액은 평면형상으로 소정의 각도를 가지며 넓어지면서, 웨이퍼(W)의 처리면에 부딪히도록 토출되어 웨이퍼(W)의 액처리가 행하여진다.

평면형상으로 토출된 처리액(이하,「평면형상토출액」이라고 함) (99)은, 당연히 일정한 두께를 가지고 있으며, 도 8b중에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)에 부딪히기 전의 두께(T1)는, 예를 들면 0.5mm∼5mm정도이다. 또한 도 8b에 나타나 있는 바와 같이, 평면형상토출액이 평면형상 웨이퍼(W)에 부딪힌 부분의 길이(T2)는, 두께(T1)보다도 큰 값이 되고, 두께(T1) 및 각도(θ)에 따라 변화한다. 이와 같이, 평면형상토출액(99)의 각 면은 엄밀하게는 평행하지 않지만, 이하의 설명에서는 대략 평행한 것으로 하여 설명하기로 한다.

또, 토출구가 폭이 넓은 경우에는 토출노즐 그 자체가 대형화하는 문제가 생기기 때문에, 토출구를 작게 형성하고, 더욱이 처리액이 부채형상으로 토출되는 구조로 하는 것이 바람직하다.

도 8b에 나타난 바와 같이, 이러한 평면형상토출액(99)은 웨이퍼(W)의 대략 중심에 부딪히도록 소정의 각도(θ)로 토출되는 것이 바람직하다. 평면형상의 처리액(99)이 소정의 각도를 가지며 웨이퍼(W)에 부딪힐 때에는 그 충돌부분의 형상은 대략 선(線)형상이 되기 때문에, 상술한「웨이퍼(W)의 대략 중심에 부딪히는」 상태란, 처리액(99)이 웨이퍼(W)의 대략 중심을 지나는 직경방향으로 부딪히는 것을 의미한다.

즉, 도 8에 나타내는 점선으로 둘러싸인 영역(S)에 있어서, 웨이퍼(W)에 처리액이 직접 부딪히게 되는데, 이 경우에는 처리액을 토출하고 있는 상태에서, 웨이퍼(W)는 소정의 방향으로 회전하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)에 불균일없이 처리액이 부딪히게 된다.

여기서 도 8a에 있어서, 토출구(53a)로부터의 처리액의 분사각도(φ)는, 이 도면에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 대략 중심을 지나는 직경을 커버하도록 하는 것이 바람직하다. 이 각도(φ)가 도 8c에 나타낸 바와 같이 이것보다 작으면 웨이퍼의 둘레가장자리부에 미처리부분이 생겨 버리고, 한편 도 8d에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 직경보다 커지면 낭비되는 처리액이 생겨 처리효율을 저하시킨다.

이와 같이, 처리액을 웨이퍼면에 대하여 소정의 각도를 가지며 분사하고 있기 때문에, 처리액이 웨이퍼(W)의 상부 바깥가장자리부에 부딪혀 비산하는 일이 거 의 없고, 처리액을 가장 효율적으로 웨이퍼(W)에 부딪히는 것이 가능해져, 처리액의 절감과 처리시간의 단축이 도모된다. 또한, 처리액은 토출기세가 강한 상태에서 웨이퍼(W)에 부딪히기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면에 부착한 파티클 등을 효과적으로 제거하는 것이 가능해진다.

또, 도 8b에 나타내는 평면형상토출액(99)과 웨이퍼(W)의 처리면이 이루는 각(θ)은, 웨이퍼(W) 사이의 거리에 따라서 변할 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W) 사이의 거리가 긴 경우에는, 각도(θ)를 크게 할 수 있지만, 웨이퍼(W)의 유지면적은 처리액이 균일하게 공급되는 범위로 작게 해야 하는 것이 바람직한 것을 고려하면, 예를 들면, 직경 8인치의 웨이퍼(W)에서는 그 면간격을 3mm∼8mm정도로 하고, 각도(θ)를 0.8°∼1.3°정도로 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 평면형상토출액(99)이 소정각도로 웨이퍼(W)에 부딪히도록, 토출구(53a)는 웨이퍼(W)의 처리면에서 처리면에 수직인 방향으로 소정거리 (L1)만큼 떨어지고, 또한 웨이퍼(W)의 직경방향 바깥으로 이어지는 위치에 배치된다. 따라서 토출구(53a)는 웨이퍼(W) 두께방향의 바깥으로 이어지는 위치에 없기 때문에, 토출노즐(54a)이 유지된 웨이퍼(W)의 위쪽에 설치되어, 토출구(53a)로부터 액이 흘러 떨어지더라도, 웨이퍼(W)에 액의 흔적이 생기는 일은 없다.

다음에, 도 9a는 도 6a에 나타내는 토출노즐(54a)을 개량한 토출노즐(54c)을 나타내는 것이다. 이 토출노즐(54c)은 26개의 토출구를 가지는 토출노즐(54a)의 양 끝단부에 더욱 1개씩의 더미토출구(53c)를 설치한 것이다. 이것은 다음과 같은 이유에 의한 것이다. 즉 도 9c에 나타낸 바와 같이, 도 6a에 나타내는 토출노즐 (54a)에서는 각각의 토출구(53a)에서 부채형상의 처리액을 분사하면, 양 사이드의 토출구(53a)에서 분사된 처리액이 안쪽으로 편향하는 경향이 있었다(이 현상은, 처리액의 공급압력이 높은 경우, 바꾸어 말하면 분사속도가 빠른 경우에 일어나는 것이다). 이것은 중앙부의 분사흐름에 의해 발생하는 기류에 의해서 중앙부와 바깥가장자리부의 사이에 기압차가 생겨, 기압이 낮은 중앙부를 향하여 양 사이드의 분사흐름이 바깥쪽에서 억압되기 때문이라고 생각되며, 이 때문에 양 사이드의 분사흐름의 분사방향이 본래의 방향에서 어긋나 버리고, 분사속도가 빠른 경우, 양 사이드의 웨이퍼에 처리의 불규일이 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

이 도 9a에 나타내는 토출노즐(54c)은, 이러한 결점을 개량한 것으로, 피처리웨이퍼의 각각에 대응한 토출구(53a)의 양쪽에 더욱 1개씩 더미토출구(53c)를 설치하고 있다. 그리고 도 9a에 나타낸 바와 같이, 이 더미토출구(53c)로부터의 분사흐름을 편향시킴에 따라, 본래의 웨이퍼에 대응한 토출구(53a)로부터의 분사흐름의 편향을 방지하도록 하고 있다.

다음에, 도 10a는 도 6a에 나타내는 토출노즐(54a)을 개량한 또 하나의 토출노즐(54d)을 나타내는 것이다. 이 토출노즐(54d)은, 1열 13개의 토출구(53a)를 2열 가지는 토출노즐(54a)을, 그 열마다 나누어, 13개씩의 토출구(53a)를 가지는 2개의 토출노즐(54d,54d)로 한 것이다. 한쪽의 토출노즐(54d)은 홀수번째의 웨이퍼에, 다른쪽의 노즐(54d)은 짝수번째의 웨이퍼에 액을 분사한다. 이 토출노즐(54d)은, 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 둘레방향으로 각도(μ)만큼 이격하여 배치되어 있다. 이와 같이함으로써 한쪽의 토출노즐(54d)에 대하여, 인접하는 토출구 바꾸어 말하면, 인접하는 분사흐름의 간격이 도 9a에서의 인접하는 분사흐름 간격의 2배가 되고 있기 때문에, 중앙부에 큰 기류가 발생하기 어렵다. 따라서 중앙부와 바깥가장자리부와의 기압차도 없어진다. 또 한쪽의 토출노즐(54d)도 동일하다. 따라서 도 9c에서 나타낸 양 사이드의 토출구로부터의 분사흐름의 중앙부로의 편향을 방지할 수 있어 처리의 균일화를 도모할 수 있다.

다음에, 토출노즐의 처리챔버내에서의 바람직한 배열설치위치에 대하여 설명한다. 이하의 형태는 안쪽챔버(27)와 토출노즐(56), 바깥쪽챔버(26)와 토출노즐 (54)과의 관계에 대하여 적용할 수 있다.

도 11은 토출노즐(81a∼81c)의 배열설치위치의 한 형태를 나타내는 단면도 및 정면도이며, 단면도에서는 토출노즐(81a∼81c)은 도시되어 있지 않다. 도 11에 나타낸 3개의 토출노즐(81a∼81c)의 배열설치위치는, 도 11에 나타내는 위치에 한정되는 것이 아니고, 또한 예를 들어, 토출노즐(81a)로서 상술한 처리액을 평면형상으로 토출하는 토출노즐(54a)을, 토출노즐(81b,81c)로서 처리액이 원추형상으로 토출되는 토출노즐을 배열설치할 수도 있다.

챔버(82)의 몸통부 아래쪽에는, 처리액을 확실하게 배출하기 위해서 구배가 형성되어 있다. 이 경사각(δ)은, 수평방향에 대하여 3°이상, 바람직하게는 5°이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편 경사각(δ)이 큰 경우에는, 챔버(82)가 대형화하기 때문에, 경사각(δ)은 10°이하로 하는 것이 바람직하다. 또 챔버(82)에는 몸통부 위쪽에도 구배가 형성되어 있지만, 이 위쪽의 구배는 반드시 필요한 것은 아니다.

토출노즐(81a∼81c)은, 웨이퍼(W)의 위쪽 바깥으로 이어지는 범위외에 또한 수평위치보다 위쪽의 범위에 배열설치되어 있다. 「웨이퍼(W)의 위쪽 바깥으로 이어지는 범위 외에 토출노즐(81a∼81c)이 배열설치되는」상태란, 토출노즐(81a∼ 81c)의 아래쪽으로 내리게 한 경우에도 토출노즐(81a∼81c)이 웨이퍼(W)와 접촉하지 않는 것을 의미한다. 또한, 「토출노즐(81)이 웨이퍼(W)의 수평위치보다 위쪽에 있는」이란, 챔버(82)내의 소정위치에 유지된 웨이퍼(W)의 중심을 지나는 수평면[도 9의 2점쇄선(HH)]보다 위쪽에 있는 것을 의미한다.

이러한 위치에 토출노즐(81a∼81c)을 배치함으로써, 토출노즐(81a∼81c)에 부착한 처리액의 액이 흘러 떨어지짐 등이 생겨도, 웨이퍼(W)에 부착하는 일이 없다. 즉, 각종 처리액의 토출후의 건조처리시 등에, 토출노즐(81a∼81c)에서 떨어져 내린 액체방울이 웨이퍼(W)에 재부착하여, 웨이퍼(W)에 부분적인 액의 흔적이 발생하는 것이 회피된다.

또, 웨이퍼(W)는 처리액이 토출되는 액처리시와 그 후의 건조처리시 등에는 회전처리되기 때문에, 챔버(82)내의 처리공간에서는 웨이퍼(W)의 회전방향으로 기류가 생기게 된다. 특히, 건조를 행할 때, 토출노즐(81a∼81c)에 처리액이 부착하고 있는 경우에는, 생긴 기류에 의해서 부착액이 비산하여, 웨이퍼(W)에 액의 흔적이 생기는 경우가 있어 제품의 불량의 발생을 일으키지 않을 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어 도 11중 화살표(R)로 나타내는 반시계회전으로 웨이퍼(W)가 회전하는 경우에는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해서 생기는 기류의 아랫쪽에 부딪히는 쪽에 배열설치되어지는 토출노즐(81a)은, 웨이퍼(W) 의 위쪽 바깥으로 이어지는 범위외에 또한 수평위치보다 위쪽의 범위에 배열설치하면, 액이 흘러 떨어지는 것에 의해서 웨이퍼(W)에 액의 흔적이 생기는 것이 회피된다.

예를 들면, 도 11에서는 토출노즐(81a)은 2점쇄선(HH)과 이루는 각이 약 45°인 위치에, 토출노즐(81b)은 2점쇄선(HH)과 이루는 각이 약 30°인 위치에 배치되어 있지만, 이러한 각도는 챔버(82)의 몸통부의 안쪽직경과 처리하는 웨이퍼(W)의 바깥직경 및 토출노즐(81a·81b)의 형상에 의해서 변화하기 때문에, 토출노즐 (81)을 2점쇄선(HH)과 이루는 각이 약 60°라는 높은 위치에 배열설치할 수도 있다.

한편, 웨이퍼(W)의 회전에 의해서 생기는 기류의 위쪽에 배열설치되어지는 토출노즐, 예를 들면 도 11중의 토출노즐(81c)에 대해서는 2점쇄선(HH)과 이루는 각이 약 30°이하의 수평위치에 가까운 낮은 위치에 배열설치하고, 만일 토출노즐 (81c)에 부착하고 있는 처리액이 기류를 타고 웨이퍼(W)에 근접하도록 비산하여도, 웨이퍼(W)에 부착하지 않고 아래쪽으로 떨어지도록 설정하는 것이 바람직하다.

그런데, 토출노즐은 상술한 토출노즐(81a∼81c)과 같이 수평위치보다 위쪽에 바람직하게 설치되는데, 위쪽에서 흘러오는, 혹은 내려오는 처리액을 다시 뿜어 올리지 않는 정도의 위치이면, 토출노즐(81d)과 같이, 수평위치보다도 약간 아래쪽의 영역, 예를 들면 2점쇄선(HH)과 이루는 각이 약 10°이내의 범위에 배열설치할 수도 있다.

상술한 도 11에 나타내는 각종 노즐의 배치를 사용한 경우의 처리시퀀스의 예로서, 약액처리, IPA세정, 순수한 물 린스처리, 건조를 이 순서로 행하는 것을 고려하면, 약액 및 IPA를 사용할 때에는 평면형상으로 처리액을 토출하는 토출노즐 (81a)을 사용하고, 순수한 물을 사용할 때에는 원추형상으로 처리액이 토출되는 토출노즐(81b·81c)을 사용하면, 처리액의 소비량을 억제하고, 효율적으로 단시간에 처리를 종료할 수가 있다. 또 토출노즐(81b·81c)로서, 평면형상으로 처리액을 토출하는 토출노즐을 사용할 수도 있다.

또, 상술한 바와 같은 토출노즐의 둘레방향위치는 주로 바깥쪽챔버가 문제가 되고, 안쪽 챔버는 특히 문제가 되지 않는다. 이것은 안쪽 챔버는 건조처리를 하지 않기 때문에, 약액의 토출구로부터 방울져 떨어지는 것을 문제 삼지 않아도 되기 때문이다.

상술한 실시형태는, 복수의 웨이퍼(W)를 그 처리면이 한쪽의 방향으로 정리되도록 유지된 경우에, 평면형상토출액을 소정각도로 웨이퍼(W)의 대략 중심에 부딪히는 액처리에 대한 것이지만, 평면형상토출액의 면이 웨이퍼(W)의 처리면과 대략 평행해지도록 처리액을 토출할 수도 있다.

도 12a의 평면도 및 도 12b의 정면도에 나타내는 토출노즐(54e)은, 상술한 토출노즐(54a)에 부착된 부재(91)를 사용하고 있지만, 부재(91)가 부착되어 있는 시트부분에 경사부가 형성되어 있지 않은 구조를 가지고 있다. 부재(91)는 토출구 (53a)가 형성되어 있고, 토출노즐(54a)의 경우와 마찬가지로, 토출구(53a)에서는 평면형상토출액(99)이 토출된다. 또 도 12a에서는 한쪽 열의 부재(91)와 다른 열의 부재(91)의 돌출높이를 바꾸어 나타내고 있는데, 이 높이는 동일하여도 좋고, 도면과 마찬가지로 다르게 하여도 좋다.

웨이퍼(W)의 처리면과 대략 평행하게 토출되는 평면형상토출액(99)을 웨이퍼 (W)의 처리면에 효율적으로 부딪히기 위해서는, 앞서 나타낸 도 8a, 도 8b와 마찬가지로 기재한 도 13a, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 처리면과 토출구 (53a)의 수평방향의 거리(L1)는, 웨이퍼(W)에 부딪히는 부분에 있어서의 평면형상토출액(99)의 두께를 고려하여, 웨이퍼(W)의 측면에 부딪히는 평면형상토출액(99)이 많아지지 않고, 한편 웨이퍼(W)에 부딪히지 않고 그대로 아래쪽으로 떨어져 배출되는 평면형상토출액(99)도 또한 많아지지 않도록 적절한 값으로 설정하면 좋다.

평면형상토출액(99)이 웨이퍼(W)의 처리면에 근접하여 토출된 경우에는, 정전적인 힘 등에 의해서 평면형상토출액(99)이 웨이퍼(W)에 끌어당겨져 웨이퍼(W)의 처리면을 적시고, 또한 평면형상토출액(99)은 웨이퍼(W)의 회전에 의해서 생기는 처리액의 복잡한 흐름과 충돌한다. 이렇게 해서 사용되는 처리액의 이용효율은 상술한 바와 같이, 평면형상토출액(99)을 소정의 각도를 형성하여 웨이퍼(W)에 부딪히는 경우와 비교하여도 크게 저하하지는 않고, 종래와 같이 원추형으로 처리액을 토출한 경우와 비교하여 크게 향상한다.

상술한 바와 같이, 평면형상토출액(99)을 그 평면이 웨이퍼(W)의 처리면과 대략 평행해지도록 토출하는 경우에는, 웨이퍼(W)를 그 처리면이 소정간격으로 대략 평행하게 대향하도록 유지하여 액처리를 행하는 것도 가능하다. 이 경우, 2매의 웨이퍼(W)에 대하여 1개소의 토출구가 형성되어 있으면 되기 때문에, 토출노즐의 컴팩트화가 도모된다. 또한, 웨이퍼(W) 사이의 거리를 웨이퍼(W) 끼리의 충돌 등이 일어나지 않는 범위로 근접시키는 것도 가능하며, 처리챔버의 소형화도 도모된다.

도 14는, 도 8a, 도 10b, 도 13a에 나타내는 경우와 달리, 그 평면형상토출액(113)을, 웨이퍼의 중심을 지나는 직경의 반의 반경위치(115)에 부딪히도록 한 것이다. 그리고, 웨이퍼를 토출액의 분사방향과 웨이퍼의 둘레방향속도(v)가 대향하도록 회전시킨 것이다. 이와 같이 하면, 반경위치(115)에 있어서의 웨이퍼의 둘레방향속도(v)와 토출액의 분사속도가 가산되어 상대속도가 커진다. 따라서 보다 강력하게 세정효과를 발휘할 수 있다.

도 15a, 도 15b는 2매의 웨이퍼(W)와 1개소의 토출구(53a)와의 위치관계 및 평면형상토출액(99)의 토출형태를 나타내는 설명도이며, 도 15a는 웨이퍼(W)의 처리면에 수직인 방향에서 본 도면이고, 도 15b는 도 15a중의 화살표시(DD)도이다. 토출구(53a)는 2매의 웨이퍼(W) 사이의 중간상공에 배치하고 있다. 또한 평면형상토출액(99)이 2매의 웨이퍼(W) 처리면의 양쪽에 부딪히도록 웨이퍼(W)의 처리면과 일정한 각도(β)를 가지며 토출되도록 토출구(53a)의 각도가 조정되고 있다. 또한 부채형의 토출형태는, 그 두께를 소정의 값으로 하여 웨이퍼의 중심부에도 처리액이 뿌려지도록 한다.

이 경우에도 처리액이 웨이퍼처리면에 근접하여 토출되고 있기 때문에, 정전적인 힘 등에 의해서 처리액이 웨이퍼(W)에 끌어 당겨져 웨이퍼(W)의 처리면을 적시고, 또한 웨이퍼(W)의 회전에 의해서 생기는 처리액의 복잡한 흐름과 충돌하기 때문에, 2매의 웨이퍼(W) 처리면이 동시에 액처리된다. 따라서 노즐의 설치수를 반으로 할 수 있어, 비용의 저감을 도모할 수 있다. 그 한편으로, 웨이퍼(W)의 측면에 부딪하는 처리액은 적기 때문에, 처리액의 이용효율의 향상이 도모된다. 또 2매의 웨이퍼(W) 사이의 거리가 근접하고 있는 경우에는, 평면형상토출액(99)의 평면이 웨이퍼(W)의 처리면과 대략 평행이 되도록 웨이퍼(W) 사이로 토출하는 것도 가능하다.

그런데, 상술한 여러가지 실시형태에 있어서, 토출되는 처리액의 전기저항이 높은 경우, 예를 들어 세정용의 순수한 물을 처리액으로서 사용한 경우에는, 정전기의 발생에 의해 경우에 따라서는 웨이퍼(W)가 파손할 때가 있다. 그래서 예를 들면, 처리액에 이산화탄소(C0₂)를 용해하여, 이러한 파손이 일어나지 않을 정도로 정전기의 발생을 억제하는 것이 바람직하다.

CO₂의 용해방법으로서는, 역침투막을 사용하는 방법도 있지만, 처리액을 보내기 위해서 사용되는 터빈형 펌프 등의 승압펌프에 직접 보내고, 펌프의 승압동작을 이용하여, 펌프내에서 교반, 혼합하는 방법을 사용하면, 역침투막을 사용하지 않아도 되고, 장치비용, 런닝코스트를 염가로 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명해 왔으나, 본 발명이 상기 실시형태에 한정되는 것이 아님은 물론이고, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 바깥쪽 챔버(26) 및 안쪽 챔버(27) 2개의 처리챔버를 사용하여 액처리를 행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 챔버는 1개이더라도 좋고, 3개 이상이라도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는 본 발명을 세정처리에 적용한 경우에 대 하여 나타내었으나, 이에 한정되지 않고, 소정의 도포액을 도포하는 도포처리 등의 다른 액처리 등에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 반도체웨이퍼에 적용한 경우에 대하여 나타내었으나, 이에 한정되지 않고, 액정표시장치(LCD)용 기판 등, 다른 기판의 처리에도 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각 기판의 처리면을 목표로 하여 처리액이 토출되기 때문에, 종래에 기판 측면에 부딪혀 불필요하게 배출되고 있던 처리액의 양을 저감하여, 소량, 단시간의 액처리로, 효율적으로 기판표면의 콘터미네이션을 제거하면서 기판전체에 걸쳐 균일한 액처리를 하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 본 발명은 액처리에 관한 재료비용, 런닝코스트 양쪽의 처리비용이 저감된다고 하는 현저한 효과를 발휘한다. 또한, 기판의 처리면을 대향시켜 처리하는 경우에는, 토출노즐(처리액공급기구)에 형성되는 토출구의 수를 반감시켜, 보다 콤팩트한 것으로 할 수 있으며, 토출노즐 자체의 제조비용의 저감과, 처리챔버의 면적 유틸리티의 향상이 도모된다. 또한 기판사이의 거리를 단축하여, 처리챔버를 소형화하고, 액처리장치 그 자체의 소형화가 도모되는 등 뛰어난 효과를 발휘한다.

Claims

피처리기판을 수용하는 처리챔버를 둘러싸는 처리용기와,

상기 피처리기판에 처리액을 공급하여 액처리를 하는 노즐로서, 상기 처리액을 평면형상으로 토출하여 상기 피처리기판의 처리면에 선형상으로 부딪히는 토출구를 가지는 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 액처리장치.
피처리기판을 수용하는 처리챔버를 둘러싸는 처리용기와,

상기 피처리기판에 처리액을 공급하여 액처리를 하는 노즐로서, 상기 처리액을 평면형상으로 토출하는 토출구를 가지는 노즐을 구비하고,

상기 피처리기판은 그 피처리면이 평행해지도록 배치된 복수의 피처리기판이며,

상기 토출구는 상기 복수의 피처리기판에 병렬설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 피처리기판은 그 중심주위에 회전하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 토출구는 상기 복수의 피처리기판의 1매의 기판에 대하여 1매씩 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 복수의 피처리기판은 인접하는 상기 피처리기판의 상기 피처리면이 대향하도록 배치되고, 상기 토출구는 상기 피처리면이 대향하고 있는 상기 한 쌍의 피처리기판에 대하여 1개씩 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 2 항에 있어서, 평면형상으로 토출되는 상기 처리액이 상기 복수의 피처리기판 사이에 토출되는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 3 항에 있어서, 평면형상으로 토출되는 상기 처리액이, 상기 피처리기판의 피처리면에 대하여 경사 방향으로 토출되고, 상기 피처리기판의 중심에 부딪히도록 토출되는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 토출구가 상기 피처리기판의 피처리면에서 이 피처리면에 대하여 수직방향으로 이격되고, 또한 상기 피처리기판의 직경방향 바깥쪽에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 처리액의 토출형상이 부채형인 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 7 항에 있어서, 상기 피처리기판은 원반형상이며, 상기 피처리면에 토출되는 평면형상의 처리액의 상기 피처리면상에서의 폭은, 상기 피처리기판의 직경과 같은 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 7 항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 피처리기판에 대응하여 형성된 복수의 시트를 가지는 노즐본체와,

상기 토출구가 형성되어 상기 복수의 시트에 장착된 노즐부재를 가지며,

상기 시트는, 상기 노즐부재가 상기 피처리기판의 상기 피처리면에 대하여 비스듬하게 처리액을 토출할 수 있도록 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 7 항에 있어서, 상기 노즐은 노즐본체를 가지며, 이 노즐본체에 상기 복수의 토출구가 상기 피처리기판의 상기 피처리면에 대하여 비스듬하게 처리액을 토출할 수 있도록 경사지게 직접 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 4 항에 있어서, 상기 복수의 토출구는, 상기 복수의 피처리기판의 각각 대응하여 배치된 복수의 주토출구와, 이 주토출구중 가장 양쪽 바깥에 위치하는 토출구의 더욱 바깥쪽에 각각 설치된 부토출구를 갖는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 4 항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 피처리기판에 대하여 둘레방향으로 이격하여 배치된 제 1 노즐과 제 2 노즐을 가지며, 상기 제 1 노즐은, 상기 배열된 복수의 피처리기판중 하나 걸러 위치하고 있는 피처리기판에 처리액을 토출하는 복 수의 제 1 토출구를 가지며, 상기 제 2 노즐은, 상기 배열된 복수의 피처리기판중, 상기 제 1 노즐의 상기 제 1 토출구가 처리액을 토출하는 피처리기판 이외의 하나 걸러 피처리기판에 대하여 처리액을 토출하는 복수의 제 2 토출구를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 2 항에 있어서, 상기 토출구가, 상기 피처리기판의 중심축선을 포함하는 수평면보다 위쪽의 공간으로서, 또한 상기 피처리기판의 위쪽 투영공간 이외의 위치에 배열설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 처리용기의 아래쪽 내면은, 수평방향과의 이루는 각이 5°이상이 되는 구배가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 토출구에 처리액을 공급하는 노즐내통로를 가지며, 이 노즐내통로는 단면이 사각형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
복수의 피처리기판을 유지하는 웨이퍼유지부재와,

이 웨이퍼유지부재가 설치된 원반과,

이들 원반과 웨이퍼유지부재를 수용하는 처리용기와,

이 처리용기의 내면으로서, 상기 원반과 대향하는 부분에 설치되어, 상기 원 반의 상기 처리용기내면쪽의 면에 세정유체를 공급하는 토출구를 구비한 것을 특징으로 하는 액처리장치.
처리액을 평면형상으로 토출하는 토출구가 형성된 노즐을 사용하여, 처리용기내에 유지된 기판에 상기 처리액을 공급하는 액처리방법으로서,

상기 평면형상으로 토출된 처리액을, 상기 피처리기판의 피처리면에 대하여 경사방향으로 또한 상기 처리면의 중심을 향하여 토출하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
처리액을 평면형상으로 토출하는 토출구가 형성된 노즐을 사용하여, 처리용기내에 유지된 기판에 상기 처리액을 공급하는 액처리방법으로서,

상기 평면형상으로 토출된 처리액을, 상기 피처리기판의 피처리면에 따르도록 근접하여 토출하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.