KR100979979B1 - 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지시키며 웨이퍼(W)와 함께 회전 가능한 기판 유지부(2)와, 기판 유지부(2)에 유지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 환형을 이루고, 웨이퍼(W)와 함께 회전 가능한 환형을 이루는 회전컵(4)과, 회전컵(4)과 기판 유지부(2)를 일체적으로 회전시키는 회전 기구(3)와, 웨이퍼(W)의 처리액 및 회전컵(4)의 세정액을 공급하는 노즐(5)과, 노즐(5)에 처리액 및 세정액을 공급하는 액 공급부(85)와, 웨이퍼(W)에 액을 토출하는 제1 위치와 회전컵(4)의 외측 부분에 액을 토출하는 제2 위치 사이에서 노즐(5)을 이동시키는 노즐 이동 기구를 구비하고, 노즐(5)을 웨이퍼 처리 위치에 위치시킨 상태에서 웨이퍼(W)를 액처리하며, 노즐(5)을 회전컵 세정 위치에 위치시킨 상태에서 회전컵의 외측 부분에 세정액을 토출한다.

Description

액처리 장치 및 액처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}

본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해 소정의 액처리를 행하는 액처리 장치 및 액처리 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조 프로세스나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼나 유리 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 프로세스가 다용되고 있다. 이러한 프로세스로서는, 예컨대 기판에 부착된 파티클이나 오염물(contamination) 등을 제거하는 세정 처리, 포토리소그래피 공정에서의 포토레지스트액이나 현상액의 도포 처리 등을 들 수 있다.

이러한 액처리 장치로서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스핀척에 유지시키며, 기판을 회전시킨 상태에서 웨이퍼의 표면 또는 표리면에 처리액을 공급하여 웨이퍼의 표면 또는 표리면에 액막을 형성하여 처리하는 매엽식의 것이 알려져 있다.

이 종류의 장치에서는, 통상, 처리액은 웨이퍼의 중심에 공급되고, 기판을 회전시킴으로써 처리액을 바깥쪽으로 넓혀 액막을 형성하며, 처리액을 이탈시키는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 그리고, 기판의 바깥쪽에 떨어진 처리액을 아래쪽으로 유도하도록 웨이퍼의 외측을 둘러싸는 컵 등의 부재를 설치하여, 웨이퍼로부 터 떨어진 처리액을 신속하게 배출하도록 하고 있다. 그러나, 이러한 컵 등을 설치하는 경우에는, 처리액이 미스트(mist)로서 비산되고, 기판에까지 닿아 워터마크나 파티클 등의 결함이 되는 우려가 있다.

이러한 것을 방지할 수 있는 기술로서, 일본 특허 공개 평 제8-1064호 공보에는, 기판을 수평 지지한 상태에서 회전시키는 회전 지지 수단과 일체로 회전하도록, 기판으로부터 외주 방향으로 비산된 처리액을 수용하는 처리액 수용 부재를 설치하여, 처리액을 수용하고, 처리액을 바깥쪽으로 유도하여 회수하도록 한 기술이 개시되어 있다. 이 일본 특허 공개 평 제8-1064호 공보에 있어서, 처리액 수용 부재는, 기판측으로부터 순서대로 수평 차양부, 처리액을 외측 아래쪽으로 안내하는 경사 안내부, 처리액을 수평 바깥쪽으로 안내하는 수평 안내부, 및 수직으로 세워 설치되는 벽부를 갖고, 처리액을 좁은 범위로 몰아 넣어 미스트가 기판에 재부착하는 것을 방지하면서 처리 지지 부재의 코너부에 설치된 배액구를 통해 수평 바깥쪽으로 배출시키며, 또한 처리액 수용 부재의 외측에 배치된 스페이서의 내부가 바깥쪽으로 연장되는 홈을 통해 배액시킨다.

한편, 이러한 액처리를 행하면, 처리액 수용 부재에 처리액이 부착되는데, 그 상태에서 기판을 액처리하면, 부착된 처리액이 파티클이 되어 기판에 부착할 우려가 있다. 이러한 문제점을 간편한 수법으로 해소하기 위해서는, 처리액을 수용하는 컵의 내측에 노즐로부터 세정액을 공급하는 기술(예컨대 일본 특허 공개 평 제9-232276호 공보)를 적용하는 것을 생각할 수 있다.

그러나, 일본 특허 공개 평 제8-1064호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 처 리액 수용 부재는, 기판과 함께 고속으로 회전하기 때문에, 처리액은 처리액 수용 부재의 내측뿐만 아니라 외측에도 닿게 되어, 일본 특허 공개 평 제9-232276호 공보에 기재된 기술로는 충분히 대응하는 것이 곤란하였다.

본 발명의 목적은, 기판과 함께 회전하여 처리액을 수용하는 회전컵을 충분히 세정할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 이러한 액처리 방법을 실행시키는 프로그램을 기억한 기억 매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 관점에 따르면, 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과, 상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구와, 상기 회전컵의 외측 부분에 세정액을 공급하는 세정액 공급 기구를 포함하는 액처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과, 상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판에 액처리를 실시하는 처리액 및 세정액을 토출하는 액토출 노즐과, 상기 액토출 노즐에 처리액 및 세정액을 공급하는 액 공급부와, 기판에 액을 토출하는 제1 위치와 상기 회전컵의 외측 부분에 액을 토출하는 제2 위치 사이에서 상기 액토출 노즐을 이동시키는 노즐 이동 기구를 포함하며, 상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하며, 상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측 부분에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하는 액처리 장치가 제공된다.

상기 제1 관점에 있어서, 상기 처리액 공급 기구는 상기 세정액 공급 기구를 겸하고 있는 구성으로 할 수 있다.

상기 제2 관점에 있어서, 상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하고, 상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측 부분에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하도록 상기 액 공급부와 상기 노즐 이동 기구를 제어하는 제어부를 더 포함하는 구성으로 할 수 있다.

상기 제1 또는 제2 관점에 있어서, 상기 회전컵의 외측에 설치되며, 상기 회전컵으로부터 배출된 처리액을 수용하고, 수용한 처리액을 배액하는 배액구를 갖는 배액컵을 더 포함하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 배액컵의 외측에 상기 배액컵을 둘러싸도록 설치되며, 상기 회전컵 및 그 주위로부터 주로 기체 성분을 취입하여 배기하는 배기컵을 더 포함하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 상기 회전컵은, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 단부의 위쪽을 덮도록 설치된 차양부와, 차양부에 연속하여 기판의 바깥쪽을 덮도록 설치된 외측벽부를 갖고, 상기 세정액은 상기 차양부의 상면에 공급되도록 공급할 수 있다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과, 상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판에 액처리를 실시하는 처리액 및 세정액을 토출하는 액토출 노즐을 포함하는 액처리 장치를 이용하여 기판에 대해 액처리를 행하는 액처리 방법으로서, 상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하는 단계와, 상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하는 단계를 포함하는 액처리 방법이 제공된다.

본 발명의 제4 관점에 따르면, 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램으로서, 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과, 상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판에 액처리를 실시하는 처리액 및 세정액을 토출하는 액토출 노즐을 포함하는 액처리 장치를 제어하는 프로그램이 기억된 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 실행 시에, 상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하는 단계와, 상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측으로 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하는 단계를 포함하는 액처리 방법이 실행되도록 컴퓨터로 하여금 상기 액처리 장치를 제어하게 하는 것인 기억 매체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구와, 상기 회전컵의 외측 부분에 세정액을 공급하는 세정액 공급 기구를 포함하는 구성으로 하였기 때문에, 기판과 함께 회전하여 처리액을 수용하는 회전컵에 있어서 처리액이 부착되는 외측 부분도 충분히 세정할 수 있고, 기판에의 파티클의 부착을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하고, 액토출 노즐을 회전컵에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측 부분에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하기 때문에, 노즐을 추가하지 않고 간편한 기구로 회전컵의 외측 부분도 충분히 세정할 수 있고, 기판에의 파티클의 부착을 유효하게 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치를 일부 절결하여 도시하는 개략 평면도.

도 3은 도 1의 액처리 장치의 처리액 공급 기구를 도시한 개략도.

도 4는 도 1의 액처리 장치의 배기·배액부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 5는 도 1의 액처리 장치의 회전컵 및 안내 부재의 부착 상태를 설명하기 위한 도면.

도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치의 처리 동작을 설명하기 위한 도면.

도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치의 처리 동작을 설명하기 위한 도면.

도 6c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치의 처리 동작을 설명하기 위한 도면.

도 6d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치의 처리 동작을 설명하기 위한 도면.

도 7은 도 1의 액처리 장치의 표면 처리액 공급 노즐을 컵 세정 위치에 위치시켜 회전컵을 세정하고 있는 상태를 도시하는 모식도.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 여기서는, 본 발명을, 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 기재한다)의 표리면을 세정하는 액처리 장치에 적용한 경우에 대해 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 액처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도, 도 2는 그 평면도, 도 3는 도 1의 액처리 장치의 액처리 공급 기구를 도시한 개략도, 도 4는 도 1의 액처리 장치의 배기·배액부를 확대하여 도시하는 단면도이다. 이 액처리 장치(100)는 도시하지 않은 액처리 시스템에 복수대 내장되어 있고, 베이스 플레이트(1)와, 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 유지시키는 웨이퍼 유지부(2)와, 이 웨이퍼 유지부(2)를 회전시키는 회전 모터(3)와, 웨이퍼 유지부(2)에 유지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치되고, 웨이퍼 유지부(2)와 함께 회전하는 회전컵(4)과, 웨이퍼(W)의 표면에 처리액을 공급하는 표면 처리액 공급 노즐(5)과, 웨이퍼(W)의 이면에 처리액을 공급하는 이면 처리액 공급 노즐(6)과, 회전컵(4)의 주연부에 설치된 배기·배액부(7)를 갖고 있다. 또한, 배기·배액부(7)의 주위 및 웨이퍼(W)의 위쪽을 덮도록 케이싱(8)이 설치된다. 케이싱(8)의 위쪽에는, 액처리 시스템의 팬 필터 유닛(FFU)으로부터의 기류를 측부에 설치된 도입구(9a)를 통해 도입하는 기류 도입부(9)가 설치되어 있고, 웨이퍼 유지부(2)에 유지된 웨이퍼(W)에 청정 공기의 다운 플로우가 공급되도록 되어 있다.

웨이퍼 유지부(2)는 수평으로 설치된 원판형을 이루는 회전 플레이트(11)와, 그 이면의 중심부에 접속되어, 아래쪽 수직으로 연장되는 원통형의 회전축(12)을 갖고 있다. 회전 플레이트(11)의 중심부에는, 회전축(12) 내의 구멍(12a)에 연통하는 원형의 구멍(11a)이 형성되어 있다. 그리고, 이면 처리액 공급 노즐(6)을 구비한 승강 부재(13)가 구멍(12a) 및 구멍(11a) 안을 승강할 수 있게 설치된다. 회전 플레이트(11)에는, 웨이퍼(W)의 외주를 유지시키는 유지 부재(14)가 설치되어 있고, 도 2에 도시한 바와 같이, 이들 3개는 등간격으로 배치되어 있다. 이 유지 부재(14)는 웨이퍼(W)가 회전 플레이트(11)로부터 조금 부유한 상태에서 수평으로 웨이퍼(W)를 유지시키도록 되어 있다. 이 유지 부재(14)는 웨이퍼(W)의 단부면을 유지 할 수 있는 유지부(14a)와, 유지부(14a)로부터 회전 플레이트 이면측 중심 방향 으로 연재(延材)하는 착탈부(14b)와, 유지부(14a)를 수직면 내에서 회동시키는 회전축(14c)을 갖고, 착탈부(14b)의 선단부를 도시하지 않은 실린더 기구에 의해 위쪽으로 끌어 올림으로써, 유지부(14a)가 외측으로 회동하여 웨이퍼(W)의 유지가 해제된다. 유지 부재(14)는 도시하지 않은 스프링 부재에 의해 유지부(14a)가 웨이퍼(W)를 유지시키는 방향으로 편향되어 있고, 실린더 기구를 작동시키지 않는 경우에는 유지 부재(14)에 의해 웨이퍼(W)가 유지된 상태가 된다.

회전축(12)은 2개의 베어링(15a)을 갖는 베어링 부재(15)를 통해 베이스 플레이트(1)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축(12)의 하단부에는 풀리(16)가 끼워 맞추어져 있고, 풀리(16)에는 벨트(17)가 감겨져 있다. 벨트(17)는 모터(3)의 축에 부착된 풀리(18)에도 감겨져 있다. 그리고, 모터(3)를 회전시킴으로써 풀리(18), 벨트(17) 및 풀리(16)를 통해 회전축(12)을 회전하도록 되어 있다.

표면 처리액 공급 노즐(5)은 노즐 유지 부재(22)에 유지된 상태에서 노즐 아암(22a)의 선단에 부착되어 있고, 후술하는 처리액 공급 기구(85)로부터 노즐 아암(22a) 내에 설치된 유로를 통해 처리액 등이 공급되며, 그 내부에 설치된 노즐 구멍(5a)을 통해 처리액을 토출하도록 되어 있다. 토출하는 처리액으로서는, 웨이퍼 세정용의 약액, 순수 등의 린스액 등을 들 수 있다. 또한, 노즐 유지 부재(22)에는, IPA로 대표되는 건조 용매를 토출하는 건조 용매 노즐(21)도 부착되어 있고, 그 내부에 설치된 노즐 구멍(21a)을 통해 IPA 등의 건조 용매를 토출하도록 되어 있다. 처리액 공급 기구(85)로부터 공급되는 순수 등의 린스액은 후술하는 바와 같이 회전컵(4)의 외측 부분의 세정에도 이용된다.

도 2에도 도시한 바와 같이, 노즐 아암(22a)은 구동 기구(81)에 의해 축(23)을 중심으로 하여 회동 가능하게 설치되어 있고, 노즐 아암(22a)을 회동시킴으로써, 표면 처리액 공급 노즐(5)이 웨이퍼(W) 중심 위에서 그리고 및 외주 위에서의 웨이퍼 세정 위치(A)와, 회전컵(4)의 위쪽의 컵 세정 위치(B)와, 웨이퍼(W)의 바깥쪽의 후퇴 위치(C)의 3개의 위치를 취하도록 되어 있다. 그리고, 웨이퍼 세정 위치(A)에서, 웨이퍼(W)의 소정의 위치에 소정의 처리액을 공급하여 웨이퍼(W)를 세정 처리하고, 컵 세정 위치(B)에서, 회전컵(4)의 주로 외측 부분을 세정하도록 되어 있다. 또한, 노즐 아암(22a)은 실린더 기구 등의 승강 기구(82)에 의해 상하 이동 가능하게 되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 노즐 아암(22a) 내에는 유로(83a)가 설치되어 있고, 표면 처리액 공급 노즐(5)의 노즐 구멍(5a)은 유로(83a)의 일단에 연결되어 있다. 또한, 유로(83a)의 타단에는 배관(84a)이 접속되어 있다. 한편, 노즐 아암(22a) 내에는 유로(83b)도 설치되어 있고, 건조 용매 노즐(21)의 노즐 구멍(21a)은 유로(83b)의 일단에 연결되어 있다. 또한, 유로(83b)의 타단에는 배관(84b)이 접속되어 있다. 그리고, 배관(84a, 84b)에는, 처리액 공급 기구(85)로부터 소정의 처리액이 공급된다. 처리액 공급 기구(85)는 세정 처리를 위한 약액으로서, 예컨대 산 약액인 희불산(DHF)을 공급하는 DHF 공급원(86), 알칼리 약액인 암모니아과수(SC1)를 공급하는 SC1 공급원(87), 린스액으로서 예컨대 순수(DIW)를 공급하는 DIW 공급원(88), 건조 용매로서 예컨대 IPA를 공급하는 IPA 공급원(95)을 갖고 있다. DHF 공급원(86), SC1 공급원(87), DIW 공급원(88)으로부터는 배관(89, 90, 91) 이 연장되어 있고, 이들 배관(89, 90, 91)은 개폐 밸브(92, 93, 94)를 통해 배관(84a)에 접속되어 있다. 따라서, 개폐 밸브(92, 93, 94)를 조작함으로써, 암모니아과수(SC1), 희불산(DHF), 순수(DIW)를 선택적으로 표면 처리액 공급 노즐(5)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 이 경우에, DIW 공급원(88)으로부터 연장되는 배관(91)이 배관(84a)의 최상류측에 접속되어 있다. 한편, IPA 공급원(95)에는 유로(83b)로부터 연장되는 배관(84b)이 직접 접속되어 있고, 배관(84b)에는 개폐 밸브(96)가 설치된다. 따라서, 개폐 밸브(96)를 개방함으로써, IPA를 건조 용매 노즐(21)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 린스액으로서 이용하는 순수(DIW)는 전술한 바와 같이 회전컵(4)의 세정에도 이용되고, 따라서, 처리액 공급 기구(85)는 회전컵(4)의 세정액 공급 기구로서도 기능한다.

이면 처리액 공급 노즐(6)은 승강 부재(13)의 중심에 설치되어 있고, 그 내부에 길이 방향을 따라 연장되는 노즐 구멍(6a)이 형성되어 있다. 그리고, 도시하지 않은 처리액 공급 기구에 의해 노즐 구멍(6a)의 하단으로부터 소정의 처리액이 공급되고, 그 처리액이 노즐 구멍(6a)을 통해 웨이퍼(W)의 이면으로 토출되도록 되어 있다. 토출하는 처리액으로서는, 상기 표면 처리액 공급 노즐(5)과 동일하게 세정용 약액, 순수 등의 린스액 등을 들 수 있다. 이면 처리액 공급 노즐(6)에 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구는 IPA의 공급계를 제외하고 상기 처리액 공급 기구(85)와 거의 동일하게 구성할 수 있다. 승강 부재(13)의 상단부에는 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지대(24)를 갖고 있다. 웨이퍼 지지대(24)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 3개의 웨이퍼 지지핀(25)(2개만 도시)을 갖고 있다. 그리 고, 이면 처리액 공급 노즐(6)의 하단에는 접속 부재(26)를 통해 실린더 기구(27)가 접속되어 있고, 이 실린더 기구(27)에 의해 승강 부재(13)를 승강시킴으로써 웨이퍼(W)를 승강시켜 웨이퍼(W)의 로딩 및 언로딩이 행해진다.

회전컵(4)은 도 4에 도시한 바와 같이, 회전 플레이트(11)의 단부 위쪽으로부터 내측 경사 위쪽으로 연장되는 원환형의 차양부(31)와, 차양부(31)의 외단부로부터 수직 아래쪽으로 연장되는 통 형상의 외측 벽부(32)를 갖고 있다. 외측 벽부(32)와 회전 플레이트(11) 사이에는 원환형의 간극(33)이 형성되어 있고, 이 간극(33)으로부터 웨이퍼(W)가 회전 플레이트(11) 및 회전컵(4)과 함께 회전하여 비산된 처리액(미스트)이 아래쪽으로 유도된다.

차양부(31)와 회전 플레이트(11) 사이에는 웨이퍼(W)와 거의 동일한 높이의 위치에 판형을 이루는 안내 부재(35)가 개재되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 차양부(31)와 안내 부재(35) 사이, 안내 부재(35)와 회전 플레이트(11) 사이에는, 각각 처리액을 통과시키는 복수의 개구(36 및 37)를 형성하기 위한 복수의 스페이서 부재(38 및 39)가 주위 방향을 따라 배치되어 있다. 차양부(31)와, 안내 부재(35)와, 회전 플레이트(11)와, 이들 사이의 스페이서 부재(38, 39)는 나사(40)에 의해 나사 고정되어 있다.

안내 부재(35)는 그 표리면이 웨이퍼(W)의 표리면과 거의 연속하도록 설치되어 있다. 그리고, 모터(3)에 의해 웨이퍼 유지부(2) 및 회전컵(4)을 웨이퍼(W)와 함께 회전시켜 표면 처리액 공급 노즐(5)로부터 웨이퍼(W) 표면의 중심에 처리액을 공급했을 때는, 처리액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에서 퍼지고, 웨이퍼(W) 의 주연부로부터 떨어진다. 이 웨이퍼(W) 표면으로부터 떨어진 처리액은, 거의 연속하여 설치된 안내 부재(35)의 표면에 안내되어 개구(36)로부터 바깥쪽으로 배출되며, 차양부(31) 및 외측 벽부(32)에 의해 아래쪽으로 유도된다. 또한, 동일하게 웨이퍼 유지부(2) 및 회전컵(4)을 웨이퍼(W)와 함께 회전시켜 이면 처리액 공급 노즐(6)로부터 웨이퍼(W)의 이면의 중심에 처리액을 공급했을 때는, 처리액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 이면에서 퍼지고, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 떨어진다. 이 웨이퍼(W)의 이면으로부터 떨어진 처리액은 웨이퍼(W)의 이면과 거의 연속하여 설치된 안내 부재(35)의 이면으로 안내되어 개구(37)로부터 바깥쪽으로 배출되어, 차양부(31) 및 외측 벽부(32)에 의해 아래쪽으로 유도된다. 이 때 스페이서 부재(38, 39) 및 외측 벽부(32)에 도달한 처리액에는 원심력이 작용하고 있으므로, 이들이 미스트가 되어 내측으로 되돌아가는 것이 저지된다.

또한, 안내 부재(35)는 이와 같이 웨이퍼(W) 표면 및 이면으로부터 떨어진 처리액을 안내하기 때문에, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 이탈한 처리액이 난류화하기 어렵고, 처리액을 미스트화하지 않고서 회전컵(4) 밖으로 유도할 수 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 안내 부재(35)에는, 웨이퍼 유지 부재(14)에 대응하는 위치에, 웨이퍼 유지 부재(14)를 피하도록 절결부(41)가 설치된다.

배기·배액부(7)는 주로 회전 플레이트(11)와 회전컵(4)으로 둘러싸인 공간으로부터 배출되는 기체 및 액체를 회수하기 위한 것으로, 도 4의 확대도에도 도시한 바와 같이, 회전컵(4)으로부터 배출된 처리액을 수용하는 환형을 이루는 배액컵(51)과, 배액컵(51)의 외측에, 배액컵(51)을 둘러싸도록 설치된 환형을 이루는 배기컵(52)을 구비하고 있다.

도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 배액컵(51)은 회전컵(4)의 외측에, 외측 벽부(32)에 근접하여 수직으로 설치된 수직벽(53)과, 수직벽(53)의 하단부에서 내측을 향해 연장되는 바닥부(54)를 갖고 있다. 수직벽(53)의 상단은 회전컵(4)의 외측 벽부(32)의 위쪽까지 연장되어 있고, 차양부(31)를 따라 만곡하고 있다. 이에 따라 배액컵(51) 내의 미스트가 웨이퍼(W)측으로 역류하는 것을 방지하도록 되어 있다. 또한, 배액컵(51) 내부의 유지 부재(14)의 외측 위치에는, 바닥부(54)로부터 회전 플레이트(11)의 하면 근방까지 연장되고, 그 주위 방향을 따라 환형으로 설치된 구획 벽(55)을 갖고 있다. 그리고, 배액컵(51)은 이 구획 벽(55)에 의해, 간극(33)으로부터 배출되는 처리액을 수용하는 주컵부(56)와, 유지 부재(14)의 유지부(14a) 근방 부분으로부터 적하되는 처리액을 수용하는 부컵부(57)로 분리되어 있다. 바닥부(54)는 구획 벽(55)에 의해 주컵(56)에 대응하는 제1 부분(54a)과, 부컵(57)에 대응하는 제2 부분(54b)으로 분리되어 있고, 이들은 모두 외측에서 내측(회전 중심측)을 향해 상승하도록 경사져 있다. 그리고, 제2 부분(54b)의 내측단은 유지 부재(14)의 유지부(14a)보다도 내측(회전 중심측)에 대응하는 위치에 닿고 있다. 구획 벽(55)은 회전 플레이트(11)가 회전했을 때에, 유지 부재(14)의 회전 플레이트(11)의 아래쪽으로 돌출한 부분에 의해 형성된 기류가 미스트를 수반하여 웨이퍼(W)측에 도달하는 것을 저지하는 역할을 갖고 있다. 구획 벽(55)에는, 부컵부(57)로부터 주컵부(56)에 처리액을 유도하기 위한 구멍(58)이 형성되어 있다.

배액컵(51)의 바닥부(54)의 최외측 부분에는 1개소의 배액구(60)가 설치되어 있고, 배액구(60)에는 배액관(61)이 접속되어 있다. 배액관(61)에는 배액 전환(切替)부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 처리액의 종류에 따라 분별하여 회수 또는 폐기되도록 되어 있다. 또한, 배액구(60)는 복수 개소 설치되더라도 좋다.

배기컵(52)은 배액컵(51)의 수직벽(53)의 외측 부분에 수직으로 설치된 외측벽(64)과, 유지 부재(14)의 내측 부분에 수직으로 또한 그 상단이 회전 플레이트(11)에 근접하도록 설치된 내측벽(65)과, 베이스 플레이트(1) 상에 설치된 저벽(66)과, 외측벽(64)으로부터 위쪽으로 만곡하고, 회전컵(4)의 위쪽을 덮도록 설치된 상측벽(67)을 갖고 있다. 그리고, 배기컵(52)은 그 상측벽(67)과 회전컵(4)의 차양부(31) 사이의 환형을 이루는 도입구(68)로부터 회전컵(4)의 안 그리고 그 주위의 주로 가스 성분을 취입하여 배기하도록 되어 있다. 또한, 배기컵(52)의 하부에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 배기구(70)가 설치되어 있고, 배기구(70)에는 배기관(71)이 접속되어 있다. 배기관(71)의 하류측에는 도시하지 않은 흡인 기구가 설치되어 있고, 회전컵(4)의 주위를 배기하는 것이 가능하게 되어 있다. 배기구(70)는 복수 설치되어 있고, 처리액의 종류에 따라 전환하여 사용하는 것이 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 처리액이 회전컵(4)을 통해 배액컵(51)에 유도되고, 기체 성분은 도입구(68)로부터 배기컵(52)에 유도되며, 또한 배액컵(51)으로부터의 배액과 배기컵(52)으로부터의 배기가 독립적으로 행해지도록 되어 있기 때문에, 배액과 배기를 분리한 상태에서 유도하는 것이 가능해진다. 또한, 배액컵(51)으로부터 미스트가 누출하더라도 배기컵(52)이 그 주위를 둘러싸고 있기 때문에 신속하게 배기구(70) 를 통해 배출되어, 미스트가 외부에 누출하는 것이 확실하게 방지된다.

액처리 장치(100)는 컴퓨터로 이루어지는 프로세스 컨트롤러(101)를 갖고 있고, 액처리 장치(100)의 각 구성부가 이 프로세스 컨트롤러(101)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 프로세스 컨트롤러(101)에는, 공정 관리자가 액처리 장치(100)의 각 구성부를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 액처리 장치(100)의 각 구성부의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(102)가 접속되어 있다. 또한, 프로세스 컨트롤러(101)에는, 액처리 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(101)의 제어로써 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 액처리 장치(100)의 각 구성부로 하여금 소정의 처리를 실행하게 하기 위한 제어 프로그램, 즉 레시피를 저장한 기억부(103)가 접속되어 있다. 레시피는 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있더라도 좋고, CDROM, DVD 등의 가반성 기억 매체에 수용된 상태에서 기억부(103)의 소정 위치에 세트하도록 되어 있더라도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해 레시피를 적절하게 전송하도록 하더라도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(102)로부터의 지시 등으로써 임의의 레시피를 기억부(103)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(101)에 실행시킴으로써 프로세스 컨트롤러(101)의 제어 하에서, 액처리 장치(100)에서의 원하는 처리가 행해진다. 본 실시형태에 있어서는, 특히, 프로세스 컨트롤러(101)에 의해, 구동 기구(81)를 제어하여 표면 처리액 공급 노즐(5)의 위치 제어와, 처리액 공급 기구(85)에 의한 액 전환 제어를 행하여, 웨이퍼(W)의 세정 처리와 회전컵(4) 외측의 세정 처리를 택일적으로 행한다.

다음으로, 이상과 같이 구성되는 액처리 장치(100)의 동작에 대해 도 6a∼도 6d를 참조하여 설명한다. 우선, 도 6a에 도시한 바와 같이, 승강 부재(13)를 상승시킨 상태에서, 도시하지 않은 반송 아암으로부터 웨이퍼 지지대(24)의 지지핀(25) 상에 웨이퍼(W)를 전달한다. 이어서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 승강 부재(13)를, 웨이퍼(W)를 유지 부재(14)에 의해 유지 가능한 위치까지 하강시켜, 유지 부재(14)에 의해 웨이퍼(W)를 처킹한다. 그리고, 도 6c에 도시한 바와 같이, 표면 처리액 공급 노즐(5)을 후퇴 위치로부터 웨이퍼 세정 위치로 이동시킨다.

이 상태에서, 도 6d에 도시한 바와 같이, 모터(3)로 유지 부재(2)를 회전컵(4) 및 웨이퍼(W)와 함께 회전시키면서, 표면 처리액 공급 노즐(5) 및 이면 처리액 공급 노즐(6)로부터 소정의 처리액을 공급하여 웨이퍼(W)의 세정 처리를 행한다.

이 웨이퍼 세정 처리에 있어서는, 표면 처리액 공급 노즐(5) 및 이면 처리액 공급 노즐(6)에 의해 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 처리액이 공급되고, 그 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 퍼져 웨이퍼(W)의 주연부로부터 떨어진다.

이 웨이퍼 세정 처리에 있어서는, 웨이퍼(W)의 외측을 둘러싸도록 설치되는 컵이 웨이퍼(W)와 함께 회전하는 회전컵(4)이므로, 웨이퍼(W)로부터 떨어진 처리액이 회전컵(4)에 닿았을 때에 처리액에 원심력이 작용하므로, 고정컵의 경우와 같은 비산(미스트화)은 발생하기 어렵다. 그리고 회전컵(4)에 닿는 처리액은 아래쪽으로 유도되어, 간극(33)으로부터 배액컵(51)의 주컵부(56)으로 배출된다. 한편, 회전 플레이트(11)의 유지 부재(14)의 부착 위치에는, 유지부(14a)가 삽입되는 구멍이 설치되어 있기 때문에, 그 부분으로부터 배액컵(51)의 부컵부(57)에 처리액이 적하된다. 그리고, 이렇게 하여 배액컵(51)에 수용된 처리액은, 배액구(60)로부터 배액관(61)을 통해 배출된다. 또한, 배기컵(52)에는, 그 상측벽(67)과 회전컵(4)의 차양부(31) 사이의 환형을 이루는 도입구(68)로부터 회전컵(4)의 안 그리고 그 주위의 주로 가스 성분이 취입되어 배기구(70)로부터 배기관(71)을 통해 배기된다.

이와 같이 하여 웨이퍼(W)를 세정 처리함으로써 처리액이 비산되면, 회전컵(4)에는 내측 부분뿐만 아니라 외측 부분, 특히 차양 부재(31)의 상면 부분에 약액이 잔류하거나, 염이 석출되거나 한다. 이러한 잔류 약액이나 석출된 염은 파티클이 되어 웨이퍼(W)에 부착하는 우려가 있다.

여기서, 회전컵(4)의 내측 부분은, 웨이퍼(W)를 린스 처리할 때에 어느 정도세정되지만, 회전컵의 외측 부분, 특히 차양 부재(31)의 상면 부분은 웨이퍼(W)의 린스 처리로는 세정되지 않는다.

그래서, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 세정 처리를 종료한 후, 도 7에 도시한 바와 같이, 구동 기구(81)에 의해 표면 처리액 공급 노즐(5)을 오버스캔하여 회전컵(4)의 바로 위쪽 위치인 컵 세정 위치(C)(도 2 참조)로 이동시키고, 처리액 공급 기구(85)로부터의 공급 액체를 순수(DIW)로 전환하여 표면 처리액 공급 노즐(5)로부터 순수(DIW)를 회전컵(4)의 외측 부분, 구체적으로는 차양 부재(31)의 상면에 공급하여 세정한다.

이에 따라, 회전컵(4)의 외측 부분, 특히 차양 부재(31)의 상면의 잔류 약액 이나 염을 매우 효과적으로 제거할 수 있고, 웨이퍼(W)에의 파티클의 부착을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 이와 같이, 웨이퍼(W)의 세정 처리 후, 웨이퍼(W)의 세정 처리에 이용하는 표면 처리액 공급 노즐(5)을 오버스캔하여 컵 세정 위치에 위치시키고, 거기서 세정액인 순수(DIW)를 회전컵(4)의 외측 부분에 공급하여 회전컵(4)의 외측 부분을 세정하기 때문에, 회전컵 세정용 노즐을 추가하지 않고 간편한 기구로 회전컵(4)의 외측 부분을 충분히 세정할 수 있다.

이 회전컵(4)의 세정은 웨이퍼(W)의 세정의 경우와 동일하게 회전컵(4)을 회전시키면서 행하지만, 이 때의 회전수는 웨이퍼(W)를 세정 처리할 때의 회전수보다도 낮게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 세정액이 배기컵(51) 내에서 비산하는 것을 억제할 수 있다. 예컨대, 웨이퍼(W)를 세정 처리할 때의 회전컵(4)[웨이퍼(W)]의 회전수는 300∼1000 rpm 정도이고, 회전컵(4)을 세정할 때의 회전수는 100∼300 rpm 정도이다.

또한, 회전컵(4)의 외측 부분을 세정할 때에, 표면 처리액 공급 노즐(5)을 차양부(31)의 내측 단부에 위치시킴으로써, 세정액이 차양부(31)의 내측에 감도는 것을 기대할 수 있고, 이 경우에는 회전컵(4)의 내부를 보다 확실하게 세정할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 변형 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 피처리 기판인 웨이퍼를 세정 처리하는 기구[표면 처리액 공급 노즐(5) 및 처리액 공급 기구(85)]를 회전컵의 세정 기구로서 이용한 예에 대해 나타냈지만, 웨이퍼를 세정 처리하는 기구와 회전컵을 세정 처리하는 기구를 따로따로 설치하도록 하더라도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼의 표리면을 세정하는 액처리 장치를 예로 들어 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 표면만 세정 처리하는 액처리 장치이더라도 좋고, 또한, 액처리에 대해서는 세정 처리에 한정되지 않고, 레지스트액 도포 처리나 그 후의 현상처리 등, 다른 액처리라도 상관없다. 또한, 상기 실시형태에서는 피처리 기판으로서 반도체 웨이퍼를 이용한 경우에 대해 나타냈지만, 액정 표시 장치(LCD)용의 유리 기판으로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 기판 등, 다른 기판에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼에 부착된 파티클이나 오염물을 제거하기 위한 세정 장치에 유효하다.

Claims (12)

1. 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와,

   상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과,

   상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와,

   기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 기구와,

   상기 회전컵의 외측 부분에 세정액을 공급하는 세정액 공급 기구

   를 포함하는 액처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 처리액 공급 기구는 상기 세정액 공급 기구를 겸하고 있는 것인 액처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전컵의 외측에 설치되며, 상기 회전컵으로부터 배출된 처리액을 수용하고, 수용한 처리액을 배액하는 배액구를 갖는 배액컵을 더 포함하는 액처리 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 배액컵의 외측에 상기 배액컵을 둘러싸도록 설치되며, 상기 회전컵 및 그 주위로부터 기체 성분 또는 미스트를 취입하여 배기하는 배기컵을 더 포함하는 액처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전컵은, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 단부의 위쪽을 덮도록 설치된 차양부와, 차양부에 연속하여 기판의 바깥쪽을 덮도록 설치된 외측 벽부를 갖고, 상기 세정액은 상기 차양부의 상면에 공급되는 것인 액처리 장치.
6. 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와,

   상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과,

   상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와,

   기판에 액처리를 실시하는 처리액 및 세정액을 토출하는 액토출 노즐과,

   상기 액토출 노즐에 처리액 및 세정액을 공급하는 액 공급부와,

   기판에 액을 토출하는 제1 위치와 상기 회전컵의 외측 부분에 액을 토출하는 제2 위치 사이에서 상기 액토출 노즐을 이동시키는 노즐 이동 기구

   를 포함하고,

   상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하고, 상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측 부분에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하는 것인 액처리 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하고, 상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시킨 상태에서 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측 부분에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하도록 상기 액 공급부와 상기 노즐 이동 기구를 제어하는 제어부를 더 포함하는 액처리 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 회전컵의 외측에 설치되며, 상기 회전컵으로부터 배출된 처리액을 수용하고, 수용한 처리액을 배액하는 배액구를 갖는 배액컵을 더 포함하는 액처리 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 배액컵의 외측에 상기 배액컵을 둘러싸도록 설치되며, 상기 회전컵 및 그 주위로부터 기체 성분 또는 미스트를 취입하여 배기하는 배기컵을 더 포함하는 액처리 장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 회전컵은, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 단부의 위쪽을 덮도록 설치된 차양부와, 차양부에 연속하여 기판의 바깥쪽을 덮도록 설치된 외측 벽부를 갖고, 상기 세정액은 상기 차양부의 상면에 공급되는 것인 액처리 장치.
11. 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과, 상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판에 액처리를 실시하는 처리액 및 세정액을 토출하는 액토출 노즐을 포함하는 액처리 장치를 이용하여 기판에 대해 액처리를 행하는 액처리 방법으로서,

    상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하는 단계와,

    상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하는 단계

    를 포함하는 액처리 방법.
12. 기판을 수평으로 유지시키며 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며 기판과 함께 회전 가능한 회전컵과, 상기 회전컵과 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판에 액처리를 실시하는 처리액 및 세정액을 토출하는 액토출 노즐을 포함하는 액처리 장치를 제어하는 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램이 기억된 기억 매체로서,

    상기 프로그램은, 실행 시에,

    상기 액토출 노즐을 기판에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 기판에 처리액을 토출하여 기판에 대해 액처리를 행하는 단계와,

    상기 액토출 노즐을 상기 회전컵에 대응하는 위치에 위치시키고, 상기 액토출 노즐로부터 회전컵의 외측에 세정액을 토출하여 회전컵을 세정하는 단계

    를 포함하는 액처리 방법이 실행되도록 컴퓨터로 하여금 상기 액처리 장치를 제어하게 하는 것인, 프로그램이 기억된 기억 매체.

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