KR101019445B1 - 액 처리 장치 - Google Patents

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가즈히사 마츠모토
노리히로 이토
마사미 아키모토
다카유키 도시마
히로미츠 난바
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

액 처리 장치는 기판을 수평으로 유지하고, 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며, 기판과 함께 회전 가능한 회전 컵과, 회전 컵 및 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 적어도 기판의 표면에 처리액을 공급하는 액 공급 기구와, 회전 컵으로부터 외부로 배기 및 배액하는 배기·배액부와, 표면이 기판 표면과 대략 연속하도록 기판의 외측에 설치되고, 기판 유지부 및 회전 컵과 함께 회전하며, 기판 표면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 표면을 통해 회전 컵으로부터 배기·배액부에 안내하는 안내 부재를 구비한다.

Description

액 처리 장치{LIQUID TREATMENT DEVICE}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액 처리 장치를 일부 절결하여 도시하는 개략 평면도.
도 3은 도 1의 액 처리 장치의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액 처리 장치의 처리 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 웨이퍼로부터 털어진 처리액의 상태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 안내 부재의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 7은 안내 부재를 설치하지 않는 경우에 있어서의 웨이퍼로부터 털어진 처리액의 상태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액 처리 장치의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 웨이퍼 유지부 2: 회전 모터
3, 3': 회전 컵 4: 표면 처리액 공급 노즐
5: 이면 처리액 공급 노즐 6: 배기·배액부
8: 케이싱 9: FFU
11: 회전 플레이트 13: 유지 부재
본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 소정의 액 처리, 예컨대 반도체 웨이퍼에 부착된 파티클이나 오염물을 제거하기 위한 세정 처리를 행하는 액 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼나 유리 기판에 처리액을 공급하여 액 처리를 행하는 프로세스가 다용되고 있다. 이와 같은 프로세스로서는, 예컨대 기판에 부착된 파티클이나 오염물 등을 제거하는 세정 처리, 포토리소그래피 공정에 있어서의 포토레지스트액이나 현상액의 도포 처리 등을 들 수 있다.
이러한 액 처리 장치로서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스핀 척으로 유지하고, 기판을 회전시킨 상태에서 웨이퍼의 표면 또는 표리면에 처리액을 공급하여 웨이퍼의 표면 또는 표리면에 액막을 형성하여 처리를 행하는 것이 알려져 있다.
이 종류의 장치에서, 통상 처리액은 웨이퍼의 중심에 공급되고, 기판을 회전시킴으로써 처리액을 바깥쪽으로 퍼지게 하여 액막을 형성하고, 처리액을 이탈시키는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 그리고, 기판의 바깥쪽으로 털어진 처리액을 아래쪽으로 유도하도록 웨이퍼의 외측을 둘러싸는 컵 등의 부재를 설치하여, 웨이퍼로부터 털어진 처리액을 조속히 배출하도록 하고 있다. 그러나, 이와 같이 컵 등을 설치하는 경우에는, 처리액이 미스트로서 비산하고, 기판까지 도달하여 워터마크나 파티클 등의 결함이 될 우려가 있다.
이러한 것을 방지할 수 있는 기술로서, 일본 특허 공개 평8-1064호 공보에는, 기판을 수평 지지한 상태에서 회전시키는 회전 지지 수단과 일체로 회전하도록, 기판으로부터 외측 둘레 방향으로 비산한 처리액을 수취하는 처리액 수취 부재를 설치하고, 처리액을 수취하여, 처리액을 바깥쪽으로 유도하여 회수하도록 하는 기술이 개시되어 있다.
이 기술에서는, 기판과 함께 회전하는 처리액 수취 부재가 기판의 외측 둘레부에 근접하여 배치되어 있기 때문에, 기판으로부터 외측 둘레 방향으로 비산한 처리액이 확실하게 회수되고, 기판으로의 처리액의 재부착이 방지된다고 하고 있다.
그러나, 상기 일본 특허 공개 평8-1064호 공보의 기술을 이용한다고 하여도, 미스트 등의 영향을 적지 않게 받아 버린다. 특히, 세정 처리에 있어서는, 세정 후의 건조 단계의 종료 시기에 있어서는, 미소 미스트의 재부착이나, 건조에 이용하는 이소프로필 알코올(IPA)의 국소적인 증발 촉진에 의한 건조 불량이 발생하기 쉬워져 버린다.
본 발명의 목적은, 기판을 회전하면서 기판에 처리액을 공급하여 기판에 액 처리를 행하는 액 처리 장치로서, 기판에 대한 처리액의 미스트의 비산을 억제할 수 있는 액 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 하나의 관점에 의하면, 기판을 수평으로 유지하고, 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며, 기판과 함께 회전 가능한 회전 컵과, 상기 회전 컵 및 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 적어도 기판의 표면에 처리액을 공급하는 액 공급 기구와, 상기 회전 컵으로부터 외부로 배기 및 배액하는 배기·배액부와, 표면이 기판 표면과 대략 연속하도록 기판의 외측에 설치되고, 상기 기판 유지부 및 상기 회전 컵과 함께 회전하며, 기판 표면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 표면을 통해 상기 회전 컵으로부터 상기 배기·배액부로 안내하는 안내 부재를 포함하는 액 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 기판을 수평으로 유지하고, 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며, 기판과 함께 회전 가능한 회전 컵과, 상기 회전 컵 및 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와, 기판의 표면에 처리액을 공급하는 표면 액 공급 기구와, 기판의 이면에 처리액을 공급하는 이면 액 공급 기구와, 상기 회전 컵으로부터 외부로 배기 및 배액하는 배기·배액부와, 표리면이 기판 표리면과 대략 연속하도록 기판의 외측에 설치되고, 상기 기판 유지부 및 상기 회전 컵과 함께 회전하며, 기판 표면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 표면을 통해 상기 회전 컵으로부터 상기 배기·배액부로 유도하고, 기판 이면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 이면을 통해 상기 회전 컵으로부터 상기 배기·배액부로 안내하는 안내 부재를 포함하는 액 처리 장치가 제공된다.
본 발명은, 기판을 회전하여 처리액이 기판으로부터 이탈할 때는, 기판 둘레 가장자리의 계면 장력의 영향과 함께, 기판 둘레 가장자리 근방의 액 흐름은 층류로부터 돌연히 불균일한 흐름으로 변화되고, 따라서 기판 에지 주변의 기류도 난류화되며, 미스트화되기 쉬워지는 경향이 있다고 하는 본 발명자들의 지견에 기초하여, 그와 같은 것을 억제하는 것이다.
즉, 본 발명에 따르면, 기판의 회전과 함께 회전하는 회전 컵을 설치하였기 때문에, 회전 컵에 원심력이 작용하여 고정 컵을 설치하였을 때와 같이 처리액의 미스트가 튀어 오르는 것을 억제할 수 있고, 또한 기판의 표면 또는 표리면으로부터 털어진 처리액은 안내 부재에 의해 층류 상태에서 회전 컵으로부터 배기·배액부로 유도할 수 있기 때문에 처리액이 기판으로부터 털어질 때의 미스트 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 액 처리중인 기판으로의 처리액의 미스트의 비산을 매우 효과적으로 억제할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 여기서는, 본 발명을 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 기재)의 표리면 세정을 행하는 액 처리 장치에 적용한 경우에 대해서 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도, 도 2는 그 평면도, 도 3은 그 주요부를 확대하여 도시하는 단면도이다. 이 액 처리 장치(100)는 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 유지하는 웨이퍼 유지부(1)와, 이 웨이퍼 유지부(1)를 회전시키는 회전 모터(2)와, 웨이퍼 유지부(1)에 유지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치되고, 웨이퍼 유지부(1)와 함께 회전하는 회전 컵(3)과, 웨이퍼(W)의 표면에 처리액을 공급하는 표면 처리액 공급 노즐(4)과, 웨이퍼(W)의 이면에 처리액을 공급하는 이면 처리액 공급 노즐(5)과, 회전 컵(3)의 둘레 가장자리부에 설치된 배기·배액부(6)를 갖고 있다. 또한, 배기·배액부(6)의 주위 및 웨이퍼(W)의 위쪽을 덮도록 케이싱(8)이 설치되어 있다. 케이싱(8)의 상부에는 팬·필터·유닛(FFU)(9)이 설치되어 있어, 웨이퍼 유지부(1)에 유지된 웨이퍼(W)에 청정 공기의 다운플로우가 공급되도록 되어 있다.
웨이퍼 유지부(1)는 수평으로 설치된 원판형을 이루는 회전 플레이트(11)와, 그 이면의 중심부에 접속되고, 아래쪽 수직으로 연장되는 원통형의 회전 축(12)을 갖고 있다. 회전 플레이트(11)의 중심부에는 회전 축(12) 내의 구멍(12a)에 연통하는 원형의 구멍(11a)이 형성되어 있다. 그리고, 구멍(12a) 및 구멍(11a) 내를 이면 처리액 공급 노즐(5)이 승강 가능하게 되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 회전 플레이트(11)에는 웨이퍼(W)의 외측 가장자리를 유지하는 유지 부재(13)가 등간격으로 3개 설치되어 있다. 이 유지 부재(13)는 웨이퍼(W)가 회전 플레이트(11)로부터 조금 뜬 상태에서 수평으로 웨이퍼(W)를 유지하도록 되어 있다. 그리고, 이 유지 부재(13)는 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 위치와 후방으로 회전 운동하여 유지를 해제하는 해제 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 회전 플레이트(11)의 단부 근방에는 중심측 부분보다 외측 부분쪽이 낮아지도록 둘레에 경사부(11b)가 형성되어 있다. 따라서, 회전 플레이트(11)의 단부가 다른 부분보다 얇게 형성되어 있다.
회전 축(12)의 하단에는 벨트(14)가 감겨져 있고, 벨트(14)는 풀리(15)에도 감겨져 있다. 그리고, 풀리(15)는 모터(2)에 의해 회전 가능하게 되어 있으며, 모터(2)의 회전에 의해 풀리(15) 및 벨트(14)를 통해 회전 축(12)을 회전하도록 되어 있다.
표면 처리액 공급 노즐(4)은 노즐 아암(16)의 선단부에 유지되어 있고, 도시하지 않는 액 공급 튜브로부터 처리액이 공급되며, 그 내부에 설치된 노즐 구멍을 통해 처리액을 토출하도록 되어 있다. 토출하는 처리액으로서는 세정용 약액, 순수 등의 린스액, IPA와 같은 건조 용매 등을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상의 처리액을 토출 가능하게 되어 있다. 노즐 아암(16)은 도 2에 도시하는 바와 같이 축(17)을 중심으로 하여 회전 운동 가능하게 설치되어 있고, 도시하지 않는 구동 기구에 의해 웨이퍼(W) 중심 상의 토출 위치와 웨이퍼(W)의 바깥쪽의 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 노즐 아암(16)은 상하 이동 가능하게 설치되어 있고, 회전 운동할 때에는 상승한 상태가 되며, 표면 처리액 공급 노즐(4)로부터 처리액을 토출할 때는 하강한 상태가 된다.
이면 처리액 공급 노즐(5)에는, 내부에 그 길이 방향을 따라 연장되는 노즐 구멍(5a)이 형성되어 있다. 그리고 도시하지 않는 처리액 튜브를 통해 노즐 구멍(5a)의 하단으로부터 소정의 처리액이 공급되고, 그 처리액이 노즐 구멍(5a)을 통해 웨이퍼(W)의 이면으로 토출되도록 되어 있다. 토출하는 처리액으로서는, 상기 표면 처리액 공급 노즐(4)과 같이, 세정용 약액, 순수 등의 린스액, IPA와 같은 건 조 용매 등을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상의 처리액을 토출 가능하게 되어 있다. 이면 처리액 공급 노즐(5)은 웨이퍼 승강 부재로서의 기능을 겸비하고 있고, 그 상단부에는 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지대(18)를 갖고 있다. 웨이퍼 지지대(18)의 상면에는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 3개의 웨이퍼 지지핀(19)(2개만 도시)을 갖고 있다. 그리고 이면 처리액 공급 노즐(5)의 하단에는 접속 부재(20)를 통해 실린더 기구(21)가 접속되어 있고, 이 실린더 기구(21)에 의해 이면 처리액 공급 노즐(5)을 승강시킴으로써 웨이퍼(W)를 승강시켜 웨이퍼(W)의 로딩 및 언로딩이 행해진다.
회전 컵(3)은 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 플레이트(11)의 단부로부터 위쪽으로 연장되어 수직 벽을 형성하도록 설치된 원통형의 수직 벽 부재(31)와, 수직 벽 부재(31)의 상단으로부터 안쪽으로 연장되는 원환형의 차양 부재(32)를 갖고 있다.
수직 벽 부재(31)의 웨이퍼(W)와 거의 동일한 높이의 위치에는 내단이 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리 근방까지 도달하는 원환형이면서 판형을 이루는 안내 부재(35)가 설치되어 있다. 안내 부재(35)는 그 표리면이 웨이퍼(W)의 표리면과 대략 연속하도록 설치되어 있다. 수직 벽 부재(31)에는 안내 부재(35)의 위쪽 위치 및 아래쪽 위치에, 그 내측으로부터 외측으로 관통하는 배출 구멍(33 및 34)이 각각 둘레 방향을 따라 복수 설치되어 있다. 배출 구멍(33)은 그 하면이 안내 부재(35)의 표면에 접하도록 설치되고, 배출 구멍(34)은 그 하면이 회전 플레이트(11)의 표면에 접하도록 설치되어 있다. 그리고, 모터(2)에 의해 웨이퍼 유지 부재(1) 및 회 전 컵(3)을 웨이퍼(W)와 함께 회전시켜 표면 처리액 공급 노즐(4)로부터 웨이퍼(W) 표면의 중심에 처리액을 공급하였을 때에는, 처리액은 원심력으로 웨이퍼(W)의 표면으로 퍼지고, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리로부터 털어진다. 이 웨이퍼(W) 표면으로부터 털어진 처리액은 대략 연속하여 설치된 안내 부재(35)의 표면에 안내되어 수직 벽 부재(31)에 도달하고, 원심력에 의해 배출 구멍(33)을 통과하여, 회전 컵(3)의 외측으로 배출되도록 되어 있다. 또한, 마찬가지로 웨이퍼 유지 부재(1) 및 회전 컵(3)을 웨이퍼(W)와 함께 회전시켜 이면 처리액 공급 노즐(5)로부터 웨이퍼(W)의 이면 중심에 처리액을 공급하였을 때는, 처리액은 원심력으로 웨이퍼(W)의 이면에서 퍼지고, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리로부터 털어진다. 이 웨이퍼(W)의 이면으로부터 털어진 처리액은 웨이퍼(W)의 이면과 대략 연속하여 설치된 안내 부재(35)의 이면에 안내되어 수직 벽 부재(31)에 도달하며, 원심력에 의해 배출 구멍(34)을 통과하여 회전 컵(3)의 외측으로 배출되도록 되어 있다. 이 때 수직 벽 부재(31)에는 원심력이 작용하고 있기 때문에 처리액의 미스트가 내측으로 복귀하는 것이 저지된다.
또한, 안내 부재(35)는 이와 같이 웨이퍼(W) 표면 및 이면으로부터 털어진 처리액을 안내하기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리로부터 이탈한 처리액이 쉽게 난류화되지 않고, 처리액을 미스트화시키지 않고 회전 컵 밖으로 유도할 수 있다. 이와 같이, 안내 부재(35)는 웨이퍼(W)의 표면 및 이면으로부터 털어진 처리액의 미스트화를 억제하는 것이고, 따라서 안내 부재(35)의 표리면에 요구되는 웨이퍼(W)의 표리면에 요구되는 연속성은, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면으로부터 털어진 처리액을 미스트의 비산 등을 발생시키지 않고 안내 가능한 정도의 연속성이라는 것으로 되며, 그 웨이퍼(W)와 인접하는 부분의 표리면의 높이가 웨이퍼(W)의 표리면의 높이와 동일한 것이 가장 바람직하다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 안내 부재(35)에는 웨이퍼 유지 부재(13)에 대응하는 위치에 웨이퍼 유지 부재(13)를 피하도록 절결부(36)가 마련되어 있다.
배기·배액부(6)는, 주로 회전 플레이트(11)와 회전 컵(3)에 의해 둘러싸인 공간으로부터 배기 및 배액을 회수하기 위한 것이며, 도 3의 확대도에도 도시하는 바와 같이, 회전 컵(3)에 있어서의 수직 벽 부재(31)의 배출 구멍(33, 34)으로부터 배출된 배액을 받는 환형을 이루는 배액 컵(41)과, 배액 컵(41)을 둘러싸도록 설치된 환형을 이루는 배기 컵(42)을 구비하고 있다. 배액 컵(41)의 바닥부에는 1지점에 배액구(43)가 마련되어 있고, 배액구(43)에는 배액관(44)이 접속되어 있다. 배액관(44)의 하류측에는 도시하지 않는 흡인 기구가 설치되어 있고, 회전 컵(3)으로부터 배액 컵(41)에 모인 배액이 배액구(43), 배액관(44)을 통해 조속히 배출되어, 폐기 또는 회수된다. 또한, 배액구(43)는 복수 지점에 마련되어 있어도 좋다. 또한, 배기 컵(42)은 회전 컵(3)도 둘러싸고, 그 상벽(42a)은 차양 부재(32)의 위쪽에 위치하고 있다. 그리고 배기 컵(42)은 그 상벽(42a)과 차양 부재(32) 사이의 개구부(42b)로부터 기체를 흡인하여 배기하도록 되어 있다. 또한 배기 컵(42)의 하부에는 배기구(45)가 마련되어 있고, 배기구(45)에는 배기관(46)이 접속되어 있다. 배기관(46)의 하류측에는 도시하지 않는 흡인 기기가 설치되어 있고, 회전 컵(3) 주위를 배기하는 것이 가능하게 되어 있다. 배기구(45)는 복수 마련되어 있고, 처 리액의 종류에 따라 전환하여 사용하는 것이 가능하게 되어 있다. 배기 컵(42)에는 도 3에 도시하는 바와 같이, 그 상벽에 둘레 방향을 따라 복수의 공기 취입구(47)가 마련되고, 그 내측 벽에는 상하 2단으로 둘레 방향을 따라 복수의 공기 취입구(48)가 마련되어 있다. 공기 취입구(47)는 배기 컵(42)의 위쪽 영역의 분위기를 흡인하고, 공기 취입구(48)는 회전 플레이트(11)의 아래쪽에 존재하는 기구부의 분위기를 흡인하여, 체류하고 있는 처리액의 가스화 성분을 제거하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한 배액 컵(41)의 외측에 그것을 둘러싸도록 배기 컵(42)이 설치되어 있기 때문에 배액 컵(41)으로부터 누출된 미스트도 확실하게 흡인할 수 있어, 처리액의 미스트가 외부로 확산되는 것이 방지된다.
다음에, 이상과 같이 구성되는 액 처리 장치(100)의 동작에 대해서 도 4a 내지 4d를 참조하여 설명한다. 우선, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 이면 처리액 공급 노즐(5)을 상승시킨 상태에서, 도시하지 않는 반송 아암으로부터 웨이퍼 지지대(18)의 지지핀 상에 웨이퍼(W)를 교환한다. 계속해서, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 이면 처리액 공급 노즐(5)을 웨이퍼(W)를 유지 부재(13)에 의해 유지 가능한 위치까지 하강시키고, 유지 부재(13)에 의해 웨이퍼(W)를 처킹한다. 그리고 도 4c에 도시하는 바와 같이, 표면 처리액 공급 노즐(4)을 후퇴 위치로부터 웨이퍼(W)의 중심상의 토출 위치로 이동시킨다.
이 상태에서, 도 4d에 도시하는 바와 같이, 모터(2)에 의해 유지 부재(1)를 회전 컵(3) 및 웨이퍼(W)와 함께 회전시키면서, 표면 처리액 공급 노즐(4) 및 이면 처리액 공급 노즐(5)로부터 소정의 처리액을 공급하여 세정 처리를 행한다.
이 세정 처리에 있어서는, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면의 중심에 처리액이 공급되고, 그 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 퍼지며, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리로부터 털어진다. 이 경우에 웨이퍼(W)의 외측을 둘러싸도록 설치되어 있는 컵이 웨이퍼(W)와 함께 회전하는 회전 컵(3)이기 때문에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)로부터 털어진 처리액이 수직 벽 부재(31)에 닿았을 때에 처리액에 원심력이 작용하여 수직 벽 부재(31)의 배출 구멍(33, 34) 주위에 액막(37)을 형성하기 때문에, 고정 컵의 경우와 같은 비산(미스트화)은 쉽게 발생하지 않는다. 그리고, 수직 벽 부재(31)에 도달한 처리액은 원심력에 의해 배출 구멍(33, 34)으로부터 회전 컵(3)의 외측으로 배출된다. 따라서, 고정 컵을 설치한 경우와 같이 컵에 닿아 미스트화된 처리액이 웨이퍼(W)로 복귀하는 것이 억제된다. 처리액의 공급이 정지되면 액막(37)으로서 수직 벽 부재(31)의 배출 구멍(33, 34) 주위에 체류되어 있던 처리액도 배출 구멍(33, 34)으로부터 배출되어, 회전 컵(3) 내에 처리액이 존재하지 않는 상태가 된다.
또한, 표리면이 웨이퍼(W)의 표리면과 대략 연속하도록 안내 부재(35)가 설치되어 있기 때문에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 원심력으로 웨이퍼(W)의 표리면에 있어서 둘레 가장자리로부터 털어진 처리액은 층류 상태에서 안내 부재(35)의 표리면에서 안내되어 수직 벽 부재(31)에 도달하고, 배출 구멍(33, 34)으로부터 수평 방향으로 외부로 배출된다(여기서, 배출 구멍(33, 34)은 청구항 제4, 10항에 기재된 "처리액 배출부"의 바람직한 일 실시예에 해당한다). 따라서, 처리액이 웨이퍼(W)로부터 털어내어진 시점에서의 처리액의 미스트화를 매우 효과적으로 억제할 수 있다.
즉, 안내 부재(35)가 설치되어 있지 않는 경우에는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 처리액이 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리로부터 이탈할 때에, 웨이퍼(W) 둘레 가장자리의 계면 장력의 영향 등의 요인에 의해 처리액은 난류화되고, 미스트화되기 쉬워지지만, 상기한 바와 같이 안내 부재(35)를 설치함으로써 이러한 난류화가 방지되기 때문에, 미스트화를 억제할 수 있는 것이다.
이와 같이, 회전 컵(3)과 안내 부재(35)의 상승 작용에 의해 웨이퍼(W) 근방에 있어서의 처리액의 미스트의 비산을 매우 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
또한, 도 1의 장치의 구성에서는 한번 회전 컵(3)의 외측으로 배출된 처리액이 배액 컵(41)의 벽부에 있어서의 미스트 상태에서 회전 컵(3)을 향해 복귀하는 경우도 있지만, 수직 벽 부재(31)의 내벽에는 액막(37)이 형성되어 있기 때문에 그와 같은 미스트가 회전 컵(3)의 내부에 도달할 우려는 거의 없다. 또한, 이 때문에 배액 컵(41) 내에서는 미스트의 발생에 의한 웨이퍼(W)의 오염을 고려할 필요가 없기 때문에, 배액 컵(41)을 작게 하는 것이 가능하고, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 배기 컵(42)이 배액 컵(41)을 둘러싸도록 설치되어 있기 때문에 배액 컵(41)을 소형화하여도, 배액 컵(41)으로부터 누출된 미스트를 배기 컵(42)으로 받아낼 수 있기 때문에 미스트가 외부로 비산하는 경우는 없다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액 처리 장치에 대해서 설명한다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액 처리 장치의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도이다. 본 실시예에서는, 안내 부재, 회전 컵 및 배기·배액부의 구조가 제1 실시예와 다르다. 이하, 이들의 다른 부분을 주로 설명하지만, 이하에 설명 하는 부분 이외의 다른 부분은 제1 실시예와 마찬가지로 구성되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 제1 실시예와 달리, 회전 컵(3) 대신에 아래쪽에 배액을 유도하는 구조를 갖는 회전 컵(3')을 이용하고 있다. 또한, 안내 부재(35) 대신에 이면이 내측으로부터 외측을 향해 아래쪽으로 경사지는 구조를 갖는 안내 부재(35')를 이용하고 있다. 또한, 이러한 구조의 상위로부터, 배액 컵(41)과 약간 구조가 다른 배액 컵(41')을 이용하고 있다. 또한, 배기를 배기관(도시 생략)으로 유도하기 쉽게 하기 위해 배기 컵(42)과 구조가 다른 배기 컵(42')을 이용하고 있다.
구체적으로는, 회전 컵(3')은 웨이퍼(W)로부터 털어진 처리액의 비산을 방지하고, 처리액을 아래쪽으로 유도하는 차양 부재(51)와, 차양 부재(51)와 안내 부재(35') 사이, 및 안내 부재(35')와 회전 플레이트(11) 사이에, 각각 처리액을 통과하는 복수의 슬릿(53 및 54)을 형성하기 위한 복수의 스페이서 부재(55 및 56)를 갖고 있다. 차양 부재(51), 스페이서 부재(55), 안내 부재(35'), 스페이서 부재(56), 회전 플레이트(11)는 나사 고정 등에 의해 일체적으로 고정되어, 이들이 일체적으로 회전되도록 되어 있다. 슬릿(53 및 54)은 둘레 방향을 따라 복수 배열되어 있고, 이들 복수의 슬릿(53 및 54)을 형성하기 위해 복수의 스페이서 부재(55 및 56)가 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 이러한 스페이서 부재 대신에 제1 실시예와 같이 구멍이 형성된 플레이트를 이용하여도 좋다.
차양 부재(51)는, 그 내측 벽이 내측으로부터 외측을 향해 아래쪽으로 만곡하고 있고, 그 하단은 회전 플레이트(11)보다 아래쪽까지 연장되어 있다. 그 하단 부와 회전 플레이트(11) 사이의 부분, 즉 회전 컵(3')의 하단 부분에 아래쪽을 향해 원환형의 개구부(57)가 형성되어 있어, 배액을 아래쪽으로 배출하도록 되어 있다. 그리고, 이 개구부(57)를 받도록, 즉 개구부(57)를 둘러싸도록 배액 컵(41')이 배치되어 있다. 이와 같이 차양 부재(51)의 하단을 회전 플레이트(11)의 아래쪽까지 연장함으로써, 회전 컵(3')으로부터의 액의 배출부를 웨이퍼로부터 멀리할 수 있어, 미스트의 복귀를 적게 할 수 있다. 이와 같은 관점으로부터, 차양 부재(51)의 하단의 위치는 가능한 한 아래쪽으로 연장하여 웨이퍼(W)로부터 매우 멀리하는 것이 바람직하다. 배액 컵(41')은 배액 컵(41)과 배액을 받는 부분의 구성이 다를 뿐, 다른 구성은 배액 컵(41)과 거의 동일하고, 배액구(43)가 마련되어 거기에 배액관(44)이 접속되어 있는 점도 동일하다.
차양 부재(51)의 외측의 면은 선단으로부터 외측 둘레측을 향해 하측으로 경사져 있고, 그 경사에 연속하여 하측을 향하는 곡선이 형성되어 있다. 또한, 배기 컵(42')은 그 상벽(42a')이 차양 부재(51)의 경사에 대응하여 외측 둘레측을 향해 하측으로 경사지고, 그 경사 부분과 연속하여 하측을 향하는 곡선이 형성되어 있다. 이에 따라, 상벽(42a')과 차양 부재(51) 사이에 형성된 개구부(42b')로부터 흡인된 기체를 배기관(도시 생략)으로 유도하기 쉽게 되어 있다.
이와 같이 구성되는 액 처리 장치에 있어서는, 제1 실시예와 같이, 모터(2)에 의해 유지 부재(1)를 회전 컵(3') 및 웨이퍼(W)와 함께 회전시키면서, 표면 처리액 공급 노즐(4) 및 이면 처리액 공급 노즐(5)로부터 소정의 처리액을 공급하여 세정 처리를 행한다. 이 때에, 도8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 있어서 둘레 가장자리로부터 털어진 처리액은 안내 부재(35')의 표면 및 이면에서 안내되어, 각각 수평 방향으로 슬릿(53, 54)을 통과한 후(여기서, 슬릿(53, 54)은 청구항 제4, 10항에 기재된 "처리액 배출부"의 바람직한 일 실시예에 해당한다), 차양 부재(51)의 내벽을 따라 아래쪽으로 유도되고(여기서, 차양 부재(51)의 내벽은 청구항 제5, 11항의 "안내 벽"의 바람직한 일 실시예에 해당한다), 회전 컵(3')의 하단 부분에 형성된 원환형의 개구부(57)로부터 배액 컵(41')으로 배출된다. 이 경우에 제1 실시예에 있어서의 안내 부재(35)와 같은 기능을 갖는 안내 부재(35)와 같은 기능을 갖는 안내 부재(35')를 설치하고 있기 때문에, 처리액이 난류화되지 않고 회전 컵(3')으로부터 배액 컵(41')으로 유도된다. 이 경우에, 본 실시예에서는 회전 컵(3')의 하단으로부터 아래쪽의 배액 컵(41')으로 처리액을 유도하기 때문에 배액 컵(41')에서 처리액이 미스트화되어도 웨이퍼(W)와는 격리되어 있기 때문에 웨이퍼(W)로의 미스트의 영향을 보다 적게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 여러 가지 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는 웨이퍼의 표리면 세정을 행하는 액 처리 장치를 예로 들어 나타내었지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 표면의 세정 처리를 행하는 액 처리 장치라도 좋고, 또한 액 처리에 대해서는 세정 처리에 한하지 않으며, 레지스트 액 도포 처리나 그 후의 현상 처리 등, 다른 액 처리라도 상관없다. 또한, 상기 실시예에서는 피처리 기판으로서 반도체 웨이퍼를 이용한 경우에 대해서 나타내었지만, 액정 표시 장치(LCD)용 유리 기판으로 대표되는 플랫 패널 디스플레이(FPD)용 기판 등, 다른 기판에 적용 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따르면, 기판의 회전과 함께 회전하는 회전 컵을 설치하였기 때문에, 회전 컵에 원심력이 작용하여 고정 컵을 설치하였을 때와 같이 처리액의 미스 트가 튀어 오르는 것을 억제할 수 있고, 또한 기판의 표면 또는 표리면으로부터 털어진 처리액은 안내 부재에 의해 층류 상태에서 회전 컵으로부터 배기·배액부로 유도할 수 있기 때문에 처리액이 기판으로부터 털어질 때의 미스트 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 액 처리중인 기판으로의 처리액의 미스트의 비산을 매우 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (12)

  1. 기판을 수평으로 유지하고, 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸고, 기판과 함께 회전 가능한 회전 컵과,
    상기 회전 컵 및 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와,
    적어도 기판의 표면에 처리액을 공급하는 액 공급 기구와,
    상기 회전 컵으로부터 외부로 배기 및 배액하는 배기·배액부와,
    표면이 기판 표면과 연속하도록 기판의 외측에 설치되고, 상기 기판 유지부 및 상기 회전 컵과 함께 회전하며, 기판 표면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 표면을 통해 상기 회전 컵으로부터 상기 배기·배액부로 안내하는 안내 부재를 포함하는 액 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안내 부재는 기판과 인접하는 부분의 표면의 높이 위치가, 기판의 표면의 높이 위치와 일치하고 있는 것인 액 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안내 부재는 그 내단이 기판에 근접하도록 설치되어 환형의 판형체로 이루어지는 것인 액 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 컵은 기판으로부터 털어진 처리액을 수평 방향으 로 배출하는 처리액 배출부를 포함하고 있는 것인 액 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전 컵은 기판으로부터 털어진 처리액을 취입하여 아래쪽으로 안내하는 안내 벽과, 취입한 처리액을 아래쪽으로 배출하는 개구부를 포함하고 있는 것인 액 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배기·배액부는 기판으로부터 털어진 배액을 수취하는 환형을 이루는 배액 컵과, 상기 배액 컵의 외측에 설치되고, 상기 회전 컵의 배기를 행하는 배기 컵을 포함하는 것인 액 처리 장치.
  7. 기판을 수평으로 유지하고, 기판과 함께 회전 가능한 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판을 둘러싸며, 기판과 함께 회전 가능한 회전 컵과,
    상기 회전 컵 및 상기 기판 유지부를 일체적으로 회전시키는 회전 기구와,
    기판의 표면에 처리액을 공급하는 표면 액 공급 기구와,
    기판의 이면에 처리액을 공급하는 이면 액 공급 기구와,
    상기 회전 컵으로부터 외부로 배기 및 배액 하는 배기·배액부와,
    표리면이 기판 표리면과 연속하도록 기판의 외측에 설치되고, 상기 기판 유지부 및 상기 회전 컵과 함께 회전하며, 기판 표면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 표면을 통해 상기 회전 컵으로부터 상기 배기·배액부로 유도하고, 기판 이면에 공급되어 기판으로부터 털어진 처리액을 그 이면을 통해 상기 회전 컵으로부터 상기 배기·배액부로 안내하는 안내 부재를 포함하는 액 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 안내 부재는 기판과 인접하는 부분의 표면 및 이면의 높이 위치가, 기판의 표면 및 이면의 높이 위치와 일치하고 있는 것인 액 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 안내 부재는 그 내단이 기판에 근접하도록 설치되어 환형의 판형체로 이루어지는 것인 액 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 회전 컵은 기판으로부터 털어진 처리액을 수평 방향으로 배출하는 처리액 배출부를 포함하고 있는 것인 액 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 회전 컵은 기판으로부터 털어진 처리액을 취입하여 아래쪽으로 안내하는 안내 벽과, 취입한 처리액을 아래쪽으로 배출하는 개구부를 포함하고 있는 것인 액 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 배기·배액부는 기판으로부터 털어진 배액을 수취하는 환형을 이루는 배액 컵과, 상기 배액 컵의 외측에 설치되고, 상기 회전 컵의 배기 를 행하는 배기 컵을 포함하는 것인 액 처리 장치.
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