KR101398759B1 - 노즐, 기판처리장치, 및 기판처리방법 - Google Patents

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마이 야마카와
타카요시 타나카
아유미 히구치
레이 타케아키
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Abstract

기판을 처리하는 처리액의 액적을 토출하는 노즐은 본체와 압전소자를 포함한다. 상기 본체는 처리액이 공급되는 공급구와, 상기 공급구에 공급된 처리액을 배출하는 배출구와, 상기 공급구와 상기 배출구를 접속하는 처리액 유통로와 처리액을 토출하는 복수의 토출구를 포함한다. 상기 처리액 유통로는 복수의 분기유로를 포함한다. 상기 복수의 분기유로는 상기 공급구와 상기 배출구 사이에서 분기되고, 상기 공급구와 상기 배출구 사이에서 집합하고 있다. 상기 복수의 토출구는 상기 복수의 분기유로에 각각 대응하는 복수의 열을 구성해 있다. 또한, 상기 복수의 토출구는 대응하는 상기 분기유로를 따라 배열되어 있음과 함께, 대응하는 상기 분기유로에 접속되어 있다. 상기 압전소자는 상기 복수의 분기유로를 흐르는 처리액에 진동을 부여한다.

Description

노즐, 기판처리장치, 및 기판처리방법{NOZZLE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판을 처리하는 처리액의 액적을 토출하는 노즐, 이러한 노즐을 구비한 기판처리장치, 및 그러한 노즐을 이용한 기판처리방법에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정표시장치 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용 유리 기판 등의 기판으로부터 파티클 등의 이물질을 제거하는 세정처리가 행하여진다. 예를 들면 일본특허공개 2007-227878호 공보 및 일본특허공개 제2010-56376호 공보에는, 처리액의 액적을 기판에 충돌시켜 기판을 세정하는 매엽식의 기판처리장치가 개시되어 있다.
일본특허공개 제2007-227878호 공보 기재의 기판처리장치는 처리액과 기체를 충돌시킴으로써, 처리액의 액적을 생성하는 이류체 노즐을 구비하고 있다. 이류체 노즐은 처리액 토출구와 기체 토출구가 형성된 케이싱을 포함한다. 처리액 토출구 및 기체 토출구로부터 각각 처리액 및 기체가 동시에 토출되면, 케이싱의 근방에서 처리액과 기체가 충돌하여, 처리액의 액적이 생성된다.
한편, 일본특허공개 제2010-56376호 공보 기재의 기판처리장치는 처리액에 진동을 부여함으로써, 처리액의 액적을 생성하는 세정노즐을 구비하고 있다. 세정노즐은 복수의 토출구가 형성된 통형상체와, 통형상체에 장착된 압전소자를 포함한다. 통형상체의 내부에는, 10MPa 이하의 압력으로 처리액이 공급되어 있다. 교류 전압이 압전소자에 인가되면, 통형상체 내의 처리액에 진동이 부여되어 복수의 토출구로부터 처리액의 액적이 분사된다.
처리액의 액적을 기판에 충돌시켜 기판을 세정하는 경우, 노즐로부터 분사되는 액적의 수는 많은 것이 바람직하다. 즉, 기판에 대한 액적의 충돌 회수가 많을수록, 기판에 부착되어 있는 이물질에의 충돌의 확률이 오르기 때문에, 제거 효과도 상승되므로, 노즐로부터 분사되는 액적의 수가 많으면, 양호한 세정을 행할 수 있다. 또한, 액적 수가 많아질수록 같은 세정처리를 단시간에 실시하기 때문에, 시간당 처리하는 기판의 매수를 늘리는 것도 가능하게 된다. 또한, 처리액의 액적을 기판에 충돌시켜 기판을 세정하는 경우, 액적의 크기(입경) 및 속도의 편차는 작은 것이 바람직하다. 즉, 입경 및/또는 속도의 편차가 크면 세정에 얼룩이 생기거나 기판상에 형성된 디바이스 패턴에 손상이 가해져 디바이스 패턴을 파괴하여 버리는 경우가 있다.
전술한 이류체 노즐은 처리액과 기체를 충돌시킴으로써, 처리액의 액적을 생성한다. 그 때문에, 입경 및 속도를 제어하는 것이 곤란하다. 한편, 일본특허공개 제2010-56376호 공보 기재의 세정노즐에서는, 세정노즐에 공급되는 처리액의 압력 및 압전소자의 진동을 제어함으로써, 입경 및 속도의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 양호한 세정을 행할 수 있다.
그런데, 일본특허공개 제2010-56376호 공보 기재의 세정노즐에서는, 작은 구멍으로부터 속도의 큰 액적을 내보내기 위해 보다 높은 압력이 필요하므로, 최대로 10MPa의 압력으로 처리액이 통형상체의 내부에 공급된다. 그 때문에, 예를 들면 충분한 두께를 갖는 통형상체를 사용함으로써, 액압(液壓)에 견디는 강도를 세정노즐에 확보할 필요가 있다. 그러나, 통형상체의 두께가 크면 세정노즐이 대형화하여 버린다. 세정노즐은 기판처리장치 내의 한정된 공간에 배치되기 때문에, 소형인 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 노즐로부터 분사되는 처리액의 액적의 크기 및 속도의 편차를 억제할 수 있고, 노즐의 대형화를 억제할 수 있는 노즐, 이 노즐을 구비한 기판처리장치, 및 이 노즐을 이용한 기판처리방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기판의 전면(全面)을 충분히 세정할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 본체와 압전소자를 포함하고, 기판을 처리하는 처리액의 액적을 토출하는 노즐을 제공한다. 상기 본체는 처리액이 공급되는 공급구와, 상기 공급구에 공급된 처리액을 배출하는 배출구와, 상기 공급구와 상기 배출구를 접속하는 처리액 유통로와, 처리액을 토출하는 복수의 토출구를 포함한다. 상기 처리액 유통로는 복수의 분기유로를 포함한다. 상기 복수의 분기유로는 상기 공급구와 상기 배출구 사이에서 분기되고, 상기 공급구와 상기 배출구 사이에서 집합되어 있다. 상기 복수의 토출구는 상기 복수의 분기유로에 각각 대응하는 복수의 열을 구성하고 있다. 또한, 상기 복수의 토출구는 대응하는 상기 분기유로를 따라 배열되어 있음과 함께, 대응하는 상기 분기유로에 접속되어 있다. 상기 압전소자는 상기 복수의 분기유로를 흐르는 처리액에 진동을 부여한다.
이 구성의 노즐에 의하면, 공급구에 공급된 처리액이, 배출구를 향하여 처리액 유통로를 흐른다. 처리액 유통로는 복수의 분기유로를 포함한다. 분기유로에 공급된 처리액은 그 분기유로에 접속된 복수의 토출구로부터 토출된다. 토출구로부터 토출되는 처리액은 압전소자에 의해 부여되는 진동에 의해 분단된다. 이에 의해, 복수의 처리액의 액적이 노즐로부터 분사된다. 또한, 공급구에 공급된 처리액을 배출구로부터 배출시킴으로써, 처리액 유통로에 공급된 처리액이 처리액 유통로에 머무는 것을 확실히 억제 또는 방지할 수 있다. 토출구로부터 토출되는 처리액의 액적의 크기 및 속도는 예를 들면, 노즐에 공급되는 처리액의 압력 및 압전소자의 진동에 의해 제어된다. 따라서, 액적의 크기 및 속도의 편차를 억제할 수 있다.
전술한 바와 같이, 처리액 유통로는 복수의 분기유로를 포함한다. 처리액 유통로를 분기시킴으로써, 처리액 유통로의 전체 길이를 증가시킬 수 있다. 따라서, 보다 많은 토출구를 처리액 유통로에 개별적으로 접속할 수 있다. 이에 의해, 보다 많은 액적을 노즐로부터 동시에 분사시킬 수 있다. 예를 들면, 처리액 유통로의 유로면적(처리액 유통로에 직교하는 단면의 면적)을 증가시킴으로써, 보다 많은 토출구를 처리액 유통로에 개별적으로 접속하는 것이 고려된다. 그러나, 처리액 유통로의 유로면적이 증가하면, 처리액의 압력에 의해 본체에 가해지는 힘이 증가한다. 그 때문에, 본체의 강도를 증가시킬 필요가 있어, 노즐이 대형화된다. 따라서, 처리액 유통로를 분기시킴으로써, 노즐의 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 복수의 토출구가 대응하는 분기유로를 따라 배열되어 있기 때문에, 예를 들면 복수의 토출구가 분기유로에 직교하는 방향으로 배열되어 있는 경우에 비하여, 유로면적의 증가를 억제할 수 있다. 이에 의해, 노즐의 대형화를 억제할 수 있다.
상기 본체는 석영을 포함하는 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 석영은 예를 들면 수지보다 강도가 높다. 따라서, 석영을 포함하는 재료에 의해 본체를 형성함으로써, 노즐의 강도를 확보하면서, 노즐의 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 석영은 내약성(耐藥性)을 갖고 있다. 따라서, 석영을 포함하는 재료에 의해 본체를 형성함으로써, 노즐의 부식을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 본체는 석영을 포함하는 재료에 한정되지 않으며, 수지를 포함하는 재료, 금속을 포함하는 재료, 및 세라믹을 포함하는 재료 중 어느 하나에 의해 형성되어도 좋다. 그러나, 수지는 석영보다 강도가 낮기 때문에, 충분한 강도를 노즐에 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 금속을 포함하는 재료에 의해 본체를 형성하였을 경우에는, 노즐 내를 흐르는 처리액에 금속이 용출(溶出)하여, 처리액에 용해된 금속에 의해 기판이 오염될 우려가 있다. 또한, 세라믹은 다공질이므로, 세라믹을 포함하는 재료에 의해 본체를 형성하였을 경우에는, 본체의 일부가 깨져 떨어져서, 본체의 파편이 기판에 공급될 우려가 있다. 따라서, 본체는 석영을 포함하는 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐은 상기 압전소자를 덮는 커버와, 상기 커버 내에서 상기 압전소자에 접속된 배선을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 압전소자 및 배선(상기 배선)이 커버에 의해 보호되어 있다. 따라서, 노즐이 약액 분위기에서 사용되는 경우라도, 압전소자 및 배선이 약액 분위기에 노출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 약액과의 접촉에 의해 압전소자 및 배선이 부식하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 본체는 상기 분기유로와 상기 토출구를 접속하는 접속로를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 접속로는 상기 토출구에 가까워짐에 따라 유로면적이 감소하는 감소부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 감소부의 유로면적은 상기 토출구에 가까워짐에 따라 연속적으로 감소되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 분기유로를 흐르는 처리액이, 접속로를 통하여 토출구로부터 토출된다. 접속로에 형성된 감소부의 유로면적은 토출구에 가까워짐에 따라 감소되어 있다. 따라서, 접속로에서의 처리액의 압력의 저하를 저감할 수 있다. 즉, 접속로에서의 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 감소부의 유로면적이 연속적으로 감소되어 있는 경우에는, 접속로에서의 응력 집중을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 상기 처리액 유통로 및 접속로는 상기 본체의 내부에 형성되어 있고, 상기 본체는 서로 결합된 복수의 분할체를 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 복수의 분할체가 결합됨으로써, 본체가 형성된다. 따라서, 복수의 분할체를 개별적으로 성형할 수 있다. 그 때문에, 처리액 유통로 및 접속로에 상당하는 오목부가 형성된 복수의 분할체를 결합함으로써, 처리액 유통로 및 접속로를 형성할 수 있다. 접속로에 형성된 감소부의 유로면적이, 토출구에 가까워짐에 따라 감소되어 있으므로, 토출구측으로부터 감소부를 형성하는 것은 곤란하다. 한편, 복수의 분할체가 결합되기 전이라면, 분기유로측으로부터 감소부를 형성할 수 있다. 따라서, 감소부를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 유지하는 기판유지유닛과, 상기 기판유지유닛에 유지된 기판을 향하여 처리액의 액적을 토출하는, 전술한 바와 같은 특징을 갖는 노즐과, 상기 노즐의 상기 공급구에 처리액을 공급하는 처리액공급유닛과, 상기 노즐의 상기 압전소자에 전압을 인가하는 전압인가유닛을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
　　이 구성의 기판처리장치에 의하면, 처리액공급유닛으로부터 노즐에 처리액을 공급함과 함께, 전압인가유닛에 의해 압전소자에 전압을 인가함으로써, 복수의 처리액의 액적을 노즐로부터 분사시킬 수 있다. 이에 의해, 기판유지유닛에 유지된 기판에 처리액의 액적을 충돌시키고, 기판에 부착되어 있는 이물질을, 액적의 운동 에너지에 의해 물리적으로 제거할 수 있다. 또한, 예를 들면, 노즐에 공급되는 처리액의 압력 및 압전소자의 진동을 제어함으로써, 액적의 크기 및 속도의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 양호한 세정을 행할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기판처리장치는 상기 기판유지유닛에 유지된 기판의 주면(主面)을 따라 뻗어 있고, 상기 주면에 수직한 수직 방향에서 보았을 때에 상기 주면의 중심을 통과하는 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시킴과 함께, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 복수의 토출구에 의해 구성된 복수의 열과 상기 궤적이 교차하도록 상기 노즐을 유지하는 노즐이동유닛을 더 포함한다. 상기 기판의 주면은 디바이스 형성면인 기판의 표면이라도 좋고, 비디바이스 형성면인 기판의 이면(裏面)이라도 좋다.
이 구성에 의하면, 노즐이동유닛이, 기판의 주면에 수직한 방향에서 보았을 때에 상기 주면의 중심을 통과하는 궤적을 따라 노즐을 이동시킨다. 또한, 노즐이동유닛은 기판의 주면에 수직한 방향에서 보았을 때에 복수의 토출구에 의해 구성된 복수의 열과 궤적이 교차하도록 노즐을 유지하고 있다. 즉, 기판의 주면에 수직한 방향에서 보았을 때에, 모든 열과 궤적이 교차하고 있다. 따라서, 노즐로부터 처리액의 액적을 분사시키면서, 상기 궤적을 따라 노즐을 이동시킴으로써, 모든 열로부터 분사된 처리액의 액적을 기판의 주면 중앙부에 순차적으로 충돌시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 주면 중앙부를 양호하게 세정할 수 있다.
상기 기판처리장치는 상기 노즐이동유닛을 제어하는 제어유닛을 더 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 제어유닛은 상기 노즐이동유닛을 제어함으로써, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 중심에 겹치는 중심 위치와, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 둘레 가장자리(周緣)와 겹쳐지는 둘레 가장자리 위치 사이에서, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 복수의 열이 상기 주면의 중심에 순차적으로 겹치도록 상기 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시켜도 좋다. 또한, 상기 제어유닛은 상기 노즐이동유닛을 제어함으로써, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 둘레 가장자리와 겹쳐지는 제1 둘레 가장자리 위치와, 상기 제1 둘레 가장자리 위치와는 다른 위치이며, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 둘레 가장자리와 겹쳐지는 제2 둘레 가장자리 위치 사이에서, 상기 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시켜도 좋다.
중심 위치와 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시키는 경우, 및 제1 둘레 가장자리 위치와 제2 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시키는 경우, 어느 경우라도, 모든 열로부터 분사된 처리액의 액적을 기판의 주면 중앙부에 순차적으로 충돌시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 주면 중앙부를 양호하게 세정할 수 있다. 또한, 중심 위치와 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시키는 경우에는, 제1 둘레 가장자리 위치와 제2 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시키는 경우에 비하여, 노즐의 이동 범위가 좁다. 따라서, 중심 위치와 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시킴으로써, 기판처리장치 내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 바와 같은 특징을 갖는 노즐이 기판의 주면에 대향하여 있는 상태에서 상기 노즐의 상기 공급구에 처리액을 공급하는 공정과, 상기 처리액을 공급하는 공정과 병행하여, 상기 노즐의 상기 압전소자에 전압을 인가하는 공정을 포함하는 기판처리방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 전술한 기판처리장치의 발명에 관하여 설명한 효과와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 유지하여 회전시키는 기판유지회전유닛과, 처리액의 액적을 토출하는 복수의 토출구를 일렬로 늘어선 열이 복수열 배치되고, 상기 기판유지회전유닛에 유지된 기판을 향하여 처리액의 액적을 토출하는 노즐, 상기 기판유지회전유닛에 유지된 기판의 주면에 수직한 수직 방향에서 보았을 때에 상기 주면의 회전 중심을 통과하는 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시킴과 함께, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 복수의 상기 열과 상기 궤적이 교차하도록 상기 노즐을 유지하는 노즐유지이동유닛을 구비하는 기판처리장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 노즐유지이동유닛이, 기판의 주면에 수직한 방향에서 보았을 때에 상기 주면의 중심을 통과하는 궤적을 따라 노즐을 이동시킨다. 또한, 노즐유지이동유닛은 기판의 주면에 수직한 방향에서 보았을 때에 복수의 토출구에 의해 구성된 복수의 열과 궤적이 교차하도록 노즐을 유지하고 있다. 즉, 기판의 주면에 수직한 방향에서 보았을 때에, 모든 열과 궤적이 교차하고 있다. 따라서, 노즐로부터 처리액의 액적을 분사시키면서, 상기 궤적을 따라 노즐을 이동시킴으로써, 모든 열로부터 분사된 처리액의 액적을 기판의 주면 중앙부에 순차적으로 충돌시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 주면 중앙부를 양호하게 세정할 수 있다.
일본특허공개 제2011-29315호 공보에는, 처리액에 진동을 부여함으로써, 처리액의 액적을 생성하는 세정헤드를 구비한 기판처리장치가 개시되어 있다. 세정헤드는 복수의 토출구멍을 일렬로 늘어놓은 구멍 열이 복수 열 설치된 통형상체와, 통형상체에 장착된 압전소자를 포함한다. 통형상체의 내부에는, 처리액이 공급된다. 교류 전압이 압전소자에 인가되면, 통형상체 내의 처리액에 진동이 부여되어, 복수의 토출구멍으로부터 처리액의 액적이 분사된다. 이 기판처리장치에 있어서, 기판의 세정처리를 할 때, 기판을 회전시키면서, 세정헤드를 기판의 중심부 위쪽과 끝 가장지리부 위쪽 사이에서 스캔시킨다. 이 때, 세정헤드가 세정헤드에 형성된 토출구멍의 구멍 열의 배열 방향과 같은 방향으로 스캔되면, 기판의 중심부에 있어서는, 세정헤드에 형성된 복수의 구멍 열 중, 일부의 구멍 열로부터 토출되는 처리액의 액적 밖에 기판의 중심부에 공급되지 않기 때문에, 기판의 중심부가 충분히 세정되지 않는 경우가 있었다.
전술한 기판처리장치는 이러한 과제에 대한 해결 유닛을 제공하고, 기판의 전면을 충분히 세정할 수 있는 기판처리장치를 실현한다.
상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 회전 중심에 겹치는 중심 위치와, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 둘레 가장자리와 겹쳐지는 둘레 가장자리 위치 사이에서, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 복수의 상기 열이 상기 주면의 회전 중심에 순차적으로 겹치도록 상기 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시키도록 상기 노즐유지이동유닛을 제어하는 제어유닛을 더 구비하고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 모든 열로부터 분사된 처리액의 액적을 기판의 주면 중앙부에 순차적으로 충돌시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 주면 중앙부를 양호하게 세정할 수 있다. 또한, 중앙 위치와 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시키는 경우에는, 제1 둘레 가장자리 위치와 제1 둘레 가장자리 위치와는 다른 제2 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시키는 경우에 비하여, 노즐의 이동 범위가 좁다. 따라서, 중심 위치와 둘레 가장자리 위치 사이에서 노즐을 이동시킴으로써, 기판처리장치 내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.
상기 노즐은 상기 열에 따라 처리액이 유통하고, 상기 토출구에 접속되어 있는 처리액유로가 복수의 상기 열의 각각 대응하여 형성되어 있는 본체와, 상기 처리액유로를 유통하는 처리액에 진동을 부여하는 압전소자를 포함하고, 상기 압전소자에 전압을 인가하는 전압인가유닛을 더 구비하고 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 처리액유로에 처리액을 유통시킴과 함께, 전압인가유닛에 의해 압전소자에 전압을 인가함으로써, 복수의 처리액의 액적을 노즐로부터 분사시킬 수 있다. 이에 의해, 기판유지유닛에 유지된 기판에 처리액의 액적을 충돌시키고, 기판에 부착되어 있는 이물질을, 액적의 운동 에너지에 의해 물리적으로 제거할 수 있다. 또한, 예를 들면, 노즐에 공급되는 처리액의 압력 및 압전소자의 진동을 제어함으로써, 액적의 크기 및 속도의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 양호한 세정을 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 유지하여 회전시키는 기판유지회전공정과, 처리액의 액적을 토출하는 복수의 토출구를 일렬로 늘어선 열이 복수열 배치된, 기판을 향하여 처리액의 액적을 토출하는 노즐을, 기판의 주면에 수직한 수직 방향에서 보았을 때에 상기 주면의 회전 중심을 통과하는 궤적을 따라 이동시키는 노즐이동공정을 포함하고, 상기 노즐이동공정에 있어서, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 복수의 상기 열과 상기 궤적이 교차하도록 상기 노즐은 유지되는 기판처리방법을 제공한다. 이 방법에 의해, 기판의 전면을 충분히 세정할 수 있다.
상기 노즐이동공정은 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 회전 중심에 겹치는 중심 위치와, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 둘레 가장자리와 겹쳐지는 둘레 가장자리 위치 사이에서, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 복수의 상기 열이 상기 주면의 회전 중심에 순차적으로 겹치도록 상기 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시켜도 좋다.
본 발명에서의 상술한 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는 첨부도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사 노즐 및 이것에 관련하는 구성의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사 노즐의 모식적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사 노즐의 모식적인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사 노즐에 구비된 본체의 구성에 대하여 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 5에서의 VI-VI선을 따른 본체의 단면도이다.
도 7은 도 5에서의 VII-VII선을 따른 본체의 단면도이다.
도 8은 도 6의 일부를 확대한 도면이다.
도 9A도∼도 9D는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치에 의해 행해지는 기판의 처리예에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 분사 노즐이 중심 위치에 위치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 분사 노즐 및 이것에 관련하는 구성의 평면도이다.
도 12는 분사 노즐이 중심 위치에 이르기 직전 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13은 분사 노즐이 중심 위치에 위치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치(1)의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사노즐(4) 및 이것에 관련하는 구성의 평면도이다.
이 기판처리장치(1)는 반도체 웨이퍼 등의 원형의 기판(W)을 1매씩 처리하는 매엽식(枚葉式)의 기판처리장치이다. 기판처리장치(1)는 기판(W)을 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀척(2)(기판유지유닛, 기판유지회전유닛)과, 스핀척(2)을 둘러싸는 통 형상의 컵(3)과, 스핀척(2)에 유지된 기판(W)에 처리액의 액적을 공급하는 분사노즐(4)과, 스핀척(2)에 유지된 기판(W)에 린스액을 공급하는 제1 린스액노즐(5) 및 제2 린스액노즐(6)과 스핀척(2) 등의 기판처리장치(1)에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어장치(7)(제어유닛)를 구비하고 있다. 분사노즐(4)은 본 발명의 노즐의 일례이다.
스핀척(2)은 기판(W)을 수평으로 유지하여 상기 기판(W)의 중심을 통과하는 연직축선 둘레로 회전 가능한 스핀 베이스(8)와, 이 스핀 베이스(8)을 연직축선 둘레로 회전시키는 스핀 모터(9)를 포함한다. 스핀척(2)은 기판(W)을 수평 방향으로 끼워 상기 기판(W)을 수평으로 유지하는 협지식의 척이어도 좋고, 비(非)디바이스 형성면인 기판(W)의 이면(하면)을 흡착함으로써 상기 기판(W)을 수평으로 유지하는 진공식의 척이어도 좋다. 제1 실시형태에서는, 스핀척(2)은 협지식의 척이다. 스핀 모터(9)는 제어장치(7)에 의해 제어된다.
분사노즐(4)은 다수의 처리액의 액적을 아래쪽으로 분사하도록 구성되어 있다. 분사노즐(4)은 처리액공급관(10)을 통하여 처리액공급기구(11)(처리액공급유닛)에 접속되어 있다. 또한, 분사노즐(4)은 배출밸브(12)가 개재된 처리액배출관(13)에 접속되어 있다. 처리액공급기구(11)는 예를 들면, 펌프를 포함하는 기구이다. 처리액공급기구(11)는 항시, 소정 압력(예를 들면, 10MPa 이하)으로 처리액을 분사노즐(4)에 공급하고 있다. 처리액공급기구(11)로부터 분사노즐(4)에 공급되는 처리액으로서는, 예를 들면, 순수(탈이온수)나, 탄산수나, 암모니아수와 과산화 수소수의 혼합액 등을 들 수 있다. 제어장치(7)는 처리액공급기구(11)를 제어함으로써, 분사노즐(4)에 공급되는 처리액의 압력을 임의의 압력으로 변경할 수 있다.
또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4)은 분사노즐(4)의 내부에 배치된 압전소자(14)(piezo element)를 포함한다. 압전소자(14)는 배선(15)을 통하여 전압인가기구(16)(전압인가유닛)에 접속되어 있다. 전압인가기구(16)는 예를 들면, 인버터를 포함한 기구이다. 전압인가기구(16)는 교류 전압을 압전소자(14)에 인가한다. 교류 전압이 압전소자(14)에 인가되면, 인가된 교류 전압의 주파수에 대응하는 주파수로 압전소자(14)가 진동한다. 제어장치(7)는 전압인가기구(16)를 제어함으로써, 압전소자(14)에 인가되는 교류 전압의 주파수를 임의의 주파수(예를 들면, 수백 KHz∼수 MHz)로 변경할 수 있다. 따라서, 압전소자(14)의 진동의 주파수는 제어장치(7)에 의해 제어된다.
기판처리장치(1)는 분사노즐(4)을 이동시키는 노즐이동기구(17)(노즐유지이동유닛)을 더 포함한다. 노즐이동기구(17)는 분사노즐(4)을 유지하는 노즐아암(18)과, 노즐아암(18)에 접속된 회동기구(19)와, 회동기구(19)에 접속된 승강기구(20)를 포함한다. 회동기구(19)는 예를 들면, 모터를 포함한 기구이다. 승강기구(20)는 볼스프링기구와, 이 볼스프링기구를 구동하는 모터를 포함한 기구이다. 회동기구(19)는 스핀척(2)의 주위에 설치된 연직(鉛直)의 회전축선(A1) 둘레로 노즐아암(18)을 회동시킨다. 분사노즐(4)은 노즐아암(18)과 함께 회전축선(A1) 둘레로 회동한다. 이에 의해, 분사노즐(4)이 수평 방향으로 이동한다. 한편, 승강기구(20)는 회동기구(19)를 연직 방향(D1)으로 승강시킨다. 분사노즐(4) 및 노즐아암(18)은 회동기구(19)와 함께 연직 방향(D1)으로 승강한다. 이에 의해, 분사노즐(4)이 연직 방향(D1)으로 이동한다.
회동기구(19)는 스핀척(2)의 위쪽과 이 위쪽으로부터 떨어진 위치를 포함하는 수평면 내에서 분사노즐(4)을 수평으로 이동시킨다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 회동기구(19)는 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 상면을 따라 뻗는 원호형상의 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 수평으로 이동시킨다. 이 궤적(X1)은 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 표면에 수직한 수직 방향(제1 실시형태에서는, 연직 방향(D1))에서 보았을 때에 기판(W)의 표면과 겹쳐지지 않는 2개의 위치를 이어, 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 기판(W)의 상면의 중심(C1)을 통과하는 곡선이다. 분사노즐(4)이 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 위쪽에 위치하는 상태로, 승강기구(20)이 분사노즐(4)을 강하시키면, 분사노즐(4)이 기판(W)의 표면에 근접한다. 분사노즐(4)로부터 분사된 처리액의 액적을 기판(W)에 공급할 때는 분사노즐(4)이 기판(W)의 상면에 근접하고 있는 상태에서, 제어장치(7)가, 회동기구(19)를 제어함으로써, 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 수평으로 이동시킨다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 린스액노즐(5)은, 제1 린스액밸브(21)가 개재된 제1 린스액공급관(22)에 접속되어 있다. 제1 린스액노즐(5)에의 린스액의 공급은 제1 린스액밸브(21)의 개폐에 의해 제어된다. 제1 린스액노즐(5)에 공급된 린스액은 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 상면 중앙부를 향하여 토출된다. 한편, 제2 린스액노즐(6)은, 제2 린스액밸브(23)가 개재된 제2 린스액공급관(24)에 접속되어 있다. 제2 린스액노즐(6)에의 린스액의 공급은 제2 린스액밸브(23)의 개폐에 의해 제어된다. 제2 린스액노즐(6)에 공급된 린스액은 제2 린스액노즐(6)로부터 아래쪽으로 토출된다. 제1 린스액노즐(5) 및 제2 린스액노즐(6)에 공급되는 린스액으로서는, 순수, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수나, 희석 농도(예를 들면, 10∼100ppm 정도)의 염산수 등을 예시할 수 있다.
제2 린스액노즐(6)은 스테이(25)에 의해 분사노즐(4)에 고정되어 있다. 제2 린스액노즐(6)은 분사노즐(4)과 함께 수평 방향 및 연직 방향(D1)으로 이동한다. 따라서, 제2 린스액노즐(6)은 분사노즐(4)과 함께, 궤적(X1)을 따라 수평으로 이동한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4) 및 제2 린스액노즐(6)은 스핀척(2)에 의한 기판(W)의 회전 방향(D2)으로 늘어서 있다. 제2 린스액노즐(6)에 공급된 린스액은 분사노즐(4)의 아래쪽을 향하여 토출되어도 좋고, 분사노즐(4)로부터 기판(W)의 상면에 처리액의 액적이 공급되는 공급 위치보다 기판(W)의 회전 방향(D2)에 관하여 상류측으로서, 상기 공급 위치의 근방 위치에 공급되어도 좋다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사노즐(4)의 모식적인 측면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사노즐(4)의 모식적인 분해 사시도이다.
분사노즐(4)은 처리액의 액적을 토출하는 본체(26)와, 본체(26)에 장착된 커버(27)와, 커버(27)에 의해 덮여진 압전소자(14)와, 본체(26)와 커버(27) 사이에 개재되는 씰(seal)(28)을 포함한다. 본체(26) 및 커버(27)는 모두 내약성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 제1 실시형태에서는, 본체(26)는 예를 들면, 석영에 의해 형성되어 있다. 커버(27)는 예를 들면, 불소계의 수지에 의해 형성되어 있다. 씰(28)은 예를 들면, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔고무) 등의 탄력을 가진 수지 재료에 의해 형성되어 있다. 본체(26)는 고압에 견딜만한 강도를 갖고 있다. 본체(26)의 일부와 압전소자(14)는 커버(27)의 내부에 수용되어 있다. 배선(15)의 단부(端部)는 예를 들면 땜납(solder)에 의해, 커버(27)의 내부에서 압전소자(14)에 접속되어 있다. 커버(27)의 내부는 씰(28)에 의해 밀폐되어 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 분사노즐(4)에 구비된 본체(26)의 구성에 대하여 설명하기 위한 평면도이다. 도 6은 도 5에서의 VI-VI선을 따른 본체(26)의 단면도이다. 도 7은 도 5에서의 VII-VII선을 따른 본체(26)의 단면도이다. 도 8은 도 6의 일부를 확대한 도면이다. 이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 도 1, 도 2, 도 4, 도 7 및 도 8을 적당히 참조한다.
본체(26)는 처리액이 공급되는 공급구(29)와, 공급구(29)에 공급된 처리액을 배출하는 배출구(30)와, 공급구(29)와 배출구(30)를 접속하는 처리액 유통로(31)와, 처리액 유통로(31)에 접속된 복수의 접속로(32)와, 복수의 접속로(32)에 각각 접속된 복수의 토출구(33)를 포함한다. 처리액 유통로(31) 및 접속로(32)는 본체(26)의 내부에 형성되어 있다. 공급구(29), 배출구(30), 및 토출구(33)는 본체(26)의 표면에서 개구되어 있다. 공급구(29) 및 배출구(30)는 토출구(33)보다 위쪽에 위치되어 있다. 본체(26)의 하면은 예를 들면, 평탄면이며, 토출구(33)는 본체(26)의 하면에서 개구되어 있다. 처리액공급관(10) 및 처리액배출관(13)은 각각, 공급구(29) 및 배출구(30)에 접속되어 있다. 처리액공급관(10)을 흐르는 처리액은 공급구(29)에 공급된다. 또한, 배출구(30)로부터 토출된 처리액은 처리액배출관(13)으로 배출된다.
처리액 유통로(31)는 공급구(29)에 접속된 상류측 집합유로(34)와, 배출구(30)에 접속된 하류측 집합유로(35)와, 상류측 집합유로(34) 및 하류측 집합유로(35)에 접속된 2개의 분기유로(36)(처리액유로)를 포함한다. 상류측 집합유로(34) 및 하류측 집합유로(35)는 각각, 공급구(29) 및 배출구(30)로부터 아래쪽을 향하여 연직으로 뻗어 있다. 각 분기유로(36)의 일단은 상류측 집합유로(34)의 하단에 접속되어 있고, 각 분기유로(36)의 타단은 하류측 집합유로(35)의 하단에 접속되어 있다. 상류측 집합유로(34)의 하단은 분기 위치이며, 하류측 집합유로(35)의 하단은 집합 위치이다. 2개의 분기유로(36)는 분기 위치로부터 집합 위치를 향하고 수평으로 뻗어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 2개의 분기유로(36)는 외측에 오목한 원호형상의 4개의 다리부를 갖는, 평면에서 보아 사각형상이다. 2개의 분기유로(36)는 상류측 집합유로(34) 및 하류측 집합유로(35)에 직교하여 있다. 후술하는 중류부(中流部)(39)를 제외한 처리액 유통로(31)의 단면 형상은 예를 들면, 직경이 수 mm이하인 원형이다.
각 분기유로(36)는 상류측 집합유로(34)의 하단에 접속된 상류부(37)와, 하류측 집합유로(35)의 하단에 접속된 하류부(38)와, 상류부(37) 및 하류부(38)에 접속된 중류부(39)를 포함한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 2개의 상류부(37)는 상류측 집합유로(34)의 하단으로부터 서로 반대 측에 뻗어 있다. 마찬가지로, 2개의 하류부(38)는 하류측 집합유로(35)의 하단으로부터 서로 반대 측에 뻗어 있다.중류부(39)는 상류부(37)으로부터 하류부(38)으로 향하고 직선 형상에 뻗어 있다. 2개의 중류부(39)는 평행이다. 각 중류부(39)는 직선 형상에 한정되지 않으며, 곡선형상으로 뻗어 있어도 좋다. 각 중류부(39)의 적어도 일부는 압전소자(14)의 아래쪽에 위치되어 있다. 압전소자(14)로부터의 진동은 각 중류부(39)를 흐르는 처리액에 부여된다. 또한, 중류부(39)의 유로면적은 상류부(37) 및 하류부(38)의 유로면적보다 크다. 상류부(37) 및 하류부(38)과 중류부(39)는, 유로면적이 연속적으로 변화하도록 접속되어 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 중류부(39)는 수평 방향으로 긴 타원형상의 단면 형상(중류부(39)에 직교하는 단면의 형상)을 갖고 있다. 각 중류부(39)는 복수의 접속로(32)에 접속되어 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 각 접속로(32)는 중류부(39)의 하부로부터 아래쪽을 향하여 연직으로 뻗어 있다. 접속로(32)는 중류부(39)에 직교하여 있다. 각 토출구(33)는 접속로(32)를 통하여 어느 하나의 분기유로(36)에 접속되어 있다. 접속로(32)의 단면 형상은 예를 들면, 직경이 수 mm 이하인 원형이다. 토출구(33)는 수㎛∼수십㎛의 직경을 갖는 미세 구멍이다. 접속로(32)의 유로면적은 분기유로(36)의 유로면적보다 작다. 토출구(33)의 유로면적은 접속로(32)의 유로면적보다 작다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 접속로(32)는 토출구(33)에 가까워짐에 따라 유로면적이 연속적으로 감소되는 원추형의 감소부(40)를 포함한다. 토출구(33)는 접속로(32)의 하단에 상당하는 감소부(40)의 하단에 접속되어 있다. 대응하는 접속로(32)와 토출구(33)는 같은 축이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 동일한 분기유로(36)에 접속된 복수의 토출구(33)는 2개의 열(L1)을 구성하고 있다. 따라서, 제1 실시형태에서는, 복수의 토출구(33)가 4개의 열(L1)을 구성하고 있다.
각 열(L1)은 다수(예를 들면, 10개 이상)의 토출구(33)에 의해 구성되어 있다. 각 열(L1)은 대응하는 분기유로(36)를 따라 직선형상으로 뻗어 있다. 각 열(L1)은 직선형상에 한정되지 않으며, 곡선형상으로 뻗어 있어도 좋다. 4개의 열(L1)은 평행이다. 동일한 분기유로(36)에 대응하는 2개의 열(L1)은 인접하여 있다. 이 2개의 열(L1)의 간격은 예를 들면, 수 mm 이하이다. 동일한 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)는 등간격으로 배열되어 있다. 동일한 열(L1)에 있어서 인접하는 2개의 토출구(33)의 간격은 예를 들면 수 mm 이하이며, 어느 열(L1)에 있어서도 일정하다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 동일한 분기유로(36)에 대응하는 2개의 열(L1)에 있어서, 한쪽의 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)(도 8의 토출구(33a))와 한쪽의 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)(도 8의 토출구(33b))는, 2개의 열(L1)에 직교하는 수평인 방향에서 보았을 때에, 교대로 늘어서도록 배치되어 있다. 따라서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 동일한 분기유로(36)에 대응하는 2개의 열(L1)은 분기유로(36)의 길이방향으로 어긋나 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 노즐이동기구(17)는 원호형상의 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 수평으로 이동시킨다. 노즐아암(18)은 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 한쪽의 중류부(39)가 궤적(X1)의 접선을 따르도록 분사노즐(4)을 유지하고 있다. 따라서, 한쪽의 중류부(39)에 대응하는 2개의 열(L1)은 궤적(X1)의 접선을 따라 뻗어 있다. 그 한편, 한쪽의 중류부(39)는 궤적(X1)의 내측 또는 외측에 배치되어 있다. 노즐이동기구(17)가 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 수평으로 이동시키면, 한쪽의 중류부(39)에 대응하는 2개의 열(L1)은 궤적(X1)을 따라 이동한다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본체(26)는 상측분할체(41)(분할체)와, 하측분할체(42)(분할체)를 포함한다. 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)는 모두 석영에 의해 형성되어 있다. 상측분할체(41)는 하측분할체(42)의 위쪽에 배치되어 있다. 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)는 예를 들면, 용착에 의해 결합되어 있다. 복수의 분기유로(36)는 상측분할체(41)와 하측분할체(42) 사이에 형성되어 있다. 즉, 도 6에 도시하는 바와 같이, 하측분할체(42)의 상면에는, 하측분할체(42)의 상면으로부터 아래쪽으로 오목한 하측오목부(43)가 형성되어 있고, 상측분할체(41)의 하면에는, 상측분할체(41)의 하면으로부터 위쪽으로 오목한 상측오목부(44)가 형성되어 있다. 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)는 상측오목부(44)와 하측오목부(43)이 상하로 겹쳐진 상태로 결합되어 있다. 처리액 유통로(31) 및 접속로(32)는 상측오목부(44)와 하측오목부(43)에 의해 구성되어 있다.
처리액공급기구(11)(도 1 참조)는 항시, 고압으로 처리액을 분사노즐(4)에 공급하고 있다. 처리액공급관(10)을 통하여 처리액공급기구(11)로부터 공급구(29)에 공급된 처리액은 처리액 유통로(31)에 공급된다. 배출밸브(12)(도 1 참조)가 닫혀져 있는 상태에서는, 처리액 유통로(31)에서의 처리액의 압력(액압)이 충분히 높아진다. 그 때문에, 배출밸브(12)가 닫혀져 있는 상태에서는, 액압에 의해 각 토출구(33)로부터 처리액이 분사된다. 또한, 배출밸브(12)가 닫혀져 있는 상태에서, 교류 전압이 압전소자(14)에 인가되면, 분기유로(36)를 흐르는 처리액에 압전소자(14)의 진동이 부여되고, 각 토출구(33)로부터 분사되는 처리액이, 이 진동에 의해 분단된다. 그 때문에, 배출밸브(12)가 닫혀져 있는 상태에서, 교류 전압이 압전소자(14)에 인가되면, 처리액의 액적이 각 토출구(33)로부터 분사된다. 이에 의해, 입경이 균일한 다수의 처리액의 액적이 균일한 속도로 동시에 분사된다.
한편, 배출밸브(12)가 열려 있는 상태에서는, 처리액 유통로(31)에 공급된 처리액이, 배출구(30)로부터 처리액배출관(13)으로 배출된다. 또한, 토출구(33)의 직경이 매우 작기 때문에, 접속로(32)와 토출구(33)와의 접속부에서의 압력 손실이 크다. 배출밸브(12)가 열려 있는 상태에서는, 처리액 유통로(31)에서의 액압이, 충분히 상승하지 않는다. 그 때문에, 배출밸브(12)가 열려 있는 상태에서는, 처리액 유통로(31)에 공급된 처리액이, 배출구(30)로부터 처리액배출관(13)으로 배출되어, 복수의 토출구(33)로부터 처리액이 토출되지 않는다. 따라서, 토출구(33)로부터의 처리액의 토출은 배출밸브(12)의 개폐에 의해 제어된다. 제어장치(7)는 분사노즐(4)을 기판(W)의 처리에 사용하지 않는 동안(분사노즐(4)의 대기 중)은 배출밸브(12)를 열고 있다. 그 때문에, 분사노즐(4)의 대기 중에서도, 분사노즐(4)의 내부에서 처리액이 유통하고 있는 상태가 유지된다.
도 9A∼도 9D는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치(1)에 의해 행해지는 기판(W)의 처리예에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc1)에 위치하는 상태를 나타내는 평면도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 9A∼도 9D를 참조한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 도 2 및 도 10을 적당히 참조한다.
미처리의 기판(W)은 도시하지 않는 반송로봇에 의해 반송되고, 디바이스 형성면인 표면을 예를 들면 위로 향하여 스핀척(2) 상에 재치(載置)된다. 그리고, 제어장치(7)는 스핀척(2)을 제어함으로써, 스핀척(2)에 의해 기판(W)을 유지시킨다. 그 후, 제어장치(7)는 스핀 모터(9)를 제어하여, 스핀척(2)에 유지된 기판(W)을 회전시킨다. 기판(W)이 스핀척(2) 상에 반송될 때, 제어장치(7)는 분사노즐(4) 등을 스핀척(2)의 위쪽으로부터 퇴피시키고 있다.
다음으로, 린스액의 일례인 순수를 제1 린스액노즐(5)로부터 기판(W)에 공급하여, 기판(W)의 상면을 순수로 덮는 제1 커버린스 처리가 행하여진다. 구체적으로는, 제어장치(7)는 스핀척(2)에 의해 기판(W)을 회전시키면서, 제1 린스액밸브(21)을 열어, 도 9A에 도시하는 바와 같이, 제1 린스액노즐(5)로부터 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 상면 중앙부를 향하여 순수를 토출시킨다. 제1 린스액노즐(5)로부터 토출된 순수는 기판(W)의 상면 중앙부에 공급되고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 상면을 따라 바깥쪽으로 퍼진다. 이에 의해, 기판(W)의 상면 전체 영역에 순수가 공급되어, 기판(W)의 상면 전체 영역이 순수에 의해 덮인다. 그리고, 제1 린스액밸브(21)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어장치(7)는 제1 린스액밸브(21)를 닫아 제1 린스액노즐(5)로부터의 순수의 토출을 정지시킨다.
다음으로, 처리액의 일례인 순수의 액적을 분사노즐(4)로부터 기판(W)에 공급하여 기판(W)을 세정하는 세정처리와 린스액의 일례인 순수를 제2 린스액노즐(6)로부터 기판(W)에 공급하여 기판(W)의 상면을 순수로 덮는 제2 커버린스 처리가 병행하여 행하여진다. 구체적으로는, 제어장치(7)는 노즐이동기구(17)를 제어함으로써, 분사노즐(4)을 스핀척(2)의 위쪽으로 이동시킴과 함께, 분사노즐(4)을 기판(W)의 상면에 근접시킨다. 그 후, 제어장치(7)는 스핀척(2)에 의해 기판(W)을 회전시키면서, 제2 린스액밸브(23)를 열어, 도 9B에 도시하는 바와 같이, 제2 린스액노즐(6)로부터 분사노즐(4)의 아래쪽을 향하여 순수를 토출시킨다. 이 상태에서, 제어장치(7)는 배출밸브(12)를 닫음과 함께, 전압인가기구(16)를 제어하여, 소정의 주파수의 교류 전압을 분사노즐(4)의 압전소자(14)에 인가시킨다.
제어장치(7)는 노즐이동기구(17)를 제어함으로써, 배출밸브(12)를 닫고, 소정의 주파수의 교류 전압을 압전소자(14)에 인가한 상태에서, 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 수평으로 이동시킨다. 구체적으로는, 도 2 및 도 9B에 도시하는 바와 같이, 제어장치(7)는 중심 위치(Pc1)와 둘레 가장자리 위치(Pe1) 사이에서 분사노즐(4)을 여러 차례 왕복시킨다. 중심 위치(Pc1)는 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 분사노즐(4)과 기판(W) 상면의 중심(C1)이 겹치는 위치이며, 둘레 가장자리 위치(Pe1)는 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 분사노즐(4)과 기판(W)의 둘레 가장자리가 겹치는 위치이다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc1)에 위치하는 상태에서는, 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 한쪽의 중류부(39)와 기판(W)의 상면의 중심(C1)이 겹쳐 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc1)와 둘레 가장자리 위치(Pe1) 사이에 위치하는 상태에서는, 기판(W)의 회전 방향(D2)에 관하여 제2 린스액노즐(6)이 분사노즐(4)의 상류측에 위치되어 있다. 따라서, 제어장치(7)는, 기판(W)의 회전 방향(D2)에 관하여 제2 린스액노즐(6)이 분사노즐(4)의 상류측에 위치되는 범위에서 분사노즐(4)을 이동시킨다.
전술한 바와 같이, 배출밸브(12)가 닫혀져 있는 상태에서, 교류 전압이 압전소자(14)에 인가되면, 다수의 순수의 액적이 분사노즐(4)로부터 아래쪽으로 분사된다. 이에 의해, 순수에 의해 덮인 기판(W)의 상면에 다수의 순수의 액적이 공급된다. 따라서, 노즐이동기구(17)가, 중심 위치(Pc1)와 둘레 가장자리 위치(Pe1) 사이에서 분사노즐(4)을 이동시킴으로써, 분사노즐(4)로부터 분사된 다수의 액적이, 기판(W)의 상면 전체 영역에 공급된다. 또한, 제2 린스액노즐(6)에 공급된 순수는 분사노즐(4)의 아래쪽을 향하여 토출된다. 따라서, 분사노즐(4)로부터 분사된 순수의 액적은 제2 린스액노즐(6)로부터 토출된 순수에 의해 덮인 기판(W) 상면의 일부에 분무된다. 그 때문에, 분사노즐(4)로부터 분사된 다수의 액적은 순수에 의해 덮인 기판(W)의 상면에 충돌한다.
기판(W)의 상면에 부착되어 있는 파티클 등의 이물질은 기판(W)의 상면에 분무되는 액적의 운동 에너지에 의해 물리적으로 제거된다. 이에 의해, 기판(W)의 상면이 세정된다. 또한, 순수에 의해 덮인 기판(W)의 상면에 순수의 액적이 분무되므로, 기판(W)의 상면에 손상이 가해지는 것이 억제 또는 방지된다. 또한, 순수에 의해 덮인 기판(W)의 상면에 순수의 액적이 분무되므로, 액적의 충돌에 의해 기판(W)의 상면으로부터 벗겨진 이물질이, 다시 기판(W)의 상면에 부착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 세정처리 및 제2 커버린스 처리가 소정 시간에 걸쳐 행하여지면, 제어장치(7)는 배출밸브(12)를 염과 함께, 제2 린스액밸브(23)를 닫아, 분사노즐(4) 및 제2 린스액노즐(6)로부터의 순수의 토출을 정지시킨다.
다음으로, 린스액의 일례인 순수를 제1 린스액노즐(5)로부터 기판(W)에 공급하여, 기판(W)에 부착되어 있는 순수, 또는 제2 린스액노즐(6)로부터 린스액으로서 약액이 토출되는 경우는 그 약액을 씻어내는 린스처리가 행하여진다. 구체적으로는, 제어장치(7)는 스핀척(2)에 의해 기판(W)을 회전시키면서, 제1 린스액밸브(21)를 열어, 도 9 C에 도시하는 바와 같이, 제1 린스액노즐(5)로부터 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 상면 중앙부를 향하여 순수를 토출시킨다. 제1 린스액노즐(5)로부터 토출된 순수는 기판(W)의 상면 중앙부에 공급되고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 표면을 따라서 바깥쪽에 퍼진다. 이에 의해, 기판(W)의 상면 전체 영역에 순수가 공급되어 분사노즐(4) 및 제2 린스액노즐(6)로부터 기판(W)에 공급된 순수 또는 약액이 씻겨진다. 그리고, 제1 린스액밸브(21)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어장치(7)는 제1 린스액밸브(21)를 닫아, 제1 린스액노즐(5)로부터의 순수의 토출을 정지시킨다.
다음으로, 기판(W)을 건조시키는 건조 처리(스핀 드라이)가 행하여진다. 구체적으로는, 제어장치(7)는 스핀 모터(9)를 제어하여, 기판(W)을 고회전 속도(예를 들면 수천 rpm)로 회전시킨다. 이에 의해, 기판(W)에 부착되어 있는 순수에 큰 원심력이 작용하고, 도 9D에 도시하는 바와 같이, 기판(W)에 부착되어 있는 순수가 기판(W)의 주위로 털어내진다. 이와 같이 하여, 기판(W)으로부터 순수가 제거되어 기판(W)이 건조된다. 그리고, 건조 처리가 소정 시간에 걸쳐 행하여진 후는, 제어장치(7)는 스핀 모터(9)를 제어하여, 스핀척(2)에 의한 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 그 후, 처리가 끝난 기판(W)이 반송로봇에 의해 스핀척(2)으로부터 반출된다.
이상과 같이 제1 실시형태에서는, 처리액공급기구(11)로부터 분사노즐(4)에 처리액을 공급함과 함께, 전압인가기구(16)에 의해 압전소자(14)에 전압을 인가함으로써, 복수의 처리액의 액적을 분사노즐(4)로부터 분사시킬 수 있다. 이에 의해, 스핀척(2)에 유지된 기판(W)에 처리액의 액적을 충돌시켜, 기판(W)에 부착되어 있는 이물질을, 액적의 운동 에너지에 의해 물리적으로 제거할 수 있다. 또한, 분사노즐(4)에 공급되는 처리액의 압력 및 압전소자(14)의 진동을 제어함으로써, 액적의 크기 및 속도의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 양호한 세정을 행할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 분사노즐(4)의 본체(26)에 형성된 처리액 유통로(31)가, 복수의 분기유로(36)를 포함한다. 처리액 유통로(31)를 분기시킴으로써, 처리액 유통로(31)의 전체 길이를 증가시킬 수 있다. 따라서, 보다 많은 토출구(33)를 처리액 유통로(31)에 개별적으로 접속할 수 있다. 이에 의해, 보다 많은 액적을 분사노즐(4)로부터 동시에 분사시킬 수 있다. 또한, 최대 유로면적의 증가를 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 분사노즐(4)의 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 복수의 토출구(33)가 대응하는 분기유로(36)를 따라 배열되어 있기 때문에, 최대 유로면적의 증가를 억제할 수 있다. 이에 의해, 분사노즐(4)의 대형화를 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 분사노즐(4)의 본체(26)가 석영에 의해 형성되어 있다. 석영은 예를 들면 수지보다 강도가 높다. 따라서, 석영에 의해 본체(26)를 형성함으로써, 분사노즐(4)의 강도를 확보하면서, 분사노즐(4)의 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 석영은 내약성을 갖고 있다. 따라서, 석영에 의해 본체(26)를 형성함으로써, 분사노즐(4)의 부식을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 압전소자(14)에 전압을 인가하기 위한 배선(15)이 커버(27) 내에서 압전소자(14)에 접속되어 있다. 따라서, 압전소자(14) 및 배선(15)이 커버(27)에 의해 보호되어 있다. 그 때문에, 분사노즐(4)이 약액 분위기에서 사용되는 경우라도, 압전소자(14) 및 배선(15)이 약액 분위기에 노출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 의해, 약액과의 접촉에 의해 압전소자(14) 및 배선(15)이 부식되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 분기유로(36)와 토출구(33)를 접속하는 접속로(32)가 분사노즐(4)의 본체(26)에 형성되어 있다. 분기유로(36)를 흐르는 처리액은 접속로(32)를 통하여 토출구(33)로부터 토출된다. 접속로(32)는 토출구(33)에 가까워짐에 따라 유로면적이 감소되는 감소부(40)를 포함한다. 감소부(40)의 유로면적은 토출구(33)에 가까워짐에 따라 연속적으로 감소되어 있다. 따라서, 접속로(32)로의 처리액의 압력의 저하를 저감할 수 있다. 즉, 접속로(32)로의 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 감소부(40)의 유로면적이 연속적으로 감소되어 있으므로, 접속로(32)로의 응력 집중을 억제 또는 방지할 수 있다.
　　또한, 제1 실시형태에서는, 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)가 결합됨으로써, 본체(26)가 형성되어 있다. 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)는 서로 결합되기 전에 개별적으로 성형되어 있다. 즉, 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)가 서로 결합되기 전에, 처리액 유통로(31) 및 접속로(32)를 구성하는 상측오목부(44) 및 하측오목부(43)가, 각각, 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)에 형성되어 있다. 접속로(32)에 형성된 감소부(40)의 유로면적이, 토출구(33)에 가까워짐에 따라 감소되어 있으므로, 토출구(33)측으로부터 감소부(40)를 형성하는 것은 곤란하다. 한편, 상측분할체(41) 및 하측분할체(42)가 결합되기 전이면, 분기유로(36)측으로부터 감소부(40)를 형성할 수 있다. 따라서, 감소부(40)를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 분사노즐(4)의 배출구(30)에 처리액배출관(13)이 접속되고 있고, 이 처리액배출관(13)에 배출밸브(12)가 개재 장착되어 있다. 배출밸브(12)가 닫혀져 있는 상태에서는, 분사노즐(4)의 공급구(29)에 공급된 처리액이, 처리액 유통로(31)를 통하여, 복수의 토출구(33)로부터 토출된다. 또한, 배출밸브(12)가 열려 있는 상태에서는, 분사노즐(4)의 공급구(29)에 공급된 처리액이, 처리액 유통로(31)를 통하여, 배출구(30)로부터 배출된다. 따라서, 배출밸브(12)가 닫혀져 있는 상태, 및 배출밸브(12)가 열려 있는 상태 중 어느 상태라도, 처리액 유통로(31)에서 처리액이 머무는 것이 방지된다. 이에 의해, 처리액의 체류에 의해 분사노즐(4) 내에서 박테리아가 발생하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 박테리아를 포함한 처리액의 액적이 기판(W)에 공급되어, 기판(W)이 오염되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 동일한 분기유로(36)에 대응하는 2개의 열(L1)에 있어서, 한쪽의 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)와 한쪽의 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)가, 2개의 열(L1)에 직교하는 수평한 방향에서 보았을 때에, 교대로 늘어서도록 배치되어 있다. 즉, 다른 2개의 열(L1)에 있어서, 한쪽의 열(L1)은 상기 2개의 열(L1)에 직교하는 어느 방향에서 보았을 때에도 한쪽의 열(L1)을 구성하는 토출구(33)와는 겹치지 않게 배치된 토출구(33)를 포함한다. 따라서, 복수의 처리액의 액적을 분사노즐(4)로부터 기판(W)의 표면에 공급하면서 분사노즐(4)을 이동시켰을 때에, 기판(W)의 상면에서 처리액의 액적이 충돌하는 범위가 넓어짐과 함께, 기판(W)의 상면에 처리액의 액적이 균일하게 공급된다. 그 때문에, 기판(W)의 세정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있음과 함께, 세정의 균일성을 높일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 이 제2 실시형태와 전술한 제1 실시형태와의 주요한 차이점은 분사노즐(4)의 배치가 다른 것이다. 즉, 제1 실시형태에서는, 일부의 열(L1)만 궤적(X1)에 교차하고 있지 않음에 대하여, 제2 실시형태에서는, 모든 열(L1)이 궤적(X1)에 교차하고 있다. 이하의 도 11도 13에 있어서, 전술한 도 1∼도 10에 나타난 각 부(部)와 동등한 구성부분에 대하여는 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 분사노즐(4) 및 이에 관련되는 구성의 평면도이다. 도 12는 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)에 이르기 직전 상태를 나타내는 평면도이다. 도 13은 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)에 위치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
제2 실시형태에 따른 기판처리장치(201)는 노즐 아암 및 스테이를 제외하고, 제1 실시형태에 따른 기판처리장치(1)와 같은 구성을 구비하고 있다. 즉, 도 11에 도시하는 바와 같이, 기판처리장치(201)에 구비된 노즐이동기구(217)(노즐이동유닛)는 노즐 아암(218)을 포함한다. 노즐 아암(218)은 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 상면에 수직한 수직 방향( 제2 실시형태에서는, 연직 방향(D1))에서 보았을 때에 4개의 열(L1)이 궤적(X1)에 교차하도록 분사노즐(4)을 유지하고 있다. 제2 린스액노즐(6)은 스테이(225)에 의해 분사노즐(4)에 고정되어 있다. 분사노즐(4) 및 제2 린스액노즐(6)은 스핀척(2)에 의한 기판(W)의 회전 방향(D2)으로 늘어서 있다.
분사노즐(4)로부터 처리액의 액적을 토출시켜 기판(W)을 세정하는 경우에는, 제어장치(7)는 스핀척(2)에 의해 기판(W)을 회전시키면서, 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 분사노즐(4)과 기판(W) 상면의 중심(C1이가 겹치는 중심 위치(Pc201)와 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 분사노즐(4)과 기판(W)의 둘레 가장자리가 겹치는 둘레 가장자리 위치(Pe201) 사이에서, 분사노즐(4)을 여러 차례 왕복시킨다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 중심 위치(Pc201)는 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 둘레 가장자리 위치(Pe201) 측에 위치하는 중류부(39)가 기판(W) 상면의 중심(C1)과 겹쳐지는 위치이다. 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)에 위치하는 상태에서는, 둘레 가장자리 위치(Pe201) 측에 위치하는 중류부(39)에 대응하는 2개의 열(L1)이 중심(C1)에서의 궤적(X1)의 접선에 직교하여 있다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)와 둘레 가장자리 위치(Pe201) 사이에 위치하는 상태에서는, 기판(W)의 회전 방향(D2)에 관하여 제2 린스액노즐(6)이 분사노즐(4)의 상류측에 위치하여 있다. 따라서, 제어장치(7)는 기판(W)의 회전 방향(D2)에 관하여 제2 린스액노즐(6)이 분사노즐(4)의 상류측에 위치하는 범위에서 분사노즐(4)을 이동시킨다.
또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)에 이르기 직전에서는, 둘레 가장자리 위치(Pe201)와 반대 측에 위치하는 중류부(39)가 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 기판(W) 상면의 중심(C1)과 겹쳐져 있다. 또한, 도 13에 도시하는 바와 같이, 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)에 위치하는 상태에서는, 둘레 가장자리 위치(Pe201) 측에 위치하는 중류부(39)가 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 기판(W) 상면의 중심(C1)과 겹쳐지고 있다. 따라서, 제어장치(7)는 중심 위치(Pc201)와 둘레 가장자리 위치(Pe201) 사이에서, 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 모든 열(L1)이 기판(W) 상면의 중심(C1)에 순차적으로 겹치도록 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 이동시킨다.
이상과 같이 제2 실시형태에서는, 노즐이동기구(217)는 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 복수의 토출구(33)에 의해 구성된 복수의 열(L1)과 궤적(X1)이 교차하도록 분사노즐(4)을 유지하고 있다. 즉, 연직 방향(D1)에서 보았을 때에, 모든 열(L1)과 궤적(X1)이 교차하여 있다. 따라서, 분사노즐(4)로부터 처리액의 액적을 분사시키면서, 궤적(X1)을 따라 분사노즐(4)을 이동시킴으로써, 모든 열(L1)로부터 분사된 처리액의 액적을 기판(W)의 상면 중앙부에 순차적으로 충돌시킬 수 있다. 한편, 예를 들면 전술한 제1 실시형태와 같이, 모든 열(L1)과 궤적(X1)이 교차하고 있지 않은 경우에는, 일부의 열(L1)( 제1 실시형태에서는, 한쪽의 중류부(39)에 대응하는 2개의 열(L1))로부터 분사된 처리액의 액적만 기판(W)의 상면 중앙부에 공급되지 않는다. 따라서, 모든 열(L1)과 궤적(X1)을 교차시킴으로써, 기판(W)의 상면 중앙부에 대한 액적의 충돌 회수를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 상면 중앙부를 양호하게 세정할 수 있다.
또한, 제2 실시형태에서는, 제어장치(7)가 중심 위치(Pc201)와 둘레 가장자리 위치(Pe201) 사이에서 분사노즐(4)을 이동시킨다. 따라서, 연직 방향(D1)에서 보았을 때에 분사노즐(4)이 기판(W)의 상면 둘레 가장자리와 겹쳐지는 2개의 위치( 제1 둘레 가장자리 위치 및 제2 둘레 가장자리 위치)의 사이에서 분사노즐(4)을 이동시키는 경우에 비하여, 분사노즐(4)의 이동 범위가 좁다. 또한, 제어장치(7)가 중심 위치(Pc201)와 둘레 가장자리 위치(Pe201) 사이에서 분사노즐(4)을 이동시키므로, 제2 린스액노즐(6)을 항상 기판(W)의 회전 방향(D2)에 관하여 분사노즐(4)의 상류측에 위치시킬 수 있다. 따라서, 처리액의 액적이 분사되는 기판(W)의 상면 일부에, 제2 린스액노즐(6)로부터 토출된 린스액을 미리 공급할 수 있다. 이에 의해, 처리액의 액적을 분사할 수 있는 기판(W)의 상면 일부를 린스액에 의해 확실히 보호할 수 있다.
본 발명의 실시형태의 설명은 이상이지만, 본 발명은 전술한 제1 및 제2 실시형태의 내용에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재한 범위 내에서 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 처리액 유통로(31)가 2개의 분기유로(36)를 포함하는 경우에 대하여 설명하였지만, 처리액 유통로(31)는 3개 이상의 분기유로(36)를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 하나의 분기유로(36)에 2개의 열(L1)이 형성되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 하나의 분기유로(36)에 형성되는 열(L1)의 수는 1개이어도 좋고, 3개 이상이어도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 2개의 분기유로(36)에 2개씩 열(L1)이 형성되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 각 분기유로(36)에 형성되는 열(L1)의 수는 차이가 나도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 복수의 분기유로(36)가 분기 위치인 상류측 집합유로(34)의 하단에서 분기되고, 집합 위치인 하류측 집합유로(35)의 하단에서 집합되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 분기 위치와 집합 위치 사이에 분기·집합 위치가 형성되어 있어도 좋다. 즉, 분기 위치에서 분기된 복수의 분기유로(36)가 분기·집합 위치에서 집합됨과 함께 다시 분기되고, 집합 위치에서 다시 집합되어 있어도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 동일한 열(L1)에 있어서 인접하는 2개의 토출구(33)의 간격은 어느 열(L1)에 있어서도 일정한 경우에 대하여 설명하였지만, 다른 열(L1)과는 다른 간격으로 배열된 2개의 토출구(33)를 포함한 열(L1)이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 동일한 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)가 등간격으로 배열되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 동일한 열(L1)을 구성하는 복수의 토출구(33)는 등간격으로 배열되어 있지 않아도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 1개의 압전소자(14)가 본체(26)의 상면에 장착되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 복수의 압전소자(14)가 본체(26)에 장착되어 있어도 좋다. 이 경우, 압전소자(14)의 진동의 위상이 일치하도록 복수의 압전소자(14)에 교류 전압이 인가되는 것이 바람직하다. 또한, 본체(26)에 대한 압전소자(14)의 설치 위치는 본체(26)의 상면에 한정되지 않으며, 본체(26)의 측면 등의 상면 이외의 위치이라도 좋다. 구체적으로는, 모든 압전소자(14)가 본체(26)의 측면으로 장착되어 있어도 좋다. 또한, 복수의 압전소자(14)가 본체(26)에 장착되는 경우에는, 본체(26)의 상면 및 측면에 압전소자(14)가 장착되어도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 궤적(X1)이 곡선인 경우에 대하여 설명하였지만, 궤적(X1)은 직선이어도 좋다. 즉, 궤적(X1)은 스핀척(2)에 유지된 기판(W)의 상면을 따라 뻗어 있고, 기판(W)의 상면에 수직한 수직 방향에서 보았을 때에 기판(W) 상면의 중심(C1)을 통과하는 직선이어도 좋다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 기판처리장치(1, 201)가 반도체 웨이퍼 등의 원형의 기판을 처리하는 장치인 경우에 대하여 설명하였지만, 기판처리장치(1, 201)는 액정표시장치용 유리 기판 등의 다각형의 기판을 처리하는 장치이어도 좋다.
또한, 전술한 제2 실시형태에서는, 분사노즐(4)이 중심 위치(Pc201)에 위치하는 상태에서는, 둘레 가장자리 위치(Pe201) 측에 위치하는 중류부(39)에 대응하는 2개의 열(L1)이 중심(C1)에서의 궤적(X1)의 접선에 직교하도록, 분사노즐(4)은 노즐아암(18)에 유지되어 있다. 그러나, 4개의 열(L1)이 궤적(X1)에 교차하도록 분사노즐(4)이 유지되어 있으면 좋고, 예를 들면, 중심(C1)에서의 궤적(X1)의 접선에 대하여 2개의 열(L1)이 비스듬하게 되도록 분사노즐(4)이 노즐아암(18)에 유지되어 있어도 좋다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명하였지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위하여 사용된 구체적인 예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체적인 예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해서만 한정된다.
본 출원은 2011년 3월 1일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2011-044375호, 및 2011년 3월 30일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2011-075660호에 대응하며, 이러한 출원의 전체 개시(開示)는 여기에 인용에 의해 포함되는 것으로 한다.

Claims (14)

  1. 기판을 처리하는 처리액의 액적을 토출하는 노즐로서,
    상기 노즐은 본체와 압전소자를 포함하고,
    상기 본체는,
    처리액이 공급되는 공급구와,
    상기 공급구에 공급된 처리액을 배출하는 배출구와,
    상기 공급구와 상기 배출구 사이에서 분기되고, 상기 공급구와 상기 배출구 사이에서 집합되도록, 처리 대상의 기판의 주면(主面)과 평행하게 형성된 복수의 분기유로를 포함하며, 상기 공급구와 상기 배출구를 접속하는 처리액 유통로와,
    상기 복수의 분기유로에 각각 대응하는 복수의 열을 구성하고 있고, 대응하는 상기 분기유로를 따라 배열되어 있음과 함께, 대응하는 상기 분기유로에 접속되고, 상기 공급구에 공급되는 처리액을 토출하는 복수의 토출구
    를 포함하고,
    상기 처리액 유통로는, 상기 공급구로부터 아래쪽으로 뻗는 상류측 집합유로와, 상기 배출구로부터 아래쪽으로 뻗는 하류측 집합유로를 더 포함하고,
    상기 복수의 분기유로는, 상기 상류측 집합유로의 하단(下端)에서 분기되고, 상기 하류측 집합유로의 하단에서 집합되도록, 상기 하류측 집합유로의 하단에 각 일단(一端)이 접속되고, 상기 하류측 집합유로의 하단에 각 타단(他端)이 접속되어 있고,
    상기 압전소자는 상기 복수의 분기유로를 흐르는 처리액에 진동을 부여하도록 구성되어 있는 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 석영을 포함하는 재료에 의해 형성되어 있는 노즐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자를 덮는 커버와,
    상기 커버 내에서 상기 압전소자에 접속된 배선을 더 포함하는 노즐.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 분기유로와 상기 토출구를 접속하는 접속로를 더 포함하고,
    상기 접속로는 상기 토출구에 가까워짐에 따라 유로면적이 감소되는 감소부를 포함하는 노즐.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리액 유통로 및 접속로는 상기 본체의 내부에 형성되어 있고,
    상기 본체는 서로 결합된 복수의 분할체를 포함하는 노즐.
  6. 기판을 유지하는 기판유지유닛과,
    상기 기판유지유닛에 유지된 기판을 향하여 처리액의 액적을 토출하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재한 노즐과,
    상기 노즐의 공급구에 처리액을 공급하는 처리액공급유닛과,
    상기 노즐의 압전소자에 전압을 인가하는 전압인가유닛을 포함하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판유지유닛에 유지된 기판의 주면(主面)을 따라 뻗어 있고, 상기 주면에 수직한 수직 방향에서 보았을 때에 상기 주면의 중심을 통과하는 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시킴과 함께, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 복수의 토출구에 의해 구성된 복수의 열과 상기 궤적이 교차하도록 상기 노즐을 유지하는 노즐이동유닛을 더 포함하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 노즐이동유닛을 제어함으로써, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 중심에 겹치는 중심 위치와, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 노즐이 상기 주면의 둘레 가장자리와 겹쳐지는 둘레 가장자리 위치 사이에서, 상기 수직 방향에서 보았을 때에 상기 복수의 열이 상기 주면의 중심에 순차적으로 겹치도록 상기 궤적을 따라 상기 노즐을 이동시키는 제어유닛을 더 포함하는 기판처리장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재한 노즐이 기판의 주면에 대향하여 있는 상태에서 상기 노즐의 상기 공급구에 처리액을 공급하는 공정과,
    상기 처리액을 공급하는 공정과 병행하여, 상기 노즐의 상기 압전소자에 전압을 인가하는 공정을 포함하는 기판처리방법.
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