KR101442399B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
처리액에 기판을 침지시켜 기판에 대한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다. 처리액을 저류하는 처리조, 복수장의 기판을 지지 가능하고, 상기 처리조의 상방에 해당하는 인상 위치와, 상기 처리조의 내부에 해당하는 처리 위치에 걸쳐서 승강하는 리프터, 상기 처리조에 처리액을 공급하는 처리액 공급부, 상기 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면에 계면 활성제를 적하하는 적하부, 상기 처리액 공급부로부터 상기 처리조에 처리액을 공급시키고, 상기 리프터에 의해 기판을 처리 위치에 위치시켜, 기판에 대해 처리액에 의한 처리를 행하게 한 후, 상기 리프터를 인상 위치로 상승시킬 때에, 상기 적하부로부터 계면 활성제를 적하시키는 제어부.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 플라스마 디스플레이용 기판, 유기 EL용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광학 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양전지용 기판(이하, 단순히 기판이라고 칭함)에 대해, 처리액에 의해 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이며, 특히, 처리액에 대해 기판을 침지시켜 처리하는 기술에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 장치로서, 내조와, 외조와, 순수 공급관과, 첨가제 공급관을 구비한 것이 있다. 예를 들면, 일본국 특허 공개 평 11－265867호 공보를 참조. 내조는, 순수 공급관으로부터 순수가 공급됨과 더불어, 첨가제 공급관으로부터 계면 활성제가 공급된다. 내조로부터 흘러넘친 순수는, 외조에서 회수된다.
이와 같이 구성된 기판 처리 장치는, 계면 활성제가 첨가된 순수를 내조에 저류한 상태로, 순수중에 기판을 침지시킴으로써 기판에 대한 세정 처리를 행하고 있다. 순수에는 계면 활성제가 첨가되므로, 기판의 젖음성이 향상해, 기판으로부터 이탈한 파티클이 기판에 재부착되는 것을 저감할 수 있다.
그러나, 이러한 구성을 갖는 종래예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 장치는, 처리액에 계면 활성제를 첨가해 기판을 처리하므로, 계면 활성제가 축적되어 처리액의 농도 관리가 곤란해진다. 따라서, 기판의 마무리에 큰 불균일이 발생한다는 문제가 있다.
또, 기판으로부터 이탈한 파티클 등은, 내조에서 외조로의 액류에 의해 배출되지만, 완전하게 배출되지 않아 액면에 부유하여 체류하는 파티클이 존재한다. 따라서, 기판을 내조로부터 끌어올릴 때에, 액면의 파티클에 의해 기판이 오염되는 경우가 있는 문제도 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 계면 활성제를 이용하면서도, 마무리에 불균일이 적고, 처리액면에 부유하는 파티클에 의한 오염을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 취한다.
본 발명은, 처리액에 기판을 침지시켜 기판에 대한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다：처리액을 저류하는 처리조；복수장의 기판을 지지 가능하고, 상기 처리조의 상방에 해당하는 인상(引上) 위치와, 상기 처리조의 내부에 해당하는 처리 위치에 걸쳐서 승강하는 리프터；상기 처리조에 처리액을 공급하는 처리액 공급 수단；상기 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면에 계면 활성제를 적하하는 적하 수단；상기 처리액 공급 수단으로부터 상기 처리조에 처리액을 공급시키고, 상기 리프터에 의해 기판을 처리 위치에 위치시켜, 기판에 대해서 처리액에 의한 처리를 행하게 한 후, 상기 리프터를 인상 위치로 상승시킬 때에, 상기 적하 수단으로부터 계면 활성제를 적하시키는 제어 수단.
본 발명에 의하면, 제어 수단은, 처리액 공급 수단으로 처리조에 처리액을 공급시키고, 리프터에 의해 기판을 처리 위치에 위치시켜 기판에 대해 처리액에 의한 처리를 행하게 한다. 이에 의해 기판으로부터 이탈한 파티클은, 처리조로부터 대부분이 배출되지만, 처리액면에 부유하는 것도 존재한다. 그 후, 제어 수단은, 리프터를 인상 위치로 상승시킬 때에, 적하 수단으로부터 계면 활성제를 처리액면에 적하시킨다. 이에 의해 처리액면에는, 계면 활성제가 적하되어 표면장력이 작아지는 영역과, 그 이외의 표면장력이 큰 상태인 영역이 존재하게 되므로, 표면 확산 작용에 의해 파티클은 표면장력이 큰 영역으로 끌어당겨져 처리조의 외부로 배출된다. 그 후, 리프터를 인상 위치로 상승시킴으로써, 파티클이 거의 제거된 처리액면에 기판이 끌어올려지므로, 처리액면에 부유하는 파티클에 의한 기판의 오염을 방지할 수 있다. 또, 계면 활성제는, 기판의 인상 전에 적하될 뿐이므로, 처리액에 의한 처리에 영향을 주기 어려워, 마무리의 불균일을 줄일 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 리프터를 처리 위치로부터 상승시키기 시작한 후, 기판의 상측 가장자리가 처리액면으로부터 소정 높이만큼 노출된 시점에서 상승을 정지시키고, 그 상태에서 상기 적하 수단으로부터 계면 활성제를 적하시키는 것이 바람직하다.
기판의 상측 가장자리가 정류 작용을 일으키므로, 적하된 계면 활성제가 확산되는 방향을 소정의 방향에 맞출 수 있다. 따라서, 표면 확산 작용에 의한 파티클의 배출을 효율적으로 할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 계면 활성제를 적하시킨 후, 상기 리프터를 하강시켜, 처리액면으로부터 노출된 기판의 상측 가장자리를 처리액면 하에 다시 침지시키고 나서 인상 위치까지 상승시키는 것이 바람직하다.
기판의 상측 가장자리에는 파티클이나 계면 활성제가 부착되어 있을 우려가 있으므로, 처리액면 하에 일단 하강시킴으로써, 그 파티클이나 계면 활성제를 제거할 수 있다. 또한, 액면 하에서 상승과 하강을 복수회 반복해서 행하도록 해도 된다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 리프터를 상승시켜 기판의 상측 가장자리가 처리액면으로부터 노출될 때까지, 상기 적하 수단으로부터 계면 활성제를 적하시키는 것이 바람직하다.
기판이 처리액면으로부터 노출되기 시작하기 전에 계면 활성제를 적하하므로, 처리액면에 표면 확산 작용을 일으켜, 처리액면에 부유하는 파티클을 배출시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 적하 수단은, 상기 리프터에 지지된 복수장의 기판의 정렬 방향이며, 정렬 방향과 직교하는 방향에 있어서의 기판의 중앙부에 위치하는 노즐 본체와, 상기 노즐 본체의 하면이며, 상기 복수장의 기판 사이에 계면 활성제를 적하하는 토출구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
노즐 본체의 각 토출구로부터 계면 활성제를 적하함으로써, 각 기판 사이이며, 기판면의 중앙부에 계면 활성제를 적하할 수 있다. 따라서, 각 기판이 위치하는 영역에서 균등하게 표면 확산 작용을 일으키게 할 수 있다. 그 결과, 각 기판의 영역으로부터 균등하게 파티클을 배출시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 적하 수단은, 상기 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면 전체에 있어서의 중앙부에 토출구가 위치하는 노즐 본체를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
처리액의 액면 전체에 있어서의 중앙부에 계면 활성제를 적하하므로, 중앙부에서 처리액의 배출 방향으로 동심원 형상으로 표면 확산 작용을 일으켜, 처리액면에 부유하는 파티클을 배출시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 처리액을 가열하는 가열 수단을 더 구비하고, 상기 적하 수단은, 상기 가열 수단으로 가열된 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는 계면 활성제를 적하하는 것이 바람직하다.
가열 수단으로 가열된 처리액의 온도에 의해 계면 활성제는, 표면 확산 작용을 일으키게 한 후, 단시간에 증발한다. 따라서, 처리액의 농도에 영향을 주는 일이 없다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 적하 수단은, 직쇄형 알코올의 계면 활성제를 적하하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 계면 활성제로는, 처리에 악영향을 주지 않기 때문에, 처리액과 반응하지 않는 것, 처리액에 축적되지 않기 때문에, 처리액의 온도 보다 약간 낮은 비점을 갖는 것, 파티클에 대한 작용 속도와 직진성에 유리하도록, 처리액의 표면장력과의 차가 큰 것이 바람직하다. 이들 조건을 만족시키려면, 수소 원자 이외의 원자가 분기하지 않고 연속되어 있는 직쇄형 알코올이 계면 활성제로서 적절하다.
또, 본 발명은, 처리액에 기판을 침지시켜 기판에 대한 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서, 상기 방법은 이하의 과정을 포함한다：복수장의 기판을 지지하고 있는 리프터를, 처리액을 저류하고 있는 처리조의 상방에 해당하는 인상 위치에서, 처리조의 내부에 해당하는 처리 위치로 복수장의 기판을 위치시켜, 기판을 처리액에 침지시키는 처리 과정；리프터를 처리 위치에서 인상 위치로 상승시킬 때에, 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면에 계면 활성제를 적하하는 적하 과정.
본 발명에 의하면, 처리 과정에서는, 처리액을 저류하고 있는 처리조의 처리 위치에 리프터를 이동시켜 기판에 대한 처리를 행하게 한다. 다음에, 적하 과정에서는, 리프터를 인상 위치로 상승시킬 때에, 계면 활성제를 처리액면에 적하시킨다. 이에 의해 처리액면에는, 계면 활성제가 적하되어 표면장력이 작아지는 영역과, 그 이외의 표면장력이 큰 상태의 영역이 존재하게 되므로, 표면 확산 작용에 의해 파티클은 표면장력이 큰 영역으로 끌어당겨져 처리조의 외부로 배출된다. 그 후, 리프터를 인상 위치로 상승킴으로써, 파티클이 거의 제거된 처리액면에 기판이 끌어 올려지므로, 처리액면에 부유하는 파티클에 의한 기판의 오염을 방지할 수 있다. 또, 계면 활성제는, 기판의 인상 전에 적하될 뿐이므로, 처리액에 의한 처리에 영향을 주기 어려워, 마무리의 불균일을 줄일 수 있다.
발명을 설명하기 위해서 현재 적합하다고 생각되는 몇 가지 형태가 도시되어 있는데, 발명이 도시된 바와 같은 구성 및 방책에 한정되는 것은 아님을 이해하길 바란다.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도.
도 2는, 적하 노즐의 평면도.
도 3은, 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 타임 차트.
도 4는, 처리전 상태를 나타내는 모식도.
도 5는, 처리중 상태를 나타내는 모식도.
도 6은, 미소 돌출 위치로의 인상 상태를 나타내는 모식도.
도 7은, 미소 돌출 위치를 설명하는 도면.
도 8은, 적하 상태를 나타내는 모식도.
도 9는, 표면 확산 작용을 설명하는 모식도.
도 10은, 인상 상태를 나타내는 모식도.
도 11은, 동작의 변형예를 나타내는 타임 차트.
도 12는, 적하 노즐의 변형예를 나타내는 평면도.
도 13은, 변형예에 따른 적하 노즐을 이용한 경우의 동작을 나타내는 타임 차트.
도 14는, 표면 확산 작용을 설명하는 도면.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도.
도 2는, 적하 노즐의 평면도.
도 3은, 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 타임 차트.
도 4는, 처리전 상태를 나타내는 모식도.
도 5는, 처리중 상태를 나타내는 모식도.
도 6은, 미소 돌출 위치로의 인상 상태를 나타내는 모식도.
도 7은, 미소 돌출 위치를 설명하는 도면.
도 8은, 적하 상태를 나타내는 모식도.
도 9는, 표면 확산 작용을 설명하는 모식도.
도 10은, 인상 상태를 나타내는 모식도.
도 11은, 동작의 변형예를 나타내는 타임 차트.
도 12는, 적하 노즐의 변형예를 나타내는 평면도.
도 13은, 변형예에 따른 적하 노즐을 이용한 경우의 동작을 나타내는 타임 차트.
도 14는, 표면 확산 작용을 설명하는 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블럭도이며, 도 2는, 적하 노즐의 평면도이다.
실시예에 따른 기판 처리 장치는, 처리조(1)를 구비하고 있다. 이 처리조(1)는, 복수장의 기판(W)을 수용해, 이들에 대한 처리를 행하기 위한 처리액을 저류한다. 또, 처리조(1)는, 내조(3)와 외조(5)를 구비하고 있다. 내조(3)는, 지면의 안쪽 앞방향으로 정렬된 복수장의 기판(W)을 수용한다. 외조(5)는, 내조(3)의 상측 가장자리의 외측에 설치되고, 내조(3)로부터 흘러넘친 처리액을 회수한다. 내조(3)는, 바닥부의 양측에 분출관(7)이 각각 설치되어 있다. 한 쌍의 분출관(7)은, 순환 배관(9)의 일단측이 연통 접속되어 있다. 순환 배관(9)의 타단측은, 외조(5)의 배출구에 연통 접속되어 있다.
또한, 상술한 분출관(7)이 본 발명에 있어서의 「처리액 공급 수단」에 상당한다.
순환 배관(9)은, 제어 밸브(11)와, 순환 펌프(13)와, 인라인 히터(15)와, 필터(17)와, 유량 제어 밸브(19)가 상류측에서부터 설치되어 있다. 개폐 밸브(11)는, 순환 배관(9)에 있어서의 처리액의 유통을 제어한다. 순환 펌프(13)는, 순환 배관(9)에 저류하는 처리액을 압송한다. 인라인 히터(15)는, 순환 배관(9)을 유통하는 처리액을 소정의 처리 온도로 가열한다. 필터(17)는, 순환 배관(9)을 유통하는 처리액에 포함되는 파티클 등을 제거한다. 유량 제어 밸브(19)는, 순환 배관(9)을 유통하는 처리액의 유량을 조정한다.
외조(5)의 측방에는, 처리액 공급 노즐(21)이 설치되어 있다. 처리액 공급 노즐(21)의 토출측은, 외조(5)의 내부를 향하고 있다. 처리액 공급 노즐(21)의 공급측은, 처리액 공급원(23)에 연통 접속되어 있다. 처리조(1)에 처리액을 공급하려면, 외조(5)에 처리액을 공급시키고, 순환 배관(9)에 처리액을 유통시키면서 처리 온도로 온조해, 내조(3)에 처리액을 공급한다. 내조(3)로부터 흘러넘친 처리액은 외조(5)에서 회수되어, 다시 순환 배관(9)으로 유통된다. 처리액으로는, 예를 들면, 인산(H3PO4)이나 SPM(황산과 과산화 수소수의 혼합액)을 들 수 있다. 인산은, 예를 들면, 160℃의 처리 온도에서 이용되고, SPM은 예를 들면, 100~150℃의 처리 온도에서 이용된다.
내조(5)는, 그 상측 가장자리보다 상방에 오토 커버(25)가 설치되어 있다. 오토 커버(25)는, 내조(5)의 상방을 주위의 분위기와 분리한다. 오토 커버(25)는, 내조(3)의 상측 가장자리측에 수평 둘레의 축심을 구비하고, 도 1에 있어서의 좌우 방향으로 개폐 가능하게 구성되어 있다.
내조(3)의 상방에는, 리프터(27)가 설치되어 있다. 이 리프터(27)는, 내조(3)의 내벽을 따라 연장된 배판(29)과, 배판(29)의 하부로부터 수평 방향으로 연장 된 지지부(31)를 구비하고 있다. 지지부(31)는, 기판(W)의 하측 가장자리를 맞닿게 해 기립 자세로 지지한다. 리프터(27)는, 내조(3)의 상방에 해당하는 「인상 위치」(도 1에 이점쇄선으로 나타냈음)와, 내조(3)의 내부에 해당하는 「처리 위치」(도 1에 실선으로 나타냈음) 사이에 걸쳐서 승강 가능하게 구성되어 있다. 그 승강은, 승강 구동부(33)에 의해 행해진다.
외조(5)의 측방에는, 적하 노즐(35)이 설치되어 있다. 적하 노즐(35)은, 노즐 본체(37)와, 복수개의 토출구(39)를 구비하고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 노즐 본체(37)는 통형상을 나타내고, 적하 위치에서는, 기판(W)의 정렬 방향이며, 정렬 방향과 직교하는 방향에 있어서의 기판(W)의 중앙부에 장축을 향하고 있다. 또, 각 토출구(39)는, 노즐 본체(37)의 하면에 이격해 형성되고, 각 위치는 적하 위치에 있어서의 기판(W) 사이에 설정되어 있다.
적하 노즐(35)은, 노즐 구동부(41)에 의해 이동된다. 그 이동은, 도 1에 실선으로 나타낸 「대기 위치」와, 도 1에 이점쇄선으로 나타낸 「적하 위치」 사이에 걸쳐서 행해진다.
적하 노즐(35)은, 계면 활성제 공급원(43)으로부터 계면 활성제가 공급된다. 여기서 말하는 계면 활성제는, 처리액의 온도보다 약간 낮은 비점을 갖는 것이 바람직하다. 또한 계면 활성제는, 처리에 악영향을 주지 않기 위해서 처리액과 반응하지 않는 것, 처리액에 축적되지 않기 위해서 처리액의 온도보다 약간 낮은 비점을 갖는 것, 파티클에 대한 작용 속도와 직진성에 유리하도록 처리액의 표면장력과의 차가 크다는 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 처리액이 인산(160℃)이나 SPM(150℃)인 경우에는, 이하의 직쇄형 알코올이 계면 활성제로서 적절하다. 직쇄형 알코올이란, 수소 원자 이외의 원자가 분기하지 않고 연속되어 있는 것이다. 또한 이하의 표기에 있어서, 계면 활성제에 이어지는 괄호 내는, 그 계면 활성제의 비점을 나타낸다.
에틸 벤젠(136.19℃), 옥탄(125.67℃), o-크실렌(144.41℃), m-크실렌(139.10℃), p-크실렌(138.35℃), 디에틸렌글리콜디메틸에테르(159.80℃), 시클로헥산(155.60℃), 디클로로아세트산에틸(156.50℃), 2,3-디메틸-2-부탄올(118.59℃), 3,3-디메틸-2-부탄올(120.00℃), 2,2-디메틸-1-프로판올(113.00℃), 2,5디메틸헥산(109.10℃), 톨루엔(110.63℃), 1-부탄올(117.73℃), 1-헥산올(157.08℃), 2-헥산올(139.89℃), 3-헥산올(135.42℃), 2-헥사논(127.50℃), 3-헥사논(123.20℃)
상술한 제어 밸브(11), 순환 펌프(13), 인라인 히터(15), 유량 제어 밸브(19), 처리액 공급원(23)으로부터의 공급, 승강 구동부(33), 노즐 구동부(41), 계면 활성제 공급원(43)으로부터의 공급은, 제어부(45)에 의해 통괄적으로 제어된다. 제어부(45)는, CPU나 메모리를 내장하고, 처리 순서나 처리 조건을 규정한 레시피에 의거해 각 부를 조작한다.
또한, 상기의 적하 노즐(35)이 본 발명에 있어서의 「적하 수단」에 상당하고, 제어부(45)가 본 발명에 있어서의 「제어 수단」에 상당한다.
다음에, 도 3~도 4를 참조하여, 상술한 구성의 기판 처리 장치에 의한 동작에 대해서 설명한다. 또한 도 3은, 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 타임 차트이다. 또, 도 4는, 처리전 상태를 나타내는 모식도이며, 도 5는, 처리중 상태를 나타내는 모식도이고, 도 6은, 미소 돌출 위치로의 인상 상태를 나타내는 모식도이며, 도 7은, 미소 돌출 위치를 설명하는 도면이고, 도 8은, 적하 상태를 나타내는 모식도이며, 도 9는, 표면 확산 작용을 설명하는 모식도이며, 도 10은, 인상 상태를 나타내는 모식도이다.
여기에서는, 초기 상태로서, 복수장의 기판(W)이 리프터(27)에 지지되어 인상 위치에 있으며, 이미 처리 온도로 가열된 처리액이 처리조(1)에 채워져 순환 배관(9)이 순환되고 있는 것으로 한다. 이 상태는, 도 4에 도시한 바와 같이 된다.
우선, 제어부(45)는, t1 시점에서, 리프터(27)를 인상 위치에서 처리 위치에까지 하강시킨다. 그 후, t2 시점에서, 오토 커버(25)를 폐지시킨다.
이 상태를 소정 시간만큼 유지함으로써, 기판(W)에 대한 처리를 행한다. 이 상태는, 도 5에 도시한 바와 같이 된다.
또한 상기한 처리가 본 발명에 있어서의 「처리 과정」에 상당한다.
이에 의해, 예를 들면, 기판(W)에 부착되어 있던 파티클이 기판(W)으로부터 이탈해, 처리액의 흐름을 타고 외조(5)로 배출된다. 그러나, 모두 배출되는 것이 아니라, 내조(3)에 있어서의 처리액의 흐름의 고임에 체류하는 파티클이 존재한다. 이 상태를 도 9에 나타냈다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 분출관(7)으로부터 공급된 처리액은, 내조(3)의 바닥면의 중앙부에서 상방을 향하고, 기판(W)의 중앙부를 지나 내조(3)의 상측 가장자리로부터 배출된다. 이 처리액의 흐름에 있어서, 중앙부에서 내조(3)의 상측 가장자리를 향하는 처리액면 부근에 고임이 생기는 것이 원인이라고 생각되어, 이 영역에 파티클이 체류함이 발명자들의 실험에 의해 판명되었다.
t10 시점에서 처리 시간이 경과하면, 제어부(45)는, 승강 구동부(33)를 조작하여, 리프터(27)를 처리 위치에서 미소 돌출 위치까지 상승시킨다. 또한, 제어부(45)는, 노즐 구동부(41)를 조작하여, 대기 위치에 있는 적하 노즐(35)을 적하 위치로 이동시킨다. 이와 더불어, 제어부(45)는, 순환 펌프(13)를 정지시켜, 처리액의 순환을 정지시킨다. 이 상태는, 도 6에 도시한 바와 같이 된다.
또한, 상기 리프터(27)를 정지시키는 것이 본 발명에 있어서의 「리프터의 상승을 정지시키는 과정」에 상당한다.
여기서 말하는 미소 돌출 위치는, 도 7에 나타낸 위치이다. 즉, 처리액의 액면으로부터 돌출한 기판(W)의 상측 가장자리까지의 높이가 h가 되는 위치이다. 이 미소 높이 h는, 예를 들면, 0.1~1mm 정도이다. 미소 높이 h는, 후술하는 정류 작용이 나타나면 되기 때문에, 기판(W)의 직경, 처리액의 종류, 계면 활성제의 종류에 따라 적절하게 결정하면 된다.
다음에, 제어부(45)는, t11 시점에서 오토 커버(25)를 개방시킨다. 그 다음에, t12~t13에서, 제어부(35)는, 적하 노즐(35)로부터 계면 활성제를 적하시킨다. 이 상태를 나타낸 것이 도 8이다. 적하량은, 예를 들면, 1cc~500cc이며, 내조(3)의 개구 면적이나, 처리액의 종류, 파티클의 체류량에 따라서 결정하면 된다.
또한 상기한 적하가 본 발명에 있어서의 「적하 과정」및 「적하하는 과정」에 상당한다.
계면 활성제가 적하되었을 때의 거동은, 도 9에 도시한 바와 같이 된다. 즉, 파티클이 존재하는, 표면장력이 큰 처리액면에 대해, 표면장력이 작은 계면 활성제가 적하되면, 계면 활성제가 표면 확산 작용에 의해 처리액면을 짧은 시간 동안 외조(5)측으로 확산되어 간다. 그 때에는, 파티클이 표면장력이 큰 쪽으로 향하므로, 파티클이 외조(5)로 배출된다. 또, 미소 돌출 위치(h)에 기판(W)의 상측 가장자리가 위치하고 있으므로, 각 기판(W)이 정류 작용을 일으켜, 계면 활성제는 기판(W)의 면방향으로 이동한다. 따라서, 효율액에 파티클의 배출을 행할 수 있다. 또, 상술한 특성의 계면 활성제를 적하하고 있으므로, 처리액의 열에 의해 계면 활성제가 표면 확산 작용을 일으키게 한 후에 단시간에 증발한다. 따라서, 처리액의 농도에 영향을 주지 않는다.
다음에, 제어부(45)는, t14 시점에서 적하 노즐(35)을 대기 위치에 이동시킴과 더불어, 순환 펌프(13)를 작동시켜 순환 배관(9)에 있어서의 처리액의 순환을 재개시킨다. 이에 의해, 외조(5)로 배출된 파티클이 필터(17)에서 제거된다. 제어부(45)는, t15에서 리프터(27)를 인상 위치로 상승시킨다. 이에 의해 복수장의 기판(W)에 대한 처리가 완료된다. 이 상태는, 도 10에 도시한 바와 같이 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예 장치에 의하면, 제어부(45)는, 내조(3)에 처리액을 공급시키고, 리프터(27)에 의해 기판(W)을 처리 위치에 위치시켜 기판(W)에 대해 처리액에 의한 처리를 행하게 한다. 이에 의해 기판(W)으로부터 이탈한 파티클은, 내조(3)로부터 대부분이 배출되지만, 처리액면에 부유하는 것도 존재한다. 그 후, 제어부(45)는, 리프터(27)를 인상 위치로 상승시킬 때에, 적하 노즐(35)로부터 계면 활성제를 처리액면에 적하시킨다. 이에 의해 계면 활성제의 표면 확산 작용에 의해 파티클은 표면장력이 큰 영역으로 끌어당겨져 내조(3)의 외부로 배출된다. 그 후, 리프터(27)를 인상 위치로 상승시킴으로써, 파티클이 거의 제거된 처리액면에 기판(W)이 끌어 올려지므로, 처리액면에 부유하는 파티클에 의한 기판(W)의 오염을 방지할 수 있다. 또, 계면 활성제는, 기판(W)의 인상 전에 적하될 뿐이므로, 처리액에 의한 처리에 영향을 주기 어려워, 마무리의 불균일을 줄일 수 있다.
또, 적하 노즐(35)은, 각 토출구(39)가 노즐 본체(37)의 하면에 이격하여 형성되고, 각 위치는 적하 위치에 있어서의 기판(W) 사이에 설정되어 있으므로, 각 기판(W) 사이이며, 기판(W)면의 중앙부에 계면 활성제를 적하할 수 있다. 따라서, 각 기판(W)이 위치하는 영역에 있어서 균등하게 표면 확산 작용을 일으키게 할 수 있다. 그 결과, 각 기판(W)의 영역으로부터 균등하게 파티클을 배출시킬 수 있다.
또한 본 실시예 장치는, 다음과 같이 동작시켜도 된다. 여기서, 도 1을 참조한다. 또한 도 11은, 동작의 변형예를 나타내는 타임 차트이다.
상술한 실시예 장치는, 미소 돌출 높이(h)가 되는 위치에 리프터(27)를 위치시킨 상태에서 계면 활성제를 적하하고, 그 후, 리프터(27)를 인상 위치에까지 상승시켰다. 그러나, 도 11의 t15~t16 시점과 같이, 미소 돌출 위치로부터 일단 리프터(27)를 처리 위치에까지 하강시킨 후, 인상 위치에까지 상승시키도록 해도 된다. 이 때 이미 액면에 있던 파티클이 배출되었으므로, 상술한 동작과 동일한 효과를 발휘한다. 또, 미소 돌출 위치에 있어서 계면 활성제를 적하하므로, 그 일부가 기판(W)의 상측 가장자리에 부착되어 있거나, 돌출시에 기판(W)의 상측 가장자리에 약간 파티클이 부착되어 있거나 할 우려가 있다. 일단 미소 돌출 위치로부터 처리 위치로 되돌림으로써, 이들 부착물을 제거할 수 있어, 더욱 청정하게 기판(W)을 처리할 수 있다.
또한 미소 돌출 위치와 처리 위치로의 이동을 1회만이 아니라, 복수회 행하도록 해도 된다. 이에 의해, 승강 이동에 수반하는 액류에 의해 부착물을 보다 제거할 수 있다.
또, 상술한 적하 노즐(35)을 대신하여, 다음과 같은 것을 채용해도 된다. 여기서, 도 12를 참조한다. 또한 도 12는, 적하 노즐의 변형예를 나타내는 평면도이다.
이 적하 노즐(35A)은, 기판(W)의 정렬 방향이며, 정렬 방향과 직교하는 방향에 있어서의 중앙부로 연장되고, 또한 기판(W)의 정렬 방향에 있어서의 중앙부에 연장된 통형상의 노즐 본체(37A)와, 기판(W)의 정렬 방향에 있어서의 중앙부이며 노즐 본체(37A)의 하면에 형성된 토출구(39A)를 구비하고 있다.
이러한 적하 노즐(35A)을 구비하고 있는 기판 처리 장치에서는, 다음과 같이 처리를 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 도 13 및 도 14를 참조한다. 또한 도 13은, 변형예에 따른 적하 노즐을 이용한 경우의 동작을 나타내는 타임 차트이다.
또, 도 14는, 표면 확산 작용을 설명하는 도면이다.
제어부(45)는, t15 시점에서 리프터(27)를 처리 위치에서 인상 위치에까지 상승시키는데, 그 전의 t12~t13 시점에서, 적하 노즐(35A)로부터 계면 활성제를 적하시킨다. 그러면, 복수장의 기판(W)이 처리액면 하에 있는 상태에서, 내조(3)의 중앙부 부근에 계면 활성제가 적하되게 된다.
그러면, 계면 활성제는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 내조(3)의 중앙부로부터 처리액의 배출 방향으로 동심원 형상으로 표면 확산 작용을 일으켜, 처리액면에 부유하는 파티클을 배출시킬 수 있다. 따라서, 상술한 실시예 장치와 동일한 효과를 발휘한다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상술한 실시예에서는, 기판(W)을 처리 위치로부터 인상 위치로 상승시킬 때에, 계면 활성제를 처리액면에 적하하도록 했는데, 적하 노즐(35, 35A)로부터 적하하는 계면 활성제와는 상이한 특성이 다른 계면 활성제를 처리액에 혼합시키도록 해도 된다. 구체적으로는, 기판(W)을 처리 위치로 이동시키기 직전에 외조(5)에 그 계면 활성제(제1의 계면 활성제)를 적하하고, 인상시에 상술한 계면 활성제(제2의 계면 활성제)를 적하한다. 이에 따르면, 제1의 계면 활성제에 의해 처리액중에 있어서의 기판(W)에 대한 처리에 있어서 파티클의 이탈이 원활하게 행해짐과 더불어 재부착을 방지할 수 있어, 인상시의 파티클의 부착도 방지할 수 있다.
(2) 상술한 실시예에서는, 내조(3)의 측방의 대기 위치와, 내조(3)의 상방의 적하 위치에 걸쳐서 적하 노즐(35, 35A)이 이동하도록 구성했다. 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 상술한 위치에 계면 활성제를 적하할 수 있는 고정된 적하 노즐을 이용해도 된다.
(3) 상술한 실시예에서는, 원형 형상을 나타내는 기판(W)을 처리하는 경우를 예로 들어 설명했는데, 본 발명은 다른 형상의 기판(W)을 처리하는 경우에도 적용할 수 있다.
(4) 상술한 실시예에서는, 처리조(1)가 내조(3)와 외조(5)로 이루어지는 구성이었는데, 처리조(1)가 내조(3)만 있는 구성이어도 된다.
(5) 상술한 실시예에서는, 순환 배관(9)에 의한 처리액의 순환을 행하면서 처리하는 경우를 나타냈는데, 순환 배관(9)을 구비하지 않고 내조(3)로부터 흘러넘친 처리액이 외조(5)를 통과하거나, 혹은 직접 폐수되는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
※ 본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명이 아니라 부가된 청구항을 참조해야 한다.
Claims (20)
- 처리액에 기판을 침지시켜 기판에 대한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서,
처리액을 저류하는 처리조；
복수장의 기판을 지지 가능하고, 상기 처리조의 상방에 해당하는 인상(引上) 위치와, 상기 처리조의 내부에 해당하는 처리 위치에 걸쳐서 승강하는 리프터；
상기 처리조에 처리액을 공급하는 처리액 공급 수단；
상기 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면에 계면 활성제를 적하하는 적하 수단；
상기 처리액 공급 수단으로부터 상기 처리조에 처리액을 공급시키고, 상기 리프터에 의해 기판을 처리 위치에 위치시켜, 기판에 대해 처리액에 의한 기판 처리 공정을 실시하고, 상기 기판 처리 공정이 완료된 후, 상기 리프터를 인상 위치로 상승시킬 때에, 상기 적하 수단으로부터 계면 활성제를 처리액의 액면 상에 적하시키는 제어 수단을 포함하는 기판 처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 리프터를 처리 위치로부터 상승시키기 시작한 후, 기판의 상측 가장자리가 처리액면으로부터 소정 높이만큼 노출된 시점에서 상승을 정지시키고, 그 상태에서 상기 적하 수단으로부터 계면 활성제를 적하시키는, 기판 처리 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제어 수단은, 계면 활성제를 적하시킨 후, 상기 리프터를 하강시켜, 처리액면으로부터 노출된 기판의 상측 가장자리를 처리액면 하에 다시 침지시키고 나서 인상 위치까지 상승시키는, 기판 처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 리프터를 상승시켜 기판의 상측 가장자리가 처리액면으로부터 노출될 때까지, 상기 적하 수단으로부터 계면 활성제를 적하시키는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적하 수단은, 상기 리프터에 지지된 복수장의 기판의 정렬 방향이며, 정렬 방향과 직교하는 방향에 있어서의 기판의 중앙부에 위치하는 노즐 본체와, 상기 노즐 본체의 하면이며, 상기 복수장의 기판 사이에 계면 활성제를 적하하는 토출구를 구비하는 기판 처리 장치. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적하 수단은, 상기 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면 전체에 있어서의 중앙부에 토출구가 위치하는 노즐 본체를 구비하는 기판 처리 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 처리액을 가열하는 가열 수단을 더 구비하고,
상기 적하 수단은, 상기 가열 수단으로 가열된 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는 계면 활성제를 적하하는, 기판 처리 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 처리액을 가열하는 가열 수단을 더 구비하고,
상기 적하 수단은, 상기 가열 수단으로 가열된 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는 계면 활성제를 적하하는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적하 수단은 직쇄형 알코올의 계면 활성제를 적하하는, 기판 처리 장치. - 처리액에 기판을 침지시켜 기판에 대한 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서,
복수장의 기판을 지지하고 있는 리프터를, 처리액을 저류하고 있는 처리조의 상방에 해당하는 인상 위치에서, 처리조의 내부에 해당하는 처리 위치로 복수장의 기판을 위치시켜, 기판을 처리액에 침지시키는 처리 과정；
상기 처리 과정이 종료된 후, 리프터를 처리 위치에서 인상 위치로 상승시킬 때에, 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면에 계면 활성제를 적하하는 적하 과정을 포함하는 기판 처리 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 적하 과정은, 리프터로 상승되어 가는 기판의 상측 가장자리가, 처리액면으로부터 소정 높이만큼 노출된 시점에서 리프터의 상승을 정지시키는 과정과, 그 상태에서 계면 활성제를 적하하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 계면 활성제를 적하하는 과정 후에, 리프터를 하강시켜, 처리액면으로부터 노출된 기판의 상측 가장자리를 처리액면 하에 다시 침지시키고 나서 인상 위치까지 상승시키는 상승 과정을 실시하는, 기판 처리 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 적하 과정은, 리프터를 상승시켜 기판의 상측 가장자리가 처리액면으로부터 노출될 때까지 실시되는, 기판 처리 방법. - 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적하 과정은, 복수장의 기판의 정렬 방향과 직교하는 방향에 있어서의 기판의 중앙부이며, 각 기판 사이에 계면 활성제를 적하하는, 기판 처리 방법. - 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적하 과정은, 처리조에 저류되어 있는 처리액의 액면 전체에 있어서의 중앙부에 계면 활성제를 적하하는, 기판 처리 방법. - 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 과정 전에 처리액을 가열하는 가열 과정을 더 구비하고,
상기 계면 활성제는 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는, 기판 처리 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 처리 과정 전에 처리액을 가열하는 가열 과정을 더 구비하고,
상기 계면 활성제는 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는, 기판 처리 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 처리 과정 전에 처리액을 가열하는 가열 과정을 더 구비하고,
상기 계면 활성제는 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는, 기판 처리 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 처리 과정 전에 처리액을 가열하는 가열 과정을 더 구비하고,
상기 계면 활성제는 처리액의 온도보다 낮은 비점을 갖는, 기판 처리 방법. - 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계면 활성제는 직쇄형 알코올인, 기판 처리 방법.
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