KR101678253B1 - 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 액처리와 건조 처리를 상이한 높이 위치에서 행할 수 있는 액처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판을 유지하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부를 회전시키는 회전 구동부와, 상기 기판 지지부를 상승 및 하강시키는 기판 지지부 승강 부재와, 상기 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판에 상기 처리액을 공급할 때에, 상기 기판을 둘러싸는 액 수용컵과, 상기 기판에 상기 처리액을 공급할 때에, 상기 기판과 상기 액 수용컵의 위쪽에 위치하는 건조컵을 구비하고, 상기 건조컵은, 상기 기판을 건조할 때에, 상기 기판을 둘러싸며, 상기 액 수용컵의 위쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치에 의해 상기한 과제가 달성된다.

Description

액처리 장치 및 액처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 발명은, 반도체 웨이퍼나 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 등의 기판을 액처리하는 액처리 장치 및 액처리 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(IC)나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정에는, 반도체 웨이퍼나, FPD용 유리 기판 등의 기판을 액체에 의해 처리하는 공정이 있다. 그리고, 액체에 의한 처리의 종료 후, 기판을 회전시켜 건조시키는 공정이 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평11-87294호 공보
종래에는, 기판을 액체로 처리한 후, 액처리시의 기판의 위치 관계를 유지한 상태, 또는 기판만을 승강시켜 컵을 전환한 상태에서, 기판의 회전을 계속하여 순수를 털어내어 건조시키고 있다. 이들의 경우에는, 액처리를 행한 후에도 미스트 등의 분위기가 기판 주변에 남아, 건조시에 기판에 부착되어 파티클의 원인이 될 가능성이 있다.
본 발명은, 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액처리와 건조 처리를 상이한 높이 위치에서 행할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 기판의 표면이 아래쪽을 향한 상태에서 기판을 유지하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부를 회전시키는 회전 구동부와, 상기 기판 지지부를 상승 및 하강시키는 기판 지지부 승강 부재와, 상기 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판에 상기 처리액을 공급할 때에, 상기 기판을 둘러싸는 액 수용컵과, 상기 기판에 상기 처리액을 공급할 때에, 상기 기판과 상기 액 수용컵의 위쪽에 위치하고, 상기 기판을 건조할 때에, 상기 기판을 둘러싸며, 상기 액 수용컵의 위쪽에 위치하는 건조컵과, 상기 건조컵과 상기 액 수용컵 사이에, 상기 건조컵의 외측의 기체를 받아들이는 기류로(氣流路)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 기판의 표면이 아래쪽을 향한 상태에서 기판을 유지하여 액처리 위치에서 액처리를 행하는 액처리 공정과, 상기 액처리 공정에서 상기 액처리가 행해진 상기 기판을 상기 액처리 위치보다 위쪽의 건조 위치에서 건조하는 건조 처리 공정을 포함하고, 상기 액처리 공정에서, 상기 액처리 위치에서의 상기 기판은, 상기 액처리에 이용되는 처리액을 받는 액 수용컵으로 둘러싸이고, 상기 건조 처리 공정에서, 상기 건조 위치에서의 상기 기판은, 이 기판을 둘러싸며 이 기판을 향해 개구하는 개구부를 갖는 건조컵으로 둘러싸여 회전되고, 상기 액 수용컵과 상기 건조컵 사이의 공간에 기체가 공급되는 것을 특징으로 하는 액처리 방법이 제공된다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 액처리와 건조 처리를 상이한 높이 위치에서 행하는 것에 의해, 액처리를 행한 후의 증기나 미스트 등의 퓸(fume)이 건조시에 기판에 부착되어 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치를 도시하는 개략도.
도 2는 도 1의 액처리 장치의 건조컵을 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 방법을 도시하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 방법을 설명하는 설명도.
도 5는 도 4에 계속해서, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 방법을 설명하는 설명도.
도 6은 도 5에 계속해서, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 방법을 설명하는 설명도.
도 7은 도 6에 계속해서, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 방법을 설명하는 설명도.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시형태에 대해서 설명한다. 첨부한 전체 도면중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은 부재 또는 부품간의 상대비를 도시하는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서, 구체적인 치수는, 이하의 한정적이지 않은 실시형태에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 한다.
(액처리 장치의 구성)
처음에, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 처리하는 기판으로서, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)를 이용한다.
도시한 바와 같이, 액처리 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 지지하는 기판 지지부(10)와, 기판 지지부(10)에 의해 지지된 웨이퍼(W)의 하면에 대향하도록 설치된 저류조(20)와, 기판 지지부(10)와 저류조(20)의 이격 거리를 변화시킬 수 있는 구동부(30)와, 저류조(20)의 외주측에 저류조(20)를 둘러싸도록 설치된 환형의 액 수용컵부(40)와, 액 수용컵부(40)의 위쪽에 설치된 환형의 건조컵(42)을 갖는다. 액처리 장치(100)는, 기판 지지부(10)에 의해 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하고, 저류조(20)에 액체를 공급하여 저류하고, 구동부(30)에 의해 기판 지지부(10)와 저류조(20)의 이격 거리를 감소시켜, 그 액체 내에 웨이퍼(W)를 침지하여, 웨이퍼(W)의 표면을 액처리한다. 또한, 액처리 장치(100)는, 저류조(20)로부터 배출된 액체, 및 회전하는 웨이퍼(W) 표면 상에 공급되어 웨이퍼(W)의 회전에 의해 털어내어진 액체를 액 수용컵부(40)로 회수한다. 또한, 액처리 장치(100)는, 구동 기구(42g)에 의해 기판 지지부(10)와 건조컵(42)을 상승시켜, 액처리를 행한 위치와는 상이한 위치에서 건조 처리를 행한다.
기판 지지부(10)는, 환형의 톱 플레이트 부재(10a)와, 톱 플레이트 부재(10a)의 아래쪽에서 웨이퍼(W)를 협지하는 클로(claw)부(10s)와, 톱 플레이트 부재(10a)의 중앙부에 위치하는 톱 플레이트 노즐(10n)과, 웨이퍼(W)를 가열하는 가열부(10L)를 갖는다.
톱 플레이트 부재(10a)는, 웨이퍼(W)의 표면(패턴 형성면)이 아래쪽으로 향한 상태로 웨이퍼(W)를 지지한다. 톱 플레이트 부재(10a)에는, 예컨대 3개의 클로부(10s)가 등간격으로 배치되어 있다. 톱 플레이트 노즐(10n)은, 웨이퍼(W)의 상면에 액체(처리액 등)를 공급한다. 가열부(10L)는, 웨이퍼(W)의 상면의 액체(액막)의 온도를 균일하게 유지하기 위해, 웨이퍼(W)를 정해진 온도로 가열한다. 가열부(10L)는, 예컨대 LED를 이용할 수 있다.
저류조(20)는, 기판 지지부(10)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 하면에 대향하도록 설치된 원형의 바닥부(20b)와, 바닥부(20b)의 외주부에 바닥부(20b)를 둘러싸도록 설치된 둘레벽을 포함하는 댐(dam)부(20d)와, 저류조(20)에 액체를 공급하는 공급부(20s)와, 바닥부(20b)와 댐부(20d)의 미끄럼 이동부에 위치하는 시일 부재(23)를 갖는다.
바닥부(20b)는, 환형의 베이스 플레이트 부재(20a)와, 웨이퍼(W)에 진동을 부여하는 초음파 진동판(20c)을 갖는다. 베이스 플레이트 부재(20a)의 웨이퍼(W)의 하면에 대향하는 표면은, 베이스 플레이트 부재(20a)의 중심부로부터 외주부의 방향으로 하강하는 경사면이다. 초음파 진동판(20c)은, 액체를 진동시켜, 액체에 접한 웨이퍼(W)의 표면을 물리적으로 세정한다.
바닥부(20b)는, 댐부(20d)와 상대적인 위치 관계를 변화시키도록 이동할 수 있어, 댐부(20d)의 상단보다, 바닥부(20b)[베이스 플레이트 부재(20a)]의 상단의 위치를 낮게 한 경우에, 바닥부(20b)와 댐부(20d)에 의해, 액체를 저류할 수 있는 조(용기)를 형성한다. 여기서, 바닥부(20b)와 댐부(20d)의 상대적인 위치 관계를 변화시키는 방법은, 바닥부(20b) 또는 댐부(20d) 중 어느 하나를 이동시키는 방법, 또는 바닥부(20b) 및 댐부(20d) 양쪽 모두를 상대적으로 이동시키는 방법이어도 좋다.
댐부(20d)는, 저류조(20)의 외주부에, 베이스 플레이트 부재(20a)를 둘러싸도록 설치된 원통 형상의 부재이다. 댐부(20d)의 상단의 표면은, 댐부(20d)의 중심부로부터 외주부의 방향으로 하강하는 경사면이다.
공급부(20s)는, 베이스 플레이트 부재(20a)의 중심부에 위치하는 베이스 플레이트 노즐(20n)과, 베이스 플레이트 부재(20a)의 중심부로부터 외주부의 방향으로 배치된 복수의 토출구(20m)를 갖는다. 베이스 플레이트 노즐(20n) 및 토출구(20m)는, 웨이퍼(W)의 하면에 액체를 공급한다.
시일 부재(23)는, 저류조(20)에 저류된 액체가 바닥부(20b)[베이스 플레이트 부재(20a)]와 댐부(20d)의 간극으로부터 누설되는 것을 방지하기 위해, 베이스 플레이트 부재(20a)와 댐부(20d)의 미끄럼 이동부의 수밀성(水密性)을 확보한다. 시일 부재(23)는, 예컨대 O링 등을 이용할 수 있다.
구동부(30)는, 기판 지지부(10)의 톱 플레이트 부재(10a)를 회전 구동하는 모터(30M)와, 기판 지지부(10)[웨이퍼(W)]와 저류조(20)의 이격 거리를 변화시키는 기판 구동부(30a)와, 바닥부(20b)를 상하로 이동시키는 바닥부 구동부(30b)를 포함한다. 또한, 구동부(30)의 기판 구동부(30a) 및 바닥부 구동부(30b)는, 모터, 실린더 또는 전자력 등의 회전 운동 또는 직선 운동에 의해, 피구동부를 원하는 위치에 이동시키는 수단이면, 어느 수단이나 이용할 수 있다.
액 수용컵부(40)는, 저류조(20)에 저류된 액체를 배출하는 환형의 제1 수용부(40a)와, 제1 수용부(40a)보다 외주측에 설치되고, 회전하고 있는 웨이퍼(W)에 공급한 액체 중, 원심력에 의해 털어내어진 액체를 회수하는 환형의 제2 수용부(40b)와, 제1 수용부(40a)와 제2 수용부(40b)를 구획하는 가동식의 구획 가이드(40g)를 갖는다. 또한, 액 수용컵부(40)는, 제1 수용부(40a)에 유입된 액체를 배액하는 배액구(41c)와, 제2 수용부(40b)에 유입된 액체를 배액하는 배액구(41d)와, 액처리 장치(100) 안의 분위기 가스를 배기하는 배기구(41e)를 갖는다. 여기서, 액 수용컵부(40)는, 구획 가이드(40g)가 위쪽의 가이드 위치(Gup)(도 1에서 실선으로 도시하는 위치)일 때는 배액구(41c)에 액체를 배액하고, 아래쪽의 가이드 위치(Gdw)(도 1에서 파선으로 도시하는 위치)일 때는 배액구(41d)에 액체를 배액한다.
건조컵(42)은, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 환형 형상을 갖고 있다. 건조컵(42)의 내경은, 액처리 장치(100)에서 처리되는 웨이퍼(W)의 직경보다 크고, 웨이퍼 지지부(10)에 의해 웨이퍼(W)는 건조컵(42) 내부를 상하 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 건조컵(42)은, 상부 플레이트(42a)와 하부 플레이트(42b)를 갖고 있다. 상부 플레이트(42a)는, 외주부를 향해 하강하도록 경사진 경사면을 가지며, 그 외측 가장자리부에서, 하부 플레이트(42b)와 결합되어 있다. 이 때문에, 건조컵(42)은, 중심을 향해 개구하는 개구부(P)를 갖고 있다. 또한, 하부 플레이트(42b)에는, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 건조컵(42)의 중심을 대칭으로 건조컵(42) 안을 배기하기 위한 2개의 개구(h)가 형성되어 있고, 도 1에 도시하는 바와 같이, 이들 개구(h)에 덕트(42c)가 접속되어 있다. 개구(h)는, 건조컵(42) 안을 배기할 수 있으면 되고, 2개 이상 설치하여도 좋다. 덕트(42c)는, 그 아래쪽 부분이 배기 배액 도관(42d)에 상하 이동 가능하게 삽입되어 있다. 배기 배액 도관(42d)은, 댐퍼(42e) 및 기액 분리기(42f)를 통해 배기 장치(도시 생략)에 접속되어 있다.
또한, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 건조컵(42)에는 구동 기구(42g)가 설치되고, 이것에 의해 건조컵(42)의 상하 방향 위치가 조정된다. 구체적으로는, 건조컵(42)은, 구동 기구(42g)에 의해, 액 수용컵부(40) 상에 약간의 간극을 두고 배치되거나(도 1 참조, 이하, 이 위치를 아래쪽 위치라고 함), 또는 액 수용컵부(40)로부터 위쪽으로 이격된 위치에 배치된다(도 7 참조, 이하, 이 위치를 위쪽 위치라고 함). 액처리 장치(100)에 웨이퍼(W)를 반입출할 때에는, 웨이퍼(W)와 간섭하지 않도록 건조컵(42)은 아래쪽 위치에 배치된다.
건조컵(42)은, 건조 처리시에는 위쪽 위치에 배치되고, 저류조(20)의 위쪽에서 웨이퍼 지지부(10)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 외측 가장자리가 건조컵(42)의 개구부(P)를 향하도록 위치한다. 이 때, 건조컵(42) 안에서, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W)의 주위에, 웨이퍼(W) 중심으로부터 외주를 향하는 기류가 발생한다. 이 기류는, 배기 장치에 의해 건조컵(42)의 개구부(P)로부터 개구(h)를 통해 덕트(42c)에 흡인되어, 배기 배액 도관(42d)에 배출된다. 또한, 웨이퍼 지지부(10)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산한 액체는, 개구부(P)를 통해 건조컵(42)에 수용된다. 수용된 액체는, 하부 플레이트(42b) 상을 흘러 개구(h)로부터 덕트(42c)를 통해 배기 배액 도관(42d)에 이르고, 기액 분리기(42f)에 의해 액체만이 정해진 배액로(도시 생략)를 통해 배출된다. 또한, 배기 장치에 의한 배기량은 댐퍼(42e)에 의해 조정 가능하다.
또한, 건조컵(42)이 위쪽 위치에 배치되는 건조 처리시에는, 액 수용컵부(40)와 건조컵(42) 사이에는, 액 수용컵부(40) 및 건조컵(42)의 내외 공간을 연통하는 기류로(氣流路)(42h)[도 2의 (b) 참조]가 형성되어 있다. 기류로(42h)에 의한 효과는 후술한다.
액처리 장치(100)의 액체 공급계는, 공급관(57)을 통해, 액체 공급원(50)을 공급부(20s)[베이스 플레이트 노즐(20n)]에 접속하고 있다.
액체 공급원(50)은, 본 실시형태에서는, 4개의 배관(51∼54)을 갖는다. 공급하는 액체(처리액)는, 세정액으로서 배관(52)으로부터 SC1을, 린스액으로서 배관(51)으로부터 상온의 탈이온수(CDIW) 및 배관(53)으로부터 고온의 탈이온수(HDIW)를, 레지스트 박리의 처리액으로서 배관(54)으로부터 황산(H2SO4)을 공급할 수 있다.
또한, 배관(51∼54)에 대하여, 집합 밸브(56)가 설치되어 있다. 집합 밸브(56)의 입구는 배관(51∼54)에 접속되고, 집합 밸브(56)의 출구는 공급관(57)에 접속되어 있다. 또한, 집합 밸브(56)는, 배관(51∼54)에 대응하여 3방 밸브를 갖는다. 여기서, 3방 밸브는, 택일적으로 밸브를 개폐하는 것에 의해, 원하는 액체를 공급관(57)에 택일적으로 공급한다. 구체적으로는, 3방 밸브(51a)가 개방되면, 배관(51)을 흐르는 탈이온수(CDIW)가 공급관(57)에 유입된다. 한편, 폐쇄되어 있는 다른 3방 밸브에서는, 대응하는 배관(52∼54)을 흐르는 액체는, 그대로 배관(52∼54)을 흐르고, 공급관(57)에는 유입되지 않는다.
또한, 이러한 구성을 갖는 집합 밸브(56) 대신에 복수의 개별 밸브를 배관(51∼54)에 설치하는 것에 의해, 액체를 택일적으로 공급관(57)에 공급하는 구성으로 하여도 좋다.
공급관(57)은, 도시하지 않는 유량 제어기 및 공급 밸브를 통해, 공급부(20s)의 베이스 플레이트 노즐(20n)에 접속되어 있다. 또한 공급관(57)은, 도시하지 않는 드레인관이 접속되어 있다.
한편, 공급부(20s)의 토출구(20m)는, 본 실시형태에서는, 개폐 밸브를 통해 과산화수소수(H2O2)를 토출한다. 또한, 기판 지지부(10)의 톱 플레이트 노즐(10n)은, 액체 및 기체를 공급한다. 톱 플레이트 노즐(10n)의 구성(배관, 밸브 등)은, 베이스 플레이트 노즐(20n)의 경우와 같기 때문에, 설명을 생략한다.
(액처리의 동작)
다음에, 도 1∼도 6을 참조하면서, 상기한 액처리 장치(100)에서 실시되는 액처리 방법의 일례에 대해서 설명한다. 도 3은, 액처리 방법을 설명하는 흐름도의 예이다. 도 4∼도 6은, 실시되는 액처리의 각 공정을 설명하는 설명도이다. 도 1 및 도 4∼도 6을 참조하면서, 도 3의 액처리 방법에 대해서 설명한다.
처음에, 도 3의 단계 S1(및 도 1)에서, 액처리 장치(100)는, 반송 기구(61)에 의해, 액처리 장치(100) 안에 웨이퍼(W)를 반입한다(도 1의 M1). 다음에, 기판 지지부(10)는, 도시하지 않는 전달 기구에 의해, 반송 기구(61)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여, 클로부(10s)(스핀척)에 의해 웨이퍼(W)를 지지한다. 기판 지지부(10)는, 웨이퍼(W)의 패턴 형성면(표면)을 아래쪽으로 향해, 웨이퍼(W)를 지지한다. 이 때, 반송 기구(61)에 간섭하지 않도록, 건조컵(42)은 아래쪽 위치에 배치된다. 그 후, 단계 S2에 진행한다.
도 3의 단계 S2(및 도 4)에서, 액처리 장치(100)는, 회전 처리 공정으로서, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되어 있는 레지스트를 박리하는 처리를 한다. 구체적으로는, 우선, 도 4에서, 액처리 장치(100)는, 기판 구동부(30a)에 의해 기판 지지부(10)를 아래쪽으로 이동시킨다(M1). 이 때, 아래쪽으로 이동한 톱 플레이트 부재(10a)는, 액 수용컵부(40)와 아래쪽 위치에 위치하는 건조컵(42) 사이에 위치한다. 이것에 의해, 액 수용컵부(40) 위쪽의 개구를 덮을 수 있다. 구획 가이드(40g)는 위쪽의 가이드 위치(Gup)에 있다.
다음에, 모터(30M)에 의해, 웨이퍼(W)[톱 플레이트 부재(10a)]를, 정해진 회전 속도(예컨대 500 rpm)로 회전시킨다. 그 후, 배관(54)의 3방 밸브를 개방하여, 베이스 플레이트 노즐(20n)로부터 황산(H2SO4)을 토출한다. 또한, 토출구(20m)로부터 과산화수소수(H2O2)를 토출한다.
이 때, 황산 및 과산화수소수가 혼합되어, 황산과 과산화수소수의 화학 반응(H2SO4+H2O2→H2SO5+H2O)이 생겨, 강한 산화력을 갖는 H2SO5를 포함하는 SPM이 생성된다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면 상의 SPM은, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼(W) 표면의 중앙부로부터 외주부를 향해 퍼져, 그 표면 상에 SPM의 액막을 형성한다. 이 때문에, SPM의 산화 반응에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하고 있는 불필요한 레지스트를 박리할 수 있다.
웨이퍼(W) 표면 상의 SPM의 액막의 온도는, 웨이퍼(W)의 외주를 향해 저하한다. 이 때문에 액처리 장치(100)는, 가열부(10L)에 의해, 웨이퍼(W)의 외주부를 가열하여 액막의 온도가 저하하는 것을 억제한다. 또한, 웨이퍼(W) 표면 상의 SPM이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외주 가장자리로부터 비산하기 때문에, 액처리 장치(100)는, 액 수용컵부(40)의 제1 액 수용부(40a)에 의해, 비산한 SPM의 액적을 회수하여, 배액구(41c)로 배액한다. 또한, 고온의 SPM으로부터는 증기나 미스트 등의 퓸이 발생하지만, 톱 플레이트 부재(10a)에 의해 액 수용컵부(40) 위쪽의 개구가 덮여 있기 때문에, 액 수용컵부(40)의 위쪽에 SPM의 퓸이 흐르는 것을 억제할 수 있다.
이상으로부터, 회전 처리 공정의 처리를 완료하면, 웨이퍼(W)의 회전을 정지하고, 단계 S3에 진행한다. 또한, 회전 처리 공정을 생략하고, 이전 공정(단계 S1)으로부터 다음 공정(단계 S3)으로 진행되어도 좋다.
다음에, 도 3의 단계 S3(및 도 5)에서, 액처리 장치(100)는, 저류조(20)에 액체를 공급하고, 저류한다. 구체적으로는, 우선, 액처리 장치(100)는, 구획 가이드(40g)의 위치를 아래쪽으로 이동(G1)시켜, 배액구(41d)에 액체를 배액할 수 있도록 한다. 또한, 바닥부 구동부(30b)에 의해 바닥부[베이스 플레이트 부재(20a)]를 하강시킨다. 댐부(20d)의 상단보다 베이스 플레이트 부재(20a)의 상단의 위치를 낮게 하여, 베이스 플레이트 부재(20a)와 댐부(20d)에 의해, 액체를 저류할 수 있는 저류조(20)를 형성한다. 이 때, 건조컵(42)은, 회전 처리 공정과 동일하게, 아래쪽 위치에 위치하고 있다.
다음에, 액처리 장치(100)는, 저류 공정으로서, 배관(53)[또는 배관(51)]의 3방 밸브를 개방하여, 베이스 플레이트 노즐(20n)로부터 HDIW(또는 CDIW)를 공급하여, 저류조(20)에 HDIW(또는 CDIW)를 저류한다. 이어서, 액처리 장치(100)는, 침지 공정으로서, 기판 구동부(30a)에 의해, 기판 지지부(10)를 아래쪽으로 이동(M1)시켜, 웨이퍼(W)를 HDIW(또는 CDIW)의 액체 내에 침지하는 처리(이하, DIP 처리라고 함)를 한다. 액처리 장치(100)는, 정해진 시간, DIP 처리를 행한다. 이 때, 액처리 장치(100)는, DIP 처리에 의해 웨이퍼(W)의 표면을 균일하게 세정할 수 있다. 이 때, 액 수용컵부(40) 위쪽의 개구는, 톱 플레이트 부재(10a)에 의해 덮여 있어, 저류한 액체로부터의 분위기가 액 수용컵부(40)보다 위쪽으로 흘러 가는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 액처리 장치(100)는, DIP 처리중에, 모터(30M)에 의해 웨이퍼(W)[톱 플레이트 부재(10a)]를 저회전의 회전 속도로 회전시켜도 좋다. 또한, 바닥부(20b)의 초음파 진동판(20c)에 의해, 웨이퍼(W) 등에 진동을 부여하여, 웨이퍼(W)의 표면을 물리적으로 초음파 세정하여도 좋다.
또한, 단계 S3에서는, DIP 처리중에, 저류조(20) 내에 연속적으로 액체를 공급하여, 댐부(20d)의 상단으로부터 액체를 배출하면서 세정(이하, 오버플로 세정이라고 함)할 수 있다. 이 경우, 액처리 장치(100)는, 배출된 액체를 액 수용컵부(40)[제2 수용부(40b)]에서 수용하고, 그 후, 배액구(41d)로 액체를 배액할 수 있다. 오버플로 세정에서는, 단계 S2에서 사용한 액체(SPM 등의 처리액)가 부착된 베이스 플레이트 부재(20a) 등을, 웨이퍼(W)의 세정과 동시에 할 수 있다. 이상으로부터 DIP 처리를 완료하면, 단계 S4에 진행한다.
단계 S4(및 도 6)에서, 액처리 장치(100)는, 배출 공정으로서, 저류조(20)의 액체를 배출하는 처리를 한다. 구체적으로는, 우선, 액처리 장치(100)는, 기판 구동부(30a)에 의해, 기판 지지부(10)를 위쪽으로 이동시키고(M1), 저류조(20)에 저류된 액체로부터 웨이퍼(W)를 끌어올려, 이격시킨다. 또한, 액처리 장치(100)는, 바닥부 구동부(30b)에 의해 바닥부[베이스 플레이트 부재(20a)]를 상승시키는 것에 의해, 댐부(20d) 상단의 표면에 대하여 바닥부[베이스 플레이트 부재(20a)]의 상단의 표면을 상대적으로 상승시킨다(M2). 이것에 의해, 베이스 플레이트 부재(20a) 및 댐부(20d)의 상단의 표면이 베이스 플레이트 부재(20a)의 중심부로부터 외주부의 방향으로 하강하는 경사면이기 때문에, 저류조(20)의 액체를 제2 수용부(40b)에 배출할 수 있다. 한편, 액처리 장치(100)는, 도시하지 않는 댐부 구동부에 의해 댐부(20d)를 강하시키는 것에 의해, 바닥부[베이스 플레이트 부재(20a)]의 상단의 표면에 대하여 댐부(20d)의 상단의 표면을 상대적으로 강하시켜도 좋다. 또한 저류조(20)의 액체를 배출한 후, 모터(30M)에 의해, 웨이퍼(W)[톱 플레이트 부재(10a)]를 회전시켜, 웨이퍼(W) 표면상의 액체를 제거하여도 좋다.
이상으로부터, 저류조(20)의 액체를 배출하는 처리를 완료하면, 단계 S5에 진행한다. 또한, 배출 공정의 처리 후, 회전 처리 공정의 처리를 한 후 단계 S5에 진행하여도 좋다. 회전 처리 공정으로서, 예컨대 웨이퍼(W)의 회전 세정 공정 및 린스 처리 공정을 할 수 있다.
도 3의 단계 S5(및 도 7)에서, 액처리 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 웨이퍼(W)를 건조하는 처리를 한다. 구체적으로는, 기판 구동부(30a)에 의해, 기판 지지부(10)를 위쪽으로 이동하는 움직임에 동기시켜, 도 7에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(42g)에 의해 건조컵(42)을 위쪽 위치에 이동시킨다. 건조컵(42)을 위쪽 위치에 이동시키는 것에 의해, 액 수용컵부(40)와 건조컵(42) 사이에 내외 공간을 연통하는 기류로(42h)가 형성된다. 이 때, 바닥부 구동부(30b)에 의해 바닥부[베이스 플레이트 부재(20a)]를 하강시켜 저류조(20)를 형성하고, 저류조(20)에 DIW를 저류한다.
다음에, 모터(30M)에 의해, 웨이퍼(W)[톱 플레이트 부재(10a)]를 회전시킨다. 이것에 의해, 웨이퍼(W) 표리면에 남는 DIW가 원심력에 의해 털어내어져, 웨이퍼(W)가 건조된다. 털어내어진 DIW는 도 7에 화살표 Y1로 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸도록 배치되는 건조컵(42)의 개구부(P)에 유입되고, 덕트(42c)를 통해 배기 배액 도관(42d)으로부터 배출된다. 또한, 이 때 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W) 주변에 회전 중심으로부터 외주를 향하는 기류가 발생하는 것에 더하여, 배기 배액 도관(42d)을 통해 건조컵(42) 안이 배기 장치에 의해 배기되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼(W) 주변에 발생하는 증기나 미스트 등의 퓸은, 개구부(P), 덕트(42c), 및 배기 배액 도관(42d)을 통해 흡인된다. 그리고, 건조컵(42) 안이 배기되면, 건조컵(42)과 액 수용컵부(40) 사이에 형성된 기류로(42h)로부터, 배기량과 동량 정도의 청정 기체를 받아들일 수 있다.
이상으로부터, 건조하는 처리를 완료하면, 웨이퍼(W)의 회전을 정지하고, 단계 S6에 진행한다.
도 3의 단계 S6에서, 액처리 장치(100)는, 반송 기구(61)(도 1)에 의해, 처리 완료된 웨이퍼(W)를 액처리 장치(100) 밖으로 반출한다. 반출 방법은, 단계 S1의 역수순과 같기 때문에, 설명을 생략한다. 반출을 완료하면, 도면중 「END」로 진행하고, 액처리의 동작을 종료한다.
이하, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치(100) 및 액처리 방법의 이점을 설명한다. 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 액체에 의한 회전 처리나 침지 처리와, 웨이퍼(W)의 건조 처리를 상이한 높이에서 행할 수 있다. 이것에 의해, 액체에 의한 회전 처리나 침지 처리를 행하는 공간과 건조 처리를 행하는 공간을 나눌 수 있어, 액처리 후에 남는 분위기에 의해 건조 처리중에 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 액처리를 행할 때에는, 톱 플레이트 부재(10a)에 의해 액 수용컵부(40)의 개구를 덮기 때문에, 액처리에 의해 발생하는 증기나 미스트 등의 퓸이, 액 수용컵부(40)의 위쪽으로 확산하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 건조 처리시에 웨이퍼(W)와 건조컵(42)이 이동하는 위쪽 위치에는 액처리에 의해 발생하는 증기나 미스트 등의 퓸은 존재하지 않아, 건조 처리시에 퓸이 웨이퍼(W)에 부착하는 것에 기인하는 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 액처리 장치(100)에서는, 웨이퍼(W)의 건조 처리시에 구동 기구(42g)에 의해 건조컵(42)이 액 수용컵부(40)의 위쪽에 위치하고 있을 때에는, 건조컵(42)과 액 수용컵부(40) 사이에 큰 기류로(42h)가 형성되어 있다. 이 때문에, 기류로(42h)를 통해 웨이퍼(W)와 저류조(20) 사이의 공간에 건조컵(42)의 외측으로부터 청정 기체를 받아들일 수 있다(도 7의 화살표 Y2). 이것에 의해, 웨이퍼(W)와 저류조(20) 사이의 공간은, 유입된 청정 기체에 의해 거의 상압으로 유지될 수 있다. 또한 청정 기체가 유입되어 오는 것에 의해, 건조 처리를 청정한 분위기에서 행할 수 있다.
또한, 액처리 장치(100)에서는, 건조 처리시에 저류조(20)에 DIW를 저류한다. 본 실시형태에서는, 황산이나 과산화수소수 등의 약액을 사용한 회전 처리 공정 후, DIW에 의한 침지 공정을 행하여 베이스 플레이트 부재(20a) 상의 약액을 DIW로 제거하고 있지만, 베이스 플레이트 부재(20a)에 약액이 잔존할 우려가 있다. 건조 처리시에 약액이 잔존하고 있으면, 그 약액에 기인하여 약액 분위기가 발생하여, 웨이퍼(W)에 악영향을 미칠 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태에서의 액처리 장치(100)에서는, 건조 처리시에 베이스 플레이트 부재(20a) 상에 DIW가 저류되어 있기 때문에, 약액의 분위기가 발생하지 않아, 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 실시형태를 참조하면서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 첨부한 특허청구범위에 비추어, 여러 가지 변형 또는 변경하는 것이 가능하다.
예컨대, 단계 S5(도 7)에서, 모터(30M)에 의해 웨이퍼(W)[톱 플레이트 부재(10a)]를 회전시키면서, 웨이퍼(W)를 위쪽 위치에 이동시켜도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)로부터의 DIW의 제거를 빠르게 시작할 수 있어, 건조 처리에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 건조컵(42)과 톱 플레이트 부재(10a)는, 각각 구동 부재를 갖고 있지만, 건조컵(42)과 톱 플레이트 부재(10a)가 계합(係合)함으로써 하나의 구동 부재에 의해 승강하여도 좋다. 이것에 의해, 톱 플레이트 부재(10a)가 상승할 때에 건조컵(42)도 상승하게 되어, 확실하게 웨이퍼(W)의 주위를 건조컵(42)으로 덮을 수 있다.
또한, 단계 S3(도 5)에서, 베이스 플레이트 부재(20a)의 베이스 플레이트 노즐(20n)로부터 웨이퍼(W)의 하면을 향하여 DIW를 공급하고, 톱 플레이트 부재(10a)의 톱 플레이트 노즐(10n)로부터 웨이퍼(W)의 상면을 향해 DIW를 공급하여도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 양면을 동시에 린스 세정할 수 있다.
또한, 건조컵(42)은 상부 플레이트(42a)와 하부 플레이트(42b)에 의해, 테이퍼형의 단면 형상을 갖고 있었지만(도 1 참조), 이것에 한하지 않고, 예컨대 C자형, 또는 U자형이라고 하는 단면 형상을 갖고 있어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 건조컵(42)은 상하 이동 가능했지만, 웨이퍼(W)의 건조 처리가 행해지는 높이에 건조컵을 고정하여도 좋다. 이것에 의해서도, 건조컵과 액 수용컵 사이에 기류로를 형성할 수 있고, 웨이퍼(W)와 저류조(20) 사이의 공간에 건조컵(42)의 외측으로부터의 청정 기체를 받아들일 수 있다. 또한 건조컵(42)의 외측으로부터의 청정 기체를 받아들이는 것에 한정되지 않고, 건조컵과 액 수용컵 사이의 공간에 노즐 등의 기체 공급부를 삽입하여, 웨이퍼(W) 하면에 기체를 공급하여도 좋다.
또한, 배기 장치에 의한 건조컵(42) 안의 배기는, 항상 일정하여도 좋고, 건조 처리시에만 가동시켜도 좋다. 액처리시에는 배기를 약하게 해 두고, 건조 처리시에 강하게 배기하도록 제어하여도 좋다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 패턴 형성면이 아래를 향하고 있는 경우를 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 패턴 형성면이 위를 향하도록 하여도 좋다.
또한, 사용하는 액체로서, H2SO4, SC1, 및 DIW 등을 예시했지만, 이들에 한하지 않고, 실시하는 액처리에 따른 액체(또는, 기체)를 이용해도 좋은 것은 물론이다.
전술한 실시형태에서는, 웨이퍼를 액처리하는 경우를 예로 설명했지만, 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 등의 기판을 제조하는 공정에서, 기판에 대하여 액처리하는 경우에서도, 본 발명을 이용할 수 있다.
100: 기판 처리 장치, 10: 기판 지지부, 10a: 톱 플레이트 부재, 10s: 클로부, 10n: 톱 플레이트 노즐, 10L: 가열부, 20: 저류조, 20b: 바닥부, 20d: 댐부, 20s: 공급부, 20n: 베이스 플레이트 노즐, 20m: 토출구, 20c: 초음파 진동판, 23: O링, 30: 구동부, 30M: 모터, 30a: 기판 구동부, 30b: 바닥부 구동부, 40: 액 수용컵부, 40a: 제1 수용부, 40b: 제2 수용부, 40g: 구획 가이드, 41c: 배액구, 41d: 배액구, 50: 액체 공급원, 51: 배관(CDIW), 51a: 3방 밸브(CDIW), 56: 집합 밸브, 57: 공급관, W: 웨이퍼(기판)

Claims (16)

  1. 기판의 표면이 아래쪽을 향한 상태에서 기판을 유지하는 기판 지지부와,
    상기 기판 지지부를 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판 지지부를 상승 및 하강시키는 기판 지지부 승강 부재와,
    상기 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 기판에 상기 처리액을 공급할 때에, 상기 기판을 둘러싸는 액 수용컵과,
    상기 기판에 상기 처리액을 공급할 때에, 상기 기판과 상기 액 수용컵의 위쪽에 위치하고, 상기 기판을 건조할 때에, 상기 기판을 둘러싸며, 상기 액 수용컵의 위쪽에 위치하는 건조컵과,
    상기 건조컵과 상기 액 수용컵 사이에, 상기 건조컵의 외측의 기체를 받아들이는 기류로(氣流路)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 건조컵은, 상기 기판을 건조할 때에, 상기 처리액을 공급할 때의 위치보다 높은 위치에 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 건조컵은, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 포함하는 환형 형상을 가지며, 상기 기판의 중심을 향해 개구하는 개구부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 지지부와 상기 건조컵은, 동기하여 상승하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 건조컵을 상승 및 하강시키는 구동 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판을 건조할 때에, 상기 기판의 하면에 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상승할 때에 회전하면서 상승하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체를 저류하고, 저류된 액체중에 상기 기판을 침지할 수 있는 저류조를 더 가지며, 상기 기판을 건조할 때에 상기 저류조에 순수를 저류하는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  9. 기판의 표면이 아래쪽을 향한 상태에서 기판을 유지하여 액처리 위치에서 액처리를 행하는 액처리 공정과,
    상기 액처리 공정에서 상기 액처리가 행해진 상기 기판을 상기 액처리 위치보다 위쪽의 건조 위치에서 건조하는 건조 처리 공정
    을 포함하고,
    상기 액처리 공정에서, 상기 액처리 위치에서의 상기 기판은, 상기 액처리에 이용되는 처리액을 받는 액 수용컵으로 둘러싸이고,
    상기 건조 처리 공정에서, 상기 건조 위치에서의 상기 기판은, 이 기판을 둘러싸며 이 기판을 향해 개구하는 개구부를 갖는 건조컵으로 둘러싸여 회전되고, 상기 액 수용컵과 상기 건조컵 사이의 공간에 기체가 공급되는 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 액처리 위치로부터 상기 건조 위치로 상기 기판을 상승시키는 기판 상승 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 액처리 위치로부터 상기 건조 위치로 상기 기판을 상승시키는 기판 상승 공정을 더 포함하고,
    상기 기판 상승 공정에서, 상기 기판과 함께 상기 건조컵이 동기하여 상승되는 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 기판 상승 공정에서, 상기 기판이 회전하면서 상승하는 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 처리 공정에서, 상기 건조 위치보다 아래쪽에 배치되는 저류조에 순수를 저류하는 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
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