KR101761429B1 - 액처리 장치, 액처리 장치의 제어 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

기판에 액체를 공급하는 공급부로부터의 액체의 액흘림을 방지하는 것이 가능한 액처리 장치를 제공한다.
액처리의 대상이 되는 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부가 유지하는 기판에 대하여 정해진 액체를 공급하는 공급 수단과, 액체 공급부로부터 상기 공급 수단에 액체를 공급하는 공급관과, 상기 공급관에 설치되고, 상기 액체의 공급을 시작 또는 정지하는 공급 밸브와, 상기 공급 밸브에 대하여 설치되고, 상기 공급 밸브의 개폐 속도를 개방시와 폐쇄시에서 상이한 속도로 제어하는 속도 제어기와, 상기 공급 밸브보다 상기 액체 공급부측에서 상기 공급관으로부터 분기되고, 상기 공급관을 흐르는 상기 액체를 배출하는 드레인관과, 상기 드레인관에 설치되는 제1 개폐 밸브를 구비하는 액처리 장치에 의해 상기 과제를 달성한다.

Description

액처리 장치, 액처리 장치의 제어 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체{LIQUID PROCESSING APPARATUS, CONTROL METHOD OF LIQUID PROCESSING APPARATUS, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 반도체 웨이퍼나 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 등의 기판을 액처리하는 액처리 장치, 액처리 장치의 제어 방법, 이 제어 방법을 액처리 장치에 실행시키는 컴퓨터 프로그램, 및 이것을 기억하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼나 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 등의 기판을 액처리하는 경우, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부에 대하여 액체를 공급하는 액체 공급부를 구비하는 액처리 장치를 사용하는 경우가 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2001-60576호 공보
전술한 액처리 장치에서는, 액체 공급부로부터 액체의 공급을 정지한 후, 기판 표면에서 액체를 제거한다. 액체 공급부로부터 액체가 웨이퍼 상에 흘러서 떨어지면, 기판 표면이 오염되어 버린다.
본 발명은, 기판에 액체를 공급하는 공급부로부터의 액체의 액흘림을 방지하는 것이 가능한 액처리 장치, 액처리 장치의 제어 방법, 이 제어 방법을 액처리 장치에 실행시키는 컴퓨터 프로그램, 및 이것을 기억하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 제1 양태는, 액처리의 대상이 되는 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부가 유지하는 기판에 대하여 정해진 액체를 공급하는 공급 수단과, 액체 공급부로부터 상기 공급 수단에 액체를 공급하는 공급관과, 상기 공급관에 설치되고, 상기 액체의 공급을 시작 또는 정지하는 공급 밸브와, 상기 공급 밸브에 대하여 설치되고, 상기 공급 밸브의 개폐 속도를 제어하는 속도 제어기와, 상기 공급 밸브보다 상기 액체 공급부측에서 상기 공급관으로부터 분기되고, 상기 공급관을 흐르는 상기 액체를 배액하는 드레인관과, 상기 드레인관에 설치되는 제1 개폐 밸브를 구비하는 액처리 장치를 제공한다.
본 발명의 제2 양태는, 정해진 액체를 공급하는 액체 공급부와, 기판 유지부에 의해 유지되는 기판에 대하여 상기 정해진 액체를 공급하는 공급 수단을 접속하는 공급관에 설치되는 공급 밸브를 개방함으로써, 상기 기판에 상기 정해진 액체를 공급하는 단계와, 상기 공급 밸브보다 상기 액체 공급부측에서 상기 공급관으로부터 분기되는 드레인관에 설치되는 제1 개폐 밸브를 개방하는 단계와, 상기 공급 밸브에 대하여 설치되는 속도 제어기에 의해 저감된 속도로 상기 공급 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는 액처리 장치의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시형태는, 기판에 액체를 공급하는 공급부로부터의 액체의 액흘림을 방지하는 것이 가능한 액처리 장치, 액처리 장치의 제어 방법, 이 제어 방법을 액처리 장치에 실행시키는 컴퓨터 프로그램, 및 이것을 기억하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치가 내장되는 기판 처리 장치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치를 나타내는 개략 측면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 액처리 장치의 공급 아암의 헤드부를 설명하는 설명도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 액처리 장치에서 실시하는 액처리 장치의 제어 방법에서의 밸브의 개폐를 설명하는 타임챠트이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치 및 액처리 장치의 제어 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시형태에 관해 설명한다. 첨부한 모든 도면 중 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 관해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다. 또, 도면은, 부재 또는 부품간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서, 구체적인 치수는, 이하의 한정적이지 않은 실시형태에 비춰 당업자가 결정해야 한다.
먼저, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치를 포함하는 기판 처리 장치에 관해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 기판 처리 장치를 나타내는 개략 평면도이다. 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용하는 복수의(도시한 예에서는 4개의) 웨이퍼 캐리어(C)를 배치하는 캐리어 스테이션(S1)과, 캐리어 스테이션(S1)과 후술하는 액처리 스테이션(S3) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 반입 반출 스테이션(S2)과, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치(1)를 배치하는 액처리 스테이션(S3)을 구비한다.
반입 반출 스테이션(S2)은, 웨이퍼 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 스테이지(13)에 배치하고, 또, 스테이지(13)의 웨이퍼(W)를 들어 올려 웨이퍼 캐리어(C)에 반입하는 반송 기구(11)를 갖고 있다. 반송 기구(11)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 아암부(11a)를 갖고 있다. 반송 기구(11)는, 웨이퍼 캐리어(C)의 배열 방향(도면 중의 X방향)으로 연장되는 가이드(12)를 따라서 이동할 수 있다. 또, 반송 기구(11)는, X방향에 수직인 방향(도면 중의 Y 방향) 및 상하 방향으로 유지 아암부(11a)를 이동시킬 수 있고, 수평면내에서 유지 아암부(11a)를 회전시킬 수 있다.
액처리 스테이션(S3)은, Y방향으로 연장되는 반송실(16)과, 반송실(16)의 양측에 설치된 복수의 액처리 장치(1)를 갖고 있다. 반송실(16)은 반송 기구(14)를 가지며, 반송 기구(14)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 아암부(14a)를 갖고 있다. 반송 기구(14)는, 반송실(16)에 설치되어 Y방향으로 연장되는 가이드(15)를 따라서 이동할 수 있다. 또, 반송 기구(14)는, 유지 아암부(14a)를 X방향으로 이동시킬 수 있고, 수평면내에서 회전시킬 수 있다. 반송 기구(14)는, 반입 반출 스테이션(S2)의 스테이지(13)와 각 액 처리 장치(1) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다.
또, 기판 처리 장치(100)는, 각종 부품 및 부재를 제어하는 제어부(17)를 갖고 있다. 제어부(17)는, CPU(Central Processing Unit)나 MPU(Micro Processing Unit) 등의 프로세서와 기억 장치(모두 도시하지 않음)를 포함하고 있다. 기억 장치는, 기판 처리 장치(100) 및 액처리 장치(1)로 실행하는 각종 처리(예를 들어 후술하는 액처리 장치(1)의 제어 방법)를 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)을 저장한다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체(17a)는 프로그램을 저장한다. 상기 기억 장치는, 기록 매체(17a)로부터 프로그램을 인스톨하고, 프로세서가 프로그램을 실행한다. 기록 매체(17a)는, 예를 들어, 하드디스크, 컴팩트디스크, 광자기 디스크, 메모리카드, 플렉시블 디스크 등이어도 좋다.
이상의 구성을 갖는 기판 처리 장치(100)에서는, 반송 기구(11)가, 캐리어 스테이션(S1)의 웨이퍼 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어, 그 웨이퍼(W)를 스테이지(13)에 배치한다. 액처리 스테이션(S3) 내의 반송 기구(14)가, 스테이지(13) 상의 웨이퍼(W)를 액처리 장치(1)에 반입한다. 또, 액처리 장치(1)는, 반입한 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 세정액을 공급하여 세정하고, 예를 들어 순수로 세정액을 씻어내고, 웨이퍼(W)의 표면을 건조시킨다. 웨이퍼(W)의 표면을 건조시킨 후, 반송 기구(14) 및 반송 기구(11)가, 반입시와 반대의 경로(순서)로 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(C)에 복귀시킨다. 또, 하나의 웨이퍼(W)를 세정하는 동안에, 반송 기구(11) 및 반송 기구(14)가 다른 웨이퍼(W)를 다른 액처리 장치(1)에 순차적으로 반송하고, 액처리 장치(1)가 반송된 웨이퍼(W)를 세정한다.
다음으로, 도 2를 참조하면서 액처리 장치(1)에 관해 설명한다. 도시한 바와 같이, 액처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지 부재(10)와, 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시키는 모터(M)와, 웨이퍼 지지 부재(10)가 지지하는 웨이퍼(W)에 대하여 액체를 공급하는 2개의 공급 아암(20 및 80)을 구비한다. 또, 액처리 장치(1)는, 웨이퍼 지지 부재(10)의 주위를 둘러싸고 있고, 공급 아암(20 및 80)이 웨이퍼(W)에 공급하는 액체를 받아 배출구(30d)로부터 외부로 배출하는 컵부(30)를 갖고 있다.
웨이퍼 지지 부재(10)는, 중앙부에 개구를 갖는 원환 형상의 플레이트 부재(10a)와, 플레이트 부재(10a)의 이면측에서 중앙부의 개구의 개구 가장자리에 부착되는 중공의 원통 형상의 베이스부(10b)와, 플레이트 부재(10a)의 외측 둘레로부터 상승한 원통 형상의 원둘레부(10c)를 갖고 있다. 원둘레부(10c)는, 웨이퍼(W)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖고 있다. 또, 원둘레부(10c)는, 그 상부에 있어서 원둘레부(10c)로부터 내측으로 연장되는 손톱부(S)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 원둘레부(10c)는, 정해진 간격으로 배치된, 예를 들어 12개의 손톱부(S)를 갖고 있다. 이들 손톱부(S)는 웨이퍼(W)의 이면 둘레 가장자리부에 접하여 웨이퍼(W)를 지지한다.
또, 베이스부(10b)의 내측에는 원통 형상을 갖는 슬리브(34s)를 배치하고 있고, 슬리브(34s)는, 케이스(11)의 바닥부 중앙에 형성된 개구에 부착되어 있다. 또, 슬리브(34s)의 상단에는, 외측 가장자리부가 경사진 원환형의 형상을 갖는 배플판(34b)이 설치되어 있다. 또, 베이스부(10b)의 상단은, 플레이트 부재(10a)의 상면보다 높게 연장되어 있다. 이들에 의해, 슬리브(34s)와 베이스부(10b)의 간극으로부터, 후술하는 공급 아암(20)으로부터 액체가 흘러서 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또, 모터(M)는, 웨이퍼 지지 부재(10)의 베이스부(10b)를 둘러싸고 있고, 베이스부(10b)를 회전 가능하게 유지하고 있다. 이에 따라 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시킬 수 있고, 따라서, 웨이퍼 지지 부재(10)가 지지하는 웨이퍼(W)도 회전시킬 수 있다.
액처리 장치(1)에는, 공급 아암(20)에 정해진 액체를 공급하기 위해 액체 공급부(40)가 접속되어 있다. 액체 공급부(40)는, 본 실시형태에서는, 예를 들어 2개의 배관(41 및 42)을 가지며, 세정액으로서, 배관(41)으로부터 SC1을 공급하고, 배관(42)으로부터 탈이온수(DIW)를 공급한다. 배관(41 및 42)에는, 대응하는 액체를 저장하는 저장조(도시하지 않음)를 접속하고 있다. 단, 배관(41 및 42)을, 예를 들어 클린룸의 용역 설비에 접속해도 좋다.
또, 배관(41 및 42)에 대하여 집합 밸브(또는 매니폴드)(46)를 설치하고 있다. 집합 밸브(46)의 입구에는 배관(41 및 42)을 접속하고 있고, 집합 밸브(46)의 출구에는 공급관(50)을 접속하고 있다. 또, 집합 밸브(46)에서는, 배관(41 및 42)에 대응하여 삼방 밸브(46a 및 46b)가 설치되어 있다. 이들 삼방 밸브(46a 및 46b)는, 도시하지 않은 고압 기체원으로부터의 고압 기체에 의해 택일적으로 개폐할 수 있다. 예를 들어 삼방 밸브(46a)가 개방되면, 배관(41)을 흐르는 SC1은 그대로 배관(41)을 흐르고 공급관(50)으로도 흐른다. 한편, 폐쇄되어 있는 삼방 밸브(46b)에서는, DIW는 그대로 배관(42)을 흐른다. 이러한 구성에 의해, 공급 아암(20)에 원하는 액체를 택일적으로 공급할 수 있다. 이러한 구성을 갖는 집합 밸브(46) 대신 복수의 개별 밸브를 배관(41 및 42)에 설치함으로써, 배관(41 및 42)으로부터의 액체를 택일적으로 공급관(50)에 공급하도록 구성해도 좋다.
유량 제어기(51) 및 공급 밸브(52)를 개재하여 공급관(50)을 공급 아암(20)에 접속하고 있다. 공급관(50)은, 불소 수지 등의 내약품성이 높은 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 공급 밸브(52)부터 공급 아암(20)까지의 사이에서는, 공급관(50)은 적어도 일부분에서 상하 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서의 유량 제어기(51)는, 차압식 센서를 이용하는 유량 제어기이다. 이 유량 제어기는, 공급관(50) 내를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량 측정부(51s)와, 유량 측정부(51s)에 의한 측정 결과에 기초하여, 공급관(50) 내를 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부(51n)를 갖고 있다. 예를 들어 제어부(17)(도 1)가 유량 제어기(51)에 대하여 신호를 공급함으로써, 공급관(50) 내를 흐르는 유체마다 그 유량을 제어할 수 있다.
또, 공급관(50)에는, 집합 밸브(46)로부터 공급 아암(20)으로 향하는 방향을 따라서 공급 밸브(52)보다 상류측의 위치에서 드레인관(53)이 접속되어 있다. 드레인관(53)은 개폐 밸브(53V)를 갖고 있다. 드레인관(53)은 도시하지 않은 드레인에 접속되어 있고, 개폐 밸브(53V)가 개방되면 공급관(50)을 흐르는 액체는 드레인으로 흐른다. 개폐 밸브(53V) 대신 삼방 밸브를 이용해도 좋다.
또한, 공급관(50)에는, 공급관을 흐르는 액체를 집합 밸브(46)로부터 공급 아암(20)으로 향하는 방향을 따라서 공급 밸브(52)보다 하류측의 위치에서 분기관(54)을 접속하고 있다. 분기관(54)에는 개폐 밸브(54V)가 설치되어 있다. 분기관(54)은 도시하지 않은 배액부에 접속되어 있고, 개폐 밸브(54V)를 개방하면 공급관(50)을 흐르는 액체는 배액부로 흐를 수 있다. 또, 개폐 밸브(54V)는, 공급 아암(20)의 헤드부(20h)(후술)보다 낮은 위치에 설치되어 있어, 공급 밸브(52)를 폐쇄한 채로 개폐 밸브(54V)를 개방하면, 분기관(54)과 공급 아암(20) 사이에서 공급관(50) 내에 잔류하는 액체가, 자신의 중량에 의해 분기관(54)을 향해 흐른다. 이에 따라, 공급 아암(20)의 선단부에 남는 액체도 상류측으로 이동한다. 이에 따라, 공급 아암(20)의 헤드부(20h)의 선단으로부터 액체가 흘러서 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
공급 밸브(52), 개폐 밸브(53V) 및 개폐 밸브(54V)는, 본 실시형태에서는 에어오퍼레이티드 밸브이며, 정해진 고압 기체 배관에 의해 고압 기체원에 접속하여, 고압 기체원으로부터의 고압 기체에 의해 개폐 제어를 행한다. 또, 공급 밸브(52)에는, 고압 기체원과 접속하는 배관에 속도 제어기(52c)를 설치하고 있다. 속도 제어기(52c)는, 에어오퍼레이티드 밸브인 공급 밸브(52)에 인가하는 고압 기체의 인가 속도를 조정함으로써, 공급 밸브(52)의 개폐 속도를 조정할 수 있다. 이 때문에, 속도 제어기(52c)는, 속도 제어기(52c)를 이용하지 않을 때의 개폐 속도보다 느린 속도로 공급 밸브(52)를 개폐할 수 있다.
또, 개폐 밸브(54V)에 대하여 속도 제어기(54c)가 설치되어 있다. 이에 따라, 개폐 밸브(54V)도 또한, 속도 제어기(54c)를 이용하지 않을 때의 개폐 속도보다 느린 속도로 개폐할 수 있다.
본 실시형태에서는, 속도 제어기(52c 및 54c)로서, 예를 들어 에어오퍼레이티드 밸브에 접속하는 고압 기체 배관에 설치되는 인라인 타입의 속도 제어기가 이용되고 있지만, 다른 실시형태에서는, 에어오퍼레이티드 밸브의 본체에 부착 가능한 이음매 타입의 속도 제어기를 이용해도 좋다. 즉, 에어오퍼레이티드 밸브와 속도 제어기는 별체로 되어 있어도 좋고, 서로 일체화해도 좋다.
공급 아암(20)은, 구동부(20d)가 지지하는 상하 방향으로 연장되는 샤프트(20s)와, 샤프트(20s)의 상단에 일단에서 고정되고, 수평 방향으로 연장되는 아암부(20a)와, 아암부(20a)의 타단 하면에 부착되는 헤드부(20h)를 갖고 있다. 구동부(20d)는, 샤프트(20s)의 중심축을 회전 중심으로 하여 샤프트(20s)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 샤프트(20s)의 중심축을 중심으로 아암부(20a)가 선회하고, 헤드부(20h)는, 웨이퍼 지지 부재(10)가 지지하는 웨이퍼(W)의 중앙 위쪽의 액체 공급 위치(도 2에서 파선으로 나타내는 위치)와, 컵부(30)의 외측의 홈위치(도 2에서 실선으로 나타내는 위치)에 위치할 수 있다.
도 3의 (a)는, 공급 아암(20)의 헤드부(20h)와 아암부(20a)(의 일부)를 나타내는 사시도이고, 도 3의 (b)는, 도 3의 (a) 중의 A-A선을 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 헤드부(20h)에는, 헤드부(20h)의 일측면에 개구된 개구(2A)와, 하면에 개구된 개구(2B)와, 정해진 곡률로 만곡하여 개구(2A)와 개구(2B)를 연통하는 도관(2C)이 형성되어 있다. 또, 플렉시블 튜브제의 공급관(50)을 개구(2A)로부터 삽입하고, 도관(2C)을 통과시켜 개구(2B)로부터 약간 돌출시켰다. 이와 같이 돌출된 공급관(50)의 선단으로부터 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 액체를 공급한다.
공급 아암(80)(도 2)은 공급 아암(20)과 마찬가지로, 아암부(80a), 헤드부(80h), 샤프트(도시하지 않음) 및 구동부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 헤드부(80h)는 헤드부(20h)와 동일한 구성을 갖고 있고, 공급관(50)으로부터 분기된 공급관(81)이 헤드부(80h)의 하면으로부터 약간 돌출되어 있다. 또, 공급관(81)에는 개폐 밸브(83)가 설치되어 있어, 개폐 밸브(83)의 개폐에 의해, 공급관(50)으로부터 공급관(81)을 통과하여 공급 아암(80)으로의 액체의 공급과 정지를 제어한다.
다시 도 2를 참조하면, 공급관(50)으로부터는, 집합 밸브(46)와 유량 제어기(51) 사이에서 이면 공급관(60)이 분기되어 있고, 슬리브(34s) 내의 공간을 통과하여 연장되는 이면 공급관(60)은 이면 노즐(70)에 접속하고 있다. 이면 공급관(60)에는, 이면 노즐(70)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 공급하는 액체의 유량을 조정하는 유량 제어기(61)와, 이면 노즐(70)로부터 웨이퍼(W)의 이면으로의 액체의 공급을 시작 또는 정지하는 공급 밸브(62)와, 개폐 밸브(64V)를 설치하고 있다. 유량 제어기(61)는, 유량 제어기(51)와 마찬가지로 차압식 센서를 이용하는 유량 제어기이고, 이면 공급관(60) 내를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량 측정부(61s)와, 유량 측정부(61s)에 의한 측정 결과에 기초하여, 이면 공급관(60) 내를 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부(61n)를 갖고 있다. 예를 들어 제어부(17)(도 1)가 유량 제어기(61)에 대하여 신호를 공급함으로써, 공급관(60) 내를 흐르는 유체마다 그 유량을 제어할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면서, 상기 기판 처리 장치(100) 및 액처리 장치(1)의 제어 방법의 일례에 관해 설명한다.
(웨이퍼(W)의 반입)
먼저, 기판 처리 장치(100)의 반송 기구(14)(도 1)에 의해 웨이퍼(W)를 액처리 장치(1) 내에 반입하여, 웨이퍼 지지 부재(10)의 위쪽에 유지한다. 도시하지 않은 승강 핀에 의해, 반송 기구(14)로부터 웨이퍼 지지 부재(10)에 웨이퍼(W)를 전달하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 지지 부재(10)는 웨이퍼(W)의 표면을 위로 향하게 한 상태로 웨이퍼(W)를 지지한다.
(액처리)
다음으로, 모터(M)가 웨이퍼 지지 부재(10)를 회전시킴으로써 웨이퍼(W)가 회전한다. 공급 아암(20)의 구동부(20d)에 의해 홈위치로부터 액체 공급 위치로 헤드부(20h)가 이동한다. 이어서, 예를 들어 집합 밸브(46)의 삼방 밸브(46a)를 개방함으로써 배관(41)과 공급관(50)을 연통시키고, 공급 밸브(52)를 개방함으로써 헤드부(20h)의 선단을 통해 SC1을 웨이퍼(W)의 표면에 대해 공급한다. 그와 함께, 공급 밸브(62)를 개방하여 이면 노즐(70)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 SC1을 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면을 SC1에 의해 세정한다.
정해진 시간동안 웨이퍼(W)를 세정한 후, 집합 밸브(46)의 삼방 밸브(46a)를 폐쇄함으로써 배관(41)과 공급관(50) 사이의 연통을 차단하고, 삼방 밸브(46b)를 개방함으로써 배관(42)과 공급관(50) 사이를 연통시킨다. 배관(42)과 연통함으로써 공급관(50)에는 DIW가 흘러, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 대하여 세정액으로서의 DIW를 공급한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 잔류하고 있는 SC1을 DIW에 의해 씻어낸다.
(DIW의 정지)
도 4는, 공급 밸브(52 및 62) 등의 개폐(ON/OFF)를 나타내는 타임챠트이고, 횡축에 시간을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, DIW를 공급하고 있는 동안에는, 삼방 밸브(46b), 공급 밸브(52) 및 공급 밸브(62)가 개방되어 있다.
웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 잔류하는 SC1을 DIW에 의해 충분히 씻어낸 후, 우선, 시점 t1에서 드레인관(53)의 개폐 밸브(53V)(도 2)가 개방된다. 이에 따라, 집합 밸브(46)로부터 공급관(50)으로 흐른 DIW를, 개방되어 있는 공급 밸브(52)를 통과시켜 공급 아암(20)에 공급하고, 드레인관(53)을 통과시켜 드레인에도 흐르게 한다.
제어부(17)가 개폐 밸브(53V)를 개방하고 나서, 예를 들어 1초후(시점 t2)에 공급 밸브(52)를 폐쇄하기 시작한다. 이 때, 공급 밸브(52)에 설치된 속도 제어기(52c)에 의해 공급 밸브(52)가 폐쇄되는 속도를 저감한다. 따라서 공급 밸브(52)는 개방되는 속도에 비해 천천히 폐쇄된다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 공급 밸브(52)를 폐쇄하기 시작하고 나서 완전히 폐쇄되기까지, 예를 들어 1초 걸린다.
또, 제어부(17)가 공급 밸브(52)를 완전히 폐쇄한 시점 t3에서, 삼방 밸브(46b) 및 공급 밸브(62)를 폐쇄한다. 이에 따라, 공급관(50)으로의 DIW의 공급을 정지하고, 이면 노즐(70)로의 DIW의 공급을 정지한다. 이에 따라, 삼방 밸브(46b), 공급 밸브(52) 및 공급 밸브(62)가 폐쇄되게 된다. 단, 이 때에도, 제어부(17)는, 드레인관(53)의 개폐 밸브(53V)를 개방한 채로 하였다. 이것은, 공급관(50)에 남는 DIW를 드레인관(53)을 통해 배출함으로써, 공급관(50) 내의 DIW의 압력을 상승시키지 않기 위해서이다. 공급관(50) 내의 DIW의 압력이 저하된 후에, 개폐 밸브(53V)를 폐쇄하는 것에 의해서도 유량 제어기(51)의 유량 측정부(51s)에 대하여 큰 압력 충격이 가해지지 않아, 유량 측정부(51s)의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.
또, 제어부(17)가 공급 밸브(52)를 완전히 폐쇄한 시점 t3에서, 분기관(54)에 설치된 개폐 밸브(54V)가 개방된다. 이 때, 개폐 밸브(54V)에 설치된 속도 제어기(54c)에 의해, 개폐 밸브(54V)는 폐쇄되는 속도에 비해 천천히 개방된다. 예를 들어 약 0.5초 걸려 개폐 밸브(54V)를 완전히 개방하도록 제어된다. 0.5초 걸려 완전히 개방한 후, 시점 t4에서 개폐 밸브(54V)를 폐쇄한다. 이 때에는 속도 제어기(54c)는 동작하지 않고, 따라서 개폐 밸브(54V)를 순간적으로 폐쇄한다. 또, 제어부(17)가 개폐 밸브(54V)를 개방함으로써, 분기관(54)으로부터 공급 아암(20)까지의 사이에서 공급관(50) 내에 잔류하고 있는 DIW가, 시점 t3부터 t4의 기간에 자신의 중량에 의해 드레인관(54)으로 흘러, 미량의 DIW를 개폐 밸브(54V)를 통해 배출한다. 이에 따라, 공급 아암(20)의 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에 잔류하는 DIW의 액면이 상류측으로 후퇴하여, 공급관(50)의 선단으로부터의 액흘림을 방지한다. 공급관(50) 내에 잔류하는 DIW의 액면이 상류측으로 후퇴한 경우라 하더라도, 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에는 DIW가 남아 있다. 이 때문에, 컵부(30) 위쪽의 분위기에 존재할 수 있는 다른 용제 등에 의해, 공급관(50)의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 그 후, 구동부(20d)에 의해 공급 아암(20)이 선회하여, 헤드부(20h)가 액체 공급 위치로부터 홈위치로 되돌아간다.
또, 시점 t4에서, 제어부(17)는, 공급 밸브(62)를 폐쇄하는 동시에, 이면 공급관(60)에 설치된 개폐 밸브(64V)를 개방하고, 약 0.5초후에 폐쇄한다. 이에 따라, 이면 노즐(70)의 선단으로부터의 DIW의 액면이 상류측으로(아래쪽으로) 후퇴한다.
마지막으로, 제어부(17)가, 개방되어 있는 드레인관(53)의 개폐 밸브(53V)를 시점 t5에서 폐쇄함으로써, DIW를 공급하는 공정이 종료된다.
(웨이퍼의 건조)
웨이퍼(W)로의 DIW의 공급을 정지한 후에는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W)의 표면상의 DIW를 털어내어 웨이퍼(W)의 표면을 건조시킨다. 이 때, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 크게 함으로써, 웨이퍼(W)의 표면을 보다 확실하게 건조시킬 수 있다. 웨이퍼(W)가 충분히 건조된 후, 전술한 웨이퍼(W)의 반송 순서와 역순으로 웨이퍼(W)를 액처리 장치(1)로부터 반출하여, 원래의 웨이퍼 캐리어(C)로 복귀시킨다. 이상에 의해, 1장의 웨이퍼(W)의 세정이 종료하고, 이어서 다른 웨이퍼(W)를 동일하게 세정한다.
집합 밸브(46)의 개폐에 의해 SC1로부터 DIW로 전환할 때에는, 공급 밸브(52)를 폐쇄할 필요는 없기 때문에, 삼방 밸브(46a)를 폐쇄하고 삼방 밸브(46b)를 개방하는 조작만 행해진다.
다음으로, 액처리 장치(1)의 제어 방법의 효과에 관해 설명한다. 비교예로서 속도 제어기(52c)를 이용하지 않고 공급 밸브(52)를 순간적으로 폐쇄하는 경우에는, 공급 밸브(52) 내의 밸브체의 급격한 움직임에 의해 액체(L)에 관성력이 작용한다. 이것에 의해, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 헤드부(20) 내의 공급관(50)에서 액체(L)로부터 액적(LD)이 분리되어, 이 액적(LD)이 공급관(50)의 내면에 남는 경우가 있다. 이 액적(LD)이, 공급 아암(20)의 이동시에 웨이퍼(W) 상에 흘러서 떨어지면, 웨이퍼(W) 상에 원호형의 줄무늬가 생기게 된다.
그러나, 본 실시형태에서는, 공급 밸브(52)에는 속도 제어기(52c)가 설치되어 있어, 예를 들어 약 1초 걸려 공급 밸브(52)를 천천히 폐쇄한다. 그 때문에, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 공급 아암(20)의 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에서 액체가 끊어져 액적(LD)이 생기는 것을 피할 수 있다. 따라서, 액이 끊어지는 것에 의해 생길 수 있는 헤드부(20h)로부터의 액체의 액흘림을 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 집합 밸브(46)로부터 공급 아암(20)에 이르는 공급관(50)을 따라서, 공급 밸브(52)보다 상류측으로부터 분기되는 드레인관(53)이 설치되고, 드레인관(53)에 개폐 밸브(53V)가 설치되어 있다. 공급 밸브(52)가 천천히 폐쇄될 때에는 개폐 밸브(53V)가 개방되어 있기 때문에, 액체는 드레인관(53)을 통과하여 드레인으로도 흐르고 있다. 따라서, 공급 밸브(52)를 폐쇄하더라도 공급관(50) 내의 압력 상승을 피할 수 있다. 이 때문에, 공급관(50)에 설치된 유량 제어기(51) 내의 압력 상승도 피할 수 있다. 예를 들어 차압식 센서를 이용하는 유량 제어기(51)를 이용한 경우에는, 내부의 압력 상승에 의해 유량 제어기(51)가 손상될 우려가 있다. 그러나, 드레인관(53)에 액체가 흐르고 있기 때문에, 공급 밸브(52)를 폐쇄하더라도 유량 제어기(51) 내의 압력이 상승하는 경우는 거의 없고, 따라서 유량 제어기(51)의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.
또, 만약 드레인관(53)이 없다고(또는 드레인관(53)에 액체가 흐르지 않는다고) 하면, 공급 밸브(52)를 천천히 폐쇄할 때, 공급 밸브(52)를 폐쇄함에 따라서 공급 밸브(52)의 입구측에 가해지는 액체의 압력이 상승하게 된다. 그 때, 공급 아암(20)에 공급하는 액체의 유량이 감소하기 어려워질 뿐만 아니라, 공급 밸브(52)가 완전히 폐쇄될 때 액체의 공급이 급격하게 정지해 버릴 가능성이 있다. 이 경우에는, 공급 밸브(52)를 천천히 폐쇄하는 효과를 저감해 버리게 되기도 한다. 그러나, 본 실시형태에서는, 공급 밸브(52)를 천천히 폐쇄할 때 드레인관(53)에 액체가 흐르고 있기 때문에, 공급 밸브(52)의 입력측에 가해지는 압력을 거의 일정하게 유지할 수 있어, 공급 밸브(52)를 천천히 폐쇄하는 효과를 확실하게 발휘한다.
또한, 본 실시형태에서는, 개폐 밸브(54V)에 대하여 속도 제어기(54c)가 설치되어 있다. 공급 아암(20)으로부터 웨이퍼(W)로의 액체 공급을 공급 밸브(52)에 의해 정지하는 것과 동시에(또는 약간 지연시켜), 개폐 밸브(54V)를 천천히 개방함으로써, 공급 아암(20)의 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에 잔류하는 액체가 서서히 배출되어, 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에서 액면이 천천히 후퇴하게(위쪽으로 이동하게) 된다. 이에 따라, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 공급관(50)의 내면에 액적이 남는 경우는 거의 없다. 따라서, 공급 밸브(52)를 폐쇄한 후에 액흘림을 방지할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면을 오염하는 것을 방지할 수 있다.
또, 공급관(50) 내에 잔류하는 DIW의 액면이 상류측으로 후퇴한 경우라 하더라도, 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에는 DIW가 남아 있다. 이 때문에, 컵부(30) 위쪽의 분위기에 존재할 수 있는 다른 용제 등에 의해, 공급관(50)의 내부가 오염되는 것을 방지한다.
또, 도 3을 참조하면서 설명한 바와 같이, 액처리 장치(1)에서는, 액처리 장치(1)에서의 공급 아암(20)의 헤드부(20h)에는 만곡된 도관(2C)이 형성되어 있다. 도관(2C)이 만곡되어 있기 때문에, 공급관(50)도 또한 헤드부(20h)에서 만곡되어 있다. 만약, 도관(2C)이 거의 직각으로 꺾여서 구부러져 개구(2A)와 개구(2B)를 연통하고, 공급관(50)을 개구(2A)에 삽입하고 있는 경우에는(즉, 웨이퍼(W)에 대하여 개구(2B)로부터 액체를 공급), 액체가 흐르는 유로에는 굴곡부를 형성하게 된다. 이러한 굴곡부의 경우에는, 모서리부에 전단력이 작용하기 때문에, 액체가 끊어지기 쉽다. 그러나, 액처리 장치(1)에서의 공급 아암(20)의 헤드부(20h)의 도관(2C)은 만곡되어 있기 때문에, 액체가 끊어져 공급관(50)의 내면에 액적이 잔류하는 것을 저감하는 것이 가능해진다.
이상, 실시형태를 참조하면서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 첨부한 특허청구범위에 비춰, 다양하게 변형 또는 변경하는 것이 가능하다.
예를 들어 상기 실시형태에서는, 공급 밸브(52)로서 에어오퍼레이티드 밸브를 이용하고, 여기에 공급하는 고압 기체의 속도를 조정하는 속도 제어기(52c)를 이용했지만, 이들 대신, 폐지 가능한 니들 밸브와, 이 니들 밸브의 니들을 회전시키는 구동부를 이용해도 좋다. 이 경우라 하더라도, 니들의 회전 속도를 구동부에 의해 조정함으로써, 공급 밸브로서의 니들 밸브의 개폐 속도를 조정할 수 있다. 따라서, 상기 효과를 나타낸다.
또, 상기 실시형태에서는 집합 밸브(46)와 공급 밸브(52)의 사이에 설치되는 유량 제어기(51), 및 집합 밸브(46)와 공급 밸브(62)의 사이에 설치되는 유량 제어기(61) 대신, 니들 밸브를 이용해도 좋다.
또, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치의 제어 방법을, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치(1)의 공급 아암(20)을 이용하여 실시하는 경우에 관해 설명했지만, 공급 아암(80)을 이용하는 것에 의해서도, 본 발명의 실시형태에 의한 액처리 장치의 제어 방법을 실시할 수 있다. 또, 공급 아암(20) 및 공급 아암(80)을, 예를 들어 교대로 이용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 공급 아암(20) 및 공급 아암(80)을 교체할 때, 각 공급 아암으로부터의 액흘림을 방지할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 집합 밸브(46)와 유량 제어기(51) 사이에서 공급관(50)으로부터 이면 공급관(60)을 분기시켜, 이면 공급관(60)을 이면 노즐(70)에 접속하고 있지만, 다른 실시형태에서는, 이면 공급관(60)을 이용하지 않고, 이면 노즐(70)에 대하여, 다른 계통의 액체 공급부를 설치해도 좋다. 또, 다른 실시형태에서는, 이면 노즐(70)을 설치하지 않아도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 개폐 밸브(54V)를 공급 밸브(52)와 별개로 설치했지만, 다른 실시형태에서는, 공급 밸브(52) 및 개폐 밸브(54V) 대신, 석백(suck back) 기능을 갖는 에어오퍼레이티드 밸브를 이용해도 좋다.
또, 사용하는 액체로서 SC1 및 DIW를 예시했지만, 이들에 한정되지 않고, 실시하는 액처리에 따른 액체, 예를 들어, SC2 및 DHF를 이용해도 되는 것은 당연하다.
또, 도 4를 참조하면서 설명한, 예를 들어 공급 밸브(52)가 완전히 폐쇄될 때까지 요하는 시간이나, 개폐 밸브(54)가 개방될 때까지 요하는 시간 등은 예시에 불과하며, 사용하는 액체(의 점도)나, 공급관(50)의 내경 등에 따라서 적절하게 결정해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, DIW에 의해 SC1을 씻어내는 경우를 설명했다. 이 경우, DIW의 공급을 종료한 후에는 공급관(50) 내에는 DIW가 남아 있다. 여기서, 다음 웨이퍼(W)를 SC1로 세정할 때에는, 공급관(50) 내의 DIW를 SC1로 치환하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 공급 아암(20)이 홈위치에 위치하고 있을 때, 집합 밸브(46)의 삼방 밸브(46a) 및 공급 밸브(52)를 개방하여, SC1에 의해 공급관(50)에 잔류하는 DIW를 떠내려가게 함으로써, 공급관(50) 내의 DIW를 SC1로 치환한다. 이와 같이 하면, SC1에 의한 세정을 개시할 때부터 웨이퍼(W)에 대하여 SC1을 공급하는 것이 가능해져, 세정 효율을 높게 할 수 있다. 또, 공급관(50) 내를 SC1로 치환한 후에 공급 밸브(52)를 폐쇄했을 때에는, 도 4를 참조하면서 설명한 밸브 조작을 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 헤드부(20h)에서의 공급관(50) 내에서 액적이 생기는 것을 피할 수 있고, 따라서 액체 공급 위치로 이동할 때 SC1이 웨이퍼(W) 상에 흘러서 떨어지는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
또, 도 4를 참조하면서 설명한 밸브 조작에서는, 제어부(17)가, 드레인관(53)에 설치된 개폐 밸브(53V)를 마지막에 폐쇄하게 되어 있지만, 예를 들어 공급 밸브(52)가 완전히 폐쇄되는 것과 동시에 개폐 밸브(53V)를 폐쇄하고, 마지막에 개폐 밸브(62)를 폐쇄해도 좋다. 이 경우, 공급관(50) 내의 액체는, 공급관(60)을 통과하여 이면 노즐(70)로부터 흘러나오기 때문에, 공급관(50) 및 공급관(60) 내의 압력을 저감하는 것이 가능해진다.
웨이퍼(W)로는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판이어도 좋다.
1 : 액처리 장치 10 : 웨이퍼 지지 부재
M : 모터 20 : 공급 아암
30 : 컵부 34s : 슬리브
40 : 액체 공급부 41∼45 : 배관
46 : 집합 밸브(또는 매니폴드) 46a, 46b : 삼방 밸브
50 : 공급관 51 : 유량 제어기
52 : 공급 밸브 52c : 속도 제어기
53 : 드레인관 53V : 개폐 밸브
54 : 분기관 54V : 개폐 밸브
54c : 속도 제어기 60 : 이면 공급관
61 : 유량 제어기 62 : 공급 밸브
70 : 이면 노즐 80 : 공급 아암
100 : 기판 처리 장치 S1 : 캐리어 스테이션
S2 : 반입 반출 스테이션 S3 : 액처리 스테이션
11 : 반송 기구 14 : 반송 기구
16 : 반송실 W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 액처리의 대상이 되는 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부가 유지하는 기판에 대하여 정해진 액체를 공급하는 공급 수단과,
    액체 공급부로부터 상기 공급 수단에 액체를 공급하는 공급관과,
    상기 공급관에 설치되고, 상기 액체의 공급을 시작 또는 정지하는 공급 밸브와,
    상기 공급 밸브에 대하여 설치되고, 상기 공급 밸브의 개폐 속도를 제어하는 속도 제어기와,
    상기 공급 밸브보다 상기 액체 공급부측에서 상기 공급관으로부터 분기되고, 상기 공급관을 흐르는 상기 액체를 배출하는 드레인관과,
    상기 드레인관에 설치되는 제1 개폐 밸브와,
    상기 공급 수단보다 낮은 위치에서 상기 공급관에 대하여 설치되는 제2 개폐 밸브로서, 상기 제2 개폐 밸브와 상기 공급 수단 사이에서 상기 공급관 내에 잔류하는 액체의 적어도 일부를 상기 공급관으로부터 유출시킬 수 있는 상기 제2 개폐 밸브
    를 포함하는 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체 공급부로부터 상기 공급 수단으로 흐르는 상기 액체를 정지할 때, 상기 공급 밸브를 개방한 상태로, 상기 드레인관에 설치되는 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 그 후, 상기 속도 제어기에 의해 상기 공급 밸브를 개방할 때의 속도보다 느린 속도로 상기 공급 밸브를 폐쇄하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 액처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 개폐 밸브는, 상기 공급 수단과의 사이에서 상기 공급관 내에 잔류하는 액체의 적어도 일부를, 상기 공급 밸브가 폐쇄된 후에 상기 공급관으로부터 유출시킬 수 있는 것인 액처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 개폐 밸브에 대하여 설치되고, 이 제2 개폐 밸브의 개폐 속도를 제어하는 속도 제어기를 더 포함하는 액처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체 공급부는,
    복수 종류의 액체를 각각 공급하는 복수의 배관과,
    상기 복수의 배관에 대응하여 설치되고, 상기 복수 종류의 액체를 선택적으로 상기 공급관에 제공하는 제3 개폐 밸브
    를 포함하는 것인 액처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공급관에서의 상기 제3 개폐 밸브와 상기 공급 밸브 사이에 설치되는 유량 제어기를 더 포함하는 액처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공급 수단은, 상기 기판의 표면에 대하여 상기 액체 공급부로부터의 액체를 공급하는 것이고,
    상기 제3 개폐 밸브와 상기 유량 제어기 사이에서 상기 공급관으로부터 분기되고, 상기 기판 유지부가 유지하는 상기 기판의 이면에 대하여 상기 액체 공급부로부터의 액체를 공급하는 이면 공급부에 접속하는 이면 공급관을 더 포함하는 액처리 장치.
  8. 정해진 액체를 공급하는 액체 공급부와, 기판 유지부가 유지하는 기판에 대하여 상기 정해진 액체를 공급하는 공급 수단을 접속하는 공급관에 설치되는 공급 밸브를 개방함으로써, 상기 기판에 상기 정해진 액체를 공급하는 단계와,
    상기 공급 밸브보다 상기 액체 공급부측에서 상기 공급관으로부터 분기되는 드레인관에 설치되는 제1 개폐 밸브를 개방하는 단계와,
    상기 공급 밸브에 대하여 설치되는 속도 제어기에 의해 상기 공급 밸브를 개방할 때보다 느린 속도로 상기 공급 밸브를 폐쇄하는 단계와,
    상기 공급 수단보다 낮은 위치에서 상기 공급관에 대하여 설치되는 제2 개폐 밸브로서, 상기 제2 개폐 밸브와 상기 공급 수단 사이에서 상기 공급관 내에 잔류하는 액체의 적어도 일부를 상기 공급관으로부터 유출시킬 수 있는 상기 제2 개폐 밸브를 개방하는 단계
    를 포함하는 액처리 장치의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 개폐 밸브를 개방하는 단계에서, 상기 제2 개폐 밸브에 대하여 설치되는 속도 제어기에 의해 저감한 속도로 상기 제2 개폐 밸브가 개방되는 것인 액처리 장치의 제어 방법.
  11. 액처리 장치에, 제8항 또는 제10항에 기재된 액처리 장치의 제어 방법을 실행시키는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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