KR101817407B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR101817407B1
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Abstract

실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 지지하는 지지부(4)와, 그 지지부(4)에 의해 지지되어 있는 기판(W)에 교차하는 축을 회전축으로 하여 지지부(4)를 회전시키는 회전 기구(5)와, 그 회전 기구(5)에 의해 회전하고 있는 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면에 처리액을 공급하는 노즐(6)과, 지지부(4)에 의해 지지되어 있는 기판(W)을 그 기판(W)으로부터 떨어져 가열하는 히터(8)와, 지지부(4)에 의해 지지되어 있는 기판(W)에 대하여 히터(8)를 접촉 분리 방향으로 이동시키는 이동 기구(9)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING DEVICE AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명의 실시형태는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
기판 처리 장치는, 반도체나 액정 패널 등의 제조 공정에 있어서, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판의 표면에 처리액(예컨대 레지스트 박리액이나 세정액 등)을 공급하여 기판 표면을 처리하는 장치이다.
이 기판 처리 장치로는, 기판을 수평 상태로 회전시켜, 그 기판 표면의 중심 부근에 대향하는 노즐로부터 기판 표면에 처리액을 공급하고, 그 처리액을 회전에 의한 원심력에 의해 기판 표면에 확산되어 처리를 행하는 것이 있다. 이러한 스핀 처리의 기판 처리 장치 중에는, 히터에 의해 미리 처리액을 가열하고, 또한, 기판을 유지하는 척을 히터에 의해 가열하여 기판을 덥히고, 그 후, 가열한 처리액을 기판 표면에 공급하는 기판 처리 장치가 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평9-134872호 공보
그러나, 전술한 바와 같이 히터에 의한 척의 가열에 의해 기판을 덥히는 기판 처리 장치에서는, 기판 온도를 일정하게 하여 처리액의 온도를 유지하는 것은 가능하지만, 히터 온도(가열 온도)를 바꾸더라도 처리액의 온도가 곧바로 변하지 않기 때문에, 처리 도중에 처리액의 온도를 조절(컨트롤)하여 기판 처리를 행하는 것은 어렵다.
예컨대, 기판 처리가 고온 처리로부터 저온 처리로 전환되는 2개의 단계를 갖는 경우에는, 고온 처리후에 저온 처리를 행할 때, 기판 온도가 고온으로부터 미리 정해진 온도로 내려갈 때까지 처리가 중단되기 때문에, 처리가 일련의 공정(동일 레시피)으로 실행되지 않고, 처리 시간이 그 만큼 길어져 버린다. 이 때문에, 기판 처리 도중에 처리액의 온도를 신속하게 조절하는 것이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판 처리 도중에 처리액의 온도를 신속하게 조절할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 지지부와, 지지부에 의해 지지되어 있는 기판에 교차하는 축을 회전축으로 하여 지지부를 회전시키는 회전 기구와, 회전 기구에 의해 회전하고 있는 지지부 상의 기판의 표면에 처리액을 공급하는 노즐과, 지지부에 의해 지지되어 있는 기판을 그 기판으로부터 떨어져 가열하는 히터와, 지지부에 의해 지지되어 있는 기판에 대하여 히터를 접촉 분리 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비한다.
실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 히터에 대향하여 떨어져 있는 기판을 평면 내에서 회전시키는 공정과, 회전하고 있는 기판의 표면에 노즐로부터 처리액을 공급하는 공정과, 히터에 의해 기판 및 그 기판의 표면 상의 처리액을 가열하는 공정과, 히터를 기판으로부터 이격시키는 공정과, 이격된 히터에 의해 기판 및 그 기판의 표면 상의 처리액 중 적어도 처리액을 가열하는 공정을 갖는다.
본 발명에 의하면, 기판 처리 도중에 처리액의 온도를 신속하게 조절할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 기판 처리의 흐름을 설명하기 위한 제1 공정도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 기판 처리의 흐름을 설명하기 위한 제2 공정도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 기판 처리의 흐름을 설명하기 위한 제3 공정도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 기판 처리의 흐름을 설명하기 위한 제4 공정도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에 관해 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1A)는, 처리실이 되는 처리 박스(2)와, 그 처리 박스(2) 내에 설치된 컵(3)과, 그 컵(3) 내에서 기판(W)을 수평 상태로 지지하는 지지부(4)와, 그 지지부(4)를 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(5)를 구비하고 있다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면에 처리액을 공급하는 노즐(6)과, 그 노즐(6)에 처리액을 공급하는 액공급부(7A)와, 지지부(4) 상의 기판(W)을 가열하는 히터(8)와, 그 히터(8)를 상하 방향으로 이동시키는 이동 기구(9)와, 각 부를 제어하는 제어부(10)를 구비하고 있다.
컵(3)은, 원통형상으로 형성되어 있고, 지지부(4)를 주위에서 둘러싸 내부에 수용한다. 컵(3)의 둘레벽의 상부는 직경 방향의 내측을 향해 경사져 있고, 지지부(4) 상의 기판(W)이 노출되도록 개구되어 있다. 이 컵(3)은, 회전하는 기판(W) 상으로부터 흘러내린 혹은 비산한 처리액을 수취한다. 또, 컵(3)의 바닥부에는, 수취한 처리액을 배출하기 위한 배출관(도시하지 않음)이 설치되어 있다.
지지부(4)는, 컵(3) 내의 중앙 부근에 위치 부여되고, 수평면 내에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 지지부(4)는, 핀 등의 지지 부재(4a)를 복수 갖고 있고, 이들 지지 부재(4a)에 의해, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판(W)을 착탈 가능하게 유지한다.
회전 기구(5)는, 지지부(4)에 연결된 회전축이나 그 회전축을 회전시키는 구동원이 되는 모터(모두 도시하지 않음) 등을 갖고 있고, 모터의 구동에 의해 회전축을 통해 지지부(4)를 회전시킨다. 이 회전 기구(5)는 제어부(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(10)에 의해 제어된다.
노즐(6)은, 지지부(4)의 상측이자 그 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면의 중심 부근에 대향하는 위치에 설치되어 있고, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면에 상측으로부터 처리액의 공급이 가능하게 되어 있다. 또한, 노즐(6)은, 히터(8)의 중앙부에 지지되어 있고, 히터(8)의 상하 이동과 함께 상하 이동하게 된다. 이 노즐(6)은, 액공급부(7A)로부터 공급된 처리액을 지지부(4) 상의 기판(W)의 상측으로부터 회전중인 기판(W)의 표면을 향해 토출하여 그 기판 표면에 공급한다.
액공급부(7A)는, 처리액을 저류(貯留)하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 구비하고 있고, 펌프의 구동에 의해 노즐(6)에 처리액을 공급한다. 이 액공급부(7A)는 제어부(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(10)에 의해 제어된다.
여기서, 처리액으로는, 예컨대 오존수나 불화수소산(HF), 초순수(DIW) 등을 이용하는 것이 가능하고, 그 밖에도 처리 내용에 따라서 각종 처리액을 이용할 수 있다.
히터(8)는, 기판(W)의 평면 사이즈보다 큰 플레이트형으로 형성되고, 지지부(4)의 상측에 설치되어 있고, 지지부(4) 상의 기판(W)으로부터 떨어져(기판(W)과 간격을 두고) 그 기판(W)을 가열한다. 이 히터(8)는 이동 기구(9)에 의해 상하 방향(승강 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면으로부터의 이격 거리가 상이한 복수의 위치, 예컨대, 고온 처리 위치, 온도 유지 처리 위치(저온 처리 위치) 및 대기 위치로 이동한다. 히터(8)는 제어부(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(10)에 의해 제어된다.
여기서, 고온 처리 위치는 기판(W)의 표면으로부터 미리 정해진 거리(예컨대 1∼10 mm 정도)만큼 이격된 위치이며, 히터(8)가 기판(W)을 고온으로 가열할 때의 위치이다. 또한, 온도 유지 처리 위치(저온 처리 위치)는 기판(W)의 표면으로부터 고온 처리 위치보다 먼 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치이며, 히터(8)가 기판(W)의 온도를 미리 정해진 온도로 유지할 때의 위치이다. 대기 위치는 기판(W)의 표면으로부터 온도 유지 처리 위치보다 먼 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치이며, 히터(8)가 기판 설치나 반출시에 대기할 때의 위치이다(도 1 중의 일점쇄선 참조).
이동 기구(9)는, 히터(8)를 유지하는 유지부나 그 유지부를 히터(8)와 함께 상하 방향으로 이동시키는 상하 기구, 구동원이 되는 모터(모두 도시하지 않음) 등을 갖고 있고, 모터의 구동에 의해 히터(8)를 유지부와 함께 지지부(4) 상의 기판(W)에 대하여 접촉 분리 방향(접근하는 방향과 멀어지는 방향)으로 이동시킨다. 이 이동 기구(9)는 제어부(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(10)에 의해 제어된다.
제어부(10)는, 각 부를 집중적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부를 구비하고 있다. 이 제어부(10)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 회전 기구(5)나 액공급부(7A), 이동 기구(9) 등을 제어하여, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면과 히터(8)의 이격 거리를 조정하고, 회전중인 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면에 대하여, 액공급부(7A)로부터 공급된 처리액을 노즐(6)로부터 공급하는 기판 처리의 제어를 행한다.
다음으로, 전술한 기판 처리 장치(1A)가 행하는 기판 처리(기판 처리 방법)의 제1 처리예 및 제2 처리예에 관해 도 2내지 도 5를 참조하여 설명한다. 또, 기판(W)은 지지부(4) 상에 셋팅되어 있고, 사전준비는 완료되었다. 또한, 히터(8)는 대기 위치(도 1 중의 일점쇄선 참조)에서 대기하고 있다.
제1 처리예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 히터(8)는 이동 기구(9)에 의해 대기 위치로부터 고온 처리 위치까지 이동한다. 이에 따라, 히터(8)의 이면과 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면 사이는 미리 정해진 거리 L1이 된다. 또, 히터(8)가 대기 위치로부터 고온 처리 위치로 이동할 때, 히터(8)는 구동되지 않았다. 이어서, 지지부(4) 상의 기판(W)이 지지부(4)와 함께 회전 기구(5)에 의해 미리 정해진 회전수(액공급 회전수)로 회전한다. 또, 대기 위치나 고온 처리 위치, 회전수 등의 조건은 미리 설정되어 있지만, 조작자에 의해 변경 가능하다.
기판(W)의 안정 회전후, 처리액이 액공급부(7A)로부터 공급되어 노즐(6)로부터 지지부(4) 상의 기판(W)에 토출되어, 회전하는 기판(W)의 표면에 공급된다. 노즐(6)로부터 기판 중심 부근에 공급된 처리액은 원심력에 의해 기판 둘레 가장자리부로 흘러간다. 이에 따라, 기판(W)의 표면은 기판을 처리하는 동안, 처리액(액막)에 의해 덮이게 된다.
그 후, 도 3에 나타낸 바와 같이, 히터(8)의 이면과 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면의 공간이 처리액에 의해 채워지고, 또한, 공간에 채워진 처리액에 히터(8)의 이면이 접한 상태일 때에, 처리액의 공급이 정지된다. 이 때, 지지부(4) 상의 기판(W)의 회전수는 전술한 공간을 채우고 있는 처리액이 그 공간으로부터 흘러내리지 않도록 최초의 회전수(공급 회전수)보다 작게 되어 있다. 또 이 때, 지지부(4)의 회전을 정지시켜도 좋다.
처리액의 공급 정지후, 히터(8)가 제어부(10)에 의해 구동되어, 지지부(4) 상의 기판(W)이 히터(8)에 의해 가열됨과 함께, 히터(8)의 이면과 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면 사이의 처리액도 히터(8)에 의해 직접 가열된다. 이에 따라, 기판(W)의 표면 상의 처리액은 신속하게 덥혀진다. 이 가열은 미리 정해진 처리 시간 실행된다.
또, 미리 정해진 처리 시간은, 히터(8)에 의한 가열 경과 시간과, 처리액 혹은 기판(W)의 온도 상승의 관계로부터 미리 설정되어 있지만, 조작자에 의해 변경 가능하다. 또한, 전술한 바와 같이, 고온 처리 위치에서 공급하는 처리액은, 상온에서 공급하는 것이어도 좋고, 혹은 고온 처리에 요하는 온도에 도달하지 않더라도, 어떤 온도까지 사전에 가열하여 공급하는 것이어도 좋다. 미리 가열한 처리액을 공급하면, 고온 처리에 요하는 온도로, 보다 신속하게 덥힐 수 있다.
고온 처리후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 히터(8)가 이동 기구(9)에 의해 고온 처리 위치로부터 온도 유지 처리 위치까지 이동한다. 이에 따라, 히터(8)의 이면과 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면 사이는 미리 정해진 거리 L2(>L1)가 된다. 또, 히터(8)가 온도 유지 처리 위치에 위치 부여되면, 히터(8)의 이면은 기판(W)의 표면에 형성되어 있는 액막으로부터 떨어지게(접하지 않게) 된다. 이 때, 히터(8)의 구동은 계속되고 있고, 그 히터(8)의 복사열에 의해 지지부(4) 상의 기판(W) 및 그 기판(W)의 표면 상의 처리액이 보온된다. 이에 따라, 기판(W)이 미리 정해진 기판 온도보다 높아지지 않도록 가열되어, 기판(W)의 표면 상의 처리액의 온도가 원하는 온도로, 즉 원하는 온도보다 높아지지 않고, 또한 낮아지지도 않도록 유지된다. 또 이 때, 처리액에 더하여 기판(W)도 가열하고 있지만, 처리액만의 가열에 의해 처리액의 온도를 원하는 온도로 유지하는 것이 가능하다면, 기판(W)을 가열하지 않도록 해도 좋다.
여기서, 미리 정해진 기판 온도는, 기판(W)의 표면에 공급된 처리액이 그 기판 표면에서 원하는 온도가 되도록 설정되어 있지만, 조작자에 의해 변경 가능하다. 또한, 원하는 온도는, 처리액의 기판 처리 효율(예컨대 처리액의 처리 성능)이 향상되는 온도이지만, 처리액의 종류에 따라서 상이한 것이다. 또, 처리액으로는, 원하는 온도 이상이라면 기판 처리 효율이 향상되는 처리액도 존재하기 때문에, 이 경우에는, 미리 정해진 기판 온도는, 기판(W)의 표면에 공급된 처리액이 그 기판 표면에서 원하는 온도이상이 되도록 설정된다.
이러한 제1 처리예에 의하면, 기판 처리가 고온 처리로부터 온도 유지 처리로 전환될 때, 히터(8)와 기판(W)의 이격 거리가 L1로부터 L2(>L1)로 바뀐다. 이에 따라, 히터(8)가 기판(W) 및 그 표면 상의 처리액으로부터 이격되고, 이들 기판(W) 및 그 표면 상의 처리액에 대한 히터(8)로부터의 열량이 감소하기 때문에, 기판(W)의 표면 상의 처리액의 온도를 원하는 온도로 유지하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 처리 도중에 히터 온도를 바꾸는 것이 아니라, 히터(8)의 이동에 의해 히터(8)와 기판(W)의 이격 거리를 바꾸는 것에 의해, 처리액의 온도를 신속하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 도중에 처리액의 온도를 조절(컨트롤)하여 기판 처리를 행할 수 있다.
또, 제1 처리예에서는, 고온 처리가 필요한 기판(W)을 세정 처리하는 예였지만, 처리 온도가 상이한 복수 종류의 기판, 예를 들면, 고온 처리에서의 세정이 필요한 기판(W)과, 고온 처리에 요하는 온도보다 낮은 미리 정해진 온도에서의 세정 처리가 필요한 기판(W)을 처리하는 것도 가능하다. 이 경우, 후자의 기판(W)을 세정 처리할 때에는, 고온 처리 위치보다 높고, 또한, 대기 위치보다 낮은 미리 정해진 높이에 히터(8)를 위치 부여한 상태로, 기판(W)의 표면에 처리액을 공급하고, 히터(8)의 복사열로, 기판(W)의 표면에 공급된 처리액을, 고온 처리에 요하는 온도보다 낮은 미리 정해진 온도까지 가열하도록 해도 좋다. 혹은, 고온 처리 위치에 있어서, 고온 처리를 행할 때의 처리액의 가열 시간보다 짧은 처리 시간으로 처리액의 가열을 행한 후, 제1 처리예에서의 온도 유지 처리 위치보다 높은 높이까지 히터(8)를 이동시켜 처리액의 온도 유지를 행하도록 해도 좋다.
또한, 히터(8)는, 고온 처리 위치로 이동한 후에 구동되도록 했지만, 히터(8)의 온도 상승에 시간이 걸리는 경우에는, 고온 처리 위치로 이동하기 전의 대기 위치의 단계부터 히터(8)를 구동시키도록 해도 좋고(극론하면 항상이어도 좋음), 대기 위치로부터 고온 처리 위치로의 이동중에 구동시키도록 해도 좋다.
제2 처리예에서는, 공급 처리 공정 및 고온 처리 공정(도 2및 도 3 참조)까지의 처리 공정은 전술한 바와 동일하며, 그 고온 처리후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 히터(8)가 이동 기구(9)에 의해 고온 처리 위치로부터 저온 처리 위치까지 이동한다. 이에 따라, 히터(8)의 이면과 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면 사이는 미리 정해진 거리 L2(>L1)가 된다. 이 때, 제1 처리예와 달리, 히터(8)는 구동되지 않고, 온도 유지는 행해지지 않는다.
히터(8)의 이동후, 도 5에 나타낸 바와 같이, 처리액이 액공급부(7A)로부터 공급되어 노즐(6)로부터 지지부(4) 상의 기판(W)에 토출되어, 회전하는 기판(W)의 표면에 공급된다. 또한, 지지부(4) 상의 기판(W)의 회전수는 미리 정해진 회전수(액공급 회전수)로 올라간다. 노즐(6)로부터 기판 중심 부근에 공급된 처리액은 원심력에 의해 기판 둘레 가장자리부로 흘러간다. 이 때, 기판(W)의 표면 상의 처리액은 고온의 처리액으로부터 저온의 처리액(액막)으로 치환되고, 기판(W)은 처리액 온도까지 냉각되게 된다.
또, 처리의 내용에 따라서는, 히터(8)가 저온 처리 위치로 이동한 후에 기판(W)에 공급되는 처리액이, 고온 처리 공정에서 기판(W)에 공급된 처리액과 동일한 경우도 있고 상이한 경우도 있다. 예시로서, 고온 처리 공정과 저온 처리 공정이 모두 순수인 경우가 있고, 또한, 오존수를 이용하여 고온 처리를 행한 후, 순수를 이용하여 저온 처리를 행하는 경우 등이 있다.
또한, 전술한 처리액의 공급량은, 고온 처리 위치에서의 처리액의 공급량보다 많게 한 것이어도 좋다. 또한, 처리액의 온도도, 고온 처리 위치에서 공급되는 처리액의 온도보다 낮은 온도로 한 것이어도 좋다. 이와 같이 한 경우에는, 처리액이 저온의 처리액으로 치환될 때까지 요하는 시간을 단축하는 것이 가능해진다. 또한, 처리액의 공급량을 많게 하는 경우에는, 공급량의 증가에 맞춰, 기판(W)의 회전수를 고온 처리 위치에서의 회전수(액공급 회전수)보다 증가시켜도 좋다.
기판(W)의 냉각후, 히터(8)가 제어부(10)에 의해 구동되어, 제1 처리예와 동일하게, 히터(8)의 복사열에 의해 지지부(4) 상의 기판(W) 및 그 기판(W)의 표면 상의 처리액(이들 중 적어도 처리액)이 보온된다(도 4 참조). 이에 따라, 기판(W)의 표면 상의 처리액의 온도가 원하는 온도로 유지된다.
이러한 제2 처리예에 의하면, 기판 처리가 고온 처리로부터 저온 처리로 전환될 때, 히터(8)와 기판(W)의 이격 거리가 L1로부터 L2(>L1)로 바뀌고, 또한 처리액이 기판(W)의 표면에 공급된다. 이에 따라, 히터(8)가 기판(W)의 표면 상의 처리액으로부터 이격되고, 또한 처리액의 공급에 의해 기판(W)의 온도가 낮아지기 때문에, 기판(W)의 표면 상의 처리액의 온도는 신속하게 저하하게 된다. 이와 같이, 히터(8) 자체의 온도 조정에 의지하는 것이 아니라, 히터(8)의 이동에 의해 히터(8)와 기판(W)의 이격 거리를 바꾸고, 또한 기판(W)의 표면에 대한 처리액의 공급에 의해, 처리액의 온도를 신속하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 도중에 처리액의 온도를 조절하여 기판 처리를 행할 수 있다.
특히, 기판 처리가 고온 처리로부터 저온 처리로 전환되는 단계를 갖고 있더라도, 고온 처리후에 저온 처리를 행할 때, 기판(W)으로부터 히터(8)를 이격시켜서 처리액을 공급하는 것만으로 기판(W)의 온도, 즉 그 기판(W) 상의 처리액의 온도를 미리 정해진 온도까지 신속하게 낮추는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기판 온도가 고온으로부터 미리 정해진 온도로 내려갈 때까지 처리를 중단할 필요는 없고, 혹은 중단했다 하더라도 그 시간을 종래에 비교해서 짧게 하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 처리액의 공급을 정지하고 기판(W)의 표면 상의 처리액을 가열하는 퍼들 처리 등과 같이, 처리액의 온도(액온)가 안정될 때까지 계속 상승하는 경우에는, 그 안정후의 처리액 온도(고온)와 가열 당초의 처리액 온도(저온)의 온도차가 상당히 커지지만, 그 고온으로부터 저온이 되기까지의 대기시간이 불필요하거나 또는 짧아지기 때문에, 보다 높은 처리 시간 단축 효과를 얻을 수 있다.
또, 전술한 바와 같이, 저온 처리 위치로의 히터(8)의 이동과 처리액의 공급을 병용하는 경우, 히터(8)를 고온 처리 위치로부터 저온 처리 위치까지 이동시켰을 때 히터(8)를 구동시키지 않았지만, 구동시킨 상태인 채이어도 좋다.
여기서, 기판 둘레 가장자리부에서는, 그 주변 분위기의 온도의 영향을 받기 쉬워, 기판 온도가 저하되기 쉬운 경향이 있다. 이 때문에, 기판 중심부와 기판 둘레 가장자리부에서는 온도차가 생겨, 기판 표면에 있어서 기판 처리 효율(기판 처리 능력)의 불균일이 발생해 버린다. 이 경향이 강하게 문제가 되는 경우에는, 예컨대, 히터(8)의 전열선을 기판 중심부와 기판 둘레 가장자리부로 분할하여 각각의 발열량을 제어하고, 기판 둘레 가장자리부의 온도를 기판 중심부보다 높게 함으로써, 기판 둘레 가장자리부의 온도가 기판 중심부에 비교해서 낮아지는 것을 억지하는 것이 가능해진다. 이와 같이 기판(W)의 온도를 장소에 따라 개별적으로 조정하여, 기판(W)의 표면 온도를 균일하게 하는 것이 가능해지기 때문에, 기판 표면에서의 온도차에 의한 기판 처리 효율의 불균일을 억지할 수 있다.
또, 기판(W)의 온도차를 없애기 위해서는, 전술한 바와 같은 전열선의 발열량 제어뿐만 아니라, 히터(8)의 전열선의 설치 밀도를 장소에 따라서 바꾸도록 해도 좋다. 예컨대, 기판(W)의 온도가 저하되기 쉬운 기판 둘레 가장자리부에 대향하는 장소에서는 전열선의 설치 밀도를 높게 하고, 반대로, 기판(W)의 온도가 저하되기 어려운 기판 중앙부에 대향하는 장소에서는 전열선의 설치 밀도를 낮게 하도록 한다. 또한, 기판(W)의 중심으로부터 둘레 가장자리부를 향해서 서서히 전열선의 설치 밀도를 높게 하도록 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 의하면, 히터(8) 자체의 온도 조정에 의지하는 것이 아니라, 지지부(4) 상의 기판(W)에 대하여 히터(8)를 접촉 분리 방향으로 이동시킴으로써, 즉 지지부(4) 상의 기판(W)과 히터(8)의 이격 거리를 바꿈으로써, 기판(W)의 온도, 즉 그 기판(W) 상의 처리액의 온도를 신속하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 도중에 처리액의 온도를 조절하여 기판 처리를 행할 수 있다.
또한, 기판 처리가 고온 처리로부터 저온 처리로 전환되는 단계를 갖고 있는 경우라도, 고온 처리후에 저온 처리를 행할 때, 기판(W)으로부터 히터(8)를 이격시켜서 처리액을 공급하는 것만으로 기판(W) 상의 처리액의 온도를 미리 정해진 온도까지 신속하게 낮추는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기판 온도가 고온으로부터 미리 정해진 온도로 내려갈 때까지 처리를 중단할 필요는 없고, 혹은 중단했다 하더라도 그 시간을 종래에 비교해서 짧게 하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 시간을 단축할 수 있다.
(제2 실시형태)
제2 실시형태에 관해 도 6을 참조하여 설명한다.
제2 실시형태는 기본적으로 제1 실시형태와 동일하다. 이 때문에, 제2 실시형태에서는 제1 실시형태와의 상이점에 관해 설명하고, 제1 실시형태에서 설명한 부분과 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명도 생략한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1B)에 있어서는, 복수개의 노즐(6a, 6b 및 6c)이 설치되어 있다. 각 노즐(6a, 6b 및 6c)은, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면을 따라서 그 기판(W)의 중심으로부터 둘레 가장자리(외주)를 향해 나열되고, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면 상측에 위치하도록 설치되어 있다. 또한, 각 노즐(6a, 6b 및 6c)은 히터(8)에 지지되어 있고, 히터(8)의 상하 이동과 함께 상하 이동하게 된다. 이들 노즐(6a, 6b 및 6c)은, 액공급부(7B)로부터 공급된 처리액을 지지부(4) 상의 기판(W)의 상측으로부터 회전중인 기판(W)의 표면을 향해서 각각 토출하여, 그 기판 표면에 공급한다.
여기서, 각 노즐(6a, 6b 및 6c)의 재료로는, 열에 의해 변형되지 않는 재료를 이용하고 있고, 예컨대, 히터(8)의 가열에 의해 변형되지 않는 석영 등의 재료를 이용하는 것이 가능하다. 또, 도 1에서는, 노즐 갯수는 3개로 되어 있지만, 이 갯수는 예시이며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
제1 노즐인 노즐(6a)은 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면의 중심 부근(중심 영역)에 대향하는 위치에 설치되어 있고, 제2 노즐인 노즐(6b)은 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면의 반경 중앙 부근(반경 중앙 영역)에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 또한, 제3 노즐인 노즐(6c)은 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면의 둘레 가장자리 부근(둘레 가장자리 영역)에 대향하는 위치에 설치되어 있다.
또, 각 노즐(6a, 6b 및 6c)은, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면을 따라서 반경 방향으로 연장되는 일직선상에 배치되어 있다. 단, 이들 노즐(6a, 6b 및 6c)의 배치는 일직선상에 한정되지 않고, 예컨대 그 일직선을 걸치도록 교대로 배치되어 있어도 좋고, 기판(W)의 표면에 있어서 직경이 상이한 3개의 원의 원주 상에 각각 배치되어 있으면 된다.
액공급부(7B)는, 처리액을 저류하는 탱크나 구동원이 되는 펌프, 공급량을 조정하는 조정 밸브가 되는 밸브(모두 도시하지 않음) 등을 구비하고 있고, 펌프의 구동에 의해 각 노즐(6a, 6b 및 6c)에 처리액을 공급한다. 이 액공급부(7B)는 제어부(10)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(10)에 의해 제어된다. 또, 3개의 노즐(6a, 6b 및 6c)로부터 동일한 처리액이 공급된다.
여기서, 히터(8)를 기판(W)에 근접시켜 그 기판(W)을 처리하는 경우에는, 기판(W)의 회전수가 높으면 기판 표면 내에서 처리액의 막두께의 분포가 상이하여, 기판(W)의 표면을 균일하게 처리하는 것이 어려워진다. 특히, 기판(W)의 중앙 부근에 대향하는 노즐(6a)로부터만 처리액을 공급하는 경우에는, 기판(W)의 중심 부근으로부터 둘레 가장자리를 향해 서서히 액막이 얇아지고, 둘레 가장자리에서는, 처리액의 공급량도 감소하고 또한 액막이 얇아서 히터(8)에 의한 가열 효과도 감소하기 때문에, 중심 부근과 비교하여 기판 처리 효율(기판 처리 능력)이 저하되는 경우가 있다.
이에 비해, 기판(W)의 표면에 대한 액공급 위치를 기판(W)의 중심으로부터 둘레 가장자리(외주)를 향해 복수 개소에 설치하고, 기판(W)의 표면 상의 액막의 두께를 균일하게 하도록, 각 개소로부터의 처리액의 유량을 각각 제어함으로써, 기판(W)의 표면을 균일하게 처리(예컨대 세정 처리나 에칭 처리 등)할 수 있다. 즉, 기판(W)의 둘레 가장자리에서도 중심 부근과 동등한 액막을 유지하는 것이 가능해지고, 기판(W)의 표면의 어느 개소에서도 액량 및 히터 가열 효과가 동일한 상태가 되기 때문에, 기판(W)의 표면을 균일하게 처리할 수 있다.
여기서, 기판(W)의 중앙 부근에 대향하는 노즐(6a)로부터만 처리액을 공급하는 경우, 기판(W)의 표면을 균일하게 처리하기 위해서는, 기판 둘레 가장자리부의 처리가 완료할 때까지 처리액을 계속 공급하는 것도 가능하지만, 이 경우에는, 처리 시간이 그 만큼 길어지고, 또한 처리액의 소비량도 커져 버린다. 한편, 전술한 바와 같이 액공급 위치를 복수 개소로 함으로써 기판(W)의 표면을 균일하게 처리하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 시간의 단축 및 처리액 소비량의 삭감을 실현할 수 있다.
또한, 복수개의 노즐(6a, 6b 및 6c)이 지지부(4) 상의 기판(W)의 바로 위에 위치하기 때문에, 처리액을 공급할 때의 유속이 느리더라도, 기판(W)의 표면에 처리액을 용이하게 공급할 수 있다. 또한, 공급하는 처리액의 유량을 적게 하더라도 처리액에 의해 기판(W)의 표면을 피복하는 것이 가능해지기 때문에, 처리액의 사용량을 삭감할 수 있다.
또한, 처리 내용에 따라서는, 고온 처리 공정과 저온 처리 공정을 몇번 반복하는 것, 혹은, 저온 처리 공정의 후에 고온 처리 공정을 행하는 것도 가능하며, 고온 처리 공정이나 저온 처리 공정의 반복 횟수나 이들 고온 처리 공정 및 저온 처리 공정의 실시 순서 등을 적절하게 설정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 지지부(4) 상의 기판(W)의 표면을 따라서 그 기판(W)의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향해 나열된 복수개의 노즐(6a, 6b 및 6c)을 설치함으로써, 기판(W)의 표면에 대한 액공급 위치가 기판(W)의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향해 복수 개소가 된다. 이에 따라, 기판(W)의 표면에 균일하게 처리액을 공급하고, 기판(W)의 표면을 균일하게 처리하는 것이 가능해지기 때문에, 기판 처리 효율의 불균일을 확실하게 억지할 수 있다.
또, 전술한 제2 실시형태에 있어서는, 노즐(6a, 6b 및 6c)마다의 처리액의 유량을 기판(W)의 표면 상의 처리액이 균일한 액막이 되도록 설정하고 있다. 이 경우에는, 예컨대, 노즐(6a, 6b 및 6c)마다의 처리액의 유량을 기판(W)의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하는 순서로 늘리도록 해도 좋다. 이에 따라, 확실하게 기판(W)의 표면을 균일하게 처리하는 것이 가능해진다.
여기서, 처리액의 유량 조정의 수단으로는, 노즐(6a)에 이어지는 배관 도중의 조정 밸브, 노즐(6b)에 이어지는 배관 도중의 조정 밸브 및 노즐(6c)에 이어지는 배관 도중의 조정 밸브(모두 도시하지 않음)의 각각의 개방도를 제어하여, 각 노즐(6a, 6b 및 6c)로부터 토출하는 처리액의 유량을 조절한다.
이상, 본 발명의 몇개의 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규인 실시형태는, 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되며, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 기판을 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 의해 지지되어 있는 상기 기판에 교차하는 축을 회전축으로 하여 상기 지지부를 회전시키는 회전 기구와,
    상기 회전 기구에 의해 회전하고 있는 상기 지지부 상의 기판의 표면에 처리액을 공급하는 노즐과,
    히터와,
    상기 히터를 상기 기판에 대하여 접촉 분리 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    제어부를 갖고,
    상기 제어부는, 상기 히터를, 상기 지지부에 의해 지지되어 있는 상기 기판의 표면 상의 상기 처리액에 접한 상태로 상기 처리액을 가열하는 제1 위치에 위치 부여하고, 미리 설정한 처리 시간 경과후, 상기 히터를, 상기 제1 위치의 상측의 대기 위치와 상기 제1 위치의 사이이며, 그 후의 상기 기판의 처리에서의 처리액의 상기 기판의 처리에 필요한 온도에 따른, 상기 처리액과는 접하지 않는, 상기 기판으로부터 떨어진 제2 위치에 위치 부여하도록 상기 이동 기구를 제어하고,
    상기 히터가 상기 제2 위치에 위치 부여되어 있을 때, 상기 히터를 계속하여 구동시키는 것에 의해, 상기 기판의 표면 상의 상기 처리액의 온도가 미리 설정한 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 상기 기판의 중심으로부터 둘레 가장자리부에 나란히 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 노즐마다의 상기 처리액의 유량은, 상기 기판의 표면 상의 처리액이 균일한 액막이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 노즐마다의 상기 처리액의 유량은, 상기 기판의 중심으로부터 둘레 가장자리로 향하는 순서로 늘어나고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 히터에 대향하여 떨어져 있는 기판을 평면 내에서 회전시키는 공정과,
    회전하고 있는 상기 기판의 표면에 노즐로부터 처리액을 공급하는 공정과,
    상기 히터를, 상기 기판의 표면 상의 상기 처리액에 접한 상태의 제1 위치에 위치 부여하여, 미리 설정한 처리 시간, 상기 처리액을 가열하는 공정과,
    상기 처리 시간의 경과후, 상기 히터를, 상기 제1 위치의 상측의 대기 위치와 상기 제1 위치의 사이이며, 그 후의 상기 기판의 처리에서의 상기 처리액의 상기 기판의 처리에 필요한 온도에 따른, 상기 처리액과는 접하지 않는, 상기 기판으로부터 떨어진 제2 위치에 위치 부여하여, 상기 히터가 상기 제2 위치에 위치 부여되어 있을 때, 상기 히터를 계속하여 구동시키는 것에 의해, 상기 처리액의 온도를 유지하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 회전하고 있는 상기 기판의 표면에, 상기 기판의 중심으로부터 둘레 가장자리에 나열된 복수개의 노즐로부터 각각 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 노즐마다의 상기 처리액의 유량을, 상기 기판의 표면 상의 처리액이 균일한 액막이 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 노즐마다의 상기 처리액의 유량을, 상기 기판의 중심으로부터 둘레 가장자리로 향하는 순서로 늘리는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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