KR101878550B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치에서는, 노즐 간극의 상방에 있어서 처리액 노즐의 주위에 래비린스가 형성되고, 래비린스에 시일 가스가 공급됨으로써, 노즐 간극이 외부 공간으로부터 시일된다. 그 결과, 외부 공간의 분위기가 노즐 간극을 통하여 처리 공간에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또, 톱 플레이트의 대향 부재 플랜지부의 상면에 제 1 요철부가 형성되고, 대향 부재 이동 기구의 유지부 본체의 하면에 제 2 요철부가 형성된다. 그리고, 톱 플레이트가 제 2 위치에 위치하는 상태 (즉, 처리 공간이 형성된 상태) 에 있어서만, 제 1 요철부 및 제 2 요철부의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 개재시켜 배치됨으로써 래비린스가 형성된다. 이로써, 기판 처리 장치의 편평화를 실현할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 기판 (이하, 간단히 「기판」 이라고 한다.) 의 제조 공정에서는, 기판에 대해 여러 가지 처리가 실시된다. 예를 들어, 표면 상에 레지스트의 패턴이 형성된 기판 상에 약액을 공급함으로써, 기판의 표면에 대해 에칭 등의 약액 처리가 실시된다. 또, 약액 처리의 종료 후, 기판 상에 세정액이 공급되어 세정 처리가 실시되고, 그 후, 기판의 건조 처리가 실시된다.
특허 제3621568호 공보 (문헌 1) 의 기판 세정 장치에서는, 웨이퍼를 수평으로 유지하는 스핀 척 상에 덮개 부재가 재치되어, 웨이퍼와 함께 회전한다. 기판의 세정 처리 시에는, 먼저, 덮개 부재의 상방으로 이간하여 배치된 상 노즐로부터, 덮개 부재의 회전 중심에 형성된 개구를 개재하여, 회전 중의 기판 상에 세정액이 공급된다. 세정액으로서는, 불산, 염산, 황산, 인산, 암모니아, 과산화수소수 등이 이용된다. 계속해서, 당해 상 노즐로부터 회전 중의 기판 상에 순수(純水)가 공급됨으로써, 기판에 부착되어 있는 세정액이 씻겨진다. 그 후, 기판의 건조 처리 시에는, 상기 상 노즐로부터 질소 (N2) 가스가 토출되어, 덮개 부재의 개구를 통하여 웨이퍼 상에 공급된다. 이로써, 덮개 부재와 웨이퍼 사이의 공간에 있어서의 산소 농도를 저하시켜, 기판의 건조를 촉진할 수 있다.
일본 공개특허공보 2014－30045호 (문헌 2) 의 기판 주연(周緣) 처리 장치에서도 마찬가지로, 웨이퍼를 수평으로 유지하는 스핀 척 상에 차단판이 재치되어 웨이퍼와 함께 회전한다. 차단판의 중앙에는 관통공이 형성되고, 차단판의 상면에는, 당해 관통공에 연통하는 내부 공간을 갖는 플랜지 파이프가 결합된다. 플랜지 파이프의 상단에는, 중앙에 관통공을 갖는 차단판 플랜지가 결합된다. 차단판을 스핀 척 상으로부터 퇴피시킬 때에는, 차단판용 핸드가 상승하여 차단판 플랜지를 하방으로부터 유지하고, 또한 상승함으로써 차단판을 스핀 척으로부터 상방으로 이간시킨다.
플랜지 파이프의 내부 공간에는, 중심축 노즐이, 플랜지 파이프와 비접촉 상태로 배치된다. 웨이퍼의 처리가 실시될 때에는, 중심축 노즐로부터, 차단판과 웨이퍼 사이의 공간에 질소 가스 등의 프로세스 가스가 공급된다. 차단판 플랜지의 상면에는 차단측 래비린스 부재가 고정되어 있고, 차단측 래비린스 부재의 상방에는, 노즐측 래비린스 부재가 차단측 래비린스 부재와는 비접촉 상태로 배치된다. 노즐측 래비린스 부재는, 중심축 노즐을 유지하는 노즐 유지부에 고정되어, 중앙축 노즐 및 노즐 유지부와 함께 승강한다. 노즐측 래비린스 부재와 차단측 래비린스 부재 사이의 공간에는, 건조 공기 등의 시일 가스가 공급된다.
그런데, 문헌 1 의 기판 세정 장치에서는, 덮개 부재의 개구로부터 덮개 부재와 웨이퍼 사이의 공간에, 당해 공간의 외부의 분위기가 침입할 가능성이 있다. 한편, 문헌 2 의 기판 주연 처리 장치에서는, 차단측 래비린스 부재와 노즐측 래비린스 부재 사이의 공간에 시일 가스가 공급됨으로써, 차단판의 관통공으로부터 차단판과 웨이퍼 사이의 공간에, 당해 공간의 외부의 분위기가 침입하는 것이 억제된다. 그러나, 차단측 래비린스 부재가 차단판 플랜지의 상면에 고정되어 있고, 또한, 차단측 래비린스 부재의 상방에 노즐측 래비린스 부재가 배치되기 때문에, 기판 주연 처리 장치가 상하 방향으로 대형화된다. 또, 차단판과 웨이퍼 사이의 공간의 압력이 변동하여 외부의 압력보다 낮아지면, 래비린스에 있어서의 시일이 찢어져 당해 공간에 외부의 분위기가 침입할 우려가 있다.
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 대한 것이며, 기판 처리 장치의 편평화를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 발명은, 외부 공간으로부터의 분위기의 침입을 바람직하게 억제하는 것도 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관련된 하나의 기판 처리 장치는, 수평 상태로 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판의 상면에 대향함과 함께 중앙부에 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재와, 상기 대향 부재를 유지하고, 상하 방향의 제 1 위치와 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 대향 부재를 상기 기판 유지부에 대해 상대적으로 이동시키는 대향 부재 이동 기구와, 상기 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전시키는 기판 회전 기구와, 상기 대향 부재 개구를 통하여 상기 기판의 상기 상면에 처리액을 공급하는 처리액 노즐과, 상기 대향 부재와 상기 기판 사이의 공간에 처리 분위기용 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고, 상기 대향 부재가, 상기 기판의 상기 상면에 대향함과 함께 중앙부에 상기 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재 본체와, 상기 대향 부재 본체의 상기 대향 부재 개구의 주위로부터 상방으로 돌출함과 함께 상기 처리액 노즐이 삽입되는 통형상의 대향 부재 통부와, 상기 대향 부재 통부의 상단부로부터 직경 방향 외방으로 환상으로 퍼짐과 함께 상기 대향 부재 이동 기구에 유지되는 대향 부재 플랜지부와, 상기 대향 부재 플랜지부의 상면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 1 요철부를 구비하고, 상기 대향 부재 이동 기구가, 상기 대향 부재 플랜지부의 하면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 하부와, 상기 대향 부재 플랜지부의 상기 상면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 상부와, 상기 유지부 상부의 하면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 2 요철부를 구비하고, 상기 대향 부재가 상기 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재 플랜지부가 상기 유지부 하부에 의해 하측으로부터 지지됨으로써, 상기 대향 부재가 상기 대향 부재 이동 기구에 의해 유지되어 상기 기판 유지부로부터 상방으로 이간되고, 상기 대향 부재가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재가, 상기 대향 부재 이동 기구로부터 이간되고, 상기 기판 유지부에 의해 유지되어 상기 기판 회전 기구에 의해 상기 기판 유지부와 함께 회전 가능하게 되고, 상기 제 1 요철부 및 상기 제 2 요철부의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 개재시켜 배치됨으로써 래비린스가 형성되고, 상기 래비린스에 시일 가스가 공급됨으로써, 상기 처리액 노즐과 상기 대향 부재 통부의 사이의 공간인 노즐 간극이, 상기 래비린스의 직경 방향 외측의 공간으로부터 시일된다. 당해 기판 처리 장치에 의하면, 기판 처리 장치의 편평화를 실현할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 유지부 상부가, 상기 래비린스의 직경 방향 내단과 직경 방향 외단의 사이에서 상기 래비린스를 향하여 상기 시일 가스를 분사하는 주상(周狀) 분사구를 구비한다.
보다 바람직하게는, 상기 시일 가스의 공급원인 시일 가스 공급부와 상기 주상 분사구의 사이에서, 상기 시일 가스 공급부로부터의 상기 시일 가스를 일시적으로 저류하는 환상의 매니폴드를 추가로 구비한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 래비린스에 있어서 상기 주상 분사구에 대향하는 면이, 직경 방향 외방을 향함에 따라 하방으로 향하는 경사면이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 제 1 요철부가 복수의 오목부를 가지며, 상기 복수의 오목부 중 가장 직경 방향 내측의 오목부가, 상기 대향 부재 통부의 상부에 형성되고, 다른 오목부보다 상기 상하 방향의 크기가 크다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 유지부 상부가, 상기 래비린스의 직경 방향 외단부에 있어서 상기 래비린스 내의 가스를 흡인하는 주상 흡인구를 구비한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 가스 공급부에 의해, 상기 처리액 노즐의 측면으로부터 상기 노즐 간극으로 비스듬히 하방을 향하여 상기 처리 분위기용 가스가 분사된다.
본 발명에 관련된 다른 기판 처리 장치는, 수평 상태로 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전시키는 기판 회전 기구와, 상기 기판의 상면에 대향함과 함께 중앙부에 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재 본체, 및, 상기 대향 부재 본체의 상기 대향 부재 개구의 주위로부터 상방으로 돌출하는 통형상의 대향 부재 통부를 갖는 대향 부재와, 상기 대향 부재 통부에 삽입되어, 상기 대향 부재 개구를 통하여 상기 기판의 상기 상면에 처리액을 공급하는 처리액 노즐과, 상기 대향 부재와 상기 기판 사이의 공간에 처리 분위기용 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리액 노즐과 상기 대향 부재 통부 사이의 공간인 노즐 간극에 연속되고, 시일 가스가 공급됨으로써 상기 노즐 간극을 외부 공간으로부터 시일하는 래비린스와, 상기 래비린스의 압력과 상기 외부 공간의 압력의 상대 관계에 기초하여, 상기 래비린스에 공급되는 상기 시일 가스의 유량을 제어하는 시일 가스 유량 제어부를 구비한다. 당해 기판 처리 장치에 의하면, 외부 공간으로부터의 분위기의 침입을 바람직하게 억제할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 상기 상대 관계가, 상기 노즐 간극의 압력 변동에 의해 변동된다.
보다 바람직하게는, 상기 가스 공급부에 의해, 상기 처리액 노즐의 측면으로부터 상기 노즐 간극으로 비스듬히 하방을 향하여 상기 처리 분위기용 가스가 분사되고, 상기 노즐 간극을 향하여 분사되는 상기 처리 분위기용 가스의 유량이 변동되었을 때에, 상기 처리 분위기용 가스의 유량 변동에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 기판 회전 기구에 의한 상기 기판의 회전 속도가 변동되었을 때에, 상기 회전 속도의 변동에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 기판에 대한 처리의 종류가 변화되었을 때에, 상기 처리의 종류 변화에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 래비린스의 압력을 측정하는 제 1 압력 측정부와, 상기 외부 공간의 압력을 측정하는 제 2 압력 측정부를 추가로 구비하고, 상기 제 1 압력 측정부 및 상기 제 2 압력 측정부의 출력에 기초하여 상기 상대 관계가 취득된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 래비린스의 상기 외부 공간측의 단부에 있어서 상기 래비린스 내의 가스가 흡인된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 대향 부재를 유지하고, 상하 방향의 제 1 위치와 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 대향 부재를 상기 기판 유지부에 대해 상대적으로 이동시키는 대향 부재 이동 기구를 추가로 구비하고, 상기 대향 부재가, 상기 대향 부재 통부의 상단부로부터 직경 방향 외방으로 환상으로 퍼짐과 함께 상기 대향 부재 이동 기구에 유지되는 대향 부재 플랜지부와, 상기 대향 부재 플랜지부의 상면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 1 요철부를 추가로 구비하고, 상기 대향 부재 이동 기구가, 상기 대향 부재 플랜지부의 하면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 하부와, 상기 대향 부재 플랜지부의 상기 상면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 상부와, 상기 유지부 상부의 하면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 2 요철부를 구비하고, 상기 대향 부재가 상기 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재 플랜지부가 상기 유지부 하부에 의해 하측으로부터 지지됨으로써, 상기 대향 부재가 상기 대향 부재 이동 기구에 의해 유지되어 상기 기판 유지부로부터 상방으로 이간되고, 상기 대향 부재가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재가, 상기 대향 부재 이동 기구로부터 이간되고, 상기 기판 유지부에 의해 유지되어 상기 기판 회전 기구에 의해 상기 기판 유지부와 함께 회전 가능하게 되고, 상기 제 1 요철부 및 상기 제 2 요철부의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 개재시켜 배치됨으로써 상기 래비린스가 형성된다.
본 발명의 이들 및 다른 목적들, 특징들, 양태들 및 이점들은, 첨부 도면들과 함께 취해질 때 이하의 본 발명의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1 은, 하나의 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2 는, 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3 은, 톱 플레이트 및 대향 부재 이동 기구의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 가스 공급로의 평면도이다.
도 5 는, 기액 공급부를 나타내는 블록도이다.
도 6 은, 처리액 노즐의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 7 은, 기판의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 9 는, 다른 래비린스의 예를 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 다른 래비린스의 예를 나타내는 단면도이다.
도 11 은, 기판 처리 장치의 다른 예의 톱 플레이트 및 대향 부재 이동 기구의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 12 는, 기액 공급부를 나타내는 블록도이다.
도 13 은, 다른 래비린스의 예를 나타내는 단면도이다.
도 14 는, 다른 래비린스의 예를 나타내는 단면도이다.
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 나타내는 단면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판 (9) (이하, 간단히 「기판 (9)」 이라고 한다.) 을 1 매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 유지부 (31) 와 기판 회전 기구 (33) 와 컵부 (4) 와 톱 플레이트 (5) 와 대향 부재 이동 기구 (6) 와 처리액 노즐 (71) 을 구비한다.
기판 유지부 (31) 는, 수평 상태로 기판 (9) 을 유지한다. 기판 유지부 (31) 는, 유지 베이스부 (311) 와 복수의 척 (312) 과 복수의 걸어맞춤부 (313) 와 베이스 지지부 (314) 를 구비한다. 기판 (9) 은, 유지 베이스부 (311) 의 상방에 배치된다. 유지 베이스부 (311) 및 베이스 지지부 (314) 는 각각, 상하 방향을 향하는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상의 부재이다. 유지 베이스부 (311) 는, 베이스 지지부 (314) 의 상방에 배치되어, 베이스 지지부 (314) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 유지 베이스부 (311) 의 외경은, 베이스 지지부 (314) 의 외경보다 크다. 유지 베이스부 (311) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 둘레 방향의 전체 둘레에 걸쳐, 베이스 지지부 (314) 보다 직경 방향 외방으로 퍼진다.
복수의 척 (312) 은, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 대략 등각도 간격으로, 유지 베이스부 (311) 의 상면의 외주부에 둘레 방향으로 배치된다. 기판 유지부 (31) 에서는, 복수의 척 (312) 에 의해, 기판 (9) 의 외연부가 지지된다. 복수의 걸어맞춤부 (313) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 대략 등각도 간격으로, 유지 베이스부 (311) 의 상면의 외주부에 둘레 방향으로 배치된다. 복수의 걸어맞춤부 (313) 는, 복수의 척 (312) 보다 직경 방향 외측에 배치된다.
기판 회전 기구 (33) 는, 회전 기구 수용부 (34) 의 내부에 수용된다. 기판 회전 기구 (33) 및 회전 기구 수용부 (34) 는, 기판 유지부 (31) 의 하방에 배치된다. 기판 회전 기구 (33) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 기판 (9) 을 기판 유지부 (31) 와 함께 회전한다.
컵부 (4) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 부재이며, 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 의 직경 방향 외측에 배치된다. 컵부 (4) 는, 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 의 주위의 전체 둘레에 걸쳐 배치되고, 기판 (9) 으로부터 주위로 향해 비산하는 처리액 등을 받는다. 컵부 (4) 는, 제 1 가이드 (41) 와 제 2 가이드 (42) 와 가이드 이동 기구 (43) 와 배출 포트 (44) 를 구비한다.
제 1 가이드 (41) 는, 제 1 가이드 측벽부 (411) 와 제 1 가이드 천개부(天蓋部) (412) 를 갖는다. 제 1 가이드 측벽부 (411) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 제 1 가이드 천개부 (412) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환판상이며, 제 1 가이드 측벽부 (411) 의 상단부로부터 직경 방향 내방으로 퍼진다. 제 2 가이드 (42) 는, 제 2 가이드 측벽부 (421) 와 제 2 가이드 천개부 (422) 를 갖는다. 제 2 가이드 측벽부 (421) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이며, 제 1 가이드 측벽부 (411) 보다 직경 방향 외측에 위치한다. 제 2 가이드 천개부 (422) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환판상이며, 제 1 가이드 천개부 (412) 보다 상방에서 제 2 가이드 측벽부 (421) 의 상단부로부터 직경 방향 내방으로 퍼진다. 제 1 가이드 천개부 (412) 의 내경 및 제 2 가이드 천개부 (422) 의 내경은, 기판 유지부 (31) 의 유지 베이스부 (311) 의 외경 및 톱 플레이트 (5) 의 외경보다 약간 크다.
가이드 이동 기구 (43) 는, 제 1 가이드 (41) 를 상하 방향으로 이동함으로써, 기판 (9) 으로부터의 처리액 등을 받는 가이드를 제 1 가이드 (41) 와 제 2 가이드 (42) 의 사이에서 전환한다. 컵부 (4) 의 제 1 가이드 (41) 및 제 2 가이드 (42) 에서 받아들인 처리액 등은, 배출 포트 (44) 를 통하여 하우징 (11) 의 외부로 배출된다. 또, 제 1 가이드 (41) 내 및 제 2 가이드 (42) 내의 가스도 배출 포트 (44) 를 통하여 하우징 (11) 의 외부로 배출된다.
톱 플레이트 (5) 는, 평면에서 보아 대략 원형의 부재이다. 톱 플레이트 (5) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대향하는 대향 부재이며, 기판 (9) 의 상방을 차폐하는 차폐판이다. 톱 플레이트 (5) 의 외경은, 기판 (9) 의 외경, 및, 유지 베이스부 (311) 의 외경보다 크다. 톱 플레이트 (5) 는, 대향 부재 본체 (51) 와, 피유지부 (52) 와 복수의 걸어맞춤부 (53) 와 제 1 요철부 (55) 를 구비한다. 대향 부재 본체 (51) 는, 대향 부재 천개부 (511) 와 대향 부재 측벽부 (512) 를 구비한다. 대향 부재 천개부 (511) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환판상의 부재이며, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대향한다. 대향 부재 천개부 (511) 의 중앙부에는, 대향 부재 개구 (54) 가 형성된다. 대향 부재 개구 (54) 는, 예를 들어, 평면에서 보아 대략 원형이다. 대향 부재 개구 (54) 의 직경은, 기판 (9) 의 직경에 비해 충분히 작다. 대향 부재 측벽부 (512) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상의 부재이며, 대향 부재 천개부 (511) 의 외주부로부터 하방으로 퍼진다.
복수의 걸어맞춤부 (53) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 대략 등각도 간격으로, 대향 부재 천개부 (511) 의 하면의 외주부에 둘레 방향으로 배치된다. 복수의 걸어맞춤부 (53) 는, 대향 부재 측벽부 (512) 의 직경 방향 내측에 배치된다.
피유지부 (52) 는, 대향 부재 본체 (51) 의 상면에 접속된다. 피유지부 (52) 는, 대향 부재 통부 (521) 와 대향 부재 플랜지부 (522) 를 구비한다. 대향 부재 통부 (521) 는, 대향 부재 본체 (51) 의 대향 부재 개구 (54) 의 주위로부터 상방으로 돌출하는 대략 통형상의 부위이다. 대향 부재 통부 (521) 는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 대향 부재 플랜지부 (522) 는, 대향 부재 통부 (521) 의 상단부로부터 직경 방향 외방으로 환상으로 퍼진다. 대향 부재 플랜지부 (522) 는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환판상이다. 대향 부재 플랜지부 (522) 의 상면에는, 원주상의 오목부와 원주상의 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 1 요철부 (55) 가 형성된다. 제 1 요철부 (55) 는, 복수의 오목부와 복수의 볼록부를 갖는다. 당해 복수의 오목부 중 가장 직경 방향 내측의 오목부 (551) 는, 대향 부재 통부 (521) 의 상부에 형성되고, 제 1 요철부 (55) 의 다른 오목부보다 상하 방향의 크기가 크다.
대향 부재 이동 기구 (6) 는, 대향 부재 유지부 (61) 와 대향 부재 승강 기구 (62) 를 구비한다. 대향 부재 유지부 (61) 는, 톱 플레이트 (5) 의 피유지부 (52) 를 유지한다. 대향 부재 유지부 (61) 는, 유지부 본체 (611) 와 본체 지지부 (612) 와 플랜지 지지부 (613) 와 지지부 접속부 (614) 와 제 2 요철부 (615) 를 구비한다. 유지부 본체 (611) 는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상이다. 유지부 본체 (611) 는, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 의 상방을 덮는다. 본체 지지부 (612) 는, 대략 수평으로 연장되는 봉상의 아암이다. 본체 지지부 (612) 의 일방의 단부는 유지부 본체 (611) 에 접속되고, 타방의 단부는 대향 부재 승강 기구 (62) 에 접속된다.
유지부 본체 (611) 의 중앙부로부터는 처리액 노즐 (71) 이 하방에 돌출한다. 처리액 노즐 (71) 은, 대향 부재 통부 (521) 에 비접촉 상태로 삽입된다. 이하의 설명에서는, 처리액 노즐 (71) 과 대향 부재 통부 (521) 사이의 공간을 「노즐 간극 (56)」 이라고 부른다. 처리액 노즐 (71) 의 주위에는, 유지부 본체 (611) 의 하면에 있어서 원주상의 오목부와 원주상의 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 2 요철부 (615) 가 형성된다. 제 2 요철부 (615) 는, 제 1 요철부 (55) 와 상하 방향으로 대향한다.
플랜지 지지부 (613) 는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환판상이다. 플랜지 지지부 (613) 는, 대향 부재 플랜지부 (522) 의 하방에 위치한다. 플랜지 지지부 (613) 의 내경은, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 의 외경보다 작다. 플랜지 지지부 (613) 의 외경은, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 의 외경보다 크다. 지지부 접속부 (614) 는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원통상이다. 지지부 접속부 (614) 는, 플랜지 지지부 (613) 와 유지부 본체 (611) 를 대향 부재 플랜지부 (522) 의 주위에서 접속한다. 대향 부재 유지부 (61) 에서는, 유지부 본체 (611) 는 대향 부재 플랜지부 (522) 의 상면과 상하 방향으로 대향하는 유지부 상부이며, 플랜지 지지부 (613) 는 대향 부재 플랜지부 (522) 의 하면과 상하 방향으로 대향하는 유지부 하부이다.
도 1 에 나타내는 위치에 톱 플레이트 (5) 가 위치하는 상태에서는, 플랜지 지지부 (613) 는, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 의 외주부에 하측으로부터 접하여 지지한다. 바꾸어 말하면, 대향 부재 플랜지부 (522) 가, 대향 부재 이동 기구 (6) 의 대향 부재 유지부 (61) 에 의해 유지된다. 이로써, 톱 플레이트 (5) 가, 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 의 상방에서, 대향 부재 유지부 (61) 에 의해 매달린다. 이하의 설명에서는, 도 1 에 나타내는 톱 플레이트 (5) 의 상하 방향의 위치를 「제 1 위치」 라고 한다. 톱 플레이트 (5) 는, 제 1 위치에서, 대향 부재 이동 기구 (6) 에 의해 유지되어 기판 유지부 (31) 로부터 상방으로 이간된다. 또, 톱 플레이트 (5) 가 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 제 2 요철부 (615) 의 볼록부의 하단은, 제 1 요철부 (55) 의 볼록부의 상단보다 상방에 위치한다.
플랜지 지지부 (613) 에는, 톱 플레이트 (5) 의 위치 어긋남 (즉, 톱 플레이트 (5) 의 이동 및 회전) 을 제한하는 이동 제한부 (616) 가 형성된다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 이동 제한부 (616) 는, 플랜지 지지부 (613) 의 상면으로부터 상방으로 돌출하는 돌기부이다. 이동 제한부 (616) 가, 대향 부재 플랜지부 (522) 에 형성된 구멍부에 삽입됨으로써, 톱 플레이트 (5) 의 위치 어긋남이 제한된다.
대향 부재 승강 기구 (62) 는, 톱 플레이트 (5) 를 대향 부재 유지부 (61) 와 함께 상하 방향으로 이동시킨다. 도 2 는, 톱 플레이트 (5) 가 도 1 에 나타내는 제 1 위치로부터 하강한 상태를 나타내는 단면도이다. 이하의 설명에서는, 도 2 에 나타내는 톱 플레이트 (5) 의 상하 방향의 위치를 「제 2 위치」 라고 한다. 즉, 대향 부재 승강 기구 (62) 는, 톱 플레이트 (5) 를 제 1 위치와 제 2 위치의 사이에서 기판 유지부 (31) 에 대해 상대적으로 상하 방향으로 이동한다. 제 2 위치는, 제 1 위치보다 하방의 위치이다. 바꾸어 말하면, 제 2 위치는, 톱 플레이트 (5) 가 제 1 위치보다 상하 방향에 있어서 기판 유지부 (31) 에 근접하는 위치이다.
톱 플레이트 (5) 가 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 톱 플레이트 (5) 의 복수의 걸어맞춤부 (53) 가 각각, 기판 유지부 (31) 의 복수의 걸어맞춤부 (313) 와 걸어맞춤된다. 복수의 걸어맞춤부 (53) 는, 복수의 걸어맞춤부 (313) 에 의해 하방으로부터 지지된다. 바꾸어 말하면, 복수의 걸어맞춤부 (313) 는 톱 플레이트 (5) 를 지지하는 대향 부재 지지부이다. 예를 들어, 걸어맞춤부 (313) 는, 상하 방향으로 대략 평행한 핀이며, 걸어맞춤부 (313) 의 상단부가, 걸어맞춤부 (53) 의 하단부에 상향으로 형성된 오목부에 끼워 맞춤된다. 또, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 는, 대향 부재 유지부 (61) 의 플랜지 지지부 (613) 로부터 상방으로 이간된다. 이로써, 톱 플레이트 (5) 는, 제 2 위치에서, 기판 유지부 (31) 에 의해 유지되어 대향 부재 이동 기구 (6) 로부터 이간된다 (즉, 대향 부재 이동 기구 (6) 와 비접촉 상태가 된다.).
톱 플레이트 (5) 가 기판 유지부 (31) 에 의해 유지된 상태에서는, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 측벽부 (512) 의 하단이, 기판 유지부 (31) 의 유지 베이스부 (311) 의 상면보다 하방, 또는, 유지 베이스부 (311) 의 상면과 상하 방향에 관해서 동일한 위치에 위치한다. 톱 플레이트 (5) 가 제 2 위치에 위치하는 상태로 기판 회전 기구 (33) 가 구동되면, 톱 플레이트 (5) 는, 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 와 함께 회전한다. 바꾸어 말하면, 톱 플레이트 (5) 가 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 톱 플레이트 (5) 는, 기판 회전 기구 (33) 에 의해 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 와 함께 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 회전 가능해진다.
도 3 은, 톱 플레이트 (5) 및 대향 부재 이동 기구 (6) 의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 톱 플레이트 (5) 가 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 제 1 요철부 (55) 와 제 2 요철부 (615) 가, 서로 비접촉 상태로 상하 방향에 근접한다. 제 1 요철부 (55) 의 볼록부는, 제 2 요철부 (615) 의 오목부 내에 간극을 개재시켜 배치되고, 제 2 요철부 (615) 의 볼록부는 제 1 요철부 (55) 의 오목부 내에 간극을 개재시켜 배치된다. 바꾸어 말하면, 제 1 요철부 (55) 및 제 2 요철부 (615) 의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 개재시켜 배치된다. 이로써, 처리액 노즐 (71) 의 주위에 있어서, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 와 대향 부재 이동 기구 (6) 의 유지부 본체 (611) 의 사이에 래비린스 (57) 가 형성된다. 래비린스 (57) 전체에 있어서, 제 1 요철부 (55) 와 제 2 요철부 (615) 사이의 상하 방향의 거리 및 직경 방향의 거리는 대략 일정하다. 래비린스 (57) 는, 노즐 간극 (56) 에 연속된다. 톱 플레이트 (5) 가 회전할 때에는, 제 1 요철부 (55) 는 회전하고, 제 2 요철부 (615) 는 회전하지 않는다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 대향 부재 유지부 (61) 의 내부에는, 래비린스 (57) 에 접속되는 가스 공급로 (58) 가 형성된다. 또한, 상기 서술한 도 1 및 도 2 에서는, 가스 공급로 (58) 의 도시를 생략하고 있다. 도 4 는, 가스 공급로 (58) 를 나타내는 평면도이다. 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 가스 공급로 (58) 는, 제 1 유로 (581) 와 제 1 매니폴드 (582) 와 복수의 제 2 유로 (583) 와 제 2 매니폴드 (584) 와 복수의 가스 분사구 (585) 를 구비한다. 제 1 매니폴드 (582), 복수의 제 2 유로 (583) 및 제 2 매니폴드 (584) 는, 유지부 본체 (611) 의 내부에 형성되고, 복수의 가스 분사구 (585) 는 유지부 본체 (611) 의 하면에 형성된다. 또, 제 1 유로 (581) 는 본체 지지부 (612) 의 내부에 형성된다.
복수의 가스 분사구 (585) 는, 제 2 요철부 (615) 의 하나의 오목부의 상면 (즉, 오목부의 저면) 에 있어서, 대략 등각도 간격으로 둘레 방향에 배치된다. 복수의 가스 분사구 (585) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 주상으로 배치되는 주상 분사구이다. 당해 주상 분사구는, 래비린스 (57) 의 직경 방향 내단과 직경 방향 외단의 사이에 배치된다. 가스 공급로 (58) 에서는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환상의 하나의 분사구가, 복수의 가스 분사구 (585) 대신에 주상 분사구로서 형성되어도 된다.
제 2 매니폴드 (584) 는, 복수의 가스 분사구 (585) 의 상방에 배치되어, 복수의 가스 분사구 (585) 에 접속된다. 제 2 매니폴드 (584) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환상의 유로이다. 제 1 매니폴드 (582) 는, 제 2 매니폴드 (584) 의 직경 방향 외측에 배치된다. 제 1 매니폴드 (582) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환상의 유로이다. 복수의 제 2 유로 (583) 는, 대략 직경 방향으로 연장되는 직선상의 유로이며, 제 1 매니폴드 (582) 와 제 2 매니폴드 (584) 를 접속한다. 도 4 에 나타내는 예에서는, 4 개의 제 2 유로 (583) 가 대략 등각도 간격으로 둘레 방향으로 배치된다. 제 1 유로 (581) 는, 제 1 매니폴드 (582) 로부터 직경 방향 외방으로 연장된다. 제 1 유로 (581) 는, 복수의 제 2 유로 (583) 와 둘레 방향에 있어서 상이한 위치에 배치된다.
도 5 는, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 가스 및 처리액의 공급에 관련된 기액 공급부 (7) 를 나타내는 블록도이다. 기액 공급부 (7) 는, 처리액 노즐 (71) 과 처리액 공급부 (72) 와 가스 공급부 (73) 를 구비한다. 처리액 공급부 (72) 는 처리액 노즐 (71) 에 접속된다. 가스 공급부 (73) 는, 처리액 노즐 (71) 에 접속되고, 처리액 노즐 (71) 에 가스를 공급한다. 가스 공급부 (73) 는, 또, 대향 부재 유지부 (61) 에 형성되는 가스 공급로 (58) 의 제 1 유로 (581) 에도 접속되어, 가스 공급로 (58) 를 통하여 래비린스 (57) 에 가스를 공급한다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 처리액으로서 여러 가지 종류의 액체가 이용된다. 처리액은, 예를 들어, 기판 (9) 의 약액 처리에 사용되는 약액 (폴리머 제거액, 불산이나 수산화테트라메틸암모늄 수용액 등의 에칭액 등) 이어도 된다. 처리액은, 예를 들어, 기판 (9) 의 세정 처리에 사용되는 순수 (DIW ： deionized water) 나 탄산수 등의 세정액이어도 된다. 처리액은, 예를 들어, 기판 (9) 상의 액체를 치환하기 위해서 공급되는 이소프로필알코올 (IPA) 등이어도 된다. 가스 공급부 (73) 로부터 공급되는 가스는, 예를 들어, 질소 (N2) 가스 등의 불활성 가스이다. 가스 공급부 (73) 로부터는, 불활성 가스 이외의 여러 가지 가스가 공급되어도 된다.
도 6 은, 처리액 노즐 (71) 의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 처리액 노즐 (71) 은, 예를 들어, PFA (테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 에 의해 형성된다. 처리액 노즐 (71) 의 내부에는, 처리액 유로 (716) 와 2 개의 가스 유로 (717) 가 형성된다. 처리액 유로 (716) 는, 도 5 에 나타내는 처리액 공급부 (72) 에 접속된다. 2 개의 가스 유로 (717) 는, 도 5 에 나타내는 가스 공급부 (73) 에 접속된다.
처리액 공급부 (72) 로부터 도 6 에 나타내는 처리액 유로 (716) 에 공급된 처리액은, 처리액 노즐 (71) 의 하단면에 형성된 토출구 (716a) 로부터 하방으로 토출된다. 처리액 노즐 (71) 로부터 복수 종류의 처리액이 토출되는 경우, 처리액 노즐 (71) 에는, 복수 종류의 처리액에 각각 대응하는 복수의 처리액 유로 (716) 가 형성되고, 복수 종류의 처리액은 각각 복수의 토출구 (716a) 로부터 토출되어도 된다.
가스 공급부 (73) 로부터 중앙의 가스 유로 (717) (도면 중의 우측의 가스 유로 (717)) 에 공급된 불활성 가스는, 처리액 노즐 (71) 의 하단면에 형성된 하면 분사구 (717a) 로부터 하방을 향하여 공급 (예를 들어, 분사) 된다. 가스 공급부 (73) 로부터 외주부의 가스 유로 (717) 에 공급된 불활성 가스는, 처리액 노즐 (71) 의 측면에 형성된 복수의 측면 분사구 (717b) 로부터 주위에 공급된다.
복수의 측면 분사구 (717b) 는 둘레 방향으로 대략 등각도 간격으로 배열된다. 복수의 측면 분사구 (717b) 는, 외주부의 가스 유로 (717) 의 하단부로부터 둘레 방향으로 연장되는 주상 유로에 접속된다. 가스 공급부 (73) 로부터 공급된 불활성 가스는, 복수의 측면 분사구 (717b) 로부터, 비스듬히 하방을 향하여 공급 (예를 들어, 분사) 된다. 또한, 측면 분사구 (717b) 는 1 개만 형성되어도 된다.
처리액 공급부 (72) (도 5 참조) 로부터 공급된 처리액은, 처리액 노즐 (71) 의 토출구 (716a) 로부터, 도 2 에 나타내는 대향 부재 개구 (54) 를 통하여 기판 (9) 의 상면 (91) 을 향하여 토출된다. 바꾸어 말하면, 처리액 노즐 (71) 은, 처리액 공급부 (72) 로부터 공급된 처리액을, 대향 부재 개구 (54) 를 통하여 기판 (9) 의 상면 (91) 에 공급한다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 처리액 노즐 (71) 은, 대향 부재 본체 (51) 의 대향 부재 개구 (54) 로부터 하방에 돌출해도 된다. 바꾸어 말하면, 처리액 노즐 (71) 의 선단이, 대향 부재 개구 (54) 의 하단 가장자리보다 하방에 위치해도 된다. 처리액 공급부 (72) 로부터 공급된 처리액은, 처리액 노즐 (71) 내에서 대향 부재 개구 (54) 를 통하여 하방으로 흘러, 처리액 노즐 (71) 의 토출구 (716a) (도 6 참조) 로부터 기판 (9) 의 상면 (91) 을 향하여 토출된다. 처리액이 대향 부재 개구 (54) 를 통하여 공급된다는 경우, 대향 부재 개구 (54) 보다 상방에서 처리액 노즐 (71) 로부터 토출된 처리액이 대향 부재 개구 (54) 를 통과하는 상태 뿐만 아니라, 대향 부재 개구 (54) 에 삽입된 처리액 노즐 (71) 을 통하여 처리액이 토출되는 상태도 포함한다.
가스 공급부 (73) (도 5 참조) 로부터 처리액 노즐 (71) 에 공급된 불활성 가스의 일부는, 처리액 노즐 (71) 의 하면 분사구 (717a) (도 6 참조) 로부터, 대향 부재 개구 (54) 를 통하여 톱 플레이트 (5) 와 기판 (9) 사이의 공간 (이하, 「처리 공간 (90)」 이라고 한다.) 에 공급된다. 또, 가스 공급부 (73) 로부터 처리액 노즐 (71) 에 공급된 불활성 가스의 일부는, 처리액 노즐 (71) 의 복수의 측면 분사구 (717b) (도 6 참조) 로부터 노즐 간극 (56) 으로 공급된다. 노즐 간극 (56) 에서는, 가스 공급부 (73) 로부터의 불활성 가스가, 처리액 노즐 (71) 의 측면으로부터 비스듬히 하방으로 향해 공급되어 하방으로 향해 흘러, 처리 공간 (90) 에 공급된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 의 처리는, 바람직하게는 처리 공간 (90) 에 처리액 노즐 (71) 로부터 불활성 가스가 공급되어 처리 공간 (90) 이 불활성 가스 분위기로 되어 있는 상태로 실시된다. 바꾸어 말하면, 가스 공급부 (73) 로부터 처리 공간 (90) 에 공급되는 가스는, 처리 분위기용 가스이다. 처리 분위기용 가스에는, 처리액 노즐 (71) 로부터 노즐 간극 (56) 으로 공급되고, 노즐 간극 (56) 을 통하여 처리 공간 (90) 에 공급되는 가스도 포함된다.
가스 공급부 (73) 로부터 도 3 및 도 4 에 나타내는 가스 공급로 (58) 의 제 1 유로 (581) 에 공급된 불활성 가스는, 제 1 매니폴드 (582) 에서 둘레 방향으로 퍼지고, 복수의 제 2 유로 (583) 를 통하여 제 2 매니폴드 (584) 로 유도된다. 당해 불활성 가스는, 제 2 매니폴드 (584) 에 있어서도 둘레 방향으로 퍼지고, 래비린스 (57) 의 직경 방향 내단과 직경 방향 외단의 사이에서, 복수의 가스 분사구 (585) 로부터 하방의 래비린스 (57) 를 향하여 분사된다. 복수의 가스 분사구 (585) 로부터 래비린스 (57) 에 불활성 가스가 공급됨으로써, 래비린스 (57) 보다 직경 방향 내측의 공간인 노즐 간극 (56), 및, 노즐 간극 (56) 에 연속되는 처리 공간 (90) 이, 래비린스 (57) 의 직경 방향 외측의 공간으로부터 시일된다. 즉, 가스 공급부 (73) 로부터 래비린스 (57) 에 공급되는 가스는, 시일 가스이다. 복수의 가스 분사구 (585) 로부터 래비린스 (57) 에 공급된 불활성 가스는, 래비린스 (57) 내에 있어서 직경 방향 외방 및 직경 방향 내방으로 퍼진다.
도 5 에 나타내는 예에서는, 가스 공급부 (73) 는, 시일 가스의 공급원인 시일 가스 공급부이며, 또한, 처리 분위기용 가스의 공급원인 처리 분위기용 가스 공급부이기도 하다. 그리고, 처리 분위기용 가스와 시일 가스가 동일한 종류의 가스이다. 또한, 처리 분위기용 가스와 시일 가스는, 상이한 종류의 가스여도 된다. 가스 공급로 (58) 에서는, 제 1 매니폴드 (582) 및 제 2 매니폴드 (584) 는 각각, 시일 가스 공급부인 가스 공급부 (73) 와 복수의 가스 분사구 (585) 의 사이에서, 시일 가스를 일시적으로 저류하는 환상의 매니폴드이다.
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 의 처리의 흐름의 일례에 대해, 도 7 을 참조하면서 설명한다. 먼저, 톱 플레이트 (5) 가 도 1 에 나타내는 제 1 위치에 위치하는 상태로, 기판 (9) 이 하우징 (11) 내에 반입되어, 기판 유지부 (31) 에 의해 유지된다 (스텝 S11). 이 때, 톱 플레이트 (5) 는 대향 부재 이동 기구 (6) 의 대향 부재 유지부 (61) 에 의해 유지되어 있다.
계속해서, 대향 부재 승강 기구 (62) 에 의해 대향 부재 유지부 (61) 가 하방으로 이동된다. 이로써, 톱 플레이트 (5) 가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 하방으로 이동하고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 톱 플레이트 (5) 가 기판 유지부 (31) 에 의해 유지된다 (스텝 S12). 또, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 톱 플레이트 (5) 와 대향 부재 유지부 (61) 의 사이에 래비린스 (57) 가 형성된다. 그리고, 가스 공급부 (73) 로부터 처리액 노즐 (71) 을 통하여, 노즐 간극 (56) 및 처리 공간 (90) 에 불활성 가스 (즉, 처리 분위기용 가스) 의 공급이 개시된다. 또, 가스 공급부 (73) 로부터 가스 공급로 (58) (도 3 참조) 를 통하여, 래비린스 (57) 에 불활성 가스 (즉, 시일 가스) 의 공급이 개시된다.
다음으로, 도 2 에 나타내는 기판 회전 기구 (33) 에 의해, 기판 유지부 (31), 기판 (9) 및 톱 플레이트 (5) 의 회전이 개시된다 (스텝 S13). 처리액 노즐 (71) 로부터의 불활성 가스의 공급, 및, 래비린스 (57) 에 대한 불활성 가스의 공급은, 스텝 S13 이후도 계속된다. 그리고, 처리액 공급부 (72) 로부터 처리액 노즐 (71) 로 제 1 처리액이 공급되고, 제 2 위치에 위치하는 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 개구 (54) 를 통하여, 회전 중의 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부에 공급된다 (스텝 S14).
처리액 노즐 (71) 로부터 기판 (9) 의 중앙부에 공급된 제 1 처리액은, 기판 (9) 의 회전에 의해, 기판 (9) 의 중앙부로부터 직경 방향 외방으로 퍼져, 기판 (9) 의 상면 (91) 전체에 부여된다. 제 1 처리액은, 기판 (9) 의 외연으로부터 직경 방향 외방으로 비산하고, 컵부 (4) 의 제 1 가이드 (41) 에 의해 받아들여진다. 도 2 에 나타내는 제 1 가이드 (41) 의 상하 방향의 위치는, 기판 (9) 으로부터의 처리액을 받는 위치이며, 이하의 설명에서는 「수액(受液) 위치」 라고 한다. 제 1 처리액이 기판 (9) 에 대해 소정 시간 부여됨으로써, 제 1 처리액에 의한 기판 (9) 의 처리가 종료된다.
제 1 처리액은, 예를 들어, 폴리머 제거액이나 에칭액 등의 약액이며, 스텝 S14 에 있어서, 기판 (9) 에 대한 약액 처리가 실시된다. 또한, 제 1 처리액의 공급 (스텝 S14) 은, 기판 (9) 의 회전 개시 (스텝 S13) 보다 전에 실시되어도 된다. 이 경우, 정지 상태의 기판 (9) 의 상면 (91) 전체에 제 1 처리액이 패들 (액 마운팅) 되어 제 1 처리액에 의한 패들 처리가 실시된다.
제 1 처리액에 의한 기판 (9) 의 처리가 종료되면, 처리액 노즐 (71) 로부터의 제 1 처리액의 공급이 정지된다. 그리고, 가이드 이동 기구 (43) 에 의해 제 1 가이드 (41) 가 하방으로 이동되고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 수액 위치보다 하방의 대피 위치로 위치한다. 이로써, 기판 (9) 으로부터의 처리액을 받는 가이드가, 제 1 가이드 (41) 로부터 제 2 가이드 (42) 로 전환된다. 즉, 가이드 이동 기구 (43) 는, 제 1 가이드 (41) 를 수액 위치와 대피 위치의 사이에서 상하 방향으로 이동함으로써, 기판 (9) 으로부터의 처리액을 받는 가이드를 제 1 가이드 (41) 와 제 2 가이드 (42) 의 사이에서 전환하는 가이드 전환 기구이다.
계속해서, 처리액 공급부 (72) 로부터 처리액 노즐 (71) 에 제 2 처리액이 공급되고, 제 2 위치에 위치하는 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 개구 (54) 를 통하여, 회전 중의 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부에 공급된다 (스텝 S15). 처리액 노즐 (71) 로부터 기판 (9) 의 중앙부에 공급된 제 2 처리액은, 기판 (9) 의 회전에 의해, 기판 (9) 의 중앙부로부터 직경 방향 외방으로 퍼져, 기판 (9) 의 상면 (91) 전체에 부여된다. 제 2 처리액은, 기판 (9) 의 외연으로부터 직경 방향 외방으로 비산하여, 컵부 (4) 의 제 2 가이드 (42) 에 의해 받아들여진다. 제 2 처리액이 기판 (9) 에 대해 소정 시간 부여됨으로써, 제 2 처리액에 의한 기판 (9) 의 처리가 종료된다. 제 2 처리액은, 예를 들어, 순수나 탄산수 등의 세정액이며, 스텝 S15 에 있어서, 기판 (9) 에 대한 세정 처리가 실시된다.
제 2 처리액에 의한 기판 (9) 의 처리가 종료되면, 처리액 노즐 (71) 로부터의 제 2 처리액의 공급이 정지된다. 그리고, 가스 공급부 (73) 에 의해 처리액 노즐 (71) 의 측면으로부터 노즐 간극 (56) 을 향하여 분사되는 불활성 가스의 유량이 증대한다. 또, 처리액 노즐 (71) 의 하단면으로부터 처리 공간 (90) 을 향하여 분사되는 불활성 가스의 유량도 증대한다. 또한, 기판 회전 기구 (33) 에 의한 기판 (9) 의 회전 속도가 증대한다. 이로써, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에 남아 있는 제 2 처리액 등이 직경 방향 외방으로 이동하여 기판 (9) 의 외연으로부터 직경 방향 외방으로 비산하여, 컵부 (4) 의 제 2 가이드 (42) 에 의해 받아들여진다. 기판 (9) 의 회전이 소정의 시간만큼 계속됨으로써, 기판 (9) 의 상면 (91) 상으로부터 처리액을 제거하는 건조 처리가 실시된다 (스텝 S16).
기판 (9) 의 건조 처리가 종료되면, 기판 회전 기구 (33) 에 의한 기판 유지부 (31), 기판 (9) 및 톱 플레이트 (5) 의 회전이 정지된다 (스텝 S17). 또, 가스 공급부 (73) 로부터 노즐 간극 (56), 처리 공간 (90) 및 래비린스 (57) 에 대한 불활성 가스의 공급이 정지된다. 다음으로, 대향 부재 승강 기구 (62) 에 의해 대향 부재 유지부 (61) 가 상방으로 이동함으로써, 톱 플레이트 (5) 가, 제 2 위치로부터 도 1 에 나타내는 제 1 위치로 상방으로 이동한다 (스텝 S18). 톱 플레이트 (5) 는, 기판 유지부 (31) 로부터 상방으로 이간하여 대향 부재 유지부 (61) 에 의해 유지된다. 그 후, 기판 (9) 이 하우징 (11) 으로부터 반출된다 (스텝 S19). 기판 처리 장치 (1) 에서는, 복수의 기판 (9) 에 대해, 상기 서술한 스텝 S11 ∼ S19 가 순차 실시되어, 복수의 기판 (9) 이 순차 처리된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 톱 플레이트 (5) 는, 제 1 위치에서 대향 부재 유지부 (61) 에 의해 유지됨과 함께, 기판 유지부 (31) 로부터 상방으로 이간된다. 톱 플레이트 (5) 는, 또, 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치에서 기판 유지부 (31) 에 의해 유지되어, 기판 회전 기구 (33) 에 의해 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 와 함께 회전한다. 가스 공급부 (73) 는, 톱 플레이트 (5) 와 기판 (9) 사이의 처리 공간 (90) 에 처리 분위기용 가스를 공급한다. 이로써, 처리 공간 (90) 을 원하는 가스 분위기로 하여, 기판 (9) 의 처리를 당해 가스 분위기에서 실시할 수 있다. 예를 들어, 처리 공간 (90) 에 불활성 가스를 공급하는 경우, 기판 (9) 을 불활성 가스 분위기 (즉, 저산소 분위기) 에서 처리할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 기판 (9) 및 톱 플레이트 (5) 가 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 회전함으로써, 처리 공간 (90) 에 있어서의 기판 (9) 의 중앙부의 상방의 영역 (이하, 「중앙 영역」 이라고 한다.) 의 압력이, 주위의 압력보다 낮아진다. 이로써, 당해 중앙 영역의 상방에서 처리 공간 (90) 에 연속되는 노즐 간극 (56) 내의 가스가, 처리 공간 (90) 으로 흡인된다.
노즐 간극 (56) 은, 그 상단에 있어서, 처리 공간 (90) 및 노즐 간극 (56) 이외의 외부의 공간 (이하, 「외부 공간」 이라고 한다.) 과 연속된다. 이 때문에, 만일, 상기 서술한 래비린스 (57) 가 형성되지 않는다고 하면, 처리 공간의 중앙 영역에 생기는 부압에 의해, 당해 외부 공간의 분위기가, 노즐 간극의 상단으로부터 침입하고, 노즐 간극을 통하여 처리 공간에도 침입할 가능성이 있다.
이것에 대해, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 노즐 간극 (56) 의 상방에 있어서 처리액 노즐 (71) 의 주위에 래비린스 (57) 가 형성된다. 그리고, 래비린스 (57) 에 시일 가스가 공급됨으로써, 노즐 간극 (56) 이 외부 공간 (구체적으로는, 래비린스 (57) 의 직경 방향 외측의 공간) 으로부터 시일된다. 그 결과, 외부 공간의 분위기가 노즐 간극 (56) 을 통하여 처리 공간 (90) 으로 침입하는 것을 억제할 수 있다.
또, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 톱 플레이트 (5) 의 대향 부재 플랜지부 (522) 의 상면에 제 1 요철부 (55) 가 형성되고, 대향 부재 이동 기구 (6) 의 유지부 본체 (611) 의 하면에 제 2 요철부 (615) 가 형성된다. 그리고, 톱 플레이트 (5) 가 제 2 위치에 위치하는 상태 (즉, 기판 (9) 의 처리가 실시되는 처리 공간 (90) 이 형성된 상태) 에 있어서만, 제 1 요철부 (55) 및 제 2 요철부 (615) 의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 통하여 배치됨으로써 래비린스 (57) 가 형성된다. 이로써, 톱 플레이트의 상하 방향의 위치에 관계없이 래비린스가 항상 형성되는 구조의 기판 처리 장치에 비해, 기판 처리 장치 (1) 의 편평화 (즉, 상하 방향에 있어서의 소형화) 를 실현할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 가스 공급부 (73) 에 의해 처리액 노즐 (71) 의 측면으로부터 노즐 간극 (56) 으로 비스듬히 하방을 향하여 처리 분위기용 가스가 분사된다. 이 때문에, 노즐 간극 (56) 에 있어서 당해 처리 분위기용 가스가 하방을 향하여 흘러, 노즐 간극 (56) 의 압력이 외부 공간의 압력보다 낮아진다 (즉, 부압이 발생한다). 따라서, 만일, 상기 서술한 래비린스 (57) 가 형성되지 않는다고 하면, 당해 외부 공간의 분위기가, 노즐 간극의 상단으로부터 침입하고, 노즐 간극을 통하여 처리 공간에도 침입할 가능성이 있다. 상기 서술한 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 시일 가스가 공급되는 래비린스 (57) 가, 노즐 간극 (56) 의 상방에 있어서 처리액 노즐 (71) 의 주위에 형성되고, 래비린스 (57) 에 의해 노즐 간극 (56) 이 외부 공간으로부터 시일된다. 그 결과, 처리액 노즐 (71) 의 측면으로부터 비스듬히 하방을 향하여 처리 분위기용 가스가 분사되는 경우여도, 외부 공간의 분위기가 노즐 간극 (56) 을 통하여 처리 공간 (90) 으로 침입하는 것을 억제할 수 있다.
래비린스 (57) 를 형성하는 제 1 요철부 (55) 에서는, 복수의 오목부 중 가장 직경 방향 내측의 오목부 (551) 가, 대향 부재 통부 (521) 의 상부에 형성되고, 제 1 요철부 (55) 의 다른 오목부보다 상하 방향의 크기가 크다. 이로써, 외부 공간의 분위기가, 래비린스 (57) 의 직경 방향 내단보다 직경 방향 내측으로 침입하는 것을, 보다 한층 억제할 수 있다. 그 결과, 외부 공간의 분위기가 노즐 간극 (56) 을 통하여 처리 공간 (90) 에 침입하는 것을, 한층 더 억제할 수 있다.
대향 부재 이동 기구 (6) 에서는, 대향 부재 유지부 (61) 의 유지부 본체 (611) 가, 래비린스 (57) 의 직경 방향 내단과 직경 방향 외단의 사이에서 래비린스 (57) 를 향하여 시일 가스를 분사하는 주상 분사구 (도 4 에 나타내는 예에서는, 복수의 가스 분사구 (585)) 를 구비한다. 이 때문에, 가스 공급부 (73) 로부터 래비린스 (57) 에 공급된 시일 가스는, 래비린스 (57) 내에 있어서 직경 방향 외방 및 직경 방향 내방으로 퍼진다. 이와 같이, 래비린스 (57) 내에 있어서 직경 방향 외방을 향하는 시일 가스의 흐름을 형성함으로써, 외부 공간의 분위기가 래비린스 (57) 내에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또, 래비린스 (57) 내에 있어서 직경 방향 내방을 향하는 시일 가스의 흐름을 형성함으로써, 기판 (9) 의 회전이나 처리액 노즐 (71) 로부터 노즐 간극 (56) 에의 처리 분위기용 가스의 분사에 의해 생기는 부압을 저감할 수 있다. 그 결과, 외부 공간의 분위기가 래비린스 (57) 내에 침입하는 것을, 보다 한층 억제할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상기 주상 분사구와 시일 가스의 공급원인 가스 공급부 (73) 의 사이에서 시일 가스를 일시적으로 저류하는 환상의 제 1 매니폴드 (582) 가 형성된다. 이로써, 주상 분사구로부터 분사되는 시일 가스의 유량의 둘레 방향에 있어서의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또, 제 1 매니폴드 (582) 와 동일한 제 2 매니폴드 (584) 도 형성됨으로써, 주상 분사구로부터 분사되는 시일 가스의 유량의 둘레 방향에 있어서의 균일성을, 보다 한층 향상시킬 수 있다.
다음으로, 다른 바람직한 래비린스의 예에 대해 설명한다. 도 9 및 도 10 은 각각, 도 3 과 마찬가지로, 톱 플레이트 (5) 및 대향 부재 이동 기구 (6) 의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 9 에 나타내는 래비린스 (57a) 에 있어서는, 복수의 가스 분사구 (585) (즉, 주상 분사구) 에 대향하는 면 (553) 이, 직경 방향 외방을 향함에 따라 하방으로 향하는 경사면이다. 상세하게는, 톱 플레이트 (5) 의 제 1 요철부 (55) 중, 복수의 가스 분사구 (585) 의 하방에 위치하는 1 개의 환상의 볼록부 (552) 의 직경 방향 외측의 측면 (553) 이, 직경 방향 외방을 향함에 따라 하방으로 향하는 경사면이다.
이로써, 복수의 가스 분사구 (585) 로부터 래비린스 (57a) 내에 분사된 시일 가스를, 경사면인 측면 (553) 을 따라 직경 방향 외방으로 용이하게 유도할 수 있다. 그 결과, 외부 공간의 분위기가 래비린스 (57a) 내에 침입하는 것을, 보다 한층 억제할 수 있다. 또, 각 가스 분사구 (585) 로부터 측면 (553) 으로 분사된 시일 가스는 둘레 방향으로 퍼지기 때문에, 래비린스 (57a) 에 있어서의 복수의 가스 분사구 (585) 사이의 영역에도 대략 균일하게 시일 가스를 공급할 수 있다. 그 결과, 래비린스 (57a) 에 있어서, 시일 가스의 압력의 둘레 방향에 있어서의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 래비린스 (57a) 에 있어서의 시일 가스의 유량의 둘레 방향에 있어서의 균일성을, 보다 한층 향상시킬 수도 있다.
도 10 에 나타내는 예에서는, 대향 부재 유지부 (61) 의 유지부 본체 (611) 가, 래비린스 (57b) 의 직경 방향 외단부 (즉, 상기 서술한 외부 공간측의 단부) 에 있어서 래비린스 (57b) 내의 가스를 흡인하는 복수의 가스 흡인구 (591) 를 구비한다. 복수의 가스 흡인구 (591) 는, 제 2 요철부 (615) 의 직경 방향 외단부의 하나의 오목부의 상면 (즉, 오목부의 저면) 에 있어서, 대략 등각도 간격으로 둘레 방향으로 배치된다. 복수의 가스 흡인구 (591) 는, 대향 부재 유지부 (61) 의 내부에 형성되는 흡인로 (592) 를 통하여, 도시 생략된 흡인부에 접속된다. 복수의 가스 흡인구 (591) 는, 래비린스 (57b) 의 직경 방향 외단부에 있어서, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 주상으로 배치되는 주상 흡인구이다. 당해 흡인부가 구동됨으로써, 당해 주상 흡인구를 통하여 래비린스 (57b) 내의 가스가 흡인된다.
이로써, 래비린스 (57b) 에 있어서, 외부 공간의 분위기가 복수의 가스 흡인구 (591) 보다 직경 방향 내방으로 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또, 복수의 가스 분사구 (585) 로부터 래비린스 (57b) 내로 공급된 시일 가스를, 직경 방향 외방으로 보다 한층 용이하게 유도할 수 있다. 그 결과, 외부 공간의 분위기가 래비린스 (57b) 내에 침입하는 것을, 한층 더 억제할 수 있다. 래비린스 (57b) 에서는, 예를 들어, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원환상의 하나의 흡인구가, 복수의 가스 흡인구 (591) 대신에 주상 흡인구로서 형성되어도 된다. 래비린스 (57b) 에 형성되는 주상 흡인구는, 도 9 에 나타내는 래비린스 (57a) 에도 형성되어도 된다.
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 의 다른 바람직한 예에 대해 설명한다. 도 11 은, 기판 처리 장치 (1) 의 톱 플레이트 (5) 및 대향 부재 이동 기구 (6) 의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이며, 상기 서술한 도 3 에 대응한다. 도 11 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 는, 상기 서술한 기판 처리 장치 (1) 의 각 구성에 더하여, 제 1 압력 측정부 (751) 와 제 2 압력 측정부 (752) 를 추가로 구비한다. 제 1 압력 측정부 (751) 는, 래비린스 (57) 의 압력을 측정한다. 제 1 압력 측정부 (751) 는, 예를 들어, 대향 부재 유지부 (61) 의 유지부 본체 (611) 의 상측에 장착되는 압력계이다. 제 2 압력 측정부 (752) 는, 외부 공간 (즉, 노즐 간극 (56) 및 톱 플레이트 (5) 와 기판 (9) 사이의 공간인 처리 공간 (90) 이외의 외부의 공간) 의 압력을 측정한다. 제 2 압력 측정부 (752) 는, 예를 들어, 대향 부재 유지부 (61) 의 지지부 접속부 (614) 의 직경 방향 외측에 장착되는 압력계이다.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 가스 및 처리액의 공급에 관련된 기액 공급부 (7) 를 나타내는 블록도이다. 기액 공급부 (7) 는, 처리액 노즐 (71) 과 처리액 공급부 (72) 와 가스 공급부 (73) 와 시일 가스 유량 제어부 (74) 를 구비한다. 처리액 공급부 (72) 는 처리액 노즐 (71) 에 접속된다. 가스 공급부 (73) 는, 처리액 노즐 (71) 에 접속되어, 처리액 노즐 (71) 에 가스를 공급한다. 가스 공급부 (73) 는, 또, 대향 부재 유지부 (61) 에 형성되는 가스 공급로 (58) 의 제 1 유로 (581) 에도 접속되어, 가스 공급로 (58) 를 통하여 래비린스 (57) 에 가스를 공급한다.
시일 가스 유량 제어부 (74) 는, 가스 공급부 (73) 와 래비린스 (57) 의 사이에 형성되고, 래비린스 (57) 의 압력과 상기 서술한 외부 공간의 압력의 상대 관계에 기초하여, 래비린스 (57) 에 공급되는 가스의 유량을 제어한다. 시일 가스 유량 제어부 (74) 는, 예를 들어, 가스 공급부 (73) 와 래비린스 (57) 를 접속하는 가스 공급로 (58) 상에 형성된 밸브의 개도를 조절함으로써, 래비린스 (57) 에 공급되는 시일 가스의 유량을 제어한다. 래비린스 (57) 의 압력과 상기 서술한 외부 공간의 압력의 상대 관계는, 제 1 압력 측정부 (751) 및 제 2 압력 측정부 (752) 의 출력에 기초하여 취득된다. 당해 상대 관계로서 예를 들어, 제 1 압력 측정부 (751) 로부터 출력된 래비린스 (57) 의 압력과, 제 2 압력 측정부 (752) 로부터 출력된 외부 공간의 압력의 차가 취득된다.
도 11 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 의 처리의 흐름은, 상기 서술한 도 7 에 예시하는 것과 대략 동일하다. 상기 서술한 바와 같이, 도 7 에 예시하는 기판 (9) 의 처리에서는, 스텝 S15 에 있어서의 기판 (9) 에 대한 세정 처리와 스텝 S16 에 있어서의 건조 처리의 사이에 있어서 (즉, 기판 (9) 에 대한 처리의 종류가 세정 처리로부터 건조 처리로 변화될 때에), 처리액 노즐 (71) 의 측면으로부터 노즐 간극 (56) 을 향하여 분사되는 처리 분위기용 가스의 유량이 증대한다. 이로써, 노즐 간극 (56) 의 압력이 더욱 저하된다 (즉, 노즐 간극 (56) 의 부압이 증대한다). 또, 스텝 S15 와 스텝 S16 의 사이에 있어서, 기판 회전 기구 (33) 에 의한 기판 (9) 및 톱 플레이트 (5) 의 회전 속도가 증대한다. 이로써, 처리 공간 (90) 의 중앙 영역의 압력이 더욱 저하된다 (즉, 처리 공간 (90) 의 중앙 영역에 생기는 부압이 증대한다).
이와 같이, 스텝 S15 와 스텝 S16 의 사이에서는, 처리 분위기용 가스의 유량 증대 및 기판 (9) 의 회전 속도의 증대에 의해, 노즐 간극 (56) 의 압력 변동이 생기고, 당해 압력 변동에 의해, 래비린스 (57) 의 압력과 상기 서술한 외부 공간의 압력의 상대 관계가 변동된다. 구체적으로는, 외부 공간과 노즐 간극 (56) 의 압력차가 커져, 외부 공간의 분위기가 래비린스 (57) 를 통하여 노즐 간극 (56) 에 침입하기 쉬워진다.
그래서, 도 11 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에서는, 예를 들어 래비린스 (57) 의 압력이 외부 공간의 압력보다 소정의 압력차 이상으로 낮아진 경우, 시일 가스 유량 제어부 (74) 에 의해, 래비린스 (57) 에 공급되는 시일 가스의 유량이 증대되고, 래비린스 (57) 에 있어서의 시일의 강도가 향상된다. 이와 같이, 시일 가스 유량 제어부 (74) 에 의해, 래비린스 (57) 의 압력과 외부 공간의 압력의 상대 관계에 기초하여 래비린스 (57) 에 공급되는 시일 가스의 유량이 제어됨으로써, 외부 공간의 분위기가 래비린스 (57) 에 침입하는 것이 바람직하게 억제된다. 그 결과, 외부 공간으로부터 처리 공간 (90) 으로의 분위기의 침입을 바람직하게 억제할 수 있다.
또, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이 래비린스 (57) 의 압력과 외부 공간의 압력의 상대 관계가, 제 1 압력 측정부 (751) 및 제 2 압력 측정부 (752) 의 출력에 기초하여 취득된다. 이로써, 당해 상대 관계를 정밀도 좋게 취득할 수 있기 때문에, 시일 가스 유량 제어부 (74) 에 의한 당해 상대 관계에 기초하는 시일 가스의 유량 제어를 정밀도 좋게 실시할 수 있다. 그 결과, 외부 공간으로부터 처리 공간 (90) 으로의 분위기의 침입을, 한층 더 바람직하게 억제할 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 반드시, 래비린스 (57) 의 압력과 외부 공간의 압력의 상대 관계는, 제 1 압력 측정부 (751) 및 제 2 압력 측정부 (752) 의 출력에 기초하여 취득될 필요는 없다. 예를 들어, 당해 상대 관계는, 노즐 간극 (56) 을 향하여 분사되는 처리 분위기용 가스의 유량에 기초하여 취득되어도 된다. 구체적으로는, 노즐 간극 (56) 을 향하여 분사되는 처리 분위기용 가스의 유량이 소정의 유량 이상인 경우, 래비린스 (57) 의 압력이 외부 공간의 압력보다 소정의 압력차 이상으로 낮아진다고 판단되어도 된다. 이 경우, 시일 가스 유량 제어부 (74) 는, 노즐 간극 (56) 을 향하여 분사되는 처리 분위기용 가스의 유량이 변동되었을 때에, 당해 처리 분위기용 가스의 유량 변동에 의해 생기는 노즐 간극 (56) 의 압력 변동에 기초하여, 래비린스 (57) 에 공급되는 시일 가스의 유량을 제어한다. 이로써, 외부 공간으로부터 처리 공간 (90) 으로의 분위기의 침입을 바람직하게 억제할 수 있다.
또, 예를 들어, 상기 상대 관계는, 기판 (9) 의 회전 속도에 기초하여 취득되어도 된다. 구체적으로는, 기판 (9) 의 회전 속도가 소정의 회전 속도 이상인 경우, 래비린스 (57) 의 압력이 외부 공간의 압력보다 소정의 압력차 이상으로 낮아진다고 판단되어도 된다. 이 경우, 시일 가스 유량 제어부 (74) 는, 기판 회전 기구 (33) 에 의한 기판 (9) 의 회전 속도가 변동되었을 때에, 당해 회전 속도의 변동에 의해 생기는 노즐 간극 (56) 의 압력 변동에 기초하여, 래비린스 (57) 에 공급되는 시일 가스의 유량을 제어한다. 이로써, 외부 공간으로부터 처리 공간 (90) 으로의 분위기의 침입을 바람직하게 억제할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 상대 관계는, 기판 (9) 에 대한 처리의 종류에 기초하여 취득되어도 된다. 구체적으로는, 기판 (9) 에 대한 건조 처리가 실시되는 경우에, 래비린스 (57) 의 압력이 외부 공간의 압력보다 소정의 압력차 이상으로 낮아진다고 판단되어도 된다. 이 경우, 시일 가스 유량 제어부 (74) 는, 기판 (9) 에 대한 처리의 종류가 변화되었을 때에, 당해 처리의 종류 변화에 의해 생기는 노즐 간극 (56) 의 압력 변동에 기초하여, 래비린스 (57) 에 공급되는 시일 가스의 유량을 제어한다. 이로써, 외부 공간으로부터 처리 공간 (90) 으로의 분위기의 침입을 바람직하게 억제할 수 있다.
바꾸어 말하면, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 노즐 간극 (56) 을 향하여 분사되는 처리 분위기용 가스의 유량 변동, 기판 회전 기구 (33) 에 의한 기판 (9) 의 회전 속도의 변동, 및, 기판 (9) 에 대한 처리의 종류 변화 중, 어느 1 개, 또는, 2 개 이상의 변동 (또는 변화) 에 기초하여, 시일 가스 유량 제어부 (74) 에 의한 시일 가스의 유량 제어가 실시되어도 된다. 이 경우, 제 1 압력 측정부 (751) 및 제 2 압력 측정부 (752) 는 생략되어도 되고, 제 1 압력 측정부 (751) 및 제 2 압력 측정부 (752) 로부터의 출력에 기초하는 시일 가스의 유량 제어가 병용되어도 된다.
도 13 및 도 14 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 제 1 압력 측정부 (751), 제 2 압력 측정부 (752) 및 시일 가스 유량 제어부 (74) (도 12 참조) 는, 도 9 및 도 10 에 나타내는 래비린스 (57a, 57b) 에 형성되어도 된다.
상기 서술한 기판 처리 장치 (1) 는, 여러 가지 변경이 가능하다.
예를 들어, 복수의 가스 분사구 (585) 로부터 분사되는 시일 가스의 유량이 둘레 방향에 있어서 대략 균일한 경우, 제 1 매니폴드 (582) 및 제 2 매니폴드 (584) 중 어느 일방 또는 쌍방이 생략되어도 된다.
도 3 에 나타내는 래비린스 (57) 에의 시일 가스의 공급은, 반드시, 대향 부재 유지부 (61) 의 유지부 본체 (611) 에 형성된 복수의 가스 분사구 (585) (즉, 주상 분사구) 로부터 실시될 필요는 없다. 예를 들어, 유지부 본체 (611) 에 형성된 비주상의 분사구로부터, 래비린스 (57) 에의 시일 가스의 공급이 실시되어도 된다. 혹은, 래비린스 (57) 보다 직경 방향 내측에 형성된 분사구 (예를 들어, 처리액 노즐 (71) 의 측면에 있어서 래비린스 (57) 와 상하 방향의 대략 동일한 위치에 배치된 분사구) 로부터 래비린스 (57) 의 직경 방향 내단을 향하여 시일 가스가 분사되어도 된다. 도 9 및 도 10 에 나타내는 래비린스 (57a, 57b) 에 있어서도 동일하다.
도 10 에 나타내는 래비린스 (57b) 의 직경 방향 외단부에 있어서의 가스의 흡인은, 반드시, 대향 부재 유지부 (61) 의 유지부 본체 (611) 에 형성된 주상 흡인구로부터 실시될 필요는 없다. 예를 들어, 래비린스 (57b) 의 직경 방향 외단부에 있어서 유지부 본체 (611) 에 형성된 비주상의 흡인구로부터, 주위의 가스의 흡인이 실시되어도 된다.
도 1 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에서는, 처리액 노즐 (71) 의 측면으로부터의 처리 분위기용 가스의 분사는 실시되지 않아도 된다.
래비린스 (57) 는, 반드시, 대향 부재 플랜지부 (522) 의 제 1 요철부 (55) 와 대향 부재 유지부 (61) 의 제 2 요철부 (615) 에 의해 형성될 필요는 없다. 래비린스 (57) 의 형상 및 배치는, 여러 가지로 변경되어도 된다. 또, 래비린스 (57) 는, 반드시, 톱 플레이트 (5) 가 제 2 위치의 위치하는 상태에 있어서만 형성될 필요는 없고, 톱 플레이트 (5) 의 위치에 관계없이 형성되어 있어도 된다. 톱 플레이트 (5) 는, 반드시, 기판 유지부 (31) 에 유지되어 기판 회전 기구 (33) 에 의해 기판 (9) 과 함께 회전할 필요는 없고, 기판 회전 기구 (33) 로부터 독립된 다른 회전 기구에 의해 회전되어도 된다. 또, 톱 플레이트 (5) 는, 회전하지 않아도 된다.
상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.
본 발명을 상세하게 나타내고 설명하였지만, 전술한 설명은 모든 양태들에서 예시적이며 제한적인 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 수많은 수정들 및 변형들이 만들어질 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
5 : 톱 플레이트
6 : 대향 부재 이동 기구
9 : 기판
31 : 기판 유지부
33 : 기판 회전 기구
51 : 대향 부재 본체
54 : 대향 부재 개구
55 : 제 1 요철부
56 : 노즐 간극
57, 57a, 57b : 래비린스
71 : 처리액 노즐
73 : 가스 공급부
74 : 시일 가스 유량 제어부
90 : 처리 공간
91 : (기판의) 상면
521 : 대향 부재 통부
522 : 대향 부재 플랜지부
551 : (제 1 요철부의) 오목부
553 : 면
582 : 제 1 매니폴드
584 : 제 2 매니폴드
585 : 가스 분사구
591 : 가스 흡인구
611 : 유지부 본체
613 : 플랜지 지지부
615 : 제 2 요철부
751 : 제 1 압력 측정부
752 : 제 2 압력 측정부
J1 : 중심축
S11 ∼ S19 : 스텝

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    수평 상태로 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판의 상면에 대향함과 함께 중앙부에 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재와,
    상기 대향 부재를 유지하고, 상하 방향의 제 1 위치와 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 대향 부재를 상기 기판 유지부에 대해 상대적으로 이동시키는 대향 부재 이동 기구와,
    상기 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전시키는 기판 회전 기구와,
    상기 대향 부재 개구를 통하여 상기 기판의 상기 상면에 처리액을 공급하는 처리액 노즐과,
    상기 대향 부재와 상기 기판 사이의 공간에 처리 분위기용 가스를 공급하는 가스 공급부
    를 구비하고,
    상기 대향 부재가,
    상기 기판의 상기 상면에 대향함과 함께 중앙부에 상기 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재 본체와,
    상기 대향 부재 본체의 상기 대향 부재 개구의 주위로부터 상방으로 돌출함과 함께 상기 처리액 노즐이 삽입되는 통형상의 대향 부재 통부와,
    상기 대향 부재 통부의 상단부로부터 직경 방향 외방으로 환상으로 퍼짐과 함께 상기 대향 부재 이동 기구에 유지되는 대향 부재 플랜지부와,
    상기 대향 부재 플랜지부의 상면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 1 요철부
    를 구비하고,
    상기 대향 부재 이동 기구가,
    상기 대향 부재 플랜지부의 하면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 하부와,
    상기 유지부 하부에 접속되고, 상기 대향 부재 플랜지부의 상기 상면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 상부와,
    상기 유지부 상부의 하면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 2 요철부
    를 구비하고,
    상기 대향 부재가 상기 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재 플랜지부가 상기 유지부 하부에 의해 하측으로부터 지지됨으로써, 상기 대향 부재가 상기 대향 부재 이동 기구에 의해 유지되어 상기 기판 유지부로부터 상방으로 이간되고,
    상기 대향 부재가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재가, 상기 대향 부재 이동 기구로부터 이간되고, 상기 기판 유지부에 의해 유지되어 상기 기판 회전 기구에 의해 상기 기판 유지부와 함께 회전 가능하게 되고, 상기 제 1 요철부 및 상기 제 2 요철부의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 개재시켜 배치됨으로써 래비린스가 형성되고, 상기 래비린스에 시일 가스가 공급됨으로써, 상기 처리액 노즐과 상기 대향 부재 통부의 사이의 공간인 노즐 간극이, 상기 래비린스의 직경 방향 외측의 공간으로부터 시일되고,
    상기 대향 부재가 상기 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 제 2 요철부의 볼록부의 하단이 상기 제 1 요철부의 볼록부의 상단보다 상방에 위치하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부 상부가, 상기 래비린스의 직경 방향 내단과 직경 방향 외단의 사이에서 상기 래비린스를 향하여 상기 시일 가스를 분사하는 주상 분사구를 구비하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시일 가스의 공급원인 시일 가스 공급부와 상기 주상 분사구의 사이에서, 상기 시일 가스 공급부로부터의 상기 시일 가스를 일시적으로 저류하는 환상의 매니폴드를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 래비린스에 있어서 상기 주상 분사구에 대향하는 면이, 직경 방향 외방을 향함에 따라 하방으로 향하는 경사면인, 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 래비린스에 있어서 상기 주상 분사구에 대향하는 면이, 직경 방향 외방 을 향함에 따라 하방으로 향하는 경사면인, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 요철부가 복수의 오목부를 가지며,
    상기 복수의 오목부 중 가장 직경 방향 내측의 오목부가, 상기 대향 부재 통부의 상부에 형성되고, 다른 오목부보다 상기 상하 방향의 크기가 큰, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지부 상부가, 상기 래비린스의 직경 방향 외단부에 있어서 상기 래비린스 내의 가스를 흡인하는 주상 흡인구를 구비하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급부에 의해, 상기 처리액 노즐의 측면으로부터 상기 노즐 간극으로 비스듬히 하방을 향하여 상기 처리 분위기용 가스가 분사되는, 기판 처리 장치.
  9. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    수평 상태로 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전시키는 기판 회전 기구와,
    상기 기판의 상면에 대향함과 함께 중앙부에 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재 본체, 및, 상기 대향 부재 본체의 상기 대향 부재 개구의 주위로부터 상방으로 돌출하는 통형상의 대향 부재 통부를 갖는 대향 부재와,
    상기 대향 부재 통부에 삽입되어, 상기 대향 부재 개구를 통하여 상기 기판의 상기 상면에 처리액을 공급하는 처리액 노즐과,
    상기 대향 부재와 상기 기판 사이의 공간에 처리 분위기용 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리액 노즐과 상기 대향 부재 통부 사이의 공간인 노즐 간극에 연속되고, 시일 가스가 공급됨으로써 상기 노즐 간극을 외부 공간으로부터 시일하는 래비린스와,
    상기 래비린스의 압력과 상기 외부 공간의 압력의 상대 관계에 기초하여, 상기 래비린스에 공급되는 상기 시일 가스의 유량을 제어하는 시일 가스 유량 제어부를 구비하고,
    상기 상대 관계가, 상기 노즐 간극의 압력 변동에 의해 변동되는, 기판 처리 장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스 공급부에 의해, 상기 처리액 노즐의 측면으로부터 상기 노즐 간극으로 비스듬히 하방을 향하여 상기 처리 분위기용 가스가 분사되고,
    상기 노즐 간극을 향하여 분사되는 상기 처리 분위기용 가스의 유량이 변동되었을 때에, 상기 처리 분위기용 가스의 유량 변동에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판 회전 기구에 의한 상기 기판의 회전 속도가 변동되었을 때에, 상기 회전 속도의 변동에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판에 대한 처리의 종류가 변화되었을 때에, 상기 처리의 종류 변화에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어하는, 기판 처리 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 회전 기구에 의한 상기 기판의 회전 속도가 변동되었을 때에, 상기 회전 속도의 변동에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어하는, 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판에 대한 처리의 종류가 변화되었을 때에, 상기 처리의 종류 변화에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어하는, 기판 처리 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판에 대한 처리의 종류가 변화되었을 때에, 상기 처리의 종류 변화에 의해 생기는 상기 노즐 간극의 상기 압력 변동에 기초하여, 상기 시일 가스 유량 제어부가 상기 시일 가스의 유량을 제어하는, 기판 처리 장치.
  17. 제 9 항 및 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 래비린스의 압력을 측정하는 제 1 압력 측정부와,
    상기 외부 공간의 압력을 측정하는 제 2 압력 측정부
    를 추가로 구비하고,
    상기 제 1 압력 측정부 및 상기 제 2 압력 측정부의 출력에 기초하여 상기 상대 관계가 취득되는, 기판 처리 장치.
  18. 제 9 항 및 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 래비린스의 상기 외부 공간측의 단부에 있어서 상기 래비린스 내의 가스가 흡인되는, 기판 처리 장치.
  19. 제 9 항 및 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대향 부재를 유지하고, 상하 방향의 제 1 위치와 상기 제 1 위치보다 하방의 제 2 위치의 사이에서 상기 대향 부재를 상기 기판 유지부에 대해 상대적으로 이동시키는 대향 부재 이동 기구를 추가로 구비하고,
    상기 대향 부재가,
    상기 대향 부재 통부의 상단부로부터 직경 방향 외방으로 환상으로 퍼짐과 함께 상기 대향 부재 이동 기구에 유지되는 대향 부재 플랜지부와,
    상기 대향 부재 플랜지부의 상면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 1 요철부
    를 추가로 구비하고,
    상기 대향 부재 이동 기구가,
    상기 대향 부재 플랜지부의 하면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 하부와,
    상기 대향 부재 플랜지부의 상기 상면과 상기 상하 방향으로 대향하는 유지부 상부와,
    상기 유지부 상부의 하면에 있어서 오목부와 볼록부가 동심원상으로 교대로 배치되는 제 2 요철부
    를 구비하고,
    상기 대향 부재가 상기 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재 플랜지부가 상기 유지부 하부에 의해 하측으로부터 지지됨으로써, 상기 대향 부재가 상기 대향 부재 이동 기구에 의해 유지되어 상기 기판 유지부로부터 상방으로 이간되고,
    상기 대향 부재가 상기 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 상기 대향 부재가, 상기 대향 부재 이동 기구로부터 이간되고, 상기 기판 유지부에 의해 유지되어 상기 기판 회전 기구에 의해 상기 기판 유지부와 함께 회전 가능하게 되고, 상기 제 1 요철부 및 상기 제 2 요철부의 일방의 오목부 내에 타방의 볼록부가 간극을 개재시켜 배치됨으로써 상기 래비린스가 형성되는, 기판 처리 장치.
  20. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    수평 상태로 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 하여 상기 기판을 상기 기판 유지부와 함께 회전시키는 기판 회전 기구와,
    상기 기판의 상면에 대향함과 함께 중앙부에 대향 부재 개구가 형성되는 대향 부재 본체, 및, 상기 대향 부재 본체의 상기 대향 부재 개구의 주위로부터 상방으로 돌출하는 통형상의 대향 부재 통부를 갖는 대향 부재와,
    상기 대향 부재 통부에 삽입되어, 상기 대향 부재 개구를 통하여 상기 기판의 상기 상면에 처리액을 공급하는 처리액 노즐과,
    상기 대향 부재와 상기 기판 사이의 공간에 처리 분위기용 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리액 노즐과 상기 대향 부재 통부 사이의 공간인 노즐 간극에 연속되고, 시일 가스가 공급됨으로써 상기 노즐 간극을 외부 공간으로부터 시일하는 래비린스와,
    상기 래비린스의 압력과 상기 외부 공간의 압력의 상대 관계에 기초하여, 상기 래비린스에 공급되는 상기 시일 가스의 유량을 제어하는 시일 가스 유량 제어부를 구비하고,
    상기 상대 관계가, 상기 노즐 간극의 압력 변동에 의해 변동되고,
    상기 래비린스의 압력이 상기 외부 공간의 압력보다 소정의 압력차 이상으로 낮아진 경우, 상기 시일 가스 유량 제어부에 의해, 상기 래비린스에 공급되는 상기 시일 가스의 유량이 증대되는, 기판 처리 장치.

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