KR101932869B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101932869B1
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미치노리 이와오
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 약액 탱크 내의 약액을 순환시키는 순환 경로를 형성하는 순환 배관과, 순환 배관으로부터 약액 노즐로 약액을 이끄는 공급 배관과, 약액 노즐을 향해 공급 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 공급 배관으로부터 약액 노즐로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 공급 밸브와, 컵으로부터 약액 탱크로 약액을 이끄는 회수 배관과, 순환 배관 내의 약액을 회수 배관으로 이끄는 분기 배관을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
특허 문헌 1에는, 기판을 한 장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 상기 기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지해 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 상면을 향해 약액을 토출하는 약액 노즐과, 스핀 척을 둘러싸는 통 형상의 컵을 포함한다. 상기 기판 처리 장치는, 또한, 약액 노즐에 공급되는 약액을 저류하는 약액 탱크와, 약액 탱크 내의 약액을 순환시키는 순환 경로를 형성하는 순환 배관과, 컵으로부터 약액 탱크로 약액을 이끄는 회수 배관을 포함한다.
약액 노즐로부터의 약액의 토출이 정지되어 있을 때는, 약액 탱크 내의 약액이 순환 경로를 순환하고 있으며, 약액 노즐로의 약액의 공급이 정지되어 있다. 약액 노즐로부터의 약액의 토출이 실행되어 있을 때는, 약액 탱크 내의 약액이, 약액 노즐에 공급되어 있다. 기판에 공급된 약액은, 컵에 의해 포획되어, 회수 배관에 의해 약액 탱크에 회수된다. 약액 노즐로부터의 약액의 토출이 정지되면, 컵으로부터 회수 배관으로의 약액의 공급도 정지된다.
일본국 특허공개 2011-61034호 공보
반도체 웨이퍼 등의 기판의 처리에서는, BHF(Buffered Hydrogen Fluoride: HF와 NH4F와 H2O를 포함한 혼합액)이나 TMAH(Tetramethylammonium Hydroxide: 수산화 테트라메틸암모늄) 등의 농도가 변화하기 쉬운 약액이 이용되는 일이 있다.
약액이 BHF인 경우, BHF 중의 NH4F는, HF와 NH3로 해리한다. 그 때문에, BHF 중의 NH4F의 농도는 시간의 경과에 수반해서 저하하고, BHF 중의 HF의 농도는 시간의 경과에 수반하여 상승한다. BHF가 밀폐 공간에 배치되어 있는 경우, BHF 중의 암모니아(NH3)의 휘발이 억제되므로, 상기의 해리 반응이 비교적 진행되기 어렵다. 그 한편, BHF가 개방 공간(기체의 출입이 가능한 공간)에 배치되어 있는 경우, BHF 중의 암모니아의 휘발이 촉진되므로, 상기의 해리 반응이 촉진되기 쉽다. 즉, BHF가 개방 공간에 배치되어 있는 경우, BHF의 농도가 비교적 변화하기 쉽다.
특허 문헌 1의 기판 처리 장치에서는, 기판에 공급된 약액이 컵으로부터 회수 배관에 공급된다. 약액 노즐로부터의 약액의 토출이 정지되면, 회수 배관으로의 약액의 공급도 정지된다. 약액 노즐로부터의 약액의 토출이 다시 실행되면, 기판에 공급된 약액이, 회수 배관 내에 잔류하고 있는 약액과 함께, 약액 탱크에 회수된다.
특허 문헌 1의 약액이 예를 들어 BHF인 경우, 약액의 토출이 정지되어 있는 시간이 길면, 회수 배관 내에 잔류하고 있는 BHF 중의 HF의 농도가 해리 반응에 의해 상승해 버린다. HF의 농도가 높아지면, HF를 주성분으로 하는 결정이 액 중에 석출되기도 한다. 이러한 BHF가 약액 탱크에 회수되면, 약액 탱크 내의 BHF의 농도가 변화해 버린다. 약액 탱크 내의 BHF의 양이 회수 배관 내에 잔류하고 있는 BHF의 양보다 충분히 크기 때문에, 농도의 변화는 작기는 하지만, 이러한 농도의 변화는 기판의 처리에 있어서 바람직한 것은 아니다.
그래서, 본 발명의 목적의 하나는, 기판으로부터 회수된 약액의 농도의 변화량을 억제하는 것이다.
본 발명의 일실시 형태는, 기판을 유지하면서 회전시키는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 향해 약액을 토출하는 약액 노즐과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판으로부터 비산한 처리액을 받아들이는 통 형상의 처리액 포획 유닛과, 상기 약액 노즐에 공급되는 약액을 저류하는 약액 탱크 내의 약액을 순환시키는 순환 경로를 형성하는 순환 배관과, 상기 약액 탱크로부터 상기 순환 배관에 공급된 약액을 상기 약액 노즐로 이끄는 공급 배관과, 상기 약액 노즐을 향해 상기 공급 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 공급 배관으로부터 상기 약액 노즐로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 공급 밸브와, 상기 처리액 포획 유닛으로부터 상기 약액 탱크로 약액을 이끄는 회수 배관과, 상기 순환 배관 내의 약액을 상기 회수 배관으로 이끄는 분기 배관을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 공급 밸브가 열리면, 약액 탱크로부터 순환 배관에 보내진 약액이, 공급 배관을 지나 약액 노즐에 공급되어, 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 향해 약액 노즐로부터 토출된다. 기판에 공급된 약액은, 기판의 회전에 의해 기판으로부터 비산한 후, 처리액 포획 유닛에 받아들여진다. 처리액 포획 유닛에 받아들여진 약액은, 회수 배관을 지나 약액 탱크로 되돌아온다. 그 때문에, 공급 밸브가 열려 있는 기간은, 약액이 약액 탱크를 향해 회수 배관 내를 흐른다.
공급 밸브가 닫히면, 약액 노즐로의 약액의 공급이 정지되므로, 처리액 포획 유닛으로부터 회수 배관으로의 약액의 공급도 정지된다. 분기 배관의 상류단은, 순환 배관에 접속되어 있다. 따라서, 공급 밸브가 닫혀 있어도, 약액 탱크로부터 순환 배관에 보내진 약액이, 분기 배관을 지나 회수 배관에 공급된다. 그 때문에, 공급 밸브가 닫혀 있는 기간도, 약액이 약액 탱크를 향해 회수 배관 내를 흐른다.
이와 같이, 본 발명에서는, 공급 밸브가 열려 있는지 여부에 관계없이, 약액이 약액 탱크를 향해 회수 배관 내를 흐른다. 그 때문에, 공급 밸브가 닫혀 있는 기간이 긴 경우여도, 같은 약액이 회수 배관에 장시간 체재하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 농도가 변화하기 쉬운 약액을 이용하는 경우여도, 회수 배관 내에 잔류하고 있는 약액의 농도가 큰폭으로 변화하거나, 약액 중에 결정이 석출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이것에 의해, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이 약액 탱크에 회수되는 것을 억제 또는 방지할 수 있어, 기판의 처리 품질을 더 안정시킬 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 약액 탱크를 향해 상기 회수 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 회수 배관으로부터 상기 약액 탱크로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 회수 밸브를 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 회수 밸브가 닫히면, 회수 배관의 상류 부분(회수 배관의 상류단으로부터 회수 밸브까지의 회수 배관의 일부)으로부터 회수 배관의 하류 부분(회수 밸브로부터 회수 배관의 하류단까지의 회수 배관의 일부)으로의 공기의 흐름이 차단된다. 이것에 의해, 회수 배관의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액이, 회수 배관의 상류 부분을 떠도는 공기로부터 차단된다. 이와 같이, 회수 밸브를 닫음으로써 회수 배관의 하류 부분의 밀폐도를 높일 수 있으므로, 회수 배관의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액의 농도의 변화를 억제할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 회수 배관의 상류단으로부터 상기 회수 밸브까지의 상기 회수 배관의 길이는, 상기 회수 밸브로부터 상기 회수 배관의 하류단까지의 상기 회수 배관의 길이보다 짧아도 된다.
이 구성에 의하면, 회수 배관의 상류 부분이 회수 배관의 하류 부분보다 짧다. 회수 밸브가 닫히면, 회수 배관의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액이, 회수 배관의 상류 부분을 떠도는 공기로부터 차단된다. 그 한편, 회수 배관의 상류 부분은, 처리액 포획 유닛으로부터 회수 배관에 유입된 공기에 노출된다. 따라서, 공기에 노출되는 부분(회수 배관의 상류 부분)을 짧게 함으로써, 약액의 농도 변화가 발생하기 쉬운 영역을 작게 할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 처리액 포획 유닛 및 회수 밸브는, 상기 기판 처리 장치의 외벽 안에 배치되어 있고, 상기 약액 탱크는, 상기 기판 처리 장치의 외벽 밖에 배치되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액 포획 유닛 및 회수 밸브 양쪽이, 기판 처리 장치의 외벽 안에 배치되어 있으므로, 회수 밸브가 기판 처리 장치의 외벽 밖에 배치되어 있는 경우와 비교해, 처리액 포획 유닛 및 회수 밸브의 간격을 좁힐 수 있다. 따라서, 회수 배관의 상류단으로부터 회수 밸브까지의 거리를 짧게 할 수 있어, 공기에 노출되는 부분(회수 배관의 상류 부분)을 짧게 할 수 있다. 그 한편, 약액 탱크가 기판 처리 장치의 외벽 밖에 배치되어 있으므로, 약액 탱크 및 회수 밸브 양쪽이 기판 처리 장치의 외벽 안에 배치되어 있는 경우보다, 약액 탱크 및 회수 밸브의 간격을 넓게 할 수 있다. 따라서, 회수 배관의 하류단으로부터 회수 밸브까지의 거리를 길게 할 수 있어, 밀폐되는 부분(회수 배관의 하류 부분)을 길게 할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 처리액 포획 유닛에 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛과, 상기 회수 배관 내를 상기 회수 밸브를 향해 하류로 흐르는 액체를 상기 회수 배관 밖으로 이끄는 배액 배관을 더 포함하고 있어도 된다. 세정액은, 물을 주성분으로 하는 액체이다. 세정액은, 순수(탈이온수: Deionized water)여도 되고, 약액 농도가 낮은 수용액(예를 들어, 10~100ppm 정도의 수용액)이어도 된다. 상기 세정액 공급 유닛은, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 향해 세정액을 토출하는 노즐과, 상기 기판 유지 유닛을 향해 세정액을 토출하는 노즐과, 상기 처리액 포획 유닛의 내면을 향해 세정액을 토출하는 노즐 중 적어도 하나를 포함한다.
이 구성에 의하면, 세정액 공급 유닛에 의해 처리액 포획 유닛에 공급된 세정액이, 처리액 포획 유닛으로부터 회수 배관에 유입된다. 회수 밸브가 닫혀 있을 때, 회수 배관 내를 회수 밸브를 향해 하류로 흐르는 세정액은, 회수 밸브에 의해 막아진다. 그 때문에, 이 세정액은, 회수 배관으로부터 배액 배관에 배출된다. 회수 배관의 상류 부분에 잔류하고 있는 약액은, 세정액과 함께 배액 배관에 배출된다. 이것에 의해, 회수 배관의 상류 부분이 세정된다. 따라서, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이 약액 탱크에 회수되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 회수 배관을 향해 상기 분기 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 분기 배관으로부터 상기 회수 배관으로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 분기 밸브를 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 분기 밸브가 열리면, 약액 탱크로부터 순환 배관에 보내진 약액이, 분기 밸브를 지나 분기 배관으로부터 회수 배관에 공급된다. 그 한편, 분기 밸브가 닫히면, 순환 배관으로부터 분기 배관에 유입된 약액이, 분기 밸브로 막아진다. 분기 배관으로부터 회수 배관에 공급되는 약액에는 펌프 등의 공급압이 가해지므로, 분기 배관으로부터 회수 배관에 약액이 흐르고 있는 상태에서는, 처리액 포획 유닛으로부터 회수 배관으로의 약액의 회수가 방해될 가능성이 있다. 따라서, 분기 배관 내를 흐르는 약액을 분기 밸브로 일시적으로 막음으로써, 처리액 포획 유닛으로부터 회수 배관으로 약액을 확실히 회수할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 공급 배관에 있어서의 상기 공급 밸브보다 하류의 영역에 세정액을 이끄는 세정액 배관을 더 포함하고 있어도 된다. 세정액은, 물을 주성분으로 하는 액체이다.
이 구성에 의하면, 공급 밸브가 닫혀 있을 때에, 세정액 배관 내의 세정액이, 공급 배관의 하류 부분(공급 밸브로부터 공급 배관의 하류단까지의 공급 배관의 일부)에 공급된다. 공급 배관의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액은, 세정액에 의해 약액 노즐로 밀려나와, 세정액과 함께 약액 노즐로부터 토출된다. 이것에 의해, 공급 배관의 하류 부분과 약액 노즐이 세정된다. 그 때문에, 기판의 처리를 행할 때에, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이 약액 노즐로부터 토출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 공급 배관에 있어서의 상기 공급 밸브보다 하류의 영역에 흡인력을 전달하는 흡인 배관을 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 공급 배관의 하류 부분에 잔류하고 있는 액체가, 흡인 배관에 흡인되어, 공급 배관의 하류 부분으로부터 제거된다. 또, 흡인력이, 공급 배관을 통하여 흡인 배관으로부터 약액 노즐에 전달되므로, 약액 노즐에 잔류하고 있는 액체도, 흡인 배관에 흡인되어, 약액 노즐로부터 제거된다. 이것에 의해, 공급 배관의 하류 부분과 약액 노즐에 잔류하고 있는 액체가, 약액 노즐의 토출구로부터 낙하하여, 기판이나 기판 유지 유닛 등에 부착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또, 기판의 처리를 행할 때에, 공급 배관의 하류 부분에 잔류하고 있는 액체가 약액 노즐로부터 토출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 복수의 상기 기판 유지 유닛과, 상기 복수의 상기 기판 유지 유닛에 각각 대응하는 복수의 상기 약액 노즐과, 상기 복수의 상기 기판 유지 유닛에 각각 대응하는 복수의 상기 처리액 포획 유닛과, 상기 복수의 상기 약액 노즐에 각각 대응하고 있으며, 상기 순환 배관 내의 약액을 대응하는 상기 약액 노즐로 이끄는 복수의 상기 공급 배관과, 상기 복수의 상기 공급 배관에 각각 설치된 복수의 상기 공급 밸브와, 상기 복수의 상기 처리액 포획 유닛에 각각 대응하고 있으며, 대응하는 상기 처리액 포획 유닛으로부터 상기 약액 탱크로 약액을 이끄는 복수의 상기 회수 배관과, 상기 복수의 상기 회수 배관에 각각 대응하고 있으며, 상기 순환 배관 내의 약액을 대응하는 상기 회수 배관으로 이끄는 복수의 상기 분기 배관을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 같은 약액 탱크 내의 약액이, 순환 배관 및 복수의 공급 배관을 통하여, 복수의 약액 노즐에 공급된다. 복수의 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 복수장의 기판에 공급된 약액은, 복수의 처리액 포획 유닛 및 복수의 회수 배관을 통하여, 같은 약액 탱크에 회수된다. 순환 배관 내의 약액은, 복수의 분기 배관을 통하여, 복수의 회수 배관에 공급된다. 따라서, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이, 복수의 회수 배관으로부터 약액 탱크에 회수되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 일실시 형태에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 순환 배관 내의 압력을 재는 압력계와, 상기 순환 배관 내의 압력을 변경하는 압력 조정 밸브와, 상기 압력계의 검출치에 의거하여 상기 압력 조정 밸브의 개도를 변경하는 제어 장치를 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 복수의 공급 배관이 같은 순환 배관에 접속되어 있으며, 복수의 공급 밸브가 각각 복수의 공급 배관에 설치되어 있다. 순환 배관 내의 액압은, 복수의 공급 밸브의 상태, 즉, 열려 있는 밸브의 수나 어느 밸브가 열려 있는지 등에 따라 변화한다. 또, 분기 배관에 분기 밸브가 설치되어 있는 경우, 분기 밸브의 상태도 순환 배관 내의 액압에 영향을 준다. 순환 배관 내의 액압이 변화하면, 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 토출 유량이 변화해 버린다.
제어 장치는, 압력계의 검출치에 의거하여 순환 배관 내의 압력(실제의 압력)이 설정압보다 낮은지 아닌지를 판정한다. 순환 배관 내의 압력이 설정압보다 낮은 경우, 제어 장치는, 압력 조정 밸브로 순환 배관 내의 압력을 증가시킨다. 구체적으로는, 압력 조정 밸브가 유량 조정 밸브인 경우, 제어 장치는, 압력 조정 밸브의 개도를 감소시켜, 압력 조정 밸브를 통과하려고 하는 약액에 가해지는 저항을 증가시킨다. 그 때문에, 압력 조정 밸브의 상류에서 순환 배관 내의 압력이 상승한다. 이것에 의해, 순환 배관 내의 압력과 설정압의 차가 감소하여, 토출 유량의 변화가 억제 또는 방지된다.
상기 일실시 형태에 있어서, 약액이, BHF(HF와 NH4F와 H2O를 포함한 혼합액)여도 된다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시 형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관련된 기판 처리 장치를 위에서 본 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 처리 유닛의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
도 3은 약액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 4는 약액 노즐로부터의 약액의 토출이 정지되어 있는 토출 대기 중에서 약액 노즐이 약액을 토출하고 있는 토출 실행 중으로 이행할 때의 타임 차트이다.
도 5는 토출 대기 중에 있어서의 약액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 6은 토출 실행 중에 있어서의 약액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(1)를 위에서 본 모식도이다.
기판 처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼 등의 원판 형상의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다.
기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 수용하는 복수의 캐리어(C)를 유지하는 복수의 로드 포트(LP)와, 복수의 로드 포트(LP)로부터 반송된 기판(W)을 약액 등의 처리액으로 처리하는 복수(예를 들어 12대)의 처리 유닛(2)과, 복수의 로드 포트(LP)로부터 복수의 처리 유닛(2)에 기판(W)을 반송하는 반송 로봇과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 제어 장치(3)를 포함한다. 반송 로봇은, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2) 사이의 경로 상에서 기판(W)을 반송하는 인덱서 로봇(IR)과, 인덱서 로봇(IR)과 처리 유닛(2) 사이의 경로 상에서 기판(W)을 반송하는 센터 로봇(CR)을 포함한다.
기판 처리 장치(1)는, 후술하는 공급 밸브(37) 등을 수용하는 복수(4대)의 밸브 박스(6)를 포함한다. 처리 유닛(2) 및 밸브 박스(6)는, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 안에 배치되어 있으며, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4)으로 덮여 있다. 후술하는 약액 탱크(31) 등을 수용하는 복수(4대)의 저류 박스(5)는, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 밖에 배치되어 있다. 저류 박스(5)는, 기판 처리 장치(1)의 측방에 배치되어 있어도 되고, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 클린 룸 아래(지하)에 배치되어 있어도 된다.
12대의 처리 유닛(2)은, 평면에서 볼 때에 센터 로봇(CR)을 둘러싸도록 배치된 4개의 탑을 형성하고 있다. 각 탑은, 상하로 적층된 3대의 처리 유닛(2)을 포함한다. 4대의 저류 박스(5)는, 각각, 4개의 탑에 대응하고 있다. 마찬가지로, 4대의 밸브 박스(6)는, 각각, 4개의 탑에 대응하고 있다. 저류 박스(5) 내의 약액 탱크(31)에 저류되어 있는 약액은, 이 저류 박스(5)에 대응하는 밸브 박스(6)를 통하여, 이 저류 박스(5)에 대응하는 3대의 처리 유닛(2)에 공급된다. 또, 동일한 탑을 구성하는 3대의 처리 유닛(2)에서 기판(W)에 공급된 약액은, 이 탑에 대응하는 밸브 박스(6)를 통하여, 이 탑에 대응하는 저류 박스(5) 내의 약액 탱크(31)에 회수된다.
도 2는, 처리 유닛(2)의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
처리 유닛(2)은, 상형의 챔버(7)와, 챔버(7) 내에서 기판(W)을 수평으로 유지하면서 기판(W)의 중앙부를 지나는 연직의 회전축선(A1) 둘레로 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(8)과, 스핀 척(8)에 유지되어 있는 기판(W)을 향해 처리액을 토출하는 복수의 처리액 노즐과, 기판(W)으로부터 배출된 처리액을 받아들이는 통 형상의 컵(19)을 포함한다.
스핀 척(8)은, 수평의 자세로 유지된 원판 형상의 스핀 베이스(9)와, 스핀 베이스(9)의 상방에서 기판(W)을 수평의 자세로 유지하는 복수의 척 핀(10)과, 스핀 베이스(9)의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 스핀축(11)과, 스핀축(11)을 회전시킴으로써 기판(W) 및 스핀 베이스(9)를 회전축선(A1) 둘레로 회전시키는 스핀 모터(12)를 포함한다. 스핀 척(8)은, 복수의 척 핀(10)을 기판(W)의 둘레 단면에 접촉시키는 협지식의 척에 한정되지 않고, 비(非)디바이스 형성면인 기판(W)의 이면(하면)을 스핀 베이스(9)의 상면에 흡착시킴으로써 기판(W)을 수평으로 유지하는 진공식의 척이어도 된다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(8)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해 약액을 하방으로 토출하는 약액 노즐(13)과, 처리 위치(도 2에서 실선으로 나타내는 위치)와 퇴피 위치(도 2에서 2점 쇄선으로 나타내는 위치) 사이에서 약액 노즐(13)을 이동시키는 노즐 이동 유닛(14)과, 약액 노즐(13)의 퇴피 위치의 하방에 배치된 바닥이 있는 통 형상의 대기 포트(15)를 포함한다. 약액 노즐(13) 및 대기 포트(15)는, 챔버(7) 내에 배치되어 있다. 처리 위치는, 약액 노즐(13)로부터 토출된 약액이 기판(W)의 상면에 착액(着液)하는 위치이며, 퇴피 위치는, 약액 노즐(13) 및 기판(W)이 평면에서 보았을 때 겹치지 않도록 약액 노즐(13)이 퇴피한 위치이다. 약액은, 예를 들어 BHF이다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(8)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면을 향해 린스액을 하방으로 토출하는 린스액 노즐(16)을 포함한다. 린스액 노즐(16)은, 챔버(7) 내에 배치되어 있다. 처리 유닛(2)은, 처리 위치와 퇴피 위치 사이에서 린스액 노즐(16)을 이동시키는 노즐 이동 유닛을 구비하고 있어도 된다. 린스액 노즐(16)은, 린스액 밸브(18)가 개재된 린스액 배관(17)에 접속되어 있다. 린스액 밸브(18)가 열리면, 린스액이, 린스액 배관(17)으로부터 린스액 노즐(16)에 공급되고, 린스액 노즐(16)로부터 토출된다. 린스액은, 예를 들어, 순수(탈이온수: Deionized water)이다. 린스액은, 순수에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들어, 10~100ppm 정도)의 염산수 중 어느 하나여도 된다.
컵(19)은, 챔버(7) 내에 배치되어 있다. 컵(19)은, 회전축선(A1)을 향해 비스듬하게 위로 연장되는 통 형상의 경사부(20)와, 경사부(20)의 하단부(외단부)로부터 하방으로 연장되는 원통 형상의 안내부(21)와, 상향으로 열린 환상의 홈을 형성하는 액받이부(22)를 포함한다. 경사부(20)는, 기판(W) 및 스핀 베이스(9)보다 큰 내경을 가지는 원환 형상의 상단을 포함한다. 경사부(20)의 상단은, 컵(19)의 상단에 상당한다. 컵(19)의 상단은, 평면에서 보았을 때 기판(W) 및 스핀 베이스(9)를 둘러싸고 있다. 처리액이 기판(W)에 공급될 때, 컵(19)의 상단은, 기판(W)보다 상방에 배치된다. 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산한 처리액은, 경사부(20)에 의해 받아들여진 후, 안내부(21)에 의해 액받이부(22) 내에 모아진다.
제어 장치(3)는 컴퓨터이다. 기판(W)이 처리될 때에는, 제어 장치(3)가 스핀 척(8)으로 기판(W)을 회전시킨다. 그 후, 제어 장치(3)는, 약액의 일례인 BHF를 회전하고 있는 기판(W)의 상면을 향해 약액 노즐(13)에 토출시킨다. 이것에 의해, BHF가 기판(W)의 상면 전역에 공급된다(약액 공급 공정). 기판(W)의 회전에 의해 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산한 BHF는, 액받이부(22)에 모아진다.
제어 장치(3)는, 약액 노즐(13)로부터의 BHF의 토출을 정지시킨 후, 린스액의 일례인 순수를 회전하고 있는 기판(W)을 향해 린스액 노즐(16)에 토출시킨다. 이것에 의해, 순수가 기판(W)의 상면 전역에 공급되어, 기판(W)에 부착되어 있는 BHF가 씻어 내어진다(린스액 공급 공정). 기판(W)의 회전에 의해 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 비산한 순수는, 액받이부(22)에 모아진다.
제어 장치(3)는, 린스액 노즐(16)로부터의 순수의 토출을 정지시킨 후, 스핀 척(8)으로 기판(W)을 고회전 속도로 회전시킨다. 이것에 의해, 기판(W)에 부착되어 있는 순수가 원심력에 의해 기판(W)의 주위에 뿌려진다. 그 때문에, 기판(W)으로부터 순수가 제거되어, 기판(W)이 건조된다(건조 공정). 이와 같이 하여, 각 처리 유닛(2)에서 기판(W)이 처리된다.
도 3은, 약액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다.
기판 처리 장치(1)는, 약액 노즐(13)에 공급되는 약액을 저류하는 약액 탱크(31)와, 약액 탱크(31) 내의 약액을 순환시키는 순환 경로(P1)를 형성하는 순환 배관(35)과, 약액 탱크(31) 내의 약액을 순환 배관(35)에 보내는 송액 장치(33)와, 약액 탱크(31)로부터 약액 노즐(13)에 공급되는 약액의 온도를 조절하는 온도 조절기(32)와, 약액 탱크(31)로부터 약액 노즐(13)에 공급되는 약액 중의 이물을 제거하는 필터(34)를 포함한다. 약액 탱크(31), 송액 장치(33), 온도 조절기(32), 및 필터(34)는, 저류 박스(5) 내에 배치되어 있다.
순환 배관(35)의 상류단(35a) 및 하류단(35b)은, 약액 탱크(31) 내와 접속되어 있다. 순환 배관(35)은, 약액 탱크(31) 내의 약액을 3개의 공급 배관(36)으로 이끄는 공급부와, 3개의 공급 배관(36)이 접속된 접속부와, 접속부를 통과한 약액을 약액 탱크(31)로 이끄는 귀환부를 포함한다. 온도 조절기(32)는, 순환 배관(35)의 공급부에 개재되어 있다. 온도 조절기(32)는, 약액 탱크(31) 내에 배치되어 있어도 된다. 온도 조절기(32)는, 실온(예를 들어, 20℃~30℃)보다 높은 온도로부터 실온보다 낮은 온도까지 범위 내의 온도로 약액을 가열 또는 냉각한다. 송액 장치(33)에 의해 약액 탱크(31)로부터 순환 배관(35)에 보내진 약액은, 온도 조절기(32)에 의해 가열 또는 냉각된 후, 약액 탱크(31)로 되돌아온다. 송액 장치(33)는, 약액 탱크(31) 내의 약액을 빨아들이고 빨아들인 약액을 토출하는 펌프이다. 송액 장치(33)는, 약액 탱크(31) 내의 기압을 상승시킴으로써 약액 탱크(31) 내의 약액을 순환 배관(35)에 보내는 가압 장치여도 된다.
기판 처리 장치(1)는, 순환 배관(35) 내의 약액을 약액 노즐(13)로 이끄는 공급 배관(36)과, 공급 배관(36)의 내부를 개폐하는 공급 밸브(37)와, 세정액을 공급 배관(36)에 공급하는 세정액 배관(38)과, 세정액 배관(38)의 내부를 개폐하는 세정액 밸브(39)와, 흡인력을 발생하는 흡인 장치(42)와, 흡인 장치(42)의 흡인력을 공급 배관(36)의 내부에 전달하는 흡인 배관(40)과, 흡인 배관(40)의 내부를 개폐하는 흡인 밸브(41)를 포함한다. 공급 밸브(37), 세정액 밸브(39), 및 흡인 밸브(41)는, 밸브 박스(6) 내에 배치되어 있다.
공급 배관(36)의 상류단(36a)은, 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 공급 배관(36)의 하류단(36b)은, 약액 노즐(13)에 접속되어 있다. 다른 2개의 공급 배관(36)의 상류단(36a)도, 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 다른 2개의 공급 배관(36)에는 각각 공급 밸브(37)가 설치되어 있다. 3개의 공급 배관(36)은, 동일한 탑을 구성하는 3대의 처리 유닛(2)에 각각 대응하고 있다. 온도 조절기(32)는, 어느 공급 배관(36)의 상류단(36a)보다 상류의 위치에서 순환 배관(35)에 접속되어 있다.
세정액 배관(38)의 상류단은, 세정액 공급원에 접속되어 있다. 세정액은, 물을 주성분으로 하는 액체(예를 들어, 순수)이다. 세정액 배관(38)의 하류단은, 공급 밸브(37)보다 하류의 위치에서 공급 배관(36)에 접속되어 있다. 흡인 배관(40)의 상류단은, 흡인 장치(42)에 접속되어 있다. 흡인 배관(40)의 하류단은, 공급 배관(36) 및 세정액 배관(38)의 접속 위치보다 하류의 위치에서 공급 배관(36)에 접속되어 있다.
기판 처리 장치(1)는, 컵(19) 내의 약액을 약액 탱크(31)로 이끄는 회수 배관(43)과, 회수 배관(43)의 내부를 개폐하는 회수 밸브(44)와, 컵(19)으로부터 회수 배관(43)에 유입된 액체를 회수 배관(43)으로부터 배출하는 배액 배관(45)과, 배액 배관(45)의 내부를 개폐하는 배액 밸브(46)와, 순환 배관(35) 내의 약액을 회수 배관(43)으로 이끄는 분기 배관(47)과, 분기 배관(47)의 내부를 개폐하는 분기 밸브(48)를 포함한다. 회수 밸브(44), 배액 밸브(46), 및 분기 밸브(48)는, 밸브 박스(6) 내에 배치되어 있다.
회수 배관(43)의 상류단(43a)은, 컵(19)에 접속되어 있다. 회수 배관(43)의 하류단(43b)은, 약액 탱크(31) 내와 접속되어 있다. 다른 2개의 회수 배관(43)의 상류단(43a)은, 다른 2개의 컵(19)에 접속되어 있으며, 다른 2개의 회수 배관(43)의 하류단(43b)은, 동일한 약액 탱크(31) 내와 접속되어 있다. 3개의 회수 배관(43)은, 동일한 탑을 구성하는 3대의 처리 유닛(2)에 각각 대응하고 있다. 배액 배관(45)의 상류단(45a)은, 회수 밸브(44)보다 상류의 위치에서 회수 배관(43)에 접속되어 있다. 배액 배관(45)의 하류단은, 도시하지 않은 배액 장치에 접속되어 있다.
분기 배관(47)의 상류단(47a)은, 어느 공급 배관(36)보다 하류의 위치에서 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 분기 배관(47)의 하류단(47b)은, 회수 밸브(44)보다 하류의 위치에서 회수 배관(43)에 접속되어 있다. 다른 2개의 분기 배관(47)의 상류단(47a)은, 어느 공급 배관(36)보다 하류의 위치에서 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 다른 2개의 분기 배관(47)의 하류단(47b)은, 회수 밸브(44)보다 하류의 위치에서 다른 2개의 회수 배관(43)에 접속되어 있다.
기판 처리 장치(1)는, 순환 배관(35) 내의 압력을 측정하는 압력계(49)와, 순환 배관(35) 내의 압력을 조정하는 압력 조정 밸브(50)를 포함한다. 압력계(49) 및 압력 조정 밸브(50)는, 밸브 박스(6) 내에 배치되어 있다.
압력계(49)는, 어느 공급 배관(36)의 상류단(36a)보다 상류의 위치에서 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 압력계(49)는, 이 위치에서 순환 배관(35) 내의 압력을 측정한다. 압력 조정 밸브(50)는, 어느 분기 배관(47)의 상류단(47a)보다 하류의 위치에서 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 압력 조정 밸브(50)는, 예를 들어, 그 내부를 통과하는 액체의 유량을 변경하는 유량 조정 밸브이다. 압력계(49) 및 압력 조정 밸브(50)는, 제어 장치(3)에 접속되어 있다. 압력 조정 밸브(50)의 개도는, 제어 장치(3)에 의해 변경된다.
상술과 같이, 복수의 공급 배관(36)이 같은 순환 배관(35)에 접속되어 있으며, 복수의 공급 밸브(37)가 각각 복수의 공급 배관(36)에 설치되어 있다. 순환 배관(35) 내의 액압은, 복수의 공급 밸브(37)의 상태, 즉, 열려 있는 밸브의 수나 어느 밸브가 열려 있는지 등에 따라 변화한다. 또, 분기 배관(47)에 분기 밸브(48)가 설치되어 있으므로, 분기 밸브(48)의 상태도 순환 배관(35) 내의 액압에 영향을 준다. 순환 배관(35) 내의 액압이 변화하면, 약액 노즐(13)로부터 토출되는 약액의 토출 유량이 변화해 버린다.
제어 장치(3)는, 순환 배관(35) 내의 압력(실제의 압력)과 설정압의 차가 감소하도록, 압력계(49)의 검출치에 의거하여 압력 조정 밸브(50)의 개도를 증가 또는 감소시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(3)는, 압력계(49)의 검출치에 의거하여 순환 배관(35) 내의 압력이 설정압보다 낮은지 아닌지를 판정한다. 순환 배관(35) 내의 압력이 설정압보다 낮은 경우, 제어 장치(3)는, 압력 조정 밸브(50)의 개도를 감소시켜, 압력 조정 밸브(50)를 통과하려고 하는 약액에 가해지는 저항을 증가시킨다. 그 때문에, 압력 조정 밸브(50)의 상류에서 순환 배관(35) 내의 압력이 상승한다. 이것에 의해, 순환 배관(35) 내의 압력과 설정압의 차가 감소하여, 토출 유량의 변화가 억제 또는 방지된다.
도 4는, 약액 노즐(13)로부터의 약액의 토출이 정지되어 있는 토출 대기 중에서 약액 노즐(13)이 약액을 토출하고 있는 토출 실행 중으로 이행할 때의 타임 차트이다. 도 5는, 토출 대기 중에 있어서의 약액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다. 도 6은, 토출 실행 중에 있어서의 약액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 5 및 도 6에서는, 열려 있는 밸브를 흑색으로 나타내고 있으며, 닫혀 있는 밸브를 백색으로 나타내고 있다. 도 5 및 도 6에 있어서의 굵은선은, 배관 내에 약액이 존재하고 있는 것을 나타내고 있다. 또, 도 4에서는, 동시기에 실행되는 동작이, 동시각에 실행되도록 그려져 있다. 예를 들어, 시각 T1에 있어서, 배액 밸브(46)의 열림 상태로부터 닫힘 상태로의 전환과, 분기 밸브(48)의 열림 상태로부터 닫힘 상태로의 전환이 실행되도록 그려져 있다. 그러나, 이 2개의 전환은, 엄밀하게 같은 시각에 실행되지 않아도 된다. 다른 동작에 대해서도 동일하다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조한다. 도 5 및 도 6에 대해서는 적당히 참조한다.
약액 노즐(13)로부터의 약액의 토출이 정지되어 있는 토출 대기 중에서 약액 노즐(13)이 약액을 토출하고 있는 토출 실행 중으로 이행할 때는, 약액 노즐(13)이 처리 위치에 위치하고 있는 상태에서, 공급 밸브(37)가 열린다(도 4의 시각 T1). 이것에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이, 순환 배관(35) 내의 약액이, 공급 배관(36) 및 공급 밸브(37)를 지나 약액 노즐(13)에 공급된다. 그 때문에, 약액의 일례인 BHF가, 회전하고 있는 기판(W)의 상면을 향해 약액 노즐(13)로부터 토출된다(상술한 약액 공급 공정). 또, 시각 T1~시각 T2의 기간은, 분기 밸브(48)가 닫혀 있으므로, 순환 배관(35)으로부터 분기 배관(47)에 유입된 약액은, 분기 밸브(48)로 막아진다. 따라서, 토출 실행 중은, 분기 배관(47)으로부터 회수 배관(43)으로의 약액의 공급이 정지되어 있다.
약액 노즐(13)로부터 토출된 약액은, 회전하고 있는 기판(W)의 상면에 착액한 후, 기판(W)으로부터 바깥쪽으로 뿌려진다. 기판(W)으로부터 배출된 약액은, 컵(19)에 의해 받아들여진 후, 회수 배관(43)에 배출된다. 시각 T1~시각 T2의 기간은, 배액 밸브(46)가 닫혀 있으므로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 회수 배관(43)으로부터 배액 배관(45)에 유입된 약액은, 배액 밸브(46)로 막아진다. 그 한편, 이 기간은, 회수 밸브(44)가 열려 있으므로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 회수 배관(43) 내의 약액은, 회수 배관(43) 및 회수 밸브(44)를 지나 약액 탱크(31)에 회수된다. 그 때문에, 토출 실행 중은, 회수 배관(43)의 상류단(43a)으로부터 회수 배관(43)의 하류단(43b)까지의 영역이 약액으로 채워진다.
약액의 토출이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 공급 밸브(37)가 닫힌다(도 4의 시각 T2). 그 때문에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 순환 배관(35)으로부터 공급 배관(36)에 유입된 약액이 공급 밸브(37)로 막아진다. 또, 공급 밸브(37)가 닫히면, 회수 밸브(44)가 닫히고, 배액 밸브(46) 및 분기 밸브(48)가 열린다. 따라서, 순환 배관(35)으로부터 분기 배관(47)에 유입된 약액은, 분기 밸브(48)를 지나 회수 배관(43)에 유입된다. 회수 배관(43)에 유입된 약액은, 분기 배관(47) 및 회수 배관(43)의 접속 위치로부터 하류로 흘러, 약액 탱크(31)로 되돌아온다. 또, 회수 밸브(44)가 닫혀 있으므로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 배액 배관(45) 쪽에 회수 배관(43) 내를 역류하는 약액은, 회수 밸브(44)로 막아진다. 그 때문에, 토출 대기 중은, 회수 배관(43)의 하류 부분(회수 밸브(44)로부터 회수 배관(43)의 하류단(43b)까지의 회수 배관(43)의 일부)이 약액으로 채워진다.
약액의 토출이 정지된 후는, 린스액 밸브(18)가 열린다(도 4의 시각 T6). 이것에 의해, 린스액의 일례인 순수가, 회전하고 있는 기판(W)의 상면을 향해 린스액 노즐(16)로부터 토출된다(상술한 린스액 공급 공정). 기판(W)에 공급된 순수는, 컵(19)에 의해 받아들여진 후, 회수 배관(43)에 배출된다. 이 때, 회수 밸브(44)가 닫혀 있으므로, 회수 배관(43)에 유입된 순수는, 회수 밸브(44)에 의해 막아진다. 그 한편, 배액 밸브(46)가 열려 있으므로, 회수 배관(43)으로부터 배액 배관(45)에 유입된 순수는, 배액 밸브(46)를 지나 배액 배관(45)으로부터 배출된다. 이것에 의해, 회수 배관(43)의 상류 부분(회수 배관(43)의 상류단(43a)으로부터 회수 밸브(44)까지의 회수 배관(43)의 일부)에 잔류하고 있는 약액이 순수로 씻어 내어진다.
또, 공급 밸브(37)가 닫히면, 그에 따라, 흡인 밸브(41)가 열린다(도 4의 시각 T2). 이것에 의해, 흡인 장치(42)의 흡인력이 흡인 배관(40)을 통하여 공급 배관(36)에 전달된다. 그 때문에, 공급 밸브(37)로부터 약액 노즐(13)까지의 영역에 잔류하고 있는 약액이, 흡인 배관(40)을 통하여 흡인 장치(42)에 흡인된다. 공급 배관(36) 및 약액 노즐(13)에 잔류하고 있는 약액의 배출이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 노즐 이동 유닛(14)이 약액 노즐(13)을 처리 위치로부터 퇴피 위치로 이동시킨다(도 4의 시각 T3). 이것에 의해, 약액 노즐(13)이 대기 포트(15)의 상방에 배치된다.
약액 노즐(13)이 대기 포트(15)의 상방에 배치되면, 세정액 밸브(39)가 열린다(도 4의 시각 T3). 이것에 의해, 세정액의 일례인 순수가, 세정액 배관(38) 및 공급 배관(36)을 지나 약액 노즐(13)에 공급되고, 대기 포트(15)의 개구부를 향해 약액 노즐(13)로부터 토출된다. 그 때문에, 공급 밸브(37)로부터 약액 노즐(13)까지의 영역에 잔류하고 있는 약액이, 순수로 씻어 내어진다. 약액 노즐(13)로부터 토출된 액체(순수 및 약액 중 적어도 한쪽을 포함한 액체)는, 대기 포트(15)에 의해 받아들여진다. 또, 시각 T3~시각 T4의 기간은, 흡인 밸브(41)가 열려 있으므로, 공급 배관(36) 내의 순수가, 흡인 배관(40)을 통하여 흡인 장치(42)에 흡인된다. 이것에 의해, 흡인 배관(40) 내에 잔류하고 있는 약액이 순수로 씻어 내어진다.
세정액의 공급이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 세정액 밸브(39)가 닫힌다(도 4의 시각 T4). 그 후, 흡인 밸브(41)가 닫힌다(도 4의 시각 T5). 세정액 밸브(39)가 닫힘으로써, 약액 노즐(13), 공급 배관(36), 및 흡인 배관(40)으로의 순수의 공급이 정지된다. 또, 세정액 밸브(39)가 닫힌 후에, 흡인 밸브(41)가 닫히므로, 공급 밸브(37)로부터 약액 노즐(13)까지의 영역에 잔류하고 있는 순수가, 흡인 배관(40)을 통하여 흡인 장치(42)에 흡인된다. 마찬가지로, 세정액 밸브(39)로부터 세정액 배관(38)의 하류단까지의 영역에 잔류하고 있는 세정액이, 흡인 배관(40)을 통하여 흡인 장치(42)에 흡인된다. 이것에 의해, 이들 영역에 잔류하고 있는 순수가 배출된다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 공급 밸브(37)가 열리면, 약액 탱크(31)로부터 순환 배관(35)에 보내진 약액이, 공급 배관(36)을 지나 약액 노즐(13)에 공급되고, 스핀 척(8)에 유지되어 있는 기판(W)을 향해 약액 노즐(13)로부터 토출된다. 기판(W)에 공급된 약액은, 기판(W)의 회전에 의해 기판(W)으로부터 비산한 후, 컵(19)에 받아들여진다. 컵(19)에 받아들여진 약액은, 회수 배관(43)을 지나 약액 탱크(31)로 되돌아온다. 그 때문에, 공급 밸브(37)가 열려 있는 기간은, 약액이 약액 탱크(31)를 향해 회수 배관(43) 내를 흐른다.
공급 밸브(37)가 닫히면, 약액 노즐(13)로의 약액의 공급이 정지되므로, 컵(19)으로부터 회수 배관(43)으로의 약액의 공급도 정지된다. 분기 배관(47)의 상류단(47a)은, 순환 배관(35)에 접속되어 있다. 따라서, 공급 밸브(37)가 닫혀 있어도, 약액 탱크(31)로부터 순환 배관(35)에 보내진 약액이, 분기 배관(47)을 지나 회수 배관(43)에 공급된다. 그 때문에, 공급 밸브(37)가 닫혀 있는 기간도, 약액이 약액 탱크(31)를 향해 회수 배관(43) 내를 흐른다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 공급 밸브(37)가 열려 있는지 여부에 관계없이, 약액이 약액 탱크(31)를 향해 회수 배관(43) 내를 흐른다. 그 때문에, 공급 밸브(37)가 닫혀 있는 기간이 긴 경우여도, 같은 약액이 회수 배관(43)에 장시간 체재하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 농도가 변화하기 쉬운 약액을 이용하는 경우여도, 회수 배관(43) 내에 잔류하고 있는 약액의 농도가 큰폭으로 변화하거나, 약액 중에 결정이 석출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이것에 의해, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이 약액 탱크(31)에 회수되는 것을 억제 또는 방지할 수 있어, 기판(W)의 처리 품질을 더 안정시킬 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 회수 밸브(44)가 닫히면, 회수 배관(43)의 상류 부분(회수 배관(43)의 상류단(43a)으로부터 회수 밸브(44)까지의 회수 배관(43)의 일부)으로부터 회수 배관(43)의 하류 부분(회수 밸브(44)로부터 회수 배관(43)의 하류단(43b)까지의 회수 배관(43)의 일부)으로의 공기의 흐름이 차단된다. 이것에 의해, 회수 배관(43)의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액이, 회수 배관(43)의 상류 부분을 떠도는 공기로부터 차단된다. 이와 같이, 회수 밸브(44)를 닫음으로써 회수 배관(43)의 하류 부분의 밀폐도를 높일 수 있으므로, 회수 배관(43)의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액의 농도의 변화를 억제할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 회수 배관(43)의 상류 부분이 회수 배관(43)의 하류 부분보다 짧다. 회수 밸브(44)가 닫히면, 회수 배관(43)의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액이, 회수 배관(43)의 상류 부분을 떠도는 공기로부터 차단된다. 그 한편, 회수 배관(43)의 상류 부분은, 컵(19)으로부터 회수 배관(43)에 유입된 공기에 노출된다. 따라서, 공기에 노출되는 부분(회수 배관(43)의 상류 부분)을 짧게 함으로써, 약액의 농도 변화가 발생하기 쉬운 영역을 작게 할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 컵(19) 및 회수 밸브(44) 양쪽이, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 안에 배치되어 있으므로, 회수 밸브(44)가 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 밖에 배치되어 있는 경우와 비교해, 컵(19) 및 회수 밸브(44)의 간격을 좁힐 수 있다. 따라서, 회수 배관(43)의 상류단(43a)으로부터 회수 밸브(44)까지의 거리를 짧게 할 수 있고, 공기에 노출되는 부분(회수 배관(43)의 상류 부분)을 짧게 할 수 있다. 그 한편, 약액 탱크(31)가 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 밖에 배치되어 있으므로, 약액 탱크(31) 및 회수 밸브(44) 양쪽이 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 안에 배치되어 있는 경우보다, 약액 탱크(31) 및 회수 밸브(44)의 간격을 넓게 할 수 있다. 따라서, 회수 배관(43)의 하류단(43b)으로부터 회수 밸브(44)까지의 거리를 길게 할 수 있어, 밀폐되는 부분(회수 배관(43)의 하류 부분)을 길게 할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 세정액의 일례인 순수가, 기판(W)을 통하여 린스액 노즐(16)로부터 컵(19)에 공급된다. 린스액 노즐(16)에 의해 컵(19)에 공급된 순수는, 컵(19)으로부터 회수 배관(43)에 유입된다. 회수 밸브(44)가 닫혀 있고, 배액 밸브(46)가 열려 있을 때, 회수 배관(43) 내를 회수 밸브(44)를 향해 하류로 흐르는 순수는, 회수 밸브(44)에 의해 막아진다. 그 때문에, 이 순수는, 회수 배관(43)으로부터 배액 배관(45)에 배출된다. 회수 배관(43)의 상류 부분에 잔류하고 있는 약액은, 순수와 함께 배액 배관(45)에 배출된다. 이것에 의해, 회수 배관(43)의 상류 부분이 세정된다. 따라서, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이 약액 탱크(31)에 회수되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 분기 밸브(48)가 열리면, 약액 탱크(31)로부터 순환 배관(35)에 보내진 약액이, 분기 밸브(48)를 지나 분기 배관(47)으로부터 회수 배관(43)에 공급된다. 그 한편, 분기 밸브(48)가 닫히면, 순환 배관(35)으로부터 분기 배관(47)에 유입된 약액이, 분기 밸브(48)로 막아진다. 분기 배관(47)으로부터 회수 배관(43)에 공급되는 약액에는 송액 장치(33)의 공급압이 가해지므로, 분기 배관(47)으로부터 회수 배관(43)에 약액이 흐르고 있는 상태에서는, 컵(19)으로부터 회수 배관(43)으로의 약액의 회수가 방해될 가능성이 있다. 따라서, 분기 배관(47) 내를 흐르는 약액을 분기 밸브(48)로 일시적으로 막음으로써, 컵(19)으로부터 회수 배관(43)으로 약액을 확실히 회수할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 공급 밸브(37)가 닫혀 있을 때에, 세정액의 일례인 순수가, 세정액 배관(38)으로부터 공급 배관(36)의 하류 부분(공급 밸브(37)로부터 공급 배관(36)의 하류단(36b)까지의 공급 배관(36)의 일부)에 공급된다. 공급 배관(36)의 하류 부분에 잔류하고 있는 약액은, 순수에 의해 약액 노즐(13)로 밀려나와, 순수와 함께 약액 노즐(13)로부터 토출된다. 이것에 의해, 공급 배관(36)의 하류 부분과 약액 노즐(13)이 세정된다. 그 때문에, 기판(W)의 처리를 행할 때에, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이 약액 노즐(13)로부터 토출되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 공급 배관(36)의 하류 부분에 잔류하고 있는 액체가, 흡인 배관(40)에 흡인되어, 공급 배관(36)의 하류 부분으로부터 제거된다. 또, 흡인력이, 공급 배관(36)을 통하여 흡인 배관(40)으로부터 약액 노즐(13)에 전달되므로, 약액 노즐(13)에 잔류하고 있는 액체도, 흡인 배관(40)에 흡인되어, 약액 노즐(13)로부터 제거된다. 이것에 의해, 공급 배관(36)의 하류 부분과 약액 노즐(13)에 잔류하고 있는 액체가, 약액 노즐(13)의 토출구로부터 낙하하여, 기판(W)이나 스핀 척(8) 등에 부착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 같은 약액 탱크(31) 내의 약액이, 순환 배관(35) 및 복수의 공급 배관(36)을 통하여, 복수의 약액 노즐(13)에 공급된다. 복수의 스핀 척(8)에 유지되어 있는 복수장의 기판(W)에 공급된 약액은, 복수의 컵(19) 및 복수의 회수 배관(43)을 통하여, 같은 약액 탱크(31)에 회수된다. 순환 배관(35) 내의 약액은, 복수의 분기 배관(47)을 통하여, 복수의 회수 배관(43)에 공급된다. 따라서, 농도가 큰폭으로 변화한 약액이나 석출물을 포함한 약액이, 복수의 회수 배관(43)으로부터 약액 탱크(31)에 회수되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 온도 조절된 약액이 항상 회수 배관(43) 내를 흐르므로, 회수 배관(43)의 온도가, 기판(W)으로부터 회수된 약액과 거의 동일한 온도로 유지된다. 그 때문에, 회수 배관(43) 내에서의 약액의 온도의 변화량을 저감할 수 있다. 이것에 의해, 약액 탱크(31) 내의 약액과 약액 탱크(31)에 회수되는 약액의 온도차를 저감할 수 있다. 따라서, 약액 탱크(31) 내의 약액의 온도의 변화량을 저감할 수 있다. 또 약액에 따라서는, 온도가 저하됨으로써 석출물이 발생하는 경우가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는 회수 배관(43)의 온도 저하가 억제되기 때문에, 약액으로부터의 석출물의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 형태의 설명은 이상이지만, 본 발명은, 상술한 실시 형태의 내용에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 회수 배관(43)의 상류 부분이, 회수 배관(43)의 하류 부분보다 짧은 경우에 대해서 설명했지만, 회수 배관(43)의 상류 부분의 길이는, 회수 배관(43)의 하류 부분의 길이와 동일해도 되고 길어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 회수 밸브(44) 등을 수용하는 밸브 박스(6)가, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 안에 배치되어 있으며, 약액 탱크(31) 등을 수용하는 저류 박스(5)가, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 밖에 배치되어 있는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 밸브 박스(6)는, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 밖에 배치되어 있어도 된다. 저류 박스(5)는, 기판 처리 장치(1)의 외벽(4) 안에 배치되어 있어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 스핀 척(8)에 유지되어 있는 기판(W)을 향해 린스액 노즐(16)로부터 토출된 린스액으로 회수 배관(43)의 상류 부분을 세정하는 경우에 대해서 설명했지만, 챔버(7)의 내부를 세정할 때에 이용된 순수로 회수 배관(43)의 상류 부분을 세정해도 된다. 이 경우, 회전하고 있는 스핀 베이스(9)의 상면을 향해 세정액 노즐로부터 토출된 순수가, 컵(19)을 통하여 회수 배관(43)의 상류 부분에 공급되어도 되고, 컵(19)의 내면을 향해 세정액 노즐로부터 토출된 순수가, 회수 배관(43)의 상류 부분에 공급되어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 배액 배관(45)이 회수 배관(43)에 접속되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 복수의 액받이부(22)가 컵(19)에 설치되어 있으며, 기판(W)으로부터 비산한 처리액을 처리액의 종류에 따라 각각의 액받이부(22)에 모으는 경우에는, 배액 배관(45)이 회수 배관(43)에 접속되어 있지 않아도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 세정액 배관(38)이 공급 배관(36)에 접속되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 세정액 배관(38)이 생략되어도 된다. 또, 분기 밸브(48)가 분기 배관(47)에 개재되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 분기 밸브(48)가 생략되어도 된다. 즉, 순환 배관(35) 내의 약액이, 상시, 분기 배관(47)을 통하여 회수 배관(43)에 공급되어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 하나의 약액 탱크(31) 내의 약액이, 복수의 처리 유닛(2)에 공급되는 경우에 대해서 설명했지만, 하나의 약액 탱크(31) 내의 약액은, 1대의 처리 유닛(2)에만 공급되어도 된다. 이 경우, 압력계(49) 및 압력 조정 밸브(50)는 없어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 공급 밸브(37)가 공급 배관(36)에 개재되고, 세정액 밸브(39)가 세정액 배관(38)에 개재되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 공급 밸브(37) 및 세정액 밸브(39) 대신에, 삼방 밸브를 공급 배관(36) 및 세정액 배관(38)의 접속 위치에 배치해도 된다. 마찬가지로, 서로 접속된 2개의 배관에 개재된 2개의 밸브 대신에, 삼방 밸브를 상기 2개의 배관의 접속 위치에 배치해도 된다. 예를 들어, 회수 밸브(44) 및 배액 밸브(46) 대신에, 삼방 밸브를 회수 배관(43) 및 배액 배관(45)의 접속 위치에 배치해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 3개의 회수 배관(43)의 하류단(43b)이, 동일한 약액 탱크(31)에 접속되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 1개의 회수 배관(43)의 하류단(43b)이 약액 탱크(31)에 접속되고, 나머지 2개의 회수 배관(43)의 하류단(43b)이, 상기 1개의 회수 배관(43)에 접속되어도 된다. 즉, 3개의 회수 배관(43)은, 각각 독립적으로 동일한 약액 탱크(31)에 접속되어 있어도 되고, 약액 탱크(31)보다 상류의 위치에서 집합되어 있어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 시각 T2~시각 T5까지 흡인 밸브(41)가 열려 있는 경우에 대해서 설명했지만, 약액 노즐(13)이 퇴피 위치에 도달하기 전에 흡인 밸브(41)를 일시적으로 닫고, 시각 T4에 있어서 세정액 밸브(39)를 닫기 전에, 흡인 밸브(41)를 다시 열어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, BHF가 약액 노즐(13)에 공급되는 경우에 대해서 설명했지만, TMAH 등의 다른 약액이 약액 노즐(13)에 공급되어도 된다.
기판 처리 장치(1)가, 원판 형상의 기판을 처리하는 장치인 경우에 대해서 설명했지만, 기판 처리 장치(1)는, 다각형의 기판을 처리하는 장치여도 된다.
상술한 모든 구성의 두개 이상이 조합되어도 된다.
본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 명백히 하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체예로 한정해서 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2014년 9월 18일에 일본 특허청에 제출된 일본국 특허 출원 2014-190106호에 대응하고 있으며, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
1: 기판 처리 장치 2: 처리 유닛
3: 제어 장치 4: 외벽
8: 스핀 척(기판 유지 유닛) 13: 약액 노즐
16: 린스액 노즐(세정액 공급 유닛) 19: 컵(처리액 포획 유닛)
31: 약액 탱크 32: 온도 조절기
33: 송액 장치 34: 필터
35: 순환 배관 36: 공급 배관
37: 공급 밸브 38: 세정액 배관
39: 세정액 밸브 40: 흡인 배관
41: 흡인 밸브 42: 흡인 장치
43: 회수 배관 44: 회수 밸브
45: 배액 배관 46: 배액 밸브
47: 분기 배관 48: 분기 밸브
49: 압력계 50: 압력 조정 밸브
P1: 순환 경로 W: 기판

Claims (11)

  1. 기판을 유지하면서 회전시키는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 향해 약액을 토출하는 약액 노즐과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판으로부터 비산한 처리액을 받아 들이는 통 형상의 처리액 포획 유닛과,
    상기 약액 노즐에 공급되는 약액을 저류하는 약액 탱크 내의 약액을 순환시키는 순환 경로를 형성하는 순환 배관과,
    상기 약액 탱크로부터 상기 순환 배관에 공급된 약액을 상기 약액 노즐로 이끄는 공급 배관과,
    상기 약액 노즐을 향해 상기 공급 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 공급 배관으로부터 상기 약액 노즐로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 공급 밸브와,
    상기 처리액 포획 유닛으로부터 상기 약액 탱크로 약액을 이끄는 회수 배관과,
    상기 공급 밸브가 상기 닫힘 상태에 있을 때에, 상기 순환 배관 내의 약액을 상기 회수 배관으로 이끄는 것에 의해, 상기 회수 배관 내의 약액을 상기 약액 탱크로 유입시키는 분기 배관을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 약액 탱크를 향해 상기 회수 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 회수 배관으로부터 상기 약액 탱크로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 회수 밸브를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 회수 배관의 상류단으로부터 상기 회수 밸브까지의 상기 회수 배관의 길이는, 상기 회수 밸브로부터 상기 회수 배관의 하류단까지의 상기 회수 배관의 길이보다 짧은, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 처리액 포획 유닛 및 회수 밸브는, 상기 기판 처리 장치의 외벽 안에 배치되어 있고,
    상기 약액 탱크는, 상기 기판 처리 장치의 외벽 밖에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 처리액 포획 유닛에 세정액을 공급하는 세정액 공급 유닛과,
    상기 회수 배관 내를 상기 회수 밸브를 향해 하류로 흐르는 액체를 상기 회수 배관의 밖으로 이끄는 배액 배관을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 회수 배관을 향해 상기 분기 배관 내를 흐르는 약액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 분기 배관으로부터 상기 회수 배관으로의 약액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 분기 밸브를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급 배관에 있어서의 상기 공급 밸브보다 하류의 영역에 세정액을 이끄는 세정액 배관을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급 배관에 있어서의 상기 공급 밸브보다 하류의 영역에 흡인력을 전달하는 흡인 배관을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    복수의 상기 기판 유지 유닛과,
    상기 복수의 상기 기판 유지 유닛에 각각 대응하는 복수의 상기 약액 노즐과,
    상기 복수의 상기 기판 유지 유닛에 각각 대응하는 복수의 상기 처리액 포획 유닛과,
    상기 복수의 상기 약액 노즐에 각각 대응하고 있으며, 상기 순환 배관 내의 약액을 대응하는 상기 약액 노즐로 이끄는 복수의 상기 공급 배관과,
    상기 복수의 상기 공급 배관에 각각 설치된 복수의 상기 공급 밸브와,
    상기 복수의 상기 처리액 포획 유닛에 각각 대응하고 있으며, 대응하는 상기 처리액 포획 유닛으로부터 상기 약액 탱크로 약액을 이끄는 복수의 상기 회수 배관과,
    상기 복수의 상기 회수 배관에 각각 대응하고 있으며, 상기 순환 배관 내의 약액을 대응하는 상기 회수 배관으로 이끄는 복수의 상기 분기 배관을 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 순환 배관 내의 압력을 재는 압력계와,
    상기 순환 배관 내의 압력을 변경하는 압력 조정 밸브와,
    상기 압력계의 검출치에 의거하여 상기 압력 조정 밸브의 개도를 변경하는 제어 장치를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    약액이 BHF(HF와 NH4F와 H2O를 포함한 혼합액)인, 기판 처리 장치.
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