KR102010720B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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마나부 오쿠타니
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판 (W) 을 수평 자세로 유지하여 회전시키는 기판 유지 유닛과, 기판 유지 유닛에 유지된 기판에 하방에서 대향하고, 상면에서 보았을 때 당해 기판 (W) 의 최외주가 중첩되는 가열면을 갖고, 당해 기판의 하면에 접한 상태에서 당해 기판 (W) 을 가열하는 기판 가열 유닛과, 기판 유지 유닛과 기판 가열 유닛 사이에서 기판을 옮기는 트랜스퍼 유닛과, 기판 유지 유닛에 유지된 기판 (W) 을 향하여 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 처리의 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
미국 특허출원 공개 제2014/127908호 명세서는, 기판을 처리액으로 처리한 후에 기판을 건조시키는 기판 처리 장치를 개시하고 있다. 이 기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하여 회전시키는 기판 유지 회전 기구와, 기판 유지 회전 기구에 유지되어 있는 기판의 하면에 대향 배치된 히터를 포함한다. 기판 유지 회전 기구는, 회전 링과, 회전 링에 수직 형성되어 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 복수의 하측 맞닿음 핀을 포함한다. 기판은 하측 맞닿음 핀 상에 재치 (載置) 되어 유지되고, 그 상태에서 회전 링이 회전함으로써 기판이 회전한다. 기판을 건조시킬 때에는, 히터가 기판의 하면을 향하여 상승하여, 히터의 가열면이 기판의 가열면에 접근한다.
미국 특허출원 공개 제2014/127908호 명세서의 기판 처리 장치에서는, 히터는, 상면에서 보았을 때, 회전 링의 내측에 배치되어 있다. 그 때문에, 히터의 가열면은 기판보다 작기 때문에, 기판의 외주 영역은 그 내방의 영역과 비교하여 잘 가열되지 않는다. 그에 의해, 기판의 가열 불균일이 생기기 때문에, 기판 처리에 면내 불균일이 생기기 쉽다.
그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 기판 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판의 둘레 가장자리부를 협지함으로써 기판을 수평 자세로 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 의해 유지된 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판에 하방에서 대향하고, 상면에서 보았을 때 당해 기판의 최외주가 중첩되는 가열면을 갖고, 당해 기판의 하면에 접한 상태에서 당해 기판을 가열하는 기판 가열 유닛과, 상기 기판 유지 유닛과 상기 기판 가열 유닛 사이에서 기판을 옮기는 트랜스퍼 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 향하여 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 기판 유지 유닛에 기판이 유지된 상태에서, 그 기판을 회전시키면서 당해 기판을 향하여 처리 유체를 공급함으로써, 기판의 전역을 처리 유체로 처리할 수 있다. 한편, 기판이 기판 가열 유닛의 가열면에 대향하고, 상면에서 보았을 때 기판의 최외주가 가열면에 중첩되므로, 기판 유지 유닛으로부터 기판 가열 유닛으로 기판을 옮김으로써, 기판의 전역을 균일하게 가열할 수 있다. 따라서, 처리 유체에 의한 처리 및 가열 처리 모두가 기판의 전역에 대해 균일하게 실시되므로, 기판 처리의 면내 균일성을 높일 수 있다. 또한, 기판의 하면이 기판 가열 유닛의 가열면에 접하므로, 기판을 효율적으로 가열할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 가열면이, 상면에서 보았을 때 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 전역에 중첩된다. 이 구성에 의해, 기판의 전역을 더욱 균일하게 가열할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판과 상기 가열면 사이에서 외측으로 퇴피 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 기판과 가열면 사이에 기판 유지 유닛이 개재되지 않은 상태에서 기판을 가열할 수 있다. 따라서, 기판 처리 (특히 가열) 의 면내 균일성을 더욱 높일 수 있다. 또, 기판 유지 유닛이 기판과 가열면 사이에서 외측으로 퇴피 가능하므로, 기판 유지 유닛에 간섭하는 일 없이, 기판을 기판 유지 유닛으로부터 기판 가열 유닛으로 옮겨 가열면을 기판 하면에 접촉시킬 수 있고, 또 기판 가열 유닛으로부터 기판 유지 유닛으로 기판을 옮길 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 트랜스퍼 유닛이, 상기 기판 유지 유닛이 상기 기판에 접촉하는 위치보다 내방에서 상기 기판의 하면을 지지하고, 상기 가열면을 관통하여 상하동하는 승강 부재와, 상기 승강 부재를 상하동시키는 승강 유닛을 포함한다. 이 구성에 의하면, 승강 유닛에 의해 승강 부재를 상하동시킴으로써, 기판 유지 유닛과 기판 가열 유닛 사이에서 기판을 옮길 수 있다. 따라서, 기판 유지 유닛과 기판 가열 유닛의 상하 관계를 반전시키는 일 없이, 그들 사이에서 기판을 옮길 수 있다. 이로써, 기판 가열 유닛이 기판보다 큰 가열면을 갖는 구성의 설계가 용이해진다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 가열면이, 상기 기판 유지 유닛이 상기 기판에 접촉하는 위치보다 내방에서 상기 기판의 하면을 지지하면서 상하동하는 가동부를 포함하고, 상기 트랜스퍼 유닛이, 상기 가동부를 상하동시키는 승강 유닛을 포함한다. 이 구성에 의하면, 가열면의 내방의 영역에 가동부를 형성함으로써, 이 가동부를 상하동시켜, 기판 가열 유닛과 기판 유지 유닛 사이에서 기판을 옮길 수 있다. 따라서, 기판 유지 유닛과 가열면의 고정부 (가동부 이외의 부분) 의 상하 관계를 반전시키는 일 없이, 기판 유지 유닛과 기판 가열 유닛 사이에서 기판을 옮길 수 있다. 이로써, 기판 가열 유닛이 기판보다 큰 가열면을 갖는 구성의 설계가 용이해진다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판의 둘레 가장자리부에 접하는 유지 부재를 포함하고, 상기 트랜스퍼 유닛이, 상기 가열면을 상기 유지 부재에 대해 상대적으로 상하동시키는 승강 유닛을 포함하고, 상기 가열면이, 상기 승강 유닛에 의해 상기 유지 부재에 대해 상대적으로 상승되는 과정에서 상기 유지 부재의 적어도 일부를 수용하는 오목부를 포함한다. 이 구성에 의하면, 가열면을 상하동시켜 당해 가열면에 의한 기판 지지 높이를 기판 유지 부재에 의한 기판 유지 높이와 정합시킴으로써, 기판 가열 유닛의 가열면과 기판 유지 유닛의 유지 부재 사이에서 기판을 수수할 수 있다. 한편, 기판 가열 유닛의 가열면에는 유지 부재의 적어도 일부를 수용하는 오목부가 형성되어 있으므로, 유지 부재와 가열면의 간섭을 회피하면서, 가열면을 유지 부재에 대해 상대적으로 상하동시켜, 기판 가열 유닛과 기판 유지 유닛 사이에서 기판을 옮길 수 있다.
오목부는, 저면을 갖는 얼레부이어도 된다. 이 경우에, 유지 부재가 얼레부 내에 있어서 기판과 얼레부의 저면 (가열면) 사이에 개재되어 있어도 된다. 이 경우에도, 가열면이 기판에 대향하고 있으므로, 복사열에 의해 기판을 가열할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 적어도 상기 기판 회전 유닛, 상기 트랜스퍼 유닛 및 상기 처리 유체 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 추가로 포함하고, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛에 의해 유지된 기판을 상기 기판 회전 유닛에 의해 회전시키면서, 상기 처리 유체 공급 유닛으로부터 상기 기판으로 처리 유체를 공급하는 유체 처리와, 상기 유체 처리 후, 상기 트랜스퍼 유닛에 의해 상기 기판 유지 유닛으로부터 상기 기판 가열 유닛으로 기판을 옮기고, 상기 기판 가열 유닛에 의해 상기 기판을 가열하는 가열 처리를 실행한다. 이 구성에 의해, 유체 처리에서는 기판을 유지하여 회전시키면서 처리 유체가 기판에 공급되므로, 기판의 전역에 대해 균일하게 처리 유체에 의한 처리를 실시할 수 있다. 또, 가열 처리에서는, 기판이 기판 가열 유닛의 가열면에 대향하고, 기판의 최외주가 가열면에 중첩되므로, 기판의 전역을 균일하게 가열할 수 있다. 이것으로부터, 기판 처리의 면내 균일성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 컨트롤러가, 추가로 상기 기판 유지 유닛을 제어하고, 상기 가열 처리시에, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛을 상기 기판의 하면과 상기 기판 가열 유닛의 가열면 사이에 위치하지 않는 위치까지 이동시킨다. 이 구성에 의하면, 가열 처리시에, 기판의 하면과 가열면 사이에 기판 유지 유닛이 개재되지 않기 때문에, 기판 유지 유닛에 의해 기판의 가열이 저해되지 않는다. 그에 의해, 기판의 전역을 더욱 균일하게 가열할 수 있다.
상기 유지 부재는, 기판의 둘레단면에 맞닿아 기판을 협지하는 협지부를 가지고 있어도 된다. 이 협지부는, 기판의 둘레단면에 맞닿아 기판을 협지하는 협지 상태 (폐쇄 상태) 와, 기판의 둘레단면으로부터 퇴피한 퇴피 상태 (개방 상태) 로 변위 가능해도 된다. 또, 상기 유지 부재는, 기판의 둘레 가장자리부의 하면에 맞닿아 기판을 하방으로부터 지지하는 지지부를 가지고 있어도 된다. 유지 부재는, 상기 협지부를 갖고 상기 지지부를 갖지 않아도 된다. 이 경우에는, 협지부를 기판과 기판 가열 유닛의 가열면의 사이에서 외측으로 퇴피시킬 수 있다. 유지 부재는, 상기 협지부 및 지지부의 양방을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 지지부는, 협지부가 상기 협지 상태 (폐쇄 상태) 인지 상기 퇴피 상태 (개방 상태) 인지에 상관없이, 기판의 둘레 가장자리부의 하면을 지지할 수 있는 위치에 있어도 된다. 이와 같은 경우에 있어서, 가열면에 전술한 바와 같은 오목부를 형성하고, 오목부 내에 상기 지지부가 수용 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은, 또, 챔버 내에 배치된 기판 유지 유닛에 의해 기판의 둘레 가장자리부를 협지하여 수평 자세로 유지하면서 당해 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에서 회전되고 있는 기판의 표면에 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 공정과, 상기 기판 회전 공정을 끝내고 나서, 상기 챔버 내에서 상기 기판 유지 유닛으로부터 기판 가열 유닛으로 옮기는 트랜스퍼 공정과, 상기 기판 가열 유닛의 가열면에 상기 기판의 하면이 대향하고, 상면에서 보았을 때 당해 기판의 최외주가 상기 가열면에 중첩된 상태에서, 상기 기판의 하면을 상기 가열면에 접촉시켜 당해 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 가열 공정에 있어서, 상기 기판의 하면의 전역이 상기 가열면에 대향한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 가열 공정에 있어서, 상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판과 상기 가열면의 사이에서 외측으로 퇴피되어 있다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3 은, 상기 처리 유닛에 구비된 리프트 핀, 스핀 척 및 히터 유닛의 평면도이고, 도 3a 는 척 핀의 구성을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 4 는, 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5 는, 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a ∼ 도 6m 은, 상기 기판 처리의 주요한 스텝에 있어서의 처리 유닛의 챔버 내의 모습을 나타낸다.
도 7a 및 도 7b 는, 기판의 표면에 있어서의 기상층의 형성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이고, 도 7c 는, 액막의 분열을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8a 는, 기판의 하면 전역이 히터 유닛의 가열면에 대향하는 것에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다 (실시예).
도 8b 는, 기판의 하면 전역이 히터 유닛의 가열면에 대향하는 것에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다 (비교예).
도 9 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 10 은, 상기 처리 유닛에 구비된 스핀 척 등의 평면도이다.
도 11a ∼ 도 11g 는, 상기 기판 처리의 주요한 스텝에 있어서의 처리 유닛의 챔버 내의 모습을 나타낸다.
도 12 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 13 은, 상기 처리 유닛에 구비된 스핀 척 등의 평면도이다.
도 13a 및 도 13b 는, 척 핀의 확대 평면도이다.
도 14a ∼ 도 14c 는, 상기 기판 처리의 주요한 스텝에 있어서의 처리 유닛의 챔버 내의 모습을 나타낸다.
도 15 는, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 16 은, 상기 처리 유닛에 구비된 히터 유닛 등의 평면도이다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 의 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은, 원판상의 기판이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액으로 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 으로 처리되는 복수장의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (C) 가 재치되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 컨트롤러 (3) 를 포함한다. 반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 반송 로봇 (CR) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 처리 유닛 (2) 은, 1 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하면서, 기판 (W) 의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5) 과, 기판 (W) 을 하면 (하방측의 주면) 측에서 가열하는 히터 유닛 (6) 과, 기판 (W) 을 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 옮기기 위해서 승강하는 승강 부재로서의 리프트 핀 (4) 과, 리프트 핀 (4) 을 상하동시키는 리프트 핀 승강 유닛 (7) 과, 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 통상의 컵 (8) 과, 기판 (W) 의 하면에 처리 유체를 공급하는 하면 노즐 (9) 과, 기판 (W) 의 상면 (상방측의 주면) 에 린스액으로서의 탈이온수 (DIW) 를 공급하는 DIW 노즐 (10) 과, 기판 (W) 의 상방에서 이동 가능한 제 1 이동 노즐 (11) 과, 기판 (W) 의 상방에서 이동 가능한 제 2 이동 노즐 (12) 을 포함한다. 처리 유닛 (2) 은, 추가로 컵 (8) 등을 수용하는 챔버 (13) (도 1 참조) 를 포함한다. 도시는 생략하지만, 챔버 (13) 에는, 기판 (W) 을 반입/반출하기 위한 반입/반출구가 형성되어 있고, 이 반입/반출구를 개폐하는 셔터 유닛이 구비되어 있다.
스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 유지하는 기판 유지 유닛이고, 또한 기판 (W) 을 회전시키는 기판 회전 유닛이다. 구체적으로는, 스핀 척 (5) 은, 기판을 유지하는 유지 부재로서의 척 핀 (20) (척 부재, 기판 유지 유닛) 과, 스핀 베이스 (21) 와, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합된 회전축 (22) 과, 회전축 (22) 에 회전력을 부여하는 전동 모터 (23) (기판 회전 유닛) 를 포함한다. 회전축 (22) 은 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있고, 이 실시형태에서는 중공축이다. 회전축 (22) 의 상단에, 스핀 베이스 (21) 가 결합되어 있다. 스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따른 원반 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스 (21) 의 상면의 둘레 가장자리부에, 복수의 척 핀 (20) 이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 복수의 척 핀 (20) 은, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부에 접하는 유지 부재의 일례이며, 기판 (W) 의 둘레단에 접촉하여 기판 (W) 을 파지하는 폐쇄 상태와, 기판 (W) 의 둘레단으로부터 퇴피한 개방 상태 사이에서 개폐 가능하다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다.
척 핀 (20) 을 개폐 구동시키기 위해서, 척 핀 구동 유닛 (25) 이 구비되어 있다. 척 핀 구동 유닛 (25) 은, 예를 들어, 스핀 베이스 (21) 에 내장된 링크 기구 (26) 와, 스핀 베이스 (21) 밖에 배치된 구동원 (27) 을 포함한다. 구동원 (27) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다. 척 핀 구동 유닛 (25) 의 구체적인 구성예는, 일본 공개특허공보 2008-034553호 등에 기재가 있다.
히터 유닛 (6) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상방에 배치되어 있다. 히터 유닛 (6) 의 하면에는, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되는 지지축 (30) 이 결합되어 있다. 지지축 (30) 은, 스핀 베이스 (21) 의 중앙부에 형성된 관통공 (24) 과, 중공의 회전축 (22) 을 삽입 통과하고 있다. 지지축 (30) 의 하단은, 회전축 (22) 의 하단보다 더욱 하방에까지 연장되어 있다.
한편, 지지축 (30) 을 수용하도록 중공의 승강축 (31) 이 회전축 (22) 내에 배치되어 있다. 승강축 (31) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되고, 스핀 베이스 (21) 의 관통공 (24) 및 회전축 (22) 을 삽입 통과하고 있다. 승강축 (31) 의 상단에 리프트 핀 (4) 이 결합되어 있다. 승강축 (31) 의 하단은, 회전축 (22) 의 하단보다 더욱 하방에까지 연장되어 있다. 이 승강축 (31) 의 하단에, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 이 결합되어 있다. 리프트 핀 (4) 은, 히터 유닛 (6) 을 관통하도록 배치되어 있다. 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 작동시킴으로써, 리프트 핀 (4) 은, 그 상단의 지지부가 히터 유닛 (6) 의 상면인 가열면 (6a) 이하의 높이가 되는 하측 위치로부터, 기판 (W) 의 하면을 지지하고 척 핀 (20) 으로부터 들어올리는 상측 위치까지의 사이에서 상하동한다. 리프트 핀 (4) 및 리프트 핀 승강 유닛 (7) 은, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 을 옮기는 트랜스퍼 유닛의 일례이다.
리프트 핀 승강 유닛 (7) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다. 이로써, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 은, 하측 위치 및 상측 위치 사이의 임의의 중간 위치에 리프트 핀 (4) 을 배치할 수 있다. 예를 들어, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 으로부터 상방으로 소정의 간격을 둔 높이에서 기판 (W) 을 지지하도록 리프트 핀 (4) 의 높이를 제어한 상태에서, 가열면 (6a) 으로부터의 복사열에 의해 기판 (W) 을 가열할 수 있다. 또, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 기판 (W) 을 재치하면, 기판 (W) 의 하면에 접촉시킨 접촉 상태에서, 가열면 (6a) 으로부터의 열전도에 의해, 기판 (W) 을 보다 큰 열량으로 가열할 수 있다. 그리고, 기판 (W) 을 척 핀 (20) 의 높이에서 지지할 수 있는 높이로 하면, 리프트 핀 (4) 과 척 핀 (20) 사이에서 기판 (W) 을 수수할 수 있다. 또한 기판 (W) 을 척 핀 (20) 보다 위의 높이에서 지지할 수 있는 높이로 하면, 반송 로봇 (CR) 과 리프트 핀 (4) 사이에서 기판 (W) 을 수수할 수 있다.
제 1 이동 노즐 (11) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 제 1 이동 노즐 (11) 은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향하여 기판 (W) 에 처리 유체를 공급하는 처리 위치와, 기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동시킬 수 있다. 기판 (W) 의 상면의 회전 중심이란, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 회전축선 (A1) 과의 교차 위치이다. 기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 홈 위치란, 평면에서 보았을 때, 스핀 베이스 (21) 의 외방의 위치이며, 보다 구체적으로는, 컵 (8) 의 외방의 위치이어도 된다. 제 1 이동 노즐 (11) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근시키거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피시키거나 할 수 있다. 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축 (回動軸) (15a) 과, 회동축 (15a) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (15b) 과, 아암 (15b) 을 구동시키는 아암 구동 기구 (15c) 를 포함한다. 아암 구동 기구 (15c) 는, 회동축 (15a) 을 연직인 회동축선 둘레로 회동시킴으로써 아암 (15b) 을 요동시키고, 회동축 (15a) 을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써, 아암 (15b) 을 상하동시킨다. 제 1 이동 노즐 (11) 은 아암 (15b) 에 고정되어 있다. 아암 (15b) 의 요동 및 승강에 따라, 제 1 이동 노즐 (11) 이 수평 방향 및 수직 방향으로 이동한다.
이와 같이, 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에 대향하도록 제 1 이동 노즐 (11) 을 유지하는 노즐 유지 유닛으로서의 기능을 가지고 있다. 또한 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 과 제 1 이동 노즐 (11) 사이의 상하 방향의 거리를 조절하는 거리 조절 유닛으로서의 기능을 가지고 있다.
제 2 이동 노즐 (12) 은, 제 2 노즐 이동 유닛 (16) 에 의해, 수평 방향 및 수직 방향으로 이동된다. 제 2 이동 노즐 (12) 은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향하여 기판 (W) 에 처리 유체를 공급하는 위치와, 기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동시킬 수 있다. 홈 위치는, 평면에서 보았을 때, 스핀 베이스 (21) 의 외방의 위치이며, 보다 구체적으로는, 컵 (8) 의 외방의 위치이어도 된다. 제 2 이동 노즐 (12) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근시키거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피시키거나 할 수 있다. 제 2 노즐 이동 유닛 (16) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축과, 회동축에 결합되어 수평으로 연장되는 아암과, 아암을 구동시키는 아암 구동 기구를 포함한다. 아암 구동 기구는, 회동축을 연직인 회동축선 둘레로 회동시킴으로써 아암을 요동시키고, 회동축을 연직 방향을 따라 승강함으로써, 아암을 상하동시킨다. 제 2 이동 노즐 (12) 은 아암에 고정된다. 아암의 요동 및 승강에 따라, 제 2 이동 노즐 (12) 이 수평 방향 및 수직 방향으로 이동한다.
제 1 이동 노즐 (11) 은, 이 실시형태에서는, 유기 용제를 토출하는 유기 용제 노즐로서의 기능과, 질소 가스 등의 불활성 가스를 토출하는 가스 노즐로서의 기능을 가지고 있다. 제 1 이동 노즐 (11) 에는, 유기 용제 공급관 (35) (처리액 공급관) 및 제 1 ∼ 제 3 불활성 가스 공급관 (36A, 36B, 36C) 이 결합되어 있다. 유기 용제 공급관 (35) 에는, 그 유로를 개폐하는 유기 용제 밸브 (37) (처리액 밸브) 가 개재되어 장착되어 있다. 불활성 가스 공급관 (36A, 36B, 36C) 에는, 각각의 유로를 개폐하는 제 1 ∼ 제 3 불활성 가스 밸브 (38A, 38B, 38C) 가 각각 개재되어 장착되어 있다. 또, 불활성 가스 공급관 (36A) 에는, 그 유로를 흐르는 불활성 가스의 유량을 정확하게 조절하기 위한 매스플로우 컨트롤러 (39A) (유량 조정 유닛) 가 개재되어 장착되어 있다. 또, 불활성 가스 공급관 (36B) 에는, 그 유로를 흐르는 불활성 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브 (39B) 가 개재되어 장착되어 있고, 불활성 가스 공급관 (36C) 에는, 그 유로를 흐르는 불활성 가스의 유량을 조절하기 위한 유량 가변 밸브 (39C) 가 개재되어 장착되어 있다. 또한 불활성 가스 공급관 (36A, 36B, 36C) 에는, 각각, 이물질을 제거하기 위한 필터 (40A, 40B, 40C) 가 개재되어 장착되어 있다.
유기 용제 공급관 (35) 에는, 유기 용제 공급원으로부터, 이소프로필알코올 (IPA) 등의 유기 용제가 공급되고 있다. 불활성 가스 공급관 (36A, 36B, 36C) 에는, 불활성 가스 공급원으로부터, 질소 가스 (N2) 등의 불활성 가스가 각각 공급되고 있다.
제 1 이동 노즐 (11) 은, 복수의 토출구를 갖는 유체 노즐이다. 제 1 이동 노즐 (11) 은, 기판 (W) 의 주면에 수직으로 배치되는 중심축선 (80) 을 따라, 기판 (W) 의 주면에 수직인 직선상으로 유체 (이 실시형태에서는 불활성 가스) 를 토출하는 선상류 토출구 (81) 를 가지고 있다. 불활성 가스 공급관 (36A) 으로부터의 불활성 가스는, 선상류 토출구 (81) 에 공급된다. 또한 제 1 이동 노즐 (11) 은, 중심축선 (80) 에 수직인 평면을 따라, 중심축선 (80) 의 주위에 방사상으로 유체 (이 실시형태에서는 불활성 가스) 를 토출하는 제 1 평행류 토출구 (82) 를 가지고 있다. 불활성 가스 공급관 (36B) 으로부터의 불활성 가스는 제 1 평행류 토출구 (82) 에 공급된다. 또, 제 1 이동 노즐 (11) 은, 중심축선 (80) 에 수직인 평면을 따라, 중심축선 (80) 의 주위에 방사상으로 유체 (이 실시형태에서는 불활성 가스) 를 토출하는 제 2 평행류 토출구 (83) 를 제 1 평행류 토출구 (82) 의 하방에 가지고 있다. 불활성 가스 공급관 (36C) 으로부터의 불활성 가스는, 제 2 평행류 토출구 (83) 에 공급된다. 제 1 이동 노즐 (11) 은 추가로, 중심축선 (80) 을 따라 기판 (W) 의 상면을 향하여 유기 용제를 토출하는 유기 용제 노즐 (84) 을 가지고 있다. 유기 용제 공급관 (35) 으로부터 유기 용제 노즐 (84) 로 유기 용제가 공급된다.
선상류 토출구 (81) 로부터 토출된 불활성 가스는, 기판 (W) 의 주면에 수직으로 입사하는 선상 기류 (85) 를 형성한다. 제 1 평행류 토출구 (82) 로부터 토출된 불활성 가스는, 기판 (W) 의 상면에 평행하고, 또한 기판 (W) 의 상면을 덮는 제 1 평행 기류 (86) 를 형성한다. 제 2 평행류 토출구 (83) 로부터 토출된 불활성 가스는, 기판 (W) 의 상면에 평행하고 또한 기판 (W) 의 상면을 덮는 제 2 평행 기류 (87) 를 제 1 평행 기류 (86) 의 하방에 형성한다. 제 1 및 제 2 평행 기류 (86, 87) 는, 합류하여, 기판 (W) 의 상면을 따라 흐르는 층류를 형성한다. 선상류 토출구 (81) 로부터 토출된 불활성 가스는, 기판 (W) 의 상면에 부딪친 후, 기판 (W) 의 상면을 따라 방사상으로 흐르는 기류를 형성한다. 이 기류도, 상기의 층류의 일부를 이룬다.
제 2 이동 노즐 (12) 은, 이 실시형태에서는, 산, 알칼리 등의 약액을 공급하는 약액 노즐로서의 기능을 가지고 있다. 보다 구체적으로는, 제 2 이동 노즐 (12) 은, 액체와 기체를 혼합하여 토출할 수 있는 2 류체 노즐의 형태를 가지고 있어도 된다. 2 류체 노즐은, 기체의 공급을 정지시키고 액체를 토출하면 스트레이트 노즐로서 사용할 수 있다. 제 2 이동 노즐 (12) 에는, 약액 공급관 (41) 및 불활성 가스 공급관 (42) 이 결합되어 있다. 약액 공급관 (41) 에는, 그 유로를 개폐하는 약액 밸브 (43) 가 개재되어 장착되어 있다. 불활성 가스 공급관 (42) 에는, 그 유로를 개폐하는 불활성 가스 밸브 (44) 가 개재되어 장착되어 있다. 약액 공급관 (41) 에는, 약액 공급원으로부터, 산, 알칼리 등의 약액이 공급되고 있다. 불활성 가스 공급관 (42) 에는, 불활성 가스 공급원으로부터, 질소 가스 (N2) 등의 불활성 가스가 공급되고 있다.
약액의 구체예는, 에칭액 및 세정액이다. 더욱 구체적으로는, 약액은, 불산, SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액), SC2 (염산과산화수소수 혼합액), 버퍼드불산 (불산과 불화암모늄의 혼합액) 등이어도 된다.
DIW 노즐 (10) 은, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심을 향하여 DIW (유체의 일례) 를 토출하도록 배치된 고정 노즐이다. DIW 노즐 (10) 에는, DIW 공급원으로부터, DIW 공급관 (46) 을 개재하여 DIW 가 공급된다. DIW 공급관 (46) 에는, 그 유로를 개폐하기 위한 DIW 밸브 (47) 가 개재되어 장착되어 있다. DIW 노즐 (10) 은 고정 노즐일 필요는 없고, 적어도 수평 방향으로 이동하는 이동 노즐이어도 된다.
하면 노즐 (9) 은, 중공의 지지축 (30) 을 삽입 통과하고, 또한 히터 유닛 (6) 을 관통하고 있다. 하면 노즐 (9) 은, 기판 (W) 의 하면 중앙에 면하는 토출구 (9a) 를 상단에 가지고 있다. 하면 노즐 (9) 에는, 유체 공급원으로부터 유체 공급관 (48) 을 개재하여 처리 유체가 공급되고 있다. 공급되는 처리 유체는, 액체이어도 되고, 기체이어도 된다. 유체 공급관 (48) 에는, 그 유로를 개폐하기 위한 유체 밸브 (49) 가 개재되어 장착되어 있다.
도 3 은, 리프트 핀 (4), 스핀 척 (5) 및 히터 유닛 (6) 의 평면도이다. 스핀 척 (5) 의 스핀 베이스 (21) 는, 평면에서 보았을 때, 회전축선 (A1) 을 중심으로 하는 원형이며, 그 직경은 기판 (W) 의 직경보다 크다. 스핀 베이스 (21) 의 둘레 가장자리부에는, 간격을 두고 복수개 (이 실시형태에서는 6 개) 의 척 핀 (20) 이 배치되어 있다. 복수의 척 핀 (20) 은, 기판 (W) 의 둘레단면에 접촉하여 기판 (W) 을 협지하기 위한 협지부 (20A) 를 각각 가지고 있다. 복수의 척 핀 (20) 은, 협지부 (20A) 가 기판 (W) 의 둘레단면에 접촉하여 기판 (W) 을 협지하는 폐쇄 상태 (도 3a 에 확대하여 실선으로 나타내는 상태) 와, 협지부 (20A) 가 기판 (W) 의 둘레단면으로부터 퇴피하여 협지를 개방하는 개방 상태 (도 3a 에 2 점 쇄선으로 나타내는 상태) 를 취할 수 있다. 복수의 척 핀 (20) 이 개방 상태일 때, 수평 자세의 기판 (W) 은, 복수의 척 핀 (20) 의 협지부 (20A) 의 내방에 있어서, 협지부 (20A) 와 간섭하는 일 없이, 협지부 (20A) 보다 상방의 높이와 협지부 (20A) 보다 하방의 높이 사이에서 상하동할 수 있다. 즉, 복수의 척 핀 (20) 이 개방 상태일 때, 복수의 척 핀 (20) 의 협지부 (20A) 의 최내측 가장자리를 지나는 원의 직경은, 기판 (W) 의 직경보다 크다.
히터 유닛 (6) 은, 원판상의 핫 플레이트의 형태를 가지고 있고, 플레이트 본체 (60) 와, 지지 핀 (61) 과, 히터 (62) 를 포함한다. 플레이트 본체 (60) 는, 평면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 외형보다 크고, 회전축선 (A1) 을 중심으로 하는 원형으로 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 플레이트 본체 (60) 는, 기판 (W) 의 직경보다 큰 직경의 원형의 평면 형상을 가지고 있다. 그에 의해, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 최외주 (이 실시형태에서는 최외주의 전부) 가 가열면 (6a) 에 중첩되어 있다. 그리고, 이 실시형태에서는, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 전역이 가열면 (6a) 에 중첩되어 있다.
플레이트 본체 (60) 의 상면은, 수평면을 따른 평면이다. 플레이트 본체 (60) 의 상면에 복수의 지지 핀 (61) (도 2 를 아울러 참조) 이 돌출되어 있다. 지지 핀 (61) 은, 예를 들어, 각각 반구상이며, 플레이트 본체 (60) 의 상면으로부터 미소 높이 (예를 들어 0.1 ㎜) 만큼 돌출되어 있다. 따라서, 기판 (W) 이 지지 핀 (61) 에 접촉하여 지지될 때, 기판 (W) 의 하면은 예를 들어 0.1 ㎜ 의 미소 간격을 두고 플레이트 본체 (60) 의 상면에 대향한다. 이로써, 기판 (W) 을 효율적으로 또한 균일하게 가열할 수 있다. 지지 핀 (61) 은, 플레이트 본체 (60) 의 상면에 거의 균등하게 배치되어 있다.
플레이트 본체 (60) 의 상면은, 지지 핀 (61) 을 갖지 않아도 된다. 지지 핀 (61) 을 갖지 않는 경우에는, 기판 (W) 을 플레이트 본체 (60) 의 상면에 접촉시킬 수 있다. 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 은, 지지 핀 (61) 을 가지고 있는 경우에는, 플레이트 본체 (60) 의 상면 및 지지 핀 (61) 의 표면을 포함한다. 또, 지지 핀 (61) 이 구비되어 있지 않은 경우에는, 플레이트 본체 (60) 의 상면이 가열면 (6a) 에 상당한다. 이하에서는, 지지 핀 (61) 이 기판 (W) 의 하면에 접하고 있는 상태를, 가열면 (6a) 에 기판 (W) 의 하면이 접하고 있는 등이라고 하는 경우가 있다.
히터 (62) 는, 플레이트 본체 (60) 에 내장되어 있는 저항체이어도 된다. 도 3 에는, 복수의 영역으로 분할된 히터 (62) 를 나타내고 있다. 히터 (62) 에 통전함으로써, 가열면 (6a) 이 실온 (예를 들어 20 ∼ 30 ℃. 예를 들어 25 ℃) 보다 고온으로 가열된다. 구체적으로는, 히터 (62) 에의 통전에 의해, 제 1 이동 노즐 (11) 로부터 공급되는 유기 용제의 비점보다 고온 (예를 들어, 195 ℃) 으로 가열면 (6a) 을 가열할 수 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 히터 (62) 에의 급전선 (63) 은, 지지축 (30) 내에 통과되어 있다. 그리고, 급전선 (63) 에는, 히터 (62) 에 전력을 공급하는 히터 통전 유닛 (64) 이 접속되어 있다. 히터 통전 유닛 (64) 은, 기판 처리 장치 (1) 의 동작 중, 항상 통전되어도 된다.
리프트 핀 (4) 은, 이 예에서는, 3 개 형성되어 있다. 3 개의 리프트 핀 (4) 은, 회전축선 (A1) 상에 무게 중심을 갖는 정삼각형의 정점에 대응하는 위치에 각각 배치되어 있다. 리프트 핀 (4) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 상하 방향으로 연장되어 있고, 플레이트 본체 (60) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (65) 을 각각 삽입 통과하고 있다. 리프트 핀 (4) 의 선단 (상단) 은, 기판 (W) 의 하면에 접하여 기판 (W) 을 지지하는 지지부이다. 3 개의 리프트 핀 (4) 은, 히터 유닛 (6) 의 하방에서 승강축 (31) 에 결합되어 있다. 3 개의 리프트 핀 (4) 은, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 외주 가장자리보다 내방의 3 지점에서 기판 (W) 의 하면에 대향하도록 배치되어 있다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러 (3) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 제어 프로그램에 따라, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (CPU) (3A) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함하고, 프로세서 (3A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러 (3) 는, 반송 로봇 (IR, CR), 스핀 척 (5) 을 회전 구동시키는 전동 모터 (23), 제 1 노즐 이동 유닛 (15), 제 2 노즐 이동 유닛 (16), 히터 통전 유닛 (64), 리프트 핀 (4) 을 승강시키는 리프트 핀 승강 유닛 (7), 척 핀 구동 유닛 (25), 밸브류 (37, 43, 44, 47, 49) 등의 동작을 제어한다. 또, 컨트롤러 (3) 는, 제 1 ∼ 제 3 불활성 가스 밸브 (38A, 38B, 38C) 를 개폐 제어한다. 또한 컨트롤러 (3) 는, 매스플로우 컨트롤러 (39A) 의 개도를 제어하여 불활성 가스 공급관 (36A) 을 지나는 불활성 가스의 유량을 제어한다.
도 5 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고, 주로, 컨트롤러 (3) 가 동작 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 또, 도 6a ∼ 도 6m 에는 주요한 스텝에 있어서의 처리 유닛 (2) 의 챔버 (13) 내의 모습이 나타나 있다.
미처리의 기판 (W) 은, 반송 로봇 (IR, CR) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 으로 반입되고, 리프트 핀 (4) 을 개재하여, 스핀 척 (5) 에 전해진다 (S1). 이 때, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 (4) 을 상측 위치에 배치하도록 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어한다. 또, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 (20) 이 개방 상태가 되도록 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어한다. 그 상태에서, 반송 로봇 (CR) 은, 기판 (W) 을 리프트 핀 (4) 에 전한다 (도 6a 참조). 그 후, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어함으로써, 기판 (W) 의 높이가 스핀 척 (5) 의 척 핀 (20) 에 의한 기판 지지 높이가 되는 수수 높이까지 리프트 핀 (4) 을 하강시킨다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 폐쇄 상태로 한다 (도 6b 참조). 그에 의해, 기판 (W) 이 척 핀 (20) 에 의해 협지되고, 리프트 핀 (4) 으로부터 스핀 척 (5) 으로 기판 (W) 이 전해져 유지된다 (기판 유지 공정). 그 후, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어하여, 리프트 핀 (4) 을 하강시켜, 그 선단부를 기판 (W) 의 하면으로부터 이간시킨다 (도 6c 참조). 예를 들어, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 (4) 을 하측 위치까지 하강시켜, 그 선단의 높이가 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 이하가 되도록 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어해도 된다.
반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 밖으로 퇴피된 후, 약액 처리 (S2) 가 개시된다. 컨트롤러 (3) 는, 전동 모터 (23) 를 구동시켜 스핀 베이스 (21) 를 소정의 약액 회전 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 회전시킨다 (기판 회전 공정). 한편으로, 컨트롤러 (3) 는, 제 2 노즐 이동 유닛 (16) 을 제어하여, 제 2 이동 노즐 (12) 을 기판 (W) 의 상방의 약액 처리 위치에 배치한다 (도 6d 참조). 약액 처리 위치는, 제 2 이동 노즐 (12) 로부터 토출되는 약액이 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 착액되는 위치이어도 된다. 그리고, 컨트롤러 (3) 는, 약액 밸브 (43) 를 개방한다. 그에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여, 제 2 이동 노즐 (12) 로부터 약액이 공급된다 (처리 유체 공급 공정). 공급된 약액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 전체면에 골고루 퍼진다.
일정 시간의 약액 처리 후, 기판 (W) 상의 약액을 DIW 로 치환함으로써, 기판 (W) 상으로부터 약액을 배제하기 위한 DIW 린스 처리 (S3) 가 실행된다. 구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 약액 밸브 (43) 를 폐쇄하고, 대신에, DIW 밸브 (47) 를 개방한다. 그에 의해, 회전 상태 (회전 속도는 예를 들어 300 rpm) 의 기판 (W) 의 상면을 향하여 DIW 노즐 (10) 로부터 DIW 가 공급된다 (도 6e 참조. 처리 유체 공급 공정). 공급된 DIW 는 원심력에 의해 기판 (W) 의 전체면에 골고루 퍼진다. 이 DIW 에 의해 기판 (W) 상의 약액이 씻겨 나간다. 이 사이에, 컨트롤러 (3) 는, 제 2 노즐 이동 유닛 (16) 을 제어하여, 제 2 이동 노즐 (12) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 컵 (8) 의 측방으로 퇴피시킨다.
일정 시간의 DIW 린스 처리 후, 기판 (W) 상의 DIW 를, 보다 표면장력이 낮은 처리액 (저표면장력액) 인 유기 용제로 치환하는 유기 용제 처리 (S4) 가 실행된다.
컨트롤러 (3) 는, 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 을 제어하여, 제 1 이동 노즐 (11) 을 기판 (W) 의 상방의 유기 용제 린스 위치에 이동시킨다. 유기 용제 린스 위치는, 제 1 이동 노즐 (11) 에 구비된 유기 용제 노즐 (84) 로부터 토출되는 유기 용제 (예를 들어 IPA) 가 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 착액되는 위치이어도 된다.
그리고, 컨트롤러 (3) 는, 불활성 가스 밸브 (38B, 38C) 를 개방한다. 그에 의해, 제 1 이동 노즐 (11) 의 제 1 평행류 토출구 (82) 및 제 2 평행류 토출구 (83) 로부터, 기판 (W) 의 중심으로부터 둘레 가장자리를 향하여, 기판 (W) 의 상면과 평행하게 또한 방사상으로 불활성 가스가 토출된다 (도 6f 참조). 그에 의해, 기판 (W) 의 상면과 평행하게 흐르는 불활성 가스류인 평행 기류 (86, 87) 가 형성되고, 그 평행 기류 (86, 87) 에 의해 기판 (W) 의 상면의 전역 (정확하게는 평면에서 보았을 때 제 1 이동 노즐 (11) 의 외측 영역) 이 덮인다 (상면 피복 공정).
그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, DIW 밸브 (47) 를 폐쇄하여 DIW 린스 처리를 종료하고, 유기 용제 밸브 (37) 를 개방한다. 그에 의해, 회전 상태 (회전 속도는 예를 들어 300 rpm) 의 기판 (W) 의 상면을 향하여, 제 1 이동 노즐 (11) (유기 용제 노즐 (84)) 로부터 유기 용제 (액체) 가 공급된다 (처리 유체 공급 공정). 공급된 유기 용제는 원심력에 의해 기판 (W) 의 전체면에 골고루 퍼져, 기판 (W) 상의 DIW 를 치환한다. 그에 따라, 기판 (W) 의 상면에 유기 용제의 액막 (150) 이 형성된다 (액막 형성 공정).
유기 용제의 액막 (150) 이 기판 (W) 의 상면 전역에 형성되면, 컨트롤러 (3) 는, 스핀 척 (5) 의 회전을 감속 (예를 들어 점차적으로 감속) 하여 기판 (W) 의 회전을 정지시키고, 또한 유기 용제 밸브 (37) 를 폐쇄하여 유기 용제의 공급을 정지시킨다. 그에 의해, 정지 상태의 기판 (W) 상에 유기 용제 액막 (150) 이 지지된 패들 상태가 된다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어하여, 리프트 핀 (4) 을 수수 위치까지 상승시킨다. 그리고, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어함으로써, 척 핀 (20) 을 개방한다. 그에 의해, 스핀 척 (5) 으로부터 리프트 핀 (4) 으로 기판 (W) 이 전해진다 (도 6g 참조. 트랜스퍼 공정의 일부). 그 후, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어하여, 리프트 핀 (4) 을 하측 위치까지 하강시킨다. 그에 의해, 리프트 핀 (4) 이 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 이하의 높이가 되고, 기판 (W) 은, 리프트 핀 (4) 으로부터 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 으로 전해진다 (도 6h 참조. 트랜스퍼 공정의 일부). 이로써, 가열면 (6a) 이 기판 (W) 의 하면에 접촉하여, 히터 유닛 (6) 으로부터의 열전도에 의해 기판 (W) 이 신속하게 가열된다 (기판 가열 공정). 가열면 (6a) 은 기판 (W) 보다 크기 때문에, 기판 (W) 의 하면 전역이 가열면 (6a) 에 접하는 (또는 대향하는) 상태가 된다.
또한, 유기 용제의 공급은, 기판 (W) 의 하면이 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 접촉한 후에 정지시켜도 된다. 기판 (W) 이 가열면 (6a) 에 접촉함으로써 기판 (W) 이 급가열되고, 그에 의해 유기 용제의 온도가 신속하게 상승한다. 이 때, 유기 용제의 액막 (150) 에 불특정한 위치에서 구멍이 생길 우려가 있다. 그래서, 유기 용제의 공급을 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 기판 (W) 의 하면에 접촉한 후에 정지시키도록 하면, 기판 (W) 의 급격한 승온에 따른 유기 용제의 증발에 의해 유기 용제의 액막 (150) 에 구멍이 생기는 것을 회피할 수 있다.
기판 (W) 의 가열에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접하고 있는 유기 용제의 일부가 증발하고, 그에 따라, 유기 용제 액막 (150) 과 기판 (W) 의 상면 사이에 기상층이 형성된다. 그 기상층에 지지시킨 상태에서 이하에 서술하는 유기 용제 액막 (150) 의 기판 (W) 상면으로부터의 배제를 실행한다.
유기 용제 액막 (150) 의 배제시에, 컨트롤러 (3) 는, 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 을 제어하여, 선상류 토출구 (81) 가 기판 (W) 의 회전축선 (A1) 상에 위치하도록, 제 1 이동 노즐 (11) 을 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러 (3) 는, 불활성 가스 밸브 (38A) 를 개방하여, 기판 (W) 상의 유기 용제 액막 (150) 을 향하여 소유량 (예를 들어 3 리터/분) 의 불활성 가스를 선상류 토출구 (81) 로부터 직선상 (선상 기류 (85)) 으로 토출시킨다 (수직 가스 토출 공정, 도 6i 참조)). 이로써, 불활성 가스의 토출을 받는 위치, 즉, 기판 (W) 의 중앙에 있어서, 유기 용제 액막 (150) 이 불활성 가스에 의해 배제되어, 유기 용제 액막 (150) 의 중앙에, 기판 (W) 의 표면을 노출시키는 구멍 (151) 이 뚫린다 (구멍 형성 공정). 이 구멍 (151) 을 넓힘으로써, 기판 (W) 상의 유기 용제가 기판 (W) 밖으로 배출된다 (액막 배제 공정).
액막 (150) 에 구멍 (151) 이 뚫림으로써, 그 구멍 (151) 의 내측의 영역에서는 기판 (W) 의 온도가 비교적 높고, 그 구멍 (151) 의 외측에서는 기판 (W) 의 온도가 비교적 낮아진다. 이 온도 구배에 의해, 액막 (150) 은 고온측으로부터 저온측으로 이동하고, 그에 따라, 구멍 (151) 이 넓어진다. 또한, 선상류 토출구 (81) 로부터 토출하는 불활성 가스의 유량을 대유량 (예를 들어 30 리터/분) 으로 증가시킴으로써, 구멍 넓힘에 의한 액막 배제를 보조해도 된다 (도 6j 참조). 구멍 (151) 을 기판 (W) 의 둘레 가장자리까지 확대시킨 시점에서 유기 용제 처리를 종료한다.
이렇게 하여, 유기 용제 처리를 끝낸 후, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어하여, 리프트 핀 (4) 을 수수 위치까지 상승시킨다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 폐쇄 상태로 한다. 그에 의해, 리프트 핀 (4) 으로부터 척 핀 (20) 으로 기판 (W) 이 전해진다 (도 6k 참조). 그리고, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어하여, 리프트 핀 (4) 의 선단을 기판 (W) 의 하면으로부터 하방으로 이간시킨다. 또한 컨트롤러 (3) 는, 전동 모터 (23) 를 제어하여, 기판 (W) 을 건조 회전 속도 (예를 들어 800 rpm) 로 고속 회전시킨다. 그에 의해, 스핀 베이스 (21) 상에 낙하한 유기 용제를 원심력에 의해 떨쳐내기 위한 스핀 베이스 건조 처리 (S5 : 스핀 드라이) 가 실시된다 (도 6l 참조). 이 사이, 제 1 이동 노즐 (11) 은, 기판 (W) 의 상방에 배치되고, 선상 기류 (85) 를 기판 (W) 을 향하여 토출하고, 또한 기판 (W) 에 평행한 방사 방향을 향하여 제 1 및 제 2 평행 기류 (86, 87) 를 토출하고 있다.
그 후, 컨트롤러 (3) 는, 불활성 가스 밸브 (38A, 38B, 38C) 를 폐쇄하여 제 1 이동 노즐 (11) 로부터의 불활성 가스의 토출을 정지시키고, 또한 제 1 노즐 이동 유닛 (15) 을 제어하여 제 1 이동 노즐 (11) 을 퇴피시킨다. 컨트롤러 (3) 는, 또한 전동 모터 (23) 를 제어하여 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨다. 또, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어하여, 리프트 핀 (4) 을 수수 위치까지 상승시키고, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다. 그에 의해, 척 핀 (20) 으로부터 리프트 핀 (4) 으로 기판 (W) 이 전해진다 (도 6m 참조).
그 후, 컨트롤러 (3) 는, 리프트 핀 승강 유닛 (7) 을 제어함으로써, 리프트 핀 (4) 을 상측 위치까지 상승시켜, 기판 (W) 을 반출 높이까지 들어 올린다 (도 6a 참조). 그 후, 반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 에 진입하여, 리프트 핀 (4) 으로부터 처리가 끝난 기판 (W) 을 건져 올리고, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (S6). 그 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 전해지고, 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
도 7a 및 도 7b 는, 기판 (W) 의 표면에 있어서의 기상층의 형성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 기판 (W) 의 표면에는, 미세한 패턴 (161) 이 형성되어 있다. 패턴 (161) 은, 기판 (W) 의 표면에 형성된 미세한 볼록상의 구조체 (162) 를 포함한다. 구조체 (162) 는, 절연체막을 포함하고 있어도 되고, 도체막을 포함하고 있어도 된다. 또, 구조체 (162) 는, 복수의 막을 적층한 적층막이어도 된다. 라인상의 구조체 (162) 가 인접하는 경우에는, 그들 사이에 홈 (홈) 이 형성된다. 이 경우, 구조체 (162) 의 폭 (W1) 은 10 ㎚ ∼ 45 ㎚ 정도, 구조체 (162) 끼리의 간격 (W2) 은 10 ㎚ ∼ 수 ㎛ 정도이어도 된다. 구조체 (162) 의 높이 (T) 는, 예를 들어 50 ㎚ ∼ 5 ㎛ 정도이어도 된다. 구조체 (162) 가 통상인 경우에는, 그 내방에 구멍이 형성되게 된다.
기판 (W) 에 유기 용제를 공급하면, 도 7a 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 표면에 형성된 유기 용제 액막 (150) 이, 패턴 (161) 의 내부 (인접하는 구조체 (162) 의 사이의 공간 또는 통상의 구조체 (162) 의 내부 공간) 를 채운다.
히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 이 기판 (W) 에 접촉하면, 기판 (W) 이 가열되어, 유기 용제의 비점 (IPA 의 경우에는 82.4 ℃) 보다 소정 온도 (예를 들어, 10 ∼ 50 ℃) 만큼 높은 온도가 된다. 그에 의해, 기판 (W) 의 표면에 접하고 있는 유기 용제가 증발하여, 유기 용제의 기체가 발생하고, 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 기상층 (152) 이 형성된다. 기상층 (152) 은, 패턴 (161) 의 내부를 채우고, 또한 패턴 (161) 의 외측에 이르러, 구조체 (162) 의 상면 (162A) 보다 상방에 유기 용제 액막 (150) 과의 계면 (155) (기액계면) 을 형성하고 있다. 이 계면 (155) 상에 유기 용제 액막 (150) 이 지지되어 있다. 이 상태에서는, 유기 용제의 액면이 패턴 (161) 에 접하지 않기 때문에, 유기 용제 액막 (150) 의 표면장력에서 기인하는 패턴 도괴 (倒壞) 가 일어나지 않는다.
기판 (W) 의 가열에 의해 유기 용제가 증발할 때, 액상의 유기 용제는 패턴 (161) 내로부터 순간적으로 배출된다. 그리고, 형성된 기상층 (152) 상에 액상의 유기 용제가 지지되어, 패턴 (161) 으로부터 이격된다. 이렇게 하여, 유기 용제의 기상층 (152) 은, 패턴 (161) 의 상면 (구조체 (162) 의 상면 (162A)) 과 유기 용제 액막 (150) 사이에 개재되어, 유기 용제 액막 (150) 을 지지한다.
도 7c 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면으로부터 부상하고 있는 유기 용제 액막 (150) 에 균열 (153) 이 생기면, 건조 후에 워타마크 등의 결함의 원인이 되는 데다, 액막 (150) 의 거동이 불안정해져 패턴 도괴를 초래할 우려가 있다. 그래서, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 회전을 정지시킨 후에 유기 용제의 공급을 정지시키고, 기판 (W) 상에 두꺼운 유기 용제 액막 (150) 을 형성하여, 균열의 발생을 회피하고 있다. 히터 유닛 (6) 을 기판 (W) 에 접촉시킬 때에는, 기판 (W) 의 회전이 정지되어 있으므로, 액막 (150) 이 원심력에 의해 분열되는 일이 없고, 따라서, 액막 (150) 에 균열이 생기는 것을 회피할 수 있다. 또한 히터 유닛 (6) 의 출력을 조절하여, 유기 용제의 증기가 액막 (150) 을 뚫고 분사되지 않게 하고, 그에 따라, 균열의 발생을 회피하고 있다.
기상층 (152) 상에 유기 용제 액막 (150) 이 지지되어 있는 상태에서는, 유기 용제 액막 (150) 에 작용하는 마찰 저항은, 영으로 간주할 수 있을 만큼 작다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면에 평행한 방향의 힘이 유기 용제 액막 (150) 에 가해지면, 유기 용제 액막 (150) 은 간단하게 이동한다. 이 실시형태에서는, 유기 용제 액막 (150) 의 중앙에 구멍을 뚫고, 그에 따라, 구멍 (151) 의 가장자리부에서의 온도차에 의해 유기 용제의 흐름을 일으키게 하고, 또한 선상류 토출구 (81) 로부터 분사되는 불활성 가스에 의해 내방으로부터 액막 (150) 을 밀어냄으로써, 기상층 (152) 상에 지지된 유기 용제 액막 (150) 을 이동시켜 배제하고 있다.
도 8a 및 도 8b 는, 기판의 하면 전역이 히터 유닛의 가열면에 대향하는 것에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 는 기판의 하면 전역이 가열면에 중첩된 경우 (실시예) 에 있어서의 온도 측정 결과를 나타낸다. 도 8b 는 가열면의 직경이 기판의 직경보다 작고, 따라서, 기판의 외주부가 가열면에 대향하고 있지 않은 경우 (비교예) 에 있어서의 온도 측정 결과를 나타낸다. 도 8a 및 도 8b 에 있어서, 세로축은 기판의 온도를 나타내고, 가로축은, 시간을 나타낸다. 그리고, 곡선 Lc 는 기판 중앙부의 온도 변화, 곡선 Le 는 기판 외주부의 온도 변화, 곡선 Lm 은 기판 중앙부와 외주부 사이의 중간 영역의 온도 변화를 각각 나타낸다.
시각 t1 에 있어서, 히터 유닛의 가열면이 기판의 하면에 접촉하면, 기판의 온도가 상승하기 시작하고, 시각 t2 에 있어서 히터 유닛의 가열면이 기판의 하면으로부터 이간되면, 온도 상승이 정지된다. 도 8a 에 나타내는 실시예에서는, 곡선 Lc, Le, Lm 은 거의 일치하고 있고, 기판의 각 부에서의 온도의 편차가 생기는 일 없이, 히터 (62) 의 가열면 (6a) 과 거의 동 온도 (약 195 ℃) 까지 가열되어 있다. 한편, 도 8b 에 나타내는 비교예에서는, 곡선 Lc, Lm 은 거의 일치하고 있지만, 곡선 Le 는 저온측으로 어긋나 있다. 즉, 기판의 중앙부 및 중간 영역과 비교하여, 기판의 외주부에 있어서는, 온도 상승이 느리고, 또한 가열 정지 후에 온도차 (예를 들어 20 ℃ 정도) 가 발생하고 있다. 따라서, 기판의 외주가 중첩되는 크기의 가열면을 갖는 히터 유닛을 사용함으로써, 기판 가열 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 스핀 척 (5) 에 기판 (W) 이 유지된 상태에서, 그 기판 (W) 을 회전시키면서 당해 기판 (W) 을 향하여 처리 유체를 공급함으로써, 기판 (W) 의 전역을 처리 유체로 처리할 수 있다. 한편, 기판 (W) 이 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 대향하고, 상면에서 보았을 때 기판 (W) 의 최외주가 가열면 (6a) 에 중첩되므로, 스핀 척 (5) 으로부터 히터 유닛 (6) 으로 기판 (W) 을 옮김으로써, 기판 (W) 의 전역을 균일하게 가열할 수 있다. 따라서, 처리 유체에 의한 처리 및 가열 처리 모두가 기판 (W) 의 전역에 대해 균일하게 실시되므로, 기판 처리의 면내 균일성을 높일 수 있다. 또한, 기판 (W) 의 하면이 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 접하므로, 기판 (W) 을 효율적으로 가열할 수 있다. 특히, 이 실시형태에서는, 가열면 (6a) 이, 상면에서 보았을 때, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 전역에 중첩된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 전역을 더욱 균일하게 가열할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 스핀 척 (5) 의 척 핀 (20) 은, 기판 (W) 과 가열면 (6a) 사이에서 외측으로 퇴피 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 기판 (W) 과 가열면 (6a) 사이에 스핀 척 (5) 의 어느 부분도 개재하지 않은 상태에서, 기판 (W) 을 가열할 수 있다. 따라서, 기판 처리 (특히 가열) 의 면내 균일성을 더욱 높일 수 있다. 또, 척 핀 (20) 이 기판 (W) 과 가열면 (6a) 의 사이에서 외측으로 퇴피 가능하므로, 척 핀 (20) 에 간섭하는 일 없이, 기판 (W) 을 스핀 척 (5) 으로부터 히터 유닛 (6) 으로 옮겨 가열면 (6a) 을 기판 (W) 의 하면에 접촉시킬 수 있고, 또 히터 유닛 (6) 으로부터 스핀 척 (5) 으로 기판 (W) 을 옮길 수 있다.
또한 이 실시형태에서는, 척 핀 (20) 보다 내측에 배치된 리프트 핀 (4) 을 상하동시키는 구성에 의해, 기판 (W) 의 하면을 리프트 핀 (4) 으로 지지하고, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 을 옮길 수 있다. 따라서, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 의 상하 관계를 반전시키는 일 없이, 그들 사이에서 기판 (W) 을 옮길 수 있다. 이로써, 척 핀 (20) 과의 간섭을 고려하는 일 없이, 기판 (W) 보다 큰 가열면 (6a) 을 갖는 히터 유닛 (6) 을 설계할 수 있다.
이 실시형태에서는, 기판 (W) 상의 DIW 가 유기 용제로 치환되고, 유기 용제의 액막 (150) 이 기판 (W) 의 상면에 형성된다. 그 상태의 기판 (W) 의 하면의 전역에 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 이 접촉함으로써, 기판 (W) 의 전역에 있어서, 액막 (150) 과 기판 (W) 의 상면 사이에 균일한 기상층을 형성할 수 있고, 그 기상층에서 액막 (150) 을 부상시킬 수 있다. 그 상태에서, 액막 (150) 이 기판 (W) 밖으로 배제됨으로써, 기판 (W) 의 상면에 형성된 미세 패턴의 도괴를 회피할 수 있다. 특히 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 중앙부, 중간 영역 및 외주부 중 어느 것에 있어서도 기판 (W) 의 온도를 균일하게 상승시키고 또한 유지할 수 있으므로, 기판 (W) 의 상면의 전역에 있어서 균일한 기상층을 확실하게 형성할 수 있다. 그에 의해, 유기 용제의 표면장력이 미세 패턴에 작용하는 것을 확실하게 억제할 수 있으므로, 미세 패턴의 도괴를 확실하게 억제할 수 있다.
도 9 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 의 구성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 또, 도 10 은, 히터 유닛 등의 평면도이다. 도 9 및 도 10 에 있어서, 도 2 및 도 3 의 대응 부분은 동일 참조 부호로 나타낸다. 이 실시형태에서는, 리프트 핀 (4) 및 리프트 핀 승강 유닛 (7) 은 형성되어 있지 않다. 한편으로, 히터 유닛 (6) 의 플레이트 본체 (60) 가, 중앙부 (60A) 와, 그것을 둘러싸는 외주부 (60B) 로 분할되어 있다.
중앙부 (60A) 는, 예를 들어 평면에서 보았을 때 원형이어도 되고, 그 크기는, 기판 (W) 보다 작고, 폐쇄 상태의 척 핀 (20) 의 협지부 (20A) 보다 내측에 외주를 가지고 있다. 외주부 (60B) 는 중앙부의 외주에 대응하는 내측 가장자리 형상을 갖고, 기판 (W) 보다 큰 외주 형상 (예를 들어 원형) 을 가지고 있다. 중앙부 (60A) 의 가열면 (60a) (상면) 및 외주부 (60B) 의 가열면 (60b) (상면) 이, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 을 형성하고 있다. 이 가열면 (6a) 은, 기판 (W) 보다 크고, 이 실시형태에서는 기판 (W) 의 직경보다 큰 직경의 원형을 이루고 있다. 그에 의해, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 외주 (이 실시형태에서는 외주 전체) 가 가열면 (6a) 에 중첩되어 있다. 또, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 전역이 가열면 (6a) 에 중첩되어 있다.
외주부 (60B) 가 지지축 (32) 에 의해 지지되어 있는 한편, 중앙부 (60A) 는 지지축 (30) 내를 삽입 통과하는 승강축 (33) 에 의해 지지되어 있다. 지지축 (32) 은, 중공축이며, 회전축 (22) 을 삽입 통과하고 있고, 그 상단에 외주부 (60B) 가 결합되어 있고, 그 하단은 회전축 (22) 보다 하방으로 인출되어 고정되어 있다. 승강축 (33) 은, 지지축 (32) 을 삽입 통과하고 있고, 그 상단에 중앙부 (60A) 가 결합되어 있고, 그 하단은 지지축 (32) 보다 하방으로 인출되어, 승강 유닛 (34) 에 결합되어 있다. 중앙부 (60A) 및 승강 유닛 (34) 은, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 을 옮기는 트랜스퍼 유닛의 일례이다.
승강 유닛 (34) 은, 예를 들어 볼 나사 기구를 포함한다. 승강 유닛 (34) 은, 승강축 (33) 을 상하동시키고, 그에 따라, 상하동 가능한 가동부인 중앙부 (60A) 를 상측 위치와 하측 위치 사이에서 상하동시키고, 또한 이들 상측 위치와 하측 위치 사이의 임의의 위치에서 중앙부 (60A) 를 정지시킬 수 있다. 중앙부 (60A) 의 상하동에 의해, 중앙부 (60A) 의 가열면 (60a) 이, 외주부 (60B) 의 가열면 (60b) 에 대해 상대적으로 상하동한다. 즉, 중앙부 (60A) 의 가열면 (60a) 은, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 내에 형성된 가동부이다. 중앙부 (60A) 의 하측 위치란, 그 가열면 (60a) 이 외주부 (60B) 의 가열면 (60b) 과 동일한 높이가 되는 위치이다. 중앙부 (60A) 의 상측 위치란, 그 가열면 (60a) 이 스핀 척 (5) 의 기판 유지 높이보다 상방의 높이가 되는 위치이다. 중앙부 (60A) 는, 스핀 척 (5) 이 기판 (W) 에 접촉하는 위치보다 내방에서 기판 (W) 의 하면을 지지하고, 가열면 (6a) 을 관통하여 상하동하는 승강 부재의 일례이기도 하다.
도 11a ∼ 도 11g 는, 기판 처리의 주요한 스텝에 있어서의 처리 유닛 (2) 의 챔버 (13) 내의 모습을 나타낸다.
반송 로봇 (CR) 이 미처리의 기판 (W) 을 반입할 때, 및 반송 로봇 (CR) 이 처리가 끝난 기판 (W) 을 반출할 때에는, 컨트롤러 (3) 가 승강 유닛 (34) 을 제어하여, 중앙부 (60A) 를 상측 위치에 배치한다 (도 11a 참조). 반송 로봇 (CR) 은, 미처리의 기판 (W) 을 중앙부 (60A) 에 재치함으로써, 처리 유닛 (2) 에 미처리의 기판 (W) 을 반입한다. 또, 반송 로봇 (CR) 은, 처리가 끝난 기판 (W) 을 중앙부 (60A) 로부터 건져 올림으로써, 처리가 끝난 기판 (W) 을 처리 유닛 (2) 으로부터 반출한다. 즉, 상측 위치는, 기판 반입/반출 위치이다.
중앙부 (60A) 에 미처리의 기판 (W) 이 전해진 후, 컨트롤러 (3) 는, 중앙부 (60A) 로부터 스핀 척 (5) 으로 그 기판 (W) 을 전해주기 위한 제어를 실행한다. 즉, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다. 한편으로, 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여, 기판 (W) 이 척 핀 (20) 에 의한 유지 높이가 되는 수수 높이에 중앙부 (60A) 를 배치한다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 폐쇄 상태로 한다. 그에 의해, 중앙부 (60A) 로부터 스핀 척 (5) 으로 기판 (W) 이 수수된다 (도 11b 참조).
그 후, 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여 중앙부 (60A) 를 하측 위치까지 하강시킨다 (도 11c 참조). 이 상태에서, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 약액 처리, 린스 처리 및 유기 용제 액막 형성 처리가 실행된다.
이러한 후, 컨트롤러 (3) 는, 전동 모터 (23) 를 제어하여 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨다. 또한 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여 중앙부 (60A) 를 수수 높이까지 상승시킨다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다. 그에 의해, 스핀 척 (5) 으로부터 중앙부 (60A) 로 기판 (W) 이 수수된다 (도 11d 참조. 트랜스퍼 공정의 일부).
그 후, 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여 중앙부 (60A) 를 하측 위치까지 하강시킨다 (도 11e 참조. 트랜스퍼 공정의 일부). 이로써, 기판 (W) 의 하면의 전역이 가열면 (6a) 에 접하여, 가열면 (6a) 으로부터의 열전도에 의해 가열되는 상태가 된다. 이 상태에서 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 기판 가열, 액막에의 구멍 형성, 액막의 배제를 위한 처리가 실행된다.
이러한 처리 후, 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여, 중앙부 (60A) 를 수수 높이까지 상승시킨다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 폐쇄 상태로 한다. 그에 의해, 중앙부 (60A) 로부터 스핀 척 (5) 으로 기판 (W) 이 수수된다 (도 11b 와 동일한 상태). 그 후, 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여, 중앙부 (60A) 를 기판 (W) 의 하면으로부터 이격되도록, 예를 들어 하측 위치로 하강시킨다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 전동 모터 (23) 를 구동시키고, 스핀 척 (5) 을 회전시켜, 스핀 베이스 건조 처리를 실행한다 (도 11f 참조).
이 후, 컨트롤러 (3) 는, 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨 후, 승강 유닛 (34) 을 제어하여, 중앙부 (60A) 를 수수 높이까지 상승시킨다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다. 그에 의해, 스핀 척 (5) 으로부터 중앙부 (60A) 로 기판 (W) 이 수수된다 (도 11g 참조). 그 후, 컨트롤러 (3) 는, 승강 유닛 (34) 을 제어하여, 중앙부 (60A) 를 상측 위치 (반입/반출 높이) 까지 상승시킨다 (도 11a 참조). 이 후, 반송 로봇 (CR) 이, 중앙부 (60A) 로부터 기판 (W) 을 건져 올리고 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다.
이와 같이, 제 2 실시형태에서는, 히터 유닛 (6) 의 플레이트 본체 (60) 의 중앙부 (60A) 가, 척 핀 (20) 보다 내방에 있어서, 기판 (W) 의 하면을 지지하면서 상하동한다. 즉, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 의 내방의 영역에 상하동 가능한 가동부가 형성되어 있다. 그리고, 중앙부 (60A) 의 상하동에 의해, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 을 옮길 수 있다. 따라서, 스핀 척 (5) 과 가열면 (6a) 의 고정부 (외주부 (60B) 의 가열면 (60b)) 의 상하 관계를 반전시키는 일 없이, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 을 옮길 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 옮김에 따른 척 핀 (20) 과 간섭을 고려하는 일 없이, 기판 (W) 보다 큰 가열면 (6a) 을 갖는 히터 유닛 (6) 을 설계할 수 있다.
도 12 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 의 구성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 또, 도 13 은, 히터 유닛 등의 평면도이다. 도 12 및 도 13 에 있어서, 도 2 및 도 3 의 대응 부분은 동일 참조 부호로 나타낸다. 이 실시형태에서도, 리프트 핀 (4) 및 리프트 핀 승강 유닛 (7) 은 형성되어 있지 않다.
한편으로, 기판 (W) 보다 큰 가열면 (6a) 을 갖는 히터 유닛 (6) 을 승강시키기 위한 히터 승강 유닛 (67) 이 구비되어 있다. 히터 승강 유닛 (67) 은, 히터 유닛 (6) 의 지지축 (30) 의 하단에 결합되어 있고, 지지축 (30) 을 상하동함으로써, 히터 유닛 (6) 을 상하동시킨다. 보다 구체적으로는, 히터 승강 유닛 (67) 은, 가열면 (6a) 이 스핀 척 (5) 에 의한 기판 유지 높이보다 높은 위치에서 기판 (W) 을 지지하는 가열 처리 위치 (상측 위치) 와, 가열면 (6a) 이 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 하면으로부터 하방으로 이격된 퇴피 위치 (하측 위치) 사이에서 히터 유닛 (6) 을 상하동시킨다. 히터 승강 유닛 (67) 은, 예를 들어 볼 나사 기구를 포함하고, 상측 위치와 하측 위치 사이의 임의의 높이에서 히터 유닛 (6) 을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 히터 승강 유닛 (67) 은, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 을 옮기는 트랜스퍼 유닛의 일례이다.
도 13a 및 도 13b 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (5) 의 척 핀 (20) 은, 이 실시형태에서는, 협지부 (20A) 뿐만 아니라, 지지부 (20B) 도 구비하고 있다. 도 13a 에 나타내는 바와 같이, 척 핀 (20) 이 폐쇄 상태일 때, 협지부 (20A) 가 기판 (W) 의 둘레단면에 맞닿아 기판 (W) 을 협지한다. 이 때, 기판 (W) 의 하면은 지지부 (20B) 로부터 상방으로 이격되어 있고, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부가 지지부 (20B) 에 중첩되어 있다. 도 13b 에 나타내는 바와 같이, 척 핀 (20) 이 개방 상태일 때, 협지부 (20A) 는, 기판 (W) 의 둘레단면으로부터 퇴피하고, 한편으로, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부의 하면이 지지부 (20B) 에 맞닿아 지지된다. 이 때에도, 상면에서 보았을 때, 기판 (W) 의 둘레 가장자리부가 지지부 (20B) 에 중첩되어 있다. 이와 같이, 스핀 척 (5) 은, 척 핀 (20) 이 폐쇄 상태일 때 뿐만 아니라, 척 핀 (20) 이 개방 상태일 때에도, 기판 (W) 을 지지할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에는, 척 핀 (20) 의 배치에 대응한 복수 지점에 오목부 (68) 가 형성되어 있다. 오목부 (68) 는, 상면에서 보았을 때, 지지부 (20B) 를 수용할 수 있는 크기 및 형상으로 형성되어 있다. 보다 정확하게는, 오목부 (68) 는, 척 핀 (20) 이 개방 상태 (도 13b 참조) 일 때에 상면에서 보았을 때 기판 (W) 과 중첩되는 부분 (주로 지지부 (20B) 의 일부) 을 수용 가능한 평면 형상 및 크기를 가지고 있다. 이 실시형태에서는, 오목부 (68) 는, 얼레부이며, 지지부 (20B) 에 대향하는 저면을 가지고 있다. 히터 (62) 는, 히터 유닛 (6) 의 전체에 배치되어 있고, 오목부 (68) 의 저면에 대응하는 위치에도 배치되어 있다.
척 핀 (20) 이 개방 상태일 때, 평면에서 보았을 때 척 핀 (20) 과 오목부 (68) 를 정합시킨 상태에서 히터 유닛 (6) 을 가열 처리 위치 (상측 위치) 까지 상승시키면, 지지부 (20B) 에 재치되어 있는 기판 (W) 이 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 전해지고, 또한 지지부 (20B) 가 오목부 (68) 에 비집고 들어간다. 이 상태에서는, 평면에서 보았을 때 오목부 (68) 에 중첩되는 영역 이외에서는 기판 (W) 의 하면에 가열면 (6a) 이 접촉하여 열전도에 의해 기판 (W) 을 가열하고, 평면에서 보았을 때 오목부 (68) 에 중첩되는 영역에서는 오목부 (68) 의 저면으로부터의 복사열에 의해 기판 (W) 이 가열된다. 따라서, 기판 (W) 의 하면 전역이 히터 유닛 (6) 에 대향한 상태에서 거의 균일하게 가열된다.
도 14a ∼ 도 14c 는, 기판 처리의 주요한 스텝에 있어서의 처리 유닛 (2) 의 챔버 (13) 내의 모습을 나타낸다.
반송 로봇 (CR) 이 미처리의 기판 (W) 을 반입할 때, 및 반송 로봇 (CR) 이 처리가 끝난 기판 (W) 을 반출할 때에는, 컨트롤러 (3) 는, 히터 승강 유닛 (67) 을 제어하여, 히터 유닛 (6) 을 하측 위치에 배치하고, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다 (도 14a 참조). 반송 로봇 (CR) 은, 미처리의 기판 (W) 을 척 핀 (20) 의 지지부 (20B) 에 재치함으로써, 처리 유닛 (2) 에 미처리의 기판 (W) 을 반입한다. 또, 반송 로봇 (CR) 은, 처리가 끝난 기판 (W) 을 척 핀 (20) 의 지지부 (20B) 로부터 건져 올림으로써, 처리가 끝난 기판 (W) 을 처리 유닛 (2) 으로부터 반출한다.
스핀 척 (5) 에 미처리의 기판 (W) 이 전해진 후, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여 척 핀 (20) 을 폐쇄 상태로 한다. 이 상태에서, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 약액 처리, 린스 처리 및 유기 용제 액막 형성 처리가 실행된다.
이러한 후, 컨트롤러 (3) 는, 전동 모터 (23) 를 제어하여 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨다. 이 때, 컨트롤러 (3) 는, 스핀 척 (5) 의 회전 위치를 제어하면서 그 회전을 정지시키고, 척 핀 (20) 과 히터 유닛 (6) 의 오목부 (68) 를 정합시킨다. 또, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다. 그에 의해, 기판 (W) 은 척 핀 (20) 의 지지부 (20B) 에 재치된 상태가 된다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 히터 승강 유닛 (67) 을 제어하여, 히터 유닛 (6) 을 가열 처리 위치까지 상승시킨다. 그 과정에서, 척 핀 (20) 의 지지부 (20B) 로부터 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 으로 기판 (W) 이 수수된다 (도 14b 참조. 트랜스퍼 공정). 이로써, 기판 (W) 의 하면의 거의 전역이 가열면 (6a) 에 접하여, 가열면 (6a) 으로부터의 열전도에 의해 가열되는 상태가 된다 (기판 가열 공정). 또, 지지부 (20B) 가 오목부 (68) 에 비집고 들어가, 오목부 (68) 의 내부에서는, 오목부 (68) 의 저부로부터의 복사열로 기판 (W) 이 가열된다. 이 상태에서 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 기판 가열, 액막에의 구멍 형성, 액막의 배제를 위한 처리가 실행된다. 이 상태에서는, 척 핀 (20) 의 협지부 (20A) 가 기판 (W) 의 둘레단면에 대향하고 있으므로, 협지부 (20A) 는 기판 (W) 의 수평 방향으로의 변위를 규제하는 기판 가이드로서 기능할 수 있다.
이러한 처리 후, 컨트롤러 (3) 는, 히터 승강 유닛 (67) 을 제어하여, 히터 유닛 (6) 을 하측 위치까지 하강시킨다. 이 과정에서, 기판 (W) 이 스핀 척 (5) 의 지지부 (20B) 에 수수된다. 그 후, 컨트롤러 (3) 는, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 폐쇄 상태로 한다. 그 상태에서, 컨트롤러 (3) 는, 전동 모터 (23) 를 구동시키고, 스핀 척 (5) 을 회전시켜, 스핀 베이스 건조 처리를 실행한다 (도 14c 참조).
이 후, 컨트롤러 (3) 는, 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨 후, 척 핀 구동 유닛 (25) 을 제어하여, 척 핀 (20) 을 개방 상태로 한다 (도 14a 참조). 그에 의해, 기판 (W) 은 척 핀 (20) 의 지지부 (20B) 에 재치된 상태가 된다. 이 후, 반송 로봇 (CR) 이, 스핀 척 (5) 으로부터 기판 (W) 을 건져 올려 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다.
이와 같이, 제 3 실시형태에서는, 히터 유닛 (6) 의 상하동에 의해, 스핀 척 (5) 과 히터 유닛 (6) 사이에서 기판 (W) 이 옮겨진다. 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에는, 가열면 (6a) 을 상승시켰을 때에 척 핀 (20) 의 지지부 (20B) 와의 간섭을 회피하는 오목부 (68) 가 형성되어 있다. 이로써, 히터 유닛 (6) 은, 기판 (W) 보다 큰 직경의 가열면 (6a) 을 가지면서, 척 핀 (20) 과 간섭하는 일 없이, 척 핀 (20) 과의 사이에서 기판 (W) 을 수수할 수 있다.
도 15 는, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 처리 유닛 (2) 의 구성을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 또, 도 16 은, 히터 유닛 등의 평면도이다. 도 15 및 도 16 에 있어서, 도 2 및 도 3 의 대응 부분은 동일 참조 부호로 나타낸다.
이 실시형태에서는, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 기판 (W) 을 위치 결정하기 위한 기판 가이드 (70) 가 배치되어 있다. 기판 가이드 (70) 는, 기판 (W) 의 둘레단면에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 외방으로부터 내방을 향하여 하방으로 경사지는 경사면을 갖고, 경사면의 내방으로 기판 (W) 을 떨어뜨려서 위치 맞춤하는 떨굼 가이드이다. 기판 가이드 (70) 는, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 복수개 (도 16 의 예에서는 3 개) 형성되어 있다. 기판 가이드 (70) 는 1 개 이상 형성되면 되지만, 복수개 형성하는 것이 바람직하다. 기판 가이드 (70) 는, 기판 (W) 둘레단면의 전체 둘레에 걸친 환상 가이드이어도 되고, 기판 (W) 의 둘레단면의 일부를 따라 원호상으로 연속되는 원호상 가이드이어도 된다.
히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 기판 가이드 (70) 를 형성해 둠으로써, 가열면 (6a) 에 기판 (W) 이 재치되었을 때에 기판 (W) 이 위치 맞춤된다. 그에 의해, 가열 처리 후에, 리프트 핀 (4) 으로 기판 (W) 을 밀어 올렸을 때, 리프트 핀 (4) 으로부터 스핀 척 (5) 으로 확실하게 기판 (W) 을 수수할 수 있는 위치에 기판 (W) 의 위치를 제어할 수 있다.
동일한 이유에서, 도 9 에 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에 있어서도, 가열면 (6a) 에 기판 가이드 (70) 를 배치하는 것이 바람직하다. 또, 제 3 실시형태에 있어서도, 가열면 (6a) 에 기판 가이드 (70) 를 형성해도 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은, 또 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 기판 (W) 상에 유기 용제의 액막 (150) 을 형성하고, 그 중앙에 구멍 (151) 을 뚫고, 그 구멍 (151) 을 넓혀 유기 용제를 기판 (W) 밖으로 배제하고 있다. 그러나, 구멍 (151) 의 개구는 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 기판 (W) 상에 유기 용제의 얇은 액막을 형성한 후, 히터 유닛 (6) 의 가열면 (6a) 에 기판 (W) 의 하면을 접촉시킴으로써, 기판 (W) 의 전역에 있어서 순간적으로 유기 용제를 증발시켜도 된다.
또, 사용 가능한 유기 용제는, IPA 외에도, 메탄올, 에탄올, 아세톤, HEF (하이드로플루오로에테르) 를 예시할 수 있다. 이들은, 모두 물 (DIW) 보다 표면장력이 작은 유기 용제이다.
또, 전술한 실시형태에서는, 유기 용제 린스액으로서의 DIW 를 유기 용제로 치환하고, 그 유기 용제를 기판 밖으로 배제하기 위해서 불활성 가스를 사용하는 예가 나타나 있다. 그러나, 본 발명은, 유기 용제 처리 (도 8 의 스텝 S4) 를 갖지 않는 프로세스에 대해서도 적용 가능하다. 보다 구체적으로는, 기판을 약액으로 처리하는 약액 처리 공정, 그 후에 기판 상의 약액을 린스액 (DIW 등) 으로 치환하는 린스 처리 공정, 그 후에 기판 상의 린스액을 기판 밖으로 배제하는 린스액 배제 공정을 포함하는 기판 처리 방법에 대해, 본 발명을 적용해도 된다. 즉, 린스액 배제 공정에 있어서, 기판에 히터 유닛을 접촉시켜도 된다.
또, 전술한 실시형태에서는, 기판이 원형이고, 히터 유닛의 가열면이 기판의 직경보다 큰 직경의 원형인 경우에 대해 설명했지만, 기판이 원형이어도, 히터 유닛의 가열면이 원형일 필요는 없고, 예를 들어 다각형이어도 된다. 또, 처리 대상의 기판이 원형일 필요도 없고, 예를 들어 사각형의 기판의 처리를 위해서 본 발명을 적용해도 된다.
또, 전술한 제 2 실시형태에서는, 히터 유닛 (6) 의 플레이트 본체 (60) 의 중앙부 (60A) 가 원형의 가열면 (60a) 을 갖는 구성을 나타냈지만, 가열면 (60a) 이 원형일 필요는 없고, 사각형 등의 다각형이어도 된다. 또, 가열면 (60a) 의 일부가 승강하는 가동부이면 되고, 가동부의 형상, 배치 및 수는 제 2 실시형태에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 가동부가 가열면에 형성되어 있어도 된다. 또, 척 핀 (20) 보다 내측에 배치된 환상의 가동부가 상하동하는 구성이어도 된다.
또, 전술한 제 3 실시형태에서는, 오목부 (68) 가 저면을 갖는 예에 대해 설명했지만, 오목부 (68) 는, 히터 유닛 (6) 을 관통하는 관통공이어도 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
본 출원은, 2016년 3월 29일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2016-066311호에 대응하고 있고, 본 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (10)

  1. 기판의 둘레 가장자리부에 접하는 복수의 유지 부재로 기판의 둘레 가장자리부를 협지함으로써 기판을 수평 자세로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    기판의 둘레단면에 접촉하여 기판을 협지하는 폐쇄 상태와, 기판의 둘레단면으로부터 퇴피한 개방 상태 사이에서, 상기 복수의 유지 부재를 개폐 구동하는 구동 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 의해 유지된 기판을 회전시키는 기판 회전 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판에 하방에서 대향하고, 상면에서 보았을 때 당해 기판의 최외주가 중첩되는 가열면을 갖고, 당해 기판의 하면에 접한 상태에서 당해 기판을 가열하는 기판 가열 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛과 상기 기판 가열 유닛 사이에서 기판을 옮기는 트랜스퍼 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판을 향하여 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 트랜스퍼 유닛이, 상기 가열면을 상기 복수의 유지 부재에 대해 상대적으로 상하동시키는 승강 유닛을 포함하고,
    상기 유지 부재가, 상기 폐쇄 상태에서 상기 기판의 둘레단면에 맞닿아 상기 기판을 협지하는 협지부와, 상기 개방 상태에서 상기 기판의 둘레 가장자리부의 하면에 맞닿아 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 가열면이, 상기 승강 유닛에 의해 상기 복수의 유지 부재에 대해 하측 위치로부터 상측 위치로 상대적으로 상승되는 과정에서 상기 복수의 유지 부재의 적어도 일부를 수용함과 함께, 상기 복수의 유지 부재의 배치에 대응한 복수 지점에 형성된 복수의 오목부를 포함하고,
    상기 가열면이 상기 하측 위치에 있는 상태에서, 상기 폐쇄 상태에 있는 상기 복수의 유지 부재에 의해 협지된 상기 기판을 상기 기판 회전 유닛에 의해 회전시키면서, 상기 처리 유체 공급 유닛에 의해 상기 기판을 향하여 처리 유체를 공급한 후,
    상기 승강 유닛에 의해 상기 하측 위치로부터 상기 상측 위치로 상기 가열면을 상승시켜, 상기 개방 상태에 있음과 함께 그 적어도 일부가 상기 오목부에 수납된 상기 복수의 유지 부재에 지지된 상기 기판을 상기 복수의 유지 부재로부터 상기 가열면으로 옮기는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부가, 상기 기판 가열 유닛을 관통하도록 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열면이, 상면에서 보았을 때 상기 기판 유지 유닛에 유지된 기판의 전역에 중첩된, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판과 상기 가열면 사이에서 외측으로 퇴피 가능하게 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 기판 회전 유닛, 상기 트랜스퍼 유닛 및 상기 처리 유체 공급 유닛을 제어하는 컨트롤러를 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러가,
    상기 기판 유지 유닛에 의해 유지된 기판을 상기 기판 회전 유닛에 의해 회전시키면서, 상기 처리 유체 공급 유닛으로부터 상기 기판으로 처리 유체를 공급하는 유체 처리와,
    상기 유체 처리 후, 상기 트랜스퍼 유닛에 의해 상기 기판 유지 유닛으로부터 상기 기판 가열 유닛으로 기판을 옮기고, 상기 기판 가열 유닛에 의해 상기 기판을 가열하는 가열 처리를 실행하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 추가로 상기 기판 유지 유닛을 제어하고,
    상기 가열 처리시에, 상기 컨트롤러가, 상기 기판 유지 유닛을 상기 기판의 하면과 상기 기판 가열 유닛의 가열면 사이에 위치하지 않는 위치까지 이동시키는, 기판 처리 장치.
  7. 챔버 내에 배치된 기판 유지 유닛에 의해 기판의 둘레 가장자리부를 협지하여 수평 자세로 유지하면서 당해 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판 회전 공정에서 회전되고 있는 기판의 표면에 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 공정과,
    상기 기판 회전 공정을 끝내고 나서, 상기 챔버 내에서 상기 기판 유지 유닛으로부터 기판 가열 유닛으로 옮기는 트랜스퍼 공정과,
    상기 기판 가열 유닛의 가열면에 상기 기판의 하면이 대향하고, 상면에서 보았을 때 당해 기판의 최외주가 상기 가열면에 중첩된 상태에서, 상기 기판의 하면을 상기 가열면에 접촉시켜 당해 기판을 가열하는 기판 가열 공정을 포함하고,
    상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판의 둘레 가장자리부에 접하는 복수의 유지 부재를 포함하고,
    상기 복수의 유지 부재가, 상기 기판의 둘레단면에 접촉하여 상기 기판을 협지하는 폐쇄 상태와, 상기 기판의 둘레단면으로부터 퇴피한 개방 상태 사이에서 개폐 구동되도록 구성되어 있고,
    상기 유지 부재가, 상기 폐쇄 상태에서 상기 기판의 둘레단면에 맞닿아 상기 기판을 협지하는 협지부와, 상기 개방 상태에서 상기 기판의 둘레 가장자리부의 하면에 맞닿아 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 트랜스퍼 공정이, 상기 가열면을 상기 복수의 유지 부재에 대해 상대적으로 상하동시키는 승강 공정을 포함하고,
    상기 가열면이, 상기 승강 공정에 의해 상기 복수의 유지 부재에 대해 하측 위치로부터 상측 위치로 상대적으로 상승되는 과정에서 상기 복수의 유지 부재의 적어도 일부를 수용함과 함께, 상기 복수의 유지 부재의 배치에 대응한 복수 지점에 형성된 복수의 오목부를 포함하고,
    상기 가열면이 상기 하측 위치에 있는 상태에서, 상기 폐쇄 상태에 있는 상기 복수의 유지 부재에 의해 협지된 상기 기판을 상기 기판 회전 공정에 의해 회전시키면서, 상기 처리 유체 공급 공정에 의해 상기 기판을 향하여 처리 유체를 공급한 후,
    상기 승강 공정에 의해 상기 하측 위치로부터 상기 상측 위치로 상기 가열면을 상승시켜, 상기 개방 상태에 있음과 함께 그 적어도 일부가 상기 오목부에 수납된 상기 복수의 유지 부재에 지지된 상기 기판을 상기 복수의 유지 부재로부터 상기 가열면으로 옮기는, 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 오목부가, 상기 기판 가열 유닛을 관통하도록 형성되어 있는, 기판 처리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 가열 공정에 있어서, 상기 기판의 하면의 전역이 상기 가열면에 대향하는, 기판 처리 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 가열 공정에 있어서, 상기 기판 유지 유닛이, 상기 기판과 상기 가열면 사이에서 외측으로 퇴피되어 있는, 기판 처리 방법.
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