KR102126143B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기판 처리 장치는, 분출관 (7) 으로부터 공급 위치 (SP) 를 향하여 공급된 처리액의 흐름이, 액류 분산 부재 (8) 에 의해, 처리조 (1) 의 중앙을 향하는 바닥면측의 흐름과, 처리조 (1) 의 중앙을 향하는 대각선 상방으로의 흐름의 두 개로 크게 분산된다. 따라서, 처리조 (1) 의 중앙부에서 상승하는 처리액의 흐름과, 이 액류에 대각선 하방으로부터 합류하는 액류로 강한 액류를 분산시킬 수 있으므로, 그 액류가 기판 (W) 면의 중앙부에서 비교적 넓은 폭이 되어 상승한다. 그 결과, 기판 (W) 면 부근에 있어서의 처리액의 흐름의 차이가 완화되므로, 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 유기 EL 용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양 전지용 기판 (이하, 간단히 기판이라고 칭한다) 에 대해, 처리액에 의해 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 장치로서, 처리조와, 분출관을 구비한 기판 처리 장치가 있다. 처리조는, 처리액을 저류시키고, 기판을 수용하여 처리액에 의한 처리를 실시한다. 분출관은, 처리조에 처리액을 공급한다. 분출관은, 처리조의 바닥부로서, 기판의 좌우 양측에 배치되어 있다. 1 쌍의 분출관은, 각각 처리조의 중앙부를 향하여 처리액을 공급한다. 공급된 처리액은, 처리조의 바닥부 중앙 부근에서 상승류를 형성하고, 상방을 향하여 흐른다. 분출관으로부터 공급된 처리액의 흐름 중, 기판면 부근의 흐름은, 좌우로부터 공급된 처리액이 상승하는 기판면에 있어서의 중앙부의 좁은 범위에서 가장 빨라져, 흐름이 느린 곳과의 차이가 크게 발생하기 쉽다. 이와 같은 기판면 부근에 있어서의 처리액의 흐름에 큰 차이가 발생하면, 액류가 강한 (빠른) 부분에서 처리가 진행되므로, 처리의 면내 균일성이 악화된다.
그래서, 복수 쌍의 분출관을 배치하고, 처리액을 공급하는 분출관을 순차적으로 전환하여, 공급된 처리액의 흐름의 차이를 완화시키는 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
그러나, 이와 같은 구성을 갖는 종래예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 장치는, 복수 쌍의 분출관을 구비하고, 처리액을 공급하는 분출관을 전환할 필요가 있으므로, 구성이 복잡화됨과 함께 제어가 번잡해진다는 문제가 있다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 간단한 구성으로 처리액의 흐름의 차이를 억제하여, 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명은, 처리액에 의해 기판에 대해 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 처리액을 저류시키고, 기판을 수용하여 기판에 대해 처리를 실시하는 처리조와, 상기 처리조의 바닥부측으로서, 수용된 기판의 좌우 방향에 배치되고, 상기 처리조의 바닥면 중앙으로부터 바로 앞의 공급 위치를 향하여 처리액을 공급하는 1 쌍의 분출관과, 상기 1 쌍의 분출관의 각각과, 상기 1 쌍의 분출관에 대응하는 상기 공급 위치 사이에, 상기 처리조의 바닥면과의 사이에 간극을 두고 배치된 액류 분산 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
[작용·효과] 본 발명에 의하면, 분출관으로부터 공급된 처리액은, 액류 분산 부재에 의해, 처리조의 바닥면을 따른 흐름과, 처리조의 중앙을 향하는 대각선 상방으로의 흐름으로 나눌 수 있다. 따라서, 중앙부에서 상승하는 액류와, 이 액류에 대각선 하방으로부터 합류하는 액류로 강한 액류를 분산시킬 수 있으므로, 그 액류가 기판면의 중앙부에서 비교적 넓은 폭이 되어 상승한다. 그 결과, 기판면 부근에 있어서의 처리액의 흐름의 차이가 완화되므로, 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 액류 분산 부재는, 기판면 방향에 있어서의 종단면이 원 형상을 나타내는 것이 바람직하다.
분출관으로부터 공급된 처리액을 원활하게 2 방향으로 분산시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 액류 분산 부재는, 기판면 방향에 있어서의 종단면이 삼각 형상을 나타내고, 하나의 정점이 상기 분출관측을 향해 있는 것이 바람직하다.
분출관으로부터 공급된 처리액을 2 방향으로 분산시킬 수 있음과 함께, 삼각형의 변의 각도에 의해 액류의 방향을 제어하기 쉽게 할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 기립 자세의 기판의 하측 가장자리 중앙부를 유지하는 중앙부 유지부와, 기판의 좌우측의 하측 가장자리를 유지하는 1 쌍의 측부 유지부를 구비하고, 상기 처리조의 상방에 해당하는 대기 위치와, 상기 처리 장치의 내부에 해당하는 처리 위치에 걸쳐서 이동 가능한 리프터를 구비하고, 상기 액류 분산 부재는, 상기 리프터에 의해 기판이 배열되어 있는 방향에 장축을 갖는 것이 바람직하다.
리프터에 의해 유지된 기판의 배열 방향에 액류 분산 부재가 장축을 가지므로, 모든 기판면에 있어서의 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 액류 분산 부재는, 상기 공급 위치와, 상기 리프터의 측부 유지부 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
공급 위치보다 먼 위치에 액류 분산 부재를 배치하면, 공급 위치에서 처리액이 어느 정도 이미 분산되어 있으므로, 액류의 폭을 넓히는 효과가 낮아진다. 한편, 리프터의 측부 유지부보다 분출관에 가까운 위치에 액류 분산 부재를 배치하면, 처리액이 액류 분산 부재와 리프터의 측부 유지부에 의해 차단되게 되므로, 처리액의 흐름이 매우 나빠진다. 따라서, 공급 위치와, 리프터의 측부 유지부 사이에 액류 분산 부재를 배치함으로써, 바람직하게 처리액의 액류를 분산시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 액류 분산 부재는, 기판이 배열되어 있는 방향의 양단부에 배치된 부착 기구에 의해 상기 처리조의 바닥면에 배치되고, 상기 부착 기구는 불소 수지로 구성되고, 상기 분출관의 외주면의 일 부위에 부착되고, 상기 처리조의 중앙부측으로 돌출된 연결부를 구비한 단부 부재와, 상기 단부 부재 사이에 배치되어 상기 액류 분산 부재를 지지하고, 상기 분출관측으로 돌출된 연결부를 구비한 지지 부재와, 상기 단부 부재의 연결부와 상기 지지 부재의 연결부를 이간하여 대향시킨 상태에서 삽입 통과되고, 상기 단부 부재와 상기 지지 부재를 연결하는 연결관을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
액류 분산 부재는, 지지 부재에 의해 지지되고, 지지 부재를 단부 부재와 연결관으로 연결시켜 구성된 부착 기구에 의해 처리조에 부착되어 있다. 처리액이 고온이면 불소 수지제인 부착 기구가 팽창되지만, 연결관은, 단부 부재의 연결부와 지지 부재의 연결부를 이간하여 대향시킨 상태에서 삽입 통과되어 있으므로, 팽창분을 흡수할 수 있다. 따라서, 지지 부재를 안정적으로 처리조에 부착할 수 있으면서도, 부착 기구의 팽창에 의해 처리조가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 액류 분산 부재는, 상기 처리조에 대해 자유롭게 착탈할 수 있도록 부착되어 있는 것이 바람직하다.
액류 분산 부재를 처리조에 대해 자유롭게 착탈할 수 있도록 함으로써, 액류 분산 부재의 교환이나 청소 등의 메인터넌스를 용이하게 실시할 수 있다.
본 발명에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 분출관으로부터 공급된 처리액은, 액류 분산 부재에 의해, 처리조의 바닥면을 따른 흐름과, 처리조의 중앙을 향하는 대각선 상방으로의 흐름으로 나눌 수 있다. 따라서, 중앙부에서 상승하는 액류와, 이 액류에 대각선 하방으로부터 합류하는 액류로 강한 액류를 분산시킬 수 있으므로, 그 액류가 기판면의 중앙부에서 비교적 넓은 폭이 되어 상승한다. 그 결과, 기판면 부근에 있어서의 처리액의 흐름의 차이가 완화되므로, 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 실시예에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는 액류 분산 부재를 나타내는 도면이다.
도 3 은 부착 기구의 평면도이다.
도 4 는 부착 기구의 정면의 일부를 확대한 도면이다.
도 5 는 액류 분산 부재가 없는 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 6 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 50 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 7 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 60 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 8 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 70 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 9 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 80 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 10 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 90 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 11 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 12 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 110 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 13 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 바닥면과의 간극을 2.5 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 14 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 30 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 15 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 26 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 16 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 18 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 17 은 액류 분산 부재의 제 1 변형예를 나타내는 도면이다.
도 18 은 액류 분산 부재의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다.
도 2 는 액류 분산 부재를 나타내는 도면이다.
도 3 은 부착 기구의 평면도이다.
도 4 는 부착 기구의 정면의 일부를 확대한 도면이다.
도 5 는 액류 분산 부재가 없는 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 6 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 50 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 7 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 60 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 8 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 70 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 9 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 80 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 10 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 90 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 11 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 12 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 110 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 13 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 바닥면과의 간극을 2.5 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 14 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 30 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 15 는 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 26 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 16 은 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 18 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다.
도 17 은 액류 분산 부재의 제 1 변형예를 나타내는 도면이다.
도 18 은 액류 분산 부재의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 1 은, 실시예에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 관련된 기판 처리 장치는, 복수 장의 기판 (W) 을 일괄적으로 처리액에 의해 처리할 수 있는 배치식의 장치이고, 처리조 (1) 와, 오버 플로조 (3) 와, 리프터 (5) 를 구비하고 있다.
처리조 (1) 는, 처리액을 저류시키고, 복수 장의 기판 (W) 을 평행하게 배열한 상태에서 수용하여 복수 장의 기판 (W) 에 대해 동시에 처리를 실시한다. 처리조 (1) 는, 기판의 배열 방향의 단면 (도 1) 에서는 바닥부의 중앙이 낮은 골 (谷) 이 된 형상을 이루고, 처리액을 공급하는 1 쌍의 분출관 (7) 을 구비하고 있다. 1 쌍의 분출관 (7) 은, 처리조 (1) 의 바닥부측으로서 기판 (W) 의 배열의 좌우 방향의 측면부에 배치되어 있다. 1 쌍의 분출관 (7) 은, 처리조 (1) 의 중앙부보다, 분출관 (7) 측에 가까운 바로 앞에 위치하는 공급 위치 (SP) 를 향하여 각각 처리액을 공급한다. 자세한 것은 후술하지만, 공급 위치 (SP) 와 각 분출관 (7) 사이로서, 처리조 (1) 의 바닥면에는, 1 쌍의 액류 분산 부재 (8) 가 배치되어 있다.
처리조 (1) 의 상측 가장자리의 주위에는, 오버 플로조 (3) 가 배치되어 있다. 오버 플로조 (3) 는, 처리조 (1) 의 상측 가장자리를 넘어 흘러넘친 처리액을 회수한다. 오버 플로조 (3) 는, 처리조 (1) 의 1 쌍의 분출관 (7) 과 순환 배관 (9) 에 의해 연통 접속되어 있다. 순환 배관 (9) 은, 오버 플로조 (3) 측으로부터 처리조 (1) 측을 향하여, 펌프 (11) 와, 인라인 히터 (13) 와, 필터 (15) 를 구비하고 있다. 펌프 (11) 는, 오버 플로조 (3) 에 저류되는 처리액을 순환 배관 (9) 에 흡수하고, 처리액을 분출관 (7) 측으로 압송한다. 인라인 히터 (13) 는, 순환 배관 (9) 을 유통하는 처리액을 처리 온도로 온도 조절한다. 예를 들어, 처리액이, 기판 (W) 에 피착되어 있는 질화막 (SiN) 을 에칭하는 인산을 함유하는 것인 경우, 처리 온도는, 예를 들어, 약 160 ℃ 이다. 필터 (15) 는, 순환 배관 (9) 을 유통하는 처리액에 포함되어 있는 파티클을 여과시켜 제거한다.
공급관 (17) 은, 처리조 (1) 의 내벽을 따라 연장되어 돌출되고, 처리조 (1) 의 바닥면을 향하여 일단측의 개구부를 향해 배치되어 있다. 공급관 (17) 은, 그 타단측이 처리액 공급원 (19) 에 연통 접속되어 있다. 공급관 (17) 에는, 개폐 밸브 (21) 가 형성되어 있다. 개폐 밸브 (21) 는, 처리액 공급원 (19) 으로부터 공급관 (17) 으로의 처리액의 유통을 제어한다. 처리액 공급원 (19) 은, 처리액을 저류시키고 있고, 개폐 밸브 (21) 가 개방됨으로써, 상온의 처리액을 공급관 (17) 에 공급한다.
리프터 (5) 는, 처리조 (1) 의 내부에 상당하는 「처리 위치」(도 1 에 나타내는 위치) 와, 처리조 (1) 의 상방에 상당하는 「대기 위치」(도시 생략) 사이에 걸쳐서 승강 이동한다. 리프터 (5) 는, 배판 (背板) (23) 과, 중앙부 유지부 (25) 와, 1 쌍의 측부 유지부 (27) 를 갖는다. 배판 (23) 은, 처리조 (1) 의 내벽을 따른 판상의 부재이다. 중앙부 유지부 (25) 와, 1 쌍의 측부 유지부 (27) 는, 배판 (23) 의 하부에 수평 방향 (지면의 안쪽 바로 앞 방향) 으로 연장되고 돌출되어 형성되고, 복수 장의 기판 (W) 을 평행하게 배열한 상태로 유지한다. 중앙 유지부 (25) 는, 기립 자세의 기판 (W) 의 하측 가장자리 중앙부를 맞닿게 하여 유지한다. 1 쌍의 측부 유지부 (27) 는, 기립 자세의 기판 (W) 의 좌우측의 하측 가장자리를 맞닿게 하여 유지한다.
제어부 (29) 는, 도시되지 않은 CPU 나 메모리를 내장하고 있다. 제어부 (29) 는, 리프터 (5) 의 승강 동작, 펌프 (11) 의 온 오프 동작, 인라인 히터 (13) 의 온도 조절 동작, 개폐 밸브 (21) 의 개폐 동작 등을 통괄적으로 제어한다.
여기서, 도 2 ∼ 도 4 를 참조하여, 액류 분산 부재 (8) 에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 도 2 는, 액류 분산 부재를 나타내는 도면이고, 도 3 은, 부착 기구의 평면도이고, 도 4 는, 부착 기구의 정면의 일부를 확대한 도면이다.
액류 분산 부재 (8) 는, 기판 (W) 의 면 방향에 있어서의 종단면이 원 형상을 나타내는 원기둥으로 구성되고, 지면의 안쪽 바로 앞 방향 (기판 (W) 이 배열되어 있는 정렬 방향) 을 향하여 장축을 배치하고 있다. 액류 분산 부재 (8) 는, 분출관 (7) 으로부터의 처리액의 공급 위치 (SP) 와 측부 유지부 (27) 사이에 배치되어 있다. 또, 액류 분산 부재 (8) 는, 측면에서 볼 때에는, 처리조 (1) 의 바닥면과 액류 분산 부재 (8) 의 하면 사이에 간극 (GP) 을 두고 배치되어 있다. 액류 분산 부재 (8) 는, 예를 들어, 석영제이고, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이 부착 기구 (31) 에 의해 처리조 (1) 의 바닥부에 부착되어 있다.
또한, 상기 서술한 간극 (GP) 의 바람직한 값은, 예를 들어, 처리조 (1) 의 크기나, 액류 분산 부재 (8) 의 직경이나 구조, 액류 분산 부재 (8) 가 배치되어 있는 위치 등에 따라 상이하다. 여기서는, 예를 들어, 액류 분산 부재 (8) 의 직경이 22 ㎜, 처리조 (1) 의 폭이 약 300 ㎜, 액류 분산 부재 (8) 의 배치 위치가 처리조 (1) 의 중심으로부터 50 ∼ 100 ㎜ 인 경우, 간극 (GP) 은 약 1.5 ㎜ 정도인 것이 바람직하다.
부착 기구 (31) 는 불소 수지로 구성되고, 단부 부재 (33) 와, 지지 부재 (35) 와, 연결관 (37) 을 구비하고 있다. 단부 부재 (33) 는, 분출관 (7) 의 양단부 중 외주면의 일 부위에 끼워 부착되는 끼움 부착부 (39) 를 구비하고 있다. 분출관 (7) 은 처리조 (1) 의 바닥부측으로서 기판 (W) 배열의 좌우 방향의 측면부에 배치되어 있으므로, 단부 부재 (33) 는 처리조 (1) 의, 기판 (W) 의 배열 방향 좌우측의 측면의 바닥부이고 또한 기판 (W) 배열 방향의 양단측에 부착되어 배치된다. 또, 단부 부재 (33) 는, 도 1, 도 4 의 단면에 있어서 처리조 (1) 의 바닥면의 중앙부측 (골측) 으로 돌출된 연결부 (41) 가 형성되어 있다. 지지 부재 (35) 는, 처리조 (1) 의 바닥면의 형상을 따른 형상을 나타내고, 기판 (W) 배열 방향의 양단측의 바닥부에 있어서 기판 (W) 배열 방향의 좌우의 단부 부재 (33) 사이에 배치되고, 2 개의 액류 분산 부재 (8) 를 측면에 고정되어 지지하고 있다. 또, 지지 부재 (35) 는, 분출관 (7) 측으로 돌출된 연결부 (43) 가 형성되어 있다. 단부 부재 (33) 와 지지 부재 (35) 는, 각각의 연결부 (41, 43) 를 이간하여 대향시킨 상태에서, 연결관 (37) 을 연결부 (41, 43) 에 삽입 통과시킴으로써 서로 연결된다. 연결관 (37) 은 불소 수지 중에서도 유연성이 있는 소재, 예를 들어 PFA (테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 로 제조되고, 단부 부재 (33) 와 지지 부재 (35) 는 경질의 소재, 예를 들어 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 로 제조된다. 이러한 구조에 의해, 액류 분산 부재 (8) 는, 처리조 (1) 에 대해 용이하게 자유롭게 착탈할 수 있도록 부착되고, 액류 분산 부재 (8) 의 교환이나 청소 등의 메인터넌스를 용이하게 실시할 수 있다.
처리액이 고온이면 불소 수지제인 부착 기구 (31) 는 팽창하지만, 연결관 (37) 은, 단부 부재 (33) 의 연결부 (41) 와 지지 부재 (35) 의 연결부 (43) 를 이간하여 대향시킨 상태에서 삽입 통과되어 있으므로, 각 부의 열팽창에 의한 치수 변동분을 흡수할 수 있다. 따라서, 지지 부재 (35) 를 안정적으로 처리조 (1) 에 부착할 수 있으면서도, 부착 기구 (31) 의 팽창에 의해 처리조 (1) 가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 분출관 (7) 으로부터 공급 위치 (SP) 를 향하여 공급된 처리액의 흐름 (TL) 이, 액류 분산 부재 (8) 에 의해, 처리조 (1) 의 중앙을 향하는 바닥면측의 흐름 (TL1) 과, 처리조 (1) 의 중앙을 향하는 대각선 상방으로의 흐름 (TL2) (바꾸어 말하면, 흐름 (TL1) 에 대각선 하방으로부터 합류하는 흐름 (TL2)) 의 두 개로 크게 분산된다. 따라서, 처리조 (1) 의 중앙부에서 상승하는 처리액의 흐름 (TL1) 과, 이 액류 (TL1) 에 대각선 하방으로부터 합류하는 액류 (TL2) 로 강한 액류를 분산시킬 수 있으므로, 그 액류 (TL1 와 TL2) 가 기판 (W) 면의 중앙부에서 비교적 넓은 폭이 되어 상승한다. 그 결과, 기판 (W) 면 부근에 있어서의 처리액의 흐름의 차이가 완화되므로, 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 5 ∼ 도 16 의 시뮬레이션 결과를 참조하여, 상기 서술한 액류 분산 부재 (8) 의 효과에 대해 설명한다.
또한, 도 5 는, 액류 분산 부재가 없는 경우의 액류를 나타내는 모식도이다. 또, 도 6 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 50 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 7 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 60 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 8 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 70 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 9 는, 액류 분산 부재를 중심으로부터 80 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 10 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 90 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 11 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 12 는, 액류 분산 부재를 중심으로부터 110 ㎜ 에 배치한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 13 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 바닥면과의 간극을 2.5 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 14 는, 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 30 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 15 는, 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 26 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이고, 도 16 은, 액류 분산 부재를 중심으로부터 100 ㎜ 에 배치하고, 액류 분산 부재의 직경을 18 ㎜ 로 한 경우의 액류를 나타내는 모식도이다. 이것들 시뮬레이션에 있어서의 분출관 (7) 으로부터의 처리액의 유량은, 매분 40 리터로 하고, 공급 위치 (SP) 는, 중심으로부터 45 ㎜ 부근으로 하고 있다.
도 5 는, 액류 분산 부재 (8) 를 구비하고 있지 않은 처리조 (1) 이고, 여기서는 기준 (종래예) 이 되는 것이다. 이 도 5 로부터 분명한 바와 같이, 분출관 (7) 으로부터 공급된 처리액은, 처리조 (1) 의 중앙에서 상승하는 유속이 빠른 영역 (HVR) 과, 이 영역 (HVR) 으로부터 측방으로 멀어진 유속이 느린 영역 (LVR) 이 종근상 (縱筋狀) 으로 생성되어 있다. 요컨대, 기판 (W) 면 부근의 흐름은, 좌우로부터 공급된 처리액이 상승하는 기판 (W) 면에 있어서의 중앙부의 좁은 범위에서 가장 유속이 빨라져, 유속이 느린 곳과의 차이가 크게 발생하고 있다. 또한, 도면 중의 부호 WD 는, 기판 (W) 면의 중앙부에 있어서의 유속이 빠른 상승류의 폭을 나타내고, 이 경우에는, 비교적 좁은 상승류의 폭 (WD) 이 되어 있는 것을 알 수 있다.
액류 분산 부재 (8) 의 직경 : 22 ㎜, 설치 위치 : 중심으로부터 50 ㎜, 간극 (GP) : 1.5 ㎜ 로 한 경우가 도 6 이고, 설치 위치만을 중심으로부터 60 ㎜ 로 한 것이 도 7 이고, 설치 위치만을 중심으로부터 70 ㎜ 로 한 것이 도 8 이고, 설치 위치만을 중심으로부터 80 ㎜ 로 한 것이 도 9 이고, 설치 위치만을 중심으로부터 90 ㎜ 로 한 것이 도 10 이고, 설치 위치만을 중심으로부터 100 ㎜ 로 한 것이 도 11 이고, 설치 위치만을 중심으로부터 110 ㎜ 로 한 것이 도 12 이다.
상기 예로부터, 도 5 와 비교하여, 상승류의 폭 (WD) 이 넓고 우위성이 있다고 판단할 수 있는 것은, 도 6 내지 도 12 의 경우이다. 단, 도 12 는, 기판 (W) 의 상방으로 빠져 나가는 상승류가 약하여, 이 면에서는 부적절하다고 판단할 수 있다. 또한, 도시를 생략하고 있지만, 설치 위치를 중심으로부터 45 ㎜ 보다 중심측에 가깝게 하면, 상승류의 폭 (WD) 이 도 5 와 차이가 없어져, 우위성이 확인되지 않았다. 이들 결과로부터, 액류 분산 부재 (8) 의 설치 위치는, 공급 위치 (SP) 와 측부 유지부 (27) 사이가 바람직하다.
공급 위치 (SP) 로부터 처리조 (1) 의 중심측에 해당하는 분출관 (7) 보다 먼 위치에 액류 분산 부재 (8) 를 배치하면, 공급 위치 (SP) 에서 처리액이 어느 정도 이미 분산되어 있으므로, 상승류의 폭 (WD) 을 넓히는 효과가 낮아진다. 한편, 측부 유지부 (27) 의 위치를 포함하는 분출관 (7) 에 가까운 위치에 액류 분산 부재 (8) 를 배치하면, 처리액이 액류 분산 부재 (8) 와 측부 유지부 (27) 에 의해 차단되게 되므로, 처리액의 흐름이 매우 나빠진다.
액류 분산 부재 (8) 의 직경 : 22 ㎜, 설치 위치 : 중심으로부터 100 ㎜, 간극 (GP) : 2.5 ㎜ 로 한 경우가 도 13 이다. 도 11 의 경우와는, 간극 (GP) 이 상이하다.
액류 분산 부재 (8) 는, 처리조 (1) 의 바닥면에 밀착시키면, 바닥면을 따른 액류가 차단되므로, 부적절한 것은 알 수 있다. 그러나, 도 11 과 도 13 의 비교로부터, 간극 (GP) 이 지나치게 넓으면, 처리조 (1) 의 바닥면을 따른 흐름이 강한 그대로이므로, 상승류의 폭 (WD) 을 그다지 넓힐 수 없는 것을 알 수 있다. 따라서, 처리조 (1) 의 바닥면으로부터의 간극 (GP) 도 중요한 파라미터인 것을 알 수 있다.
액류 분산 부재 (8) 의 직경 : 30 ㎜, 설치 위치 : 중심으로부터 100 ㎜, 간극 (GP) : 1.5 ㎜ 로 한 경우가 도 14 이고, 액류 분산 부재 (8) 의 직경만 26 ㎜ 로 한 것이 도 15 이고, 액류 분산 부재 (8) 의 직경만을 18 ㎜ 로 한 것이 도 16 이다. 이것들은, 도 11 의 경우와는 액류 분산 부재 (8) 의 직경이 상이하다.
도 11 과, 도 14 내지 도 16 을 비교하면, 액류 분산 부재 (8) 의 크기도 중요한 파라미터인 것을 알 수 있다. 요컨대, 측부 유지부 (27) 와의 관계에서, 대각선 상방을 향하는 액류가 크게 변화되므로, 상승류의 폭 (WD) 에 영향을 미친다.
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상기 서술한 실시예에서는, 액류 분산 부재 (8) 를 종단면 형상이 원 형상의 원기둥인 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명의 액류 분산 부재 (8) 는 이와 같은 형상에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 17 및 도 18 과 같은 액류 분산 부재 (8) 여도 된다. 또한, 도 17 은, 액류 분산 부재의 제 1 변형예를 나타내는 도면이고, 도 18 은, 액류 분산 부재의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다.
액류 분산 부재 (8A) 는, 도 17 과 같이 종단면이 삼각 형상을 나타낸다. 액류 분산 부재 (8A) 중 하나의 정점은, 분출관 (7) 을 향해 있다. 이와 같은 액류 분산 부재 (8A) 여도, 분출관 (7) 으로부터 공급된 처리액을 2 방향으로 분산시킬 수 있음과 함께, 삼각형의 변의 각도에 따라 액류의 방향을 제어하기 쉽게 할 수 있다.
액류 분산 부재 (8B) 는, 도 18 과 같이 종단면이 L 자상을 나타낸다. 액류 분산 부재 (8B) 의 정부는, 분출관 (7) 을 향해 있다. 이와 같은 액류 분산 부재 (8B) 여도, 상기와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
(2) 상기 서술한 실시예에서는, 액류 분산 부재 (8) 가 상기 서술한 구성의 부착 기구 (31) 에 의해 부착되어 있지만, 본 발명은 이와 같은 액류 분산 부재 (8) 를 부착 기구 (31) 에 의해 부착하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 액류 분산 부재 (8) 를 처리조 (1) 의 내벽에 직접적으로 부착하는 구성으로 해도 된다.
(3) 상기 서술한 실시예에서는, 처리액으로서 인산을 함유하는 것을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 처리액이 인산을 함유하는 것에 한정되는 것은 아니다. 처리액은, 예를 들어, 황산·과산화수소수의 혼합액 등이어도 된다.
(4) 상기 서술한 실시예에서는, 처리조 (1) 의 주위에 오버 플로조 (3) 를 구비하고 있지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리조 (1) 를 둘러싸는 챔버를 구비하고, 처리조 (1) 로부터 흘러넘친 처리액을 챔버의 바닥부에서 회수하는 구성이어도 된다.
(5) 상기 서술한 실시예에서는, 액류 분산 부재 (8) 는 처리조 (1) 의 바닥면을 따른 방향에 형성하고 있었지만, 예를 들어 처리조 (1) 의 바닥면으로부터 연직 방향으로 세워 형성해도 된다. 이 경우, 리프터 (5) 에 유지된 복수 장의 기판 (W) 의 배열의 측방, 즉 도 1 에 있어서의 리프터 (5) 의 좌우측의 위치에 형성할 수 있다. 도 1 의 안길이 방향에 있어서는, 복수 장의 기판 (W) 사이의 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
(6) 또한 면내 균일성을 향상시키기 위해, 상기 서술한 실시예에 더하여 추가로 처리조 (1) 의 상부의 처리액을 교반 혹은 흐름을 균일화하는 구성을 부가할 수 있다. 예를 들어, 리프터 (5) 에 유지된 복수 장의 기판 (W) 의 배열의 측방, 즉 도 1 에 있어서의 리프터 (5) 의 좌우측의 위치로서, 기판 (W) 의 상방에, 기판 (W) 의 배열의 방향에 액류 분산 부재를 형성하여 흐름을 균일화해도 된다. 혹은, 처리조 (1) 의 상부를 향하여 처리액을 샤워상으로 공급하는 노즐을 형성하여, 처리조 (1) 상부의 처리액의 교반을 촉진시키도록 해도 된다.
산업상 이용가능성
이상과 같이, 본 발명은, 처리액에 의해 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 적합하다.
W : 기판
1 : 처리조
3 : 오버 플로조
5 : 리프터
7 : 분출관
8, 8A, 8B : 액류 분산 부재
SP : 공급 위치
9 : 순환 배관
11 : 펌프
23 : 배판
25 : 중앙부 유지부
27 : 측부 유지부
29 : 제어부
GP : 간극
31 : 부착 기구
33 : 단부 부재
35 : 지지 부재
37 : 연결관
39 : 끼움 부착부
41, 43 : 연결부
TL : 처리액의 흐름
TL1 : 처리액의 바닥면측의 흐름
TL2 : 처리액의 대각선 상방으로의 흐름
HVR : 유속이 빠른 영역
LVR : 유속이 느린 영역
WD : 상승류의 폭
1 : 처리조
3 : 오버 플로조
5 : 리프터
7 : 분출관
8, 8A, 8B : 액류 분산 부재
SP : 공급 위치
9 : 순환 배관
11 : 펌프
23 : 배판
25 : 중앙부 유지부
27 : 측부 유지부
29 : 제어부
GP : 간극
31 : 부착 기구
33 : 단부 부재
35 : 지지 부재
37 : 연결관
39 : 끼움 부착부
41, 43 : 연결부
TL : 처리액의 흐름
TL1 : 처리액의 바닥면측의 흐름
TL2 : 처리액의 대각선 상방으로의 흐름
HVR : 유속이 빠른 영역
LVR : 유속이 느린 영역
WD : 상승류의 폭
Claims (7)
- 처리액에 의해 기판에 대해 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서,
처리액을 저류시키고, 기판을 수용하여 기판에 대해 처리를 실시하는 처리조와,
상기 처리조의 바닥부측으로서, 수용된 기판의 면 방향에서 보아 좌우 방향에 배치되고, 상기 처리조의 바닥면 중앙측의 공급 위치를 향하여 처리액을 공급하는 1 쌍의 분출관과,
상기 1 쌍의 분출관의 각각과, 상기 1 쌍의 분출관에 대응하는 상기 공급 위치 사이에, 상기 처리조의 바닥면과의 사이에 간극을 두고 배치된 액류 분산 부재와,
기립 자세의 기판의 하측 가장자리 중앙부를 유지하는 중앙부 유지부와, 기판의 좌우측의 하측 가장자리를 유지하는 1 쌍의 측부 유지부를 구비하고, 상기 처리조의 상방에 해당하는 대기 위치와, 상기 처리 장치의 내부에 해당하는 처리 위치에 걸쳐서 이동 가능한 리프터를 구비하고,
상기 액류 분산 부재는, 상기 리프터에 의해 기판이 배열되어 있는 방향에 장축을 갖고,
상기 액류 분산 부재는, 상기 공급 위치와, 상기 리프터의 측부 유지부 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 처리액에 의해 기판에 대해 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서,
처리액을 저류시키고, 기판을 수용하여 기판에 대해 처리를 실시하는 처리조와,
상기 처리조의 바닥부측으로서, 수용된 기판의 면 방향에서 보아 좌우 방향에 배치되고, 상기 처리조의 바닥면 중앙측의 공급 위치를 향하여 처리액을 공급하는 1 쌍의 분출관과,
상기 1 쌍의 분출관의 각각과, 상기 1 쌍의 분출관에 대응하는 상기 공급 위치 사이에, 상기 처리조의 바닥면과의 사이에 간극을 두고 배치된 액류 분산 부재를 구비하고,
상기 액류 분산 부재는, 기판이 배열되어 있는 방향의 양단부에 배치된 부착 기구에 의해 상기 처리조의 바닥면에 배치되고,
상기 부착 기구는 불소 수지로 구성되고, 상기 분출관의 외주면의 일 부위에 부착되고, 상기 처리조의 중앙부측으로 돌출된 연결부를 구비한 단부 부재와, 상기 단부 부재 사이에 배치되어 상기 액류 분산 부재를 지지하고, 상기 분출관측으로 돌출된 연결부를 구비한 지지 부재와, 상기 단부 부재의 연결부와 상기 지지 부재의 연결부를 이간하여 대향시킨 상태에서 삽입 통과되고, 상기 단부 부재와 상기 지지 부재를 연결하는 연결관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 액류 분산 부재는, 기판면 방향에 있어서의 종단면이 원 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 액류 분산 부재는, 기판면 방향에 있어서의 종단면이 삼각 형상을 나타내고, 하나의 정점이 상기 분출관측을 향해 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 2 항에 있어서,
기립 자세의 기판의 하측 가장자리 중앙부를 유지하는 중앙부 유지부와, 기판의 좌우측의 하측 가장자리를 유지하는 1 쌍의 측부 유지부를 구비하고, 상기 처리조의 상방에 해당하는 대기 위치와, 상기 처리 장치의 내부에 해당하는 처리 위치에 걸쳐서 이동 가능한 리프터를 구비하고,
상기 액류 분산 부재는, 상기 리프터에 의해 기판이 배열되어 있는 방향에 장축을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 액류 분산 부재는, 상기 처리조에 대해 자유롭게 착탈할 수 있도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 삭제
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