KR102208287B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102208287B1
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겐타로 도쿠리
다카시 니시무라
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야스토 다마키
노부유키 미야지
도모미 히라시타
히로아키 우치다
요스케 오쿠야
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Abstract

기판의 오염을 억제하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 기판 처리 장치는, 기판을 수평하게 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부에 유지된 기판을 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 기판 유지부의 주위를 둘러싸고 기판으로부터 비산된 처리액을 수용하는 액 수용부를 구비한다. 그리고, 액 수용부의 내주면은 기판 유지부에 유지된 기판측에 노출된 복수의 홈을 갖고, 복수의 홈의 각각의 연장 방향은 연직 방향의 성분을 포함한다. 이 때문에, 처리액의 액적이 홈 내에서 합류하여 자중에 의해 낙하하기 쉽다.

Description

기판 처리 장치
본 발명은, 기판에 처리액을 공급하여 그 기판을 처리하는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 기판을 회전시키면서, 그 기판에 처리액을 공급하는 기술이 알려져 있다. 이 종류의 장치에서는, 기판에 공급된 처리액이, 그 기판의 회전에 의해 주위로 비산되어, 그 기판의 주위를 둘러싸는 액 수용부의 내주면에 충돌한다. 충돌한 처리액의 대부분은 그 내주면을 따라 낙하하지만, 충돌한 처리액의 일부는 그 내주면에 부착되는 경우가 있다.
액 수용부의 내주면에 부착된 처리액을 방치하면, 그 처리액이 고화되어 파티클이 될 우려가 있다. 또, 액 수용부의 내주면에 부착된 처리액을 방치하면, 그 후의 액 처리에서 기판으로부터 액 수용부를 향하여 비산되는 새로운 처리액과 액 수용부의 내주면에 부착되어 있던 오래된 처리액이 충돌하여, 이들 처리액이 기판을 향하여 튀어서 되돌아오는 현상 (스플래시 백 현상이라고도 한다) 이 일어날 우려가 있다.
파티클의 발생이나 스플래시 백 현상은 기판을 오염시키는 원인이 된다. 이 때문에, 이와 같은 오염을 억제하기 위해서, 특허문헌 1 에는, 액 수용부의 내주면보다 더욱 내측에 메시 부재를 형성하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 액 수용부의 내주면보다 더욱 내측에 PVA (polyvinyl alcohol) 스펀지 등의 친수성 부재를 형성하는 기술이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-207320호 일본 공개특허공보 2010-149003호
그러나, 액 수용부의 내주면에 부착된 처리액에서 기인하여 기판이 오염되는 것을 억제하는 기술에 대해서는 개선의 여지가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 오염을 억제하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 기판을 수평하게 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸고, 상기 기판으로부터 비산된 상기 처리액을 수용하는 액 수용부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판의 중심을 통과하여 연직 방향으로 신장하는 회전축을 중심으로 하여 그 기판을 회전시키는 기판 회전부를 구비하고, 상기 액 수용부의 내주면은 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판측에 노출된 복수의 홈을 갖고, 상기 복수의 홈의 각각의 연장 방향은 연직 방향의 성분을 포함한다.
제 2 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 연장 방향은, 상기 기판의 회전 방향의 성분과 연직 하향의 성분이 합성된 방향이다.
제 3 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 복수의 홈이, 상기 기판의 회전 방향의 상류측의 부분보다 하류측의 부분 쪽이 깊게 파여 있는 홈을 포함한다.
제 4 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 내주면은, 적어도 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판과 동일한 연직 방향의 위치에 있어서, 상기 복수의 홈을 포함한다.
제 5 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 둘레 방향에 있어서, 상기 내주면은, 기준면보다 파인 상기 복수의 홈과, 이웃하는 구간에 위치하고 또한 상기 기준면을 따르는 복수의 둑부를 교대로 갖고, 상기 기준면을 따르는 각 홈의 제 1 길이는, 상기 기준면을 따르는 각 둑부의 제 2 길이보다 길다.
제 6 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 내지 제 5 까지 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 액 수용부는, 상대적으로 직경이 작고 상기 기판에 가까운 위치에서 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 내측의 컵으로부터, 상대적으로 직경이 크고 상기 기판으로부터 먼 위치에서 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 외측의 컵에 걸친 복수의 컵을 갖고, 적어도 상기 내측의 컵의 내주면이 상기 복수의 홈을 포함한다.
제 1 내지 제 6 양태에 관련된 기판 처리 장치에서는, 액 수용부의 내주면에 부착된 처리액에서 기인하여 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
도 1 은, 기판 처리 장치 (1) 의 평면도이다.
도 2 는, 기판 처리 장치 (1) 의 종단면도이다.
도 3 은, 집액부 (70) 의 수평 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 내측 (회전축 (CX) 측) 에서 본 집액부 (70) 의 측면도이다.
도 5 는, 약액 처리 및 순수 린스 처리의 모습을 나타내는 기판 처리 장치 (1) 의 부분 확대도이다.
도 6 은, IPA 처리의 모습을 나타내는 기판 처리 장치 (1) 의 부분 확대도이다.
도 7 은, 비교예에 있어서 약액 처리의 모습을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 비교예에 있어서, 처리액의 액적 (液滴) (101, 102) 이 이동하는 모습을 모식적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 9 는, 처리액의 액적 (101 ∼ 103) 이 이동하는 모습을 모식적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 10 은, 비교예에 있어서의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 11 은, 본 실시형태에 있어서의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 12 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1A) 를 나타내는 단면도이다.
도 13 은, 제 2 실시형태에 있어서의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 14 는, 변형예에 있어서, 처리액의 액적 (101 ∼ 103) 이 이동하는 모습을 모식적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 15 는, 변형예에 있어서, 내측 (회전축 (CX) 측) 에서 본 집액부 (70C) 의 측면도이다.
도 16 은, 각 홈 (71C) 의 제 1 길이가 8 ㎜ 이고 각 둑부 (72C) 의 제 2 길이가 1 ㎜ 인 경우의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 17 은, 각 홈 (71C) 의 제 1 길이가 4 ㎜ 이고 각 둑부 (72C) 의 제 2 길이가 1 ㎜ 인 경우의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 18 은, 각 홈 (71C) 의 제 1 길이가 2 ㎜ 이고 각 둑부 (72C) 의 제 2 길이가 1 ㎜ 인 경우의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 19 는, 스플래시 백 현상의 복수의 검사 결과를 요약하는 표이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 도 1 및 이후의 각 도면에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 필요에 따라 각 부의 치수나 수를 과장하거나 또는 간략화하여 그리고 있다.
＜1 제 1 실시형태＞
＜1.1 기판 처리 장치 (1) 의 구성＞
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 평면도이다. 또, 도 2 는, 기판 처리 장치 (1) 의 종단면도이다. 이 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 용도의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 처리 장치이고, 원형의 실리콘의 기판 (W) 에 약액 처리 및 순수 등의 린스액을 사용한 린스 처리를 실시하고 나서 건조 처리를 실시한다. 보다 구체적으로는, 기판 (W) 에, SC1 액, DHF 액, SC2 액 등의 약액을 공급하여 기판 (W) 을 세정 처리 (약액 처리) 한 후, 린스액을 사용하여 린스 처리를 실시하여 기판 (W) 상으로부터 약액을 제거하고, 마지막으로 기판 (W) 의 건조 처리를 실시하는 매엽식의 기판 세정 장치이다. 또한, 도 1 은 스핀 척 (20) 에 기판 (W) 이 유지되어 있지 않은 상태를 나타내고, 도 2 는 스핀 척 (20) 에 기판 (W) 이 유지되어 있는 상태를 나타내고 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 챔버 (10) 내에, 주된 요소로서 기판 (W) 을 수평 자세 (법선이 연직 방향을 따르는 자세) 로 유지하는 스핀 척 (20) 과, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에 처리액을 공급하기 위한 상면 처리액 노즐 (30) 과, 스핀 척 (20) 의 주위를 둘러싸고 기판 (W) 으로부터 비산된 처리액을 수용하는 액 수용부 (40) 를 구비한다. 또, 챔버 (10) 내에 있어서의 액 수용부 (40) 의 주위에는, 챔버 (10) 의 내측 공간을 상하로 나누는 칸막이판 (15) 이 형성되어 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 처리액은, 약액, 린스액 및 세정액의 모두를 포함하는 총칭이다.
챔버 (10) 는, 연직 방향을 따르는 측벽 (11), 측벽 (11) 에 의해 둘러싸인 공간의 상측을 폐색하는 천정벽 (12) 및 하측을 폐색하는 바닥벽 (床壁) (13) 을 구비한다. 측벽 (11), 천정벽 (12) 및 바닥벽 (13) 에 의해 둘러싸인 공간이 기판 (W) 의 처리 공간이 된다. 또, 챔버 (10) 의 측벽 (11) 의 일부에는, 챔버 (10) 에 대해 기판 (W) 을 반출입하기 위한 반출입구 및 그 반출입구를 개폐하는 셔터가 형성되어 있다 (모두 도시 생략).
챔버 (10) 의 천정벽 (12) 에는, 기판 처리 장치 (1) 가 설치되어 있는 클린룸 내의 공기를 더욱 청정화하여 챔버 (10) 내의 처리 공간에 공급하기 위한 팬 필터 유닛 (FFU)(14) 이 장착되어 있다. 팬 필터 유닛 (14) 은, 클린룸 내의 공기를 도입하여 챔버 (10) 내로 송출하기 위한 팬 및 필터 (예를 들어 HEPA 필터) 를 구비하고 있고, 챔버 (10) 내의 처리 공간에 청정 공기의 다운 플로를 형성한다. 팬 필터 유닛 (14) 으로부터 공급된 청정 공기를 균일하게 분산시키기 위해서, 다수의 분출공을 천공 형성한 펀칭 플레이트를 천정벽 (12) 의 바로 아래에 형성하도록 해도 된다.
스핀 척 (20) 은, 연직 방향을 따라 연장되는 회전축 (24) 의 상단에 수평 자세로 고정된 원판 형상의 스핀 베이스 (21) 를 구비한다. 스핀 베이스 (21) 의 하방에는 회전축 (24) 을 회전시키는 스핀 모터 (22) 가 형성된다. 스핀 모터 (22) 는, 회전축 (24) 을 통하여 스핀 베이스 (21) 를 수평면 내에서 회전시킨다. 또, 스핀 모터 (22) 및 회전축 (24) 의 주위를 둘러싸도록 통상의 커버 부재 (23) 가 형성되어 있다.
원판 형상의 스핀 베이스 (21) 의 외경은, 스핀 척 (20) 에 유지되는 원형의 기판 (W) 의 직경보다 약간 크다. 따라서, 스핀 베이스 (21) 는, 유지해야 할 기판 (W) 의 하면의 전체면과 대향하는 평탄한 원형의 베이스면 (21a) 을 가지고 있다.
스핀 베이스 (21) 의 베이스면 (21a) 의 주연부에는 복수 (본 실시형태에서는 4 개) 의 척 핀 (26) 이 세워 설치되어 있다. 복수의 척 핀 (26) 은, 원형의 기판 (W) 의 외주원에 대응하는 원주 상을 따라 균등한 간격을 두고 (본 실시형태와 같이 4 개의 척 핀 (26) 이면 90 °간격으로) 배치되어 있다. 복수의 척 핀 (26) 은, 스핀 베이스 (21) 내에 수용된 도시 생략된 링크 기구에 의해 연동하여 구동된다. 스핀 척 (20) 은, 복수의 척 핀 (26) 의 각각을 기판 (W) 의 외주단에 맞닿게 하여 기판 (W) 을 파지하는 것에 의해, 당해 기판 (W) 을 스핀 베이스 (21) 의 상방에서 베이스면 (21a) 으로부터 소정의 간격을 둔 수평 자세로 유지할 수 있음과 함께 (도 2 참조), 복수의 척 핀 (26) 의 각각을 기판 (W) 의 외주단으로부터 이간시켜 파지를 해제할 수 있다.
스핀 모터 (22) 를 덮는 커버 부재 (23) 는, 그 하단이 챔버 (10) 의 바닥벽 (13) 에 고정되고, 상단이 스핀 베이스 (21) 의 바로 아래에까지 도달하고 있다. 커버 부재 (23) 의 상단부에는, 커버 부재 (23) 로부터 외방으로 거의 수평하게 장출되고, 더욱 하방으로 굴곡지게 연장되는 플랜지상 부재 (25) 가 형성되어 있다. 복수의 척 핀 (26) 에 의한 파지에 의해 스핀 척 (20) 이 기판 (W) 을 유지한 상태에서, 스핀 모터 (22) 가 회전축 (24) 을 회전시킴으로써, 기판 (W) 의 중심을 통과하는 연직 방향을 따른 회전축 (CX) 둘레로 기판 (W) 을 회전시킬 수 있다. 또한, 스핀 모터 (22) 의 구동은 제어부 (9) 에 의해 제어된다. 이와 같이, 스핀 척 (20) 은, 기판 (W) 을 수평하게 유지하는 기판 유지 수단으로서 기능한다. 또, 스핀 모터 (22) 는, 회전축 (CX) 을 중심으로 하여 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 을 회전시키는 기판 회전부로서 기능한다.
상면 처리액 노즐 (30) 은, 노즐 아암 (32) 의 선단에 토출 헤드 (31) 를 장착하여 구성되어 있다. 노즐 아암 (32) 의 기단측은 노즐 기대 (33) 에 고정되어 연결되어 있다. 노즐 기대 (33) 는 도시를 생략하는 모터에 의해 연직 방향을 따른 축의 둘레에서 회동 (回動) 가능하게 되어 있다. 노즐 기대 (33) 가 회동함으로써, 상면 처리액 노즐 (30) 의 토출 헤드 (31) 는 스핀 척 (20) 의 상방의 처리 위치와 액 수용부 (40) 보다 외측의 대기 위치 사이에서 수평 방향을 따라 원호상으로 이동한다. 상면 처리액 노즐 (30) 에는, 복수 종의 처리액 (적어도 순수를 포함한다) 이 공급되도록 구성되어 있다. 처리 위치에서 상면 처리액 노즐 (30) 의 토출 헤드 (31) 로부터 토출된 처리액은 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에 착액된다. 또, 노즐 기대 (33) 의 회동에 의해, 상면 처리액 노즐 (30) 은 스핀 베이스 (21) 의 베이스면 (21a) 의 상방에서 요동 가능하게 되어 있다.
한편, 회전축 (24) 의 내측을 삽입 통과하도록 하여 연직 방향을 따라 하면 처리액 노즐 (28) 이 형성되어 있다. 하면 처리액 노즐 (28) 의 상단 개구는, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 하면 중앙에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 하면 처리액 노즐 (28) 에도 복수 종의 처리액이 공급되도록 구성되어 있다. 하면 처리액 노즐 (28) 로부터 토출된 처리액은 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 하면에 착액된다.
또, 기판 처리 장치 (1) 에는, 상면 처리액 노즐 (30) 과는 별도로 이류체 노즐 (60) 이 형성되어 있다. 이류체 노즐 (60) 은, 순수 등의 처리액과 가압한 기체를 혼합하여 액적을 생성하고, 그 액적과 기체의 혼합 유체 (이류체) 를 기판 (W) 에 분사하는 노즐이다. 이류체 노즐 (60) 은, 노즐 아암 (62) 의 선단에 도시 생략된 액체 헤드를 장착함과 함께, 노즐 아암 (62) 으로부터 분기하도록 형성된 지지 부재에 기체 헤드 (64) 를 장착하여 구성되어 있다. 노즐 아암 (62) 의 기단측은 노즐 기대 (63) 에 고정되어 연결되어 있다. 노즐 기대 (63) 는 도시를 생략하는 모터에 의해 연직 방향을 따른 축의 둘레에서 회동 가능하게 되어 있다. 노즐 기대 (63) 가 회동함으로써, 이류체 노즐 (60) 은 스핀 척 (20) 의 상방의 처리 위치와 액 수용부 (40) 보다 외측의 대기 위치 사이에서 수평 방향을 따라 원호상으로 이동한다. 액체 헤드에는 순수 등의 처리액이 공급되고, 기체 헤드 (64) 에는 가압된 불활성 가스 (본 실시형태에서는 질소 가스 (N2)) 가 공급된다. 처리 위치에서 이류체 노즐 (60) 로부터 분출된 처리액의 혼합 유체는 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에 분무된다. 이와 같이, 하면 처리액 노즐 (28), 상면 처리액 노즐 (30), 및 이류체 노즐 (60) 은, 각각 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 을 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부로서 기능 한다.
액 수용부 (40) 는, 서로 독립적으로 승강 가능한 회수부 (41) 및 컵 (42, 43) 을 구비하고 있다. 회수부 (41) 는, 스핀 척 (20) 의 주위를 둘러싸고, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 중심을 통과하는 회전축 (CX) 에 대해 거의 회전 대칭이 되는 형상을 가지고 있다. 이 회수부 (41) 는, 평면에서 보아 원환상의 바닥부 (44) 와, 바닥부 (44) 의 내주연으로부터 상방으로 솟아 오르는 원통상의 내벽부 (45) 와, 바닥부 (44) 의 외주연으로부터 상방으로 솟아 오르는 원통상의 외벽부 (46) 와, 내벽부 (45) 와 외벽부 (46) 사이로부터 상방으로 솟아 오르는 원통상의 중벽부 (48) 를 일체적으로 구비하고 있다.
내벽부 (45) 는, 회수부 (41) 가 가장 상승된 상태에서, 커버 부재 (23) 와 플랜지상 부재 (25) 사이에 적당한 간극을 유지하여 수용되는 길이로 형성되어 있다. 중벽부 (48) 는, 회수부 (41) 와 컵 (42) 이 가장 근접한 상태에서, 컵 (42) 의 후술하는 안내부 (52) 와 처리액 분리벽 (53) 사이에 적당한 간극을 유지하여 수용되는 길이로 형성되어 있다.
내벽부 (45) 와 중벽부 (48) 사이는, 사용이 완료된 처리액을 모아 폐기하기 위한 폐기 홈 (49) 으로 되어 있다. 또, 중벽부 (48) 와 외벽부 (46) 사이는, 사용이 완료된 처리액을 모아 회수하기 위한 원환상의 외측 회수 홈 (51) 으로 되어 있다.
폐기 홈 (49) 에는, 이 폐기 홈 (49) 에 모아진 처리액을 배출함과 함께, 폐기 홈 (49) 내를 강제적으로 배기하기 위한 도시 생략된 배기액 기구가 접속되어 있다. 배기액 기구는, 예를 들어, 폐기 홈 (49) 의 둘레 방향을 따라 등간격으로 4 개 형성되어 있다. 또, 외측 회수 홈 (51) 에는, 외측 회수 홈 (51) 에 모아진 처리액을 기판 처리 장치 (1) 의 외부에 형성된 회수 탱크에 회수하기 위한 회수 기구 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 또한, 외측 회수 홈 (51) 의 바닥부는, 수평 방향에 대해 미소 각도만큼 경사져 있고, 그 가장 낮아지는 위치에 회수 기구가 접속되어 있다. 이로써, 외측 회수 홈 (51) 으로 흘러 들어간 처리액이 원활하게 회수된다.
컵 (42) 은, 스핀 척 (20) 의 주위를 둘러싸고, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 중심을 통과하는 회전축 (CX) 에 대해 거의 회전 대칭이 되는 형상을 가지고 있다. 이 컵 (42) 은, 안내부 (52) 와, 이 안내부 (52) 에 연결된 원통상의 처리액 분리벽 (53) 을 일체적으로 구비하고 있다.
안내부 (52) 는, 회수부 (41) 의 중벽부 (48) 의 내측에 있어서, 중벽부 (48) 의 하단부와 동축 원통상을 이루는 하단부 (52a) 와, 하단부 (52a) 의 상단으로부터 매끄러운 원호를 그리면서 중심측 (기판 (W) 의 회전축 (CX) 에 가까워지는 방향) 의 상방을 향하여 기울어져 연장되는 상단부 (52b) 와, 상단부 (52b) 의 선단부를 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾음부 (52c) 를 가지고 있다. 하단부 (52a) 는, 회수부 (41) 와 컵 (42) 이 가장 근접한 상태에서, 내벽부 (45) 와 중벽부 (48) 사이에 적당한 간극을 유지하여 폐기 홈 (49) 내에 수용된다.
또, 안내부 (52) 의 상단부 (52b) 는, 하방일수록 두께가 두꺼워지도록 형성되어 있고, 처리액 분리벽 (53) 은 상단부 (52b) 의 하단 외주연부로부터 하방으로 연장되도록 형성된 원통 형상을 가지고 있다. 처리액 분리벽 (53) 은, 회수부 (41) 와 컵 (42) 이 가장 근접한 상태에서, 중벽부 (48) 와 컵 (43) 사이에 적당한 간극을 유지하여 외측 회수 홈 (51) 내에 수용된다.
컵 (43) 은, 컵 (42) 의 안내부 (52) 의 외측에 있어서, 스핀 척 (20) 의 주위를 둘러싸고, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 중심을 통과하는 회전축 (CX) 에 대해 거의 회전 대칭이 되는 형상을 가지고 있다. 이 컵 (43) 은, 안내부로서의 기능을 갖는다. 컵 (43) 은, 안내부 (52) 의 하단부 (52a) 와 동축 원통상을 이루는 하단부 (43a) 와, 하단부 (43a) 의 상단으로부터 매끄러운 원호를 그리면서 중심측 (기판 (W) 의 회전축 (CX) 에 가까워지는 방향) 의 상방을 향하여 기울어져 연장되는 상단부 (43b) 와, 상단부 (43b) 의 선단부를 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾음부 (43c) 를 가지고 있다.
하단부 (43a) 는, 회수부 (41) 와 컵 (43) 이 가장 근접한 상태에서, 컵 (42) 의 처리액 분리벽 (53) 과 회수부 (41) 의 외벽부 (46) 사이에 적당한 간극을 유지하여 외측 회수 홈 (51) 내에 수용된다. 또, 상단부 (43b) 는, 컵 (42) 의 안내부 (52) 와 상하 방향으로 겹쳐지도록 형성되고, 컵 (42) 과 컵 (43) 이 가장 근접한 상태에서, 안내부 (52) 의 상단부 (52b) 에 대해 극히 미소한 간격을 유지하여 근접한다. 또한, 상단부 (43b) 의 선단부를 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾음부 (43c) 는, 컵 (42) 과 컵 (43) 이 가장 근접한 상태에서, 되접어 꺾음부 (43c) 가 안내부 (52) 의 되접어 꺾음부 (52c) 와 수평 방향으로 겹쳐지도록 형성되어 있다.
회수부 (41) 및 컵 (42, 43) 은 서로 독립적으로 승강 가능하게 되어 있다. 즉, 회수부 (41) 및 컵 (42, 43) 의 각각에는 개별적으로 승강 기구 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 그것에 의해 별개 독립적으로 승강된다. 이와 같은 승강 기구로는, 예를 들어 볼 나사 기구나 에어 실린더 등의 공지된 여러 가지의 기구를 채용할 수 있다.
또, 액 수용부 (40) 는, 컵 (42) 의 하단부 (52a) 의 내측에 장착되는 원통상의 집액부 (70) 를 갖는다. 도 3 은, 집액부 (70) 의 수평 단면을 나타내는 단면도이다. 도 4 는, 내측 (회전축 (CX) 측) 에서 본 집액부 (70) 의 측면도이다.
집액부 (70) 의 내주면 (75) 은, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 측에 노출된 복수의 홈 (71) 을 갖는다. 각 홈 (71) 의 연장 방향은 연직 방향을 따르고 있다. 내주면 (75) 은, 둘레 방향에 있어서, 기준면 (76) 보다 파인 복수의 홈 (71) 과, 이웃하는 홈 (71) 사이에 위치하고 또한 기준면 (76) 을 따르는 복수의 둑부 (72) 를 교대로 갖는다.
각 홈 (71) 의 형상 및 크기는 동일하고, 각 홈 (71) 은 평면에서 보았을 때에 있어서 반원상의 파임부로 되어 있다. 또, 각 둑부 (72) 의 형상 및 크기도 동일하게 되어 있다. 기준면 (76) 을 따르는 각 홈 (71) 의 제 1 길이 (d1) (예를 들어, 8 ㎜) 는, 기준면 (76) 을 따르는 각 둑부 (72) 의 제 2 길이 (d2) (예를 들어, 1 ㎜) 보다 길다. 집액부 (70) 는, 처리액을 수용하는 관점에서 내약성 등을 가지고 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 테플론 (등록 상표) 소재로 구성된다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 집액부 (70) 는, PTFE (polytetrafluoroethylene : 폴리테트라플루오로에틸렌) 로 구성된다.
집액부 (70) 는, 기판 (W) 으로부터 비산되어 내주면 (75) 에 부착된 처리액의 액적을 각 홈 (71) 내에서 합류시키고, 합류 후의 액적을 그 자중에 의해 홈 (71) 의 연장 방향을 따라 하향으로 낙하시킨다. 낙하한 액적은, 폐기 홈 (49) 를 통해서 도시 생략된 배기액 기구에 의해 기판 처리 장치 (1) 로부터 배출된다.
칸막이판 (15) 은, 액 수용부 (40) 의 주위에 있어서 챔버 (10) 의 내측 공간을 상하로 나누도록 형성되어 있다. 칸막이판 (15) 은, 액 수용부 (40) 를 둘러싸는 1 장의 판상 부재여도 되고, 복수의 판상 부재를 이어 맞춘 것이어도 된다. 또, 칸막이판 (15) 에는, 두께 방향으로 관통하는 관통공이나 절결이 형성되어 있어도 되고, 본 실시형태에서는 상면 처리액 노즐 (30) 및 이류체 노즐 (60) 의 노즐 기대 (33, 63) 를 지지하기 위한 지지축을 통과시키기 위한 관통공이 형성되어 있다.
칸막이판 (15) 의 외주단은 챔버 (10) 의 측벽 (11) 에 연결되어 있다. 또, 칸막이판 (15) 의 액 수용부 (40) 를 둘러싸는 단연부 (端緣部) 는 컵 (43) 의 외경보다 큰 직경의 원형 형상이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 칸막이판 (15) 이 컵 (43) 의 승강의 장해가 되는 경우는 없다.
또, 챔버 (10) 의 측벽 (11) 의 일부로서, 바닥벽 (13) 의 근방에는 배기 덕트 (18) 가 형성되어 있다. 배기 덕트 (18) 는 도시 생략된 배기 기구에 연통 접속되어 있다. 팬 필터 유닛 (14) 으로부터 공급되어 챔버 (10) 내를 유하한 청정 공기 중, 액 수용부 (40) 와 칸막이판 (15) 사이를 통과한 공기는 배기 덕트 (18) 로부터 장치 밖으로 배출된다.
기판 처리 장치 (1) 에 형성된 제어부 (9) 의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 동일하다. 즉, 제어부 (9) 는, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 판독 출력 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 자유롭게 읽고 쓸 수 있는 메모리인 RAM 및 제어용 소프트웨어나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 구비하여 구성된다. 제어부 (9) 의 CPU 가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리 장치 (1) 의 각 동작 기구가 제어부 (9) 에 제어되어, 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 처리가 진행된다.
＜1.2 처리의 일례＞
기판 (W) 의 처리 순서의 일례에 대해 개략적으로 설명한다. 이하에서는, 회전 중인 기판 (W) 의 표면에 대해, 약액 처리, 순수 린스 처리, IPA (isopropyl alcohol : 이소프로필알코올) 처리를 순서대로 실시한 후, 기판 (W) 을 보다 고속으로 회전시켜 제거 건조 처리를 실시하는 경우에 대해 설명한다. 기판 (W) 에 대한 각 처리를 실시할 때, 스핀 척 (20) 에 기판 (W) 을 유지함과 함께, 액 수용부 (40) 가 승강 동작을 실시한다.
도 5 는, 약액 처리 및 순수 린스 처리의 모습을 나타내는 기판 처리 장치 (1) 의 부분 확대도이다. 도 6 은, IPA 처리의 모습을 나타내는 기판 처리 장치 (1) 의 부분 확대도이다. 또한, 도 5 및 도 6 에서는, 기판 (W) 의 상면을 유동하는 처리액을 실선 화살표로 표현하고, 기판 (W) 의 단연부로부터 측방으로 비산되는 처리액을 2 개의 파선 화살표로 표현하고 있다. 이하에서는, 도 5 및 도 6 을 참조하면서, 처리의 일례에 대해 설명한다.
기판 (W) 에 약액 처리를 실시할 때에는, 예를 들어 회수부 (41) 및 컵 (42, 43) 의 모두가 상승되어, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 주위가 컵 (42) 의 안내부 (52) 에 의해 둘러싸인다 (도 5). 이 상태에서 기판 (W) 이 스핀 척 (20) 과 함께 회전되어, 토출 헤드 (31) 로부터 기판 (W) 의 상면에 약액 (예를 들어, DHF 액) 이 공급된다. 공급된 약액은 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 흐르고, 이윽고 기판 (W) 의 단연부로부터 측방을 향하여 비산된다. 이로써, 기판 (W) 의 약액 처리가 진행된다. 회전하는 기판 (W) 의 단연부로부터 비산된 약액은 안내부 (52) 의 내벽 및 집액부 (70) 의 내주면 (75) 을 타고 유하하여, 폐기 홈 (49) 으로부터 배출된다.
다음으로, 기판 (W) 에 순수 린스 처리가 실시된다. 이 때에도, 예를 들어 회수부 (41) 및 컵 (42, 43) 의 모두가 상승되어, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 주위가 컵 (42) 의 안내부 (52) 에 의해 둘러싸이는 상태가 유지된다 (도 5). 이 상태에서 기판 (W) 이 스핀 척 (20) 과 함께 회전되어, 토출 헤드 (31) 로부터 기판 (W) 의 상면에 순수가 공급된다. 공급된 순수는 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 흐르고, 이윽고 기판 (W) 의 단연부로부터 측방을 향하여 비산된다. 이로써, 기판 (W) 의 순수 린스 처리가 진행된다. 회전하는 기판 (W) 의 단연부로부터 비산된 순수는 안내부 (52) 의 내벽 및 집액부 (70) 의 내주면 (75) 을 타고 유하하여, 폐기 홈 (49) 으로부터 배출된다.
다음으로, 기판 (W) 에 IPA 처리가 실시된다. 이 때에는, 예를 들어, 회수부 (41) 및 컵 (42) 이 하강하여, 컵 (43) 만이 상승한 상태가 된다. 그 결과, 컵 (43) 의 상단부 (43b) 와 컵 (42) 의 안내부 (52) 의 상단부 (52b) 사이에, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 주위를 둘러싸는 개구가 형성된다 (도 6). 이 상태에서 기판 (W) 이 스핀 척 (20) 과 함께 회전되어, 토출 헤드 (31) 로부터 기판 (W) 의 상면에 IPA 가 공급된다. 공급된 IPA 는 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 흐르고, 이윽고 기판 (W) 의 단연부로부터 측방을 향하여 비산된다. 이로써, 기판 (W) 의 IPA 처리가 진행된다. 회전하는 기판 (W) 의 단연부로부터 비산된 IPA 는 컵 (42) 의 상단부 (52b) 및 컵 (43) 의 상단부 (43b) 에 의해 받아 내어져, 컵 (42) 의 외면 및 컵 (43) 의 내면을 타고 유하하여, 외측 회수 홈 (51) 에 회수된다.
또, 제거 건조 처리를 실시할 때에는, 회수부 (41) 및 컵 (42, 43) 의 모두가 하강하여, 컵 (43) 의 상단부 (43b) 의 외측 상면 (43d) 이 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 보다 하방에 위치한다 (도 2). 이 상태에서 기판 (W) 이 스핀 척 (20) 과 함께 고속 회전되어, 기판 (W) 에 부착되어 있던 수적 (水滴) 이 원심력에 의해 제거되어, 건조 처리가 실시된다.
＜1.3 효과＞
도 7 은, 비교예에 있어서 약액 처리의 모습을 나타내는 도면이다. 도 7 에서는, 기판 (W) 의 상면을 유동하는 처리액을 실선 화살표로 표현하고, 기판 (W) 의 단연부로부터 측방으로 비산되는 처리액을 2 개의 파선 화살표로 표현하고 있다. 도 8 은, 비교예에 있어서, 처리액의 액적 (101, 102) 이 이동하는 모습을 모식적으로 나타낸 횡단면도이다. 도 9 는, 본 실시형태에 있어서, 처리액의 액적 (101 ∼ 103) 이 이동하는 모습을 모식적으로 나타낸 횡단면도이다. 도 8 및 도 9 에서는, 각 액적의 이동 방향을 실선 화살표로 표현하고 있다.
액 수용부 (40) 의 내주면에 부착된 처리액을 방치하면, 그 처리액이 고화되어 파티클이 될 우려나 스플래시 백 현상이 발생할 우려가 있다. 파티클의 발생이나 스플래시 백 현상은 기판을 오염시키는 원인이 되므로, 이와 같은 오염을 억제하는 것이 바람직하다.
비교예에 관련된 액 수용부 (40Y) 는, 본 실시형태에 관련된 액 수용부 (40) 와 달리, 안내부 (52) 의 내측에 집액부 (70) 를 갖지 않는다. 이 때문에, 비교예에 있어서 기판 (W) 에 액 처리를 실시하면, 회전하는 기판 (W) 의 단연부로부터 비산된 처리액의 액적 (101) 은 먼저 안내부 (52) 의 내벽에 부착된다. 이 부착된 액적 (102) 의 일부는 안내부 (52) 의 내벽에 부착된 상태를 유지하고, 나머지 액적 (102) 은 안내부 (52) 의 내벽을 타고 유하하여, 폐기 홈 (49) 으로부터 배출된다.
이에 반해, 본 실시형태에 관련된 액 수용부 (40) 가 안내부 (52) 의 내측에 집액부 (70) 를 갖는 것에 따라, 액 수용부 (40) 의 내주면에 복수의 홈 (71) 이 형성된 상태가 된다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서 기판 (W) 에 액 처리를 실시하면, 회전하는 기판 (W) 의 단연부로부터 비산된 처리액의 액적 (101) 은 먼저 집액부 (70) 의 내주면 (75) 에 부착된다. 이 부착된 액적 (102) 의 대부분은 각 홈 (71) 에 있어서의 반원상의 국면을 따라 유동하고, 다른 부착된 액적 (102) 과 합류한다. 그 결과, 합류 후의 액적 (103) 은, 액적 (102) 에 비해 상대적으로 큰 자중에 의해 홈 (71) 의 연장 방향 (본 실시형태에서는 연직 방향) 을 따라 하향으로 낙하한다.
이와 같이, 본 실시형태에서는 액 수용부 (40) 의 내주면에 부착된 각 액적 (102) 의 합류를 촉구하는 것에 의해, 액 수용부 (40) 의 내주면에 액적 (102) 이 부착된 상태를 억제할 수 있다. 그 결과, 내주면에 액적 (102) 이 부착된 상태를 방치하는 것 (나아가서는, 파티클의 발생이나 스플래시 백 현상) 에서 기인되는 오염의 리스크를 저감시킬 수 있다.
특히, 액 수용부 (40) 의 내주면에 부착된 액적을 신속하게 낙하시키는 본 실시형태의 양태에서는, 액 수용부의 내주면에 액적을 보충하여 유지하는 특허문헌 1 이나 특허문헌 2 의 양태에 비해, 보다 효과적으로 오염의 리스크를 저감시킬 수 있다.
도 10 은, 비교예에 있어서의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다. 도 11 은, 본 실시형태에 있어서의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다. 이 검사에서는, 컵 (43) 의 상단부 (43b) 의 상측에 PH 시험지를 붙여, 도 7 및 도 5 에 나타내는 액 수용부 (40Y, 40) 의 승강 상태에서 기판 (W) 에 액 처리를 실시하고 있다. 구체적으로는, 이 액 처리는, 800 rpm 의 회전 속도로 회전하는 기판 (W) 의 상면에, 회전축 (CX) 상에 위치하는 토출 헤드 (31) 로부터 매분 500 ㎖ 의 유량으로 DHF 를 공급하는 액 처리이다. 이 액 처리는 전부 5 회 실시되고, 각 회마다 PH 시험지를 새로운 것으로 교환하고 있다. 그리고, 도 10 및 도 11 의 「변색 지점의 개수」란은, PH 시험지 상에 처리액의 액적이 부착되어 PH 시험지가 변색된 지점의 개수를 나타내고 있다.
도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 5 회의 검사를 평균하면, 비교예에서는 PH 시험지에 약 51 개의 변색 지점이 발생하고 있는 데에 반해, 본 실시형태에서는 PH 시험지에 0.6 개의 변색 지점 밖에 발생하고 있지 않다. 통상적으로, 기판 (W) 으로부터 비산된 액적은 그 기판 (W) 으로부터 대략 수평 방향으로 이동하기 때문에, 도 7 및 도 5 에 나타내는 액 수용부 (40Y, 40) 의 승강 상태에 있어서는 이 액적이 직접적으로 컵 (43) 의 상단부 (43b) 의 상측에 부착되는 것은 생각하기 어렵다. 그렇다면, 컵 (43) 의 상단부 (43b) 의 상측에 부착된 액적은, 기판으로부터 액 수용부 (40Y, 40) 를 향하여 비산되는 처리액과, 액 수용부 (40Y, 40) 로부터 스플래시 백하고 있는 처리액이 충돌하여 발생한 액적일 가능성이 높다. 이 관점에서, 도 10 및 도 11 의 검사 결과를 다시 보면, 본 실시형태에서는 비교예에 비해 스플래시 백 현상이 9 할 정도 저감되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 액 수용부 (40) 의 내주면에 액적 (102) 이 부착된 상태를 억제하는 본 실시형태의 효과인 것으로 생각된다.
특히, 본 실시형태에서는, 집액부 (70) 를 사용한 액 수용을 하는 경우에 (도 5 에 나타내는 경우에), 집액부 (70) 의 내주면 (75) 이, 적어도 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 과 동일한 연직 방향의 위치에 있어서 복수의 홈 (71) 을 포함한다. 통상적으로, 기판 (W) 으로부터 비산된 액적은 그 기판 (W) 으로부터 대략 수평 방향으로 이동하기 때문에, 기판 (W) 과 동일한 연직 방향의 위치에 복수의 홈 (71) 이 형성됨으로써, 보다 효과적으로 액 수용부 (40) 의 내주면에 부착된 각 액적 (102) 의 합류를 촉구할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 각 홈 (71) 과 각 둑부 (72) 가 둘레 방향을 따라 교대로 배치되어 있고, 기준면 (76) 을 따르는 각 홈 (71) 의 제 1 길이 (d1) (예를 들어, 8 ㎜) 가 기준면 (76) 을 따르는 각 둑부 (72) 의 제 2 길이 (d2) (예를 들어, 1 ㎜) 보다 길다. 이 때문에, 반원상의 곡면을 따라 복수의 액적을 합류시키는 작용이 상대적으로 강한 홈 (71) 이 복수의 액적을 합류시키는 작용이 상대적으로 약한 둑부 (72) 보다 내주면 (75) 의 대부분에서 형성되게 되어, 보다 효과적으로 액 수용부 (40) 의 내주면에 부착된 각 액적 (102) 의 합류를 촉구할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 액 수용부 (40) 가, 상대적으로 직경이 작고 기판 (W) 에 가까운 위치에서 스핀 척 (20) 의 주위를 둘러싸는 내측의 컵 (42) 과, 상대적으로 직경이 크고 기판 (W) 으로부터 먼 위치에서 스핀 척 (20) 의 주위를 둘러싸는 외측의 컵 (43) 을 갖는다. 그리고, 내측의 컵 (42) 의 더욱 내측에 집액부 (70) 가 형성되는 것에 따라, 그 컵 (42) 의 내주면이 복수의 홈 (71) 을 포함하는 상태가 된다. 통상적으로, 기판 (W) 에 가까운 컵의 내주면에 처리액이 부착되어 있는 경우, 기판 (W) 에서 먼 컵의 내주면에 처리액이 부착되어 있는 경우보다, 파티클의 발생이나 스플래시 백 현상에 의한 기판 오염의 리스크가 높아진다. 본 실시형태에서는 기판 오염의 리스크가 높은 컵 (42) 의 내측에 집액부 (70) 를 형성함으로써, 보다 효과적으로 그 리스크를 저감시킬 수 있다.
＜2 제 2 실시형태＞
도 12 는, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1A) 를 나타내는 단면도이다. 제 2 실시형태의 기판 처리 장치 (1A) 의 전체 구성 및 처리 동작은 제 1 실시형태와 대체로 동일하다. 제 2 실시형태가 제 1 실시형태와 상이한 것은, 주로, 액 수용부 (40A) 및 집액부 (70A) 의 구성이다.
제 2 실시형태에 관련된 액 수용부 (40A) 는, 제 1 실시형태의 회수부 (41) 대신에, 컵 (41A) 을 구비한다. 컵 (41A) 은, 회수부 (41) 의 각 구성에 더하여, 추가로, 내벽부 (45) 와 중벽부 (48) 사이로부터 솟아 올라, 상단부가 매끄러운 원호를 그리면서 중심측 (스핀 척 (20) 에 유지되는 기판 (W) 의 회전축 (CX) 에 가까워지는 방향) 의 상방을 향하여 기울어져 연장되는 안내부 (47) 를 갖는다.
안내부 (47) 는, 매끄러운 원호를 그리면서 중심측 (기판 (W) 의 회전축 (CX) 에 가까워지는 방향) 의 상방을 향하여 기울어져 연장되는 상단부 (47b) 를 가지고 있다.
또, 안내부 (47) 와 중벽부 (48) 사이는, 사용이 완료된 처리액을 모아 회수하기 위한 원환상의 내측 회수 홈 (50) 으로 되어 있다. 또, 내측 회수 홈 (50) 의 구성은, 상기 서술한 외측 회수 홈 (51) 의 구성과 동일하다. 구체적으로는, 내측 회수 홈 (50) 에는, 내측 회수 홈 (50) 에 모아진 처리액을 기판 처리 장치 (1) 의 외부에 형성된 회수 탱크에 회수하기 위한 회수 기구 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 또한, 내측 회수 홈 (50) 의 바닥부는, 수평 방향에 대해 미소 각도만큼 경사져 있고, 그 가장 낮아지는 위치에 회수 기구가 접속되어 있다. 이로써, 내측 회수 홈 (50) 으로 흘러 들어간 처리액이 원활하게 회수된다.
또, 컵 (42) 의 안내부 (52) 의 상단부 (52b) 는, 컵 (41) 의 안내부 (47) 의 상단부 (47b) 와 상하 방향으로 겹쳐지도록 형성된다. 이 때문에, 컵 (41) 과 컵 (42) 이 가장 근접한 상태에서, 안내부 (52) 의 상단부 (52b) 는, 안내부 (47) 의 상단부 (47b) 에 대해 극히 미소한 간격을 유지하여 근접한다. 또한, 상단부 (52b) 의 선단을 하방으로 되접어 꺾어 형성되는 되접어 꺾음부 (52c) 는, 컵 (41) 과 컵 (42) 이 가장 근접한 상태에서, 안내부 (47) 의 상단부 (47b) 의 선단과 수평 방향으로 겹쳐지는 길이로 되어 있다.
또, 액 수용부 (40A) 는, 컵 (41A) 의 안내부 (47) 의 내측에 장착되는 원통상의 집액부 (70A) 를 갖는다. 집액부 (70A) 의 내주면 (75A) 은, 상기 실시형태의 내주면 (75) 과 마찬가지로, 둘레 방향에 있어서, 스핀 척 (20) 에 유지된 기판 (W) 측에 노출된 복수의 홈 및 복수의 둑부 (모두 도시 생략) 를 교대로 갖는다. 또, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 기준면을 따르는 각 홈의 제 1 길이 (예를 들어, 8 ㎜) 는, 기준면을 따르는 각 둑부의 제 2 길이 (예를 들어, 1 ㎜) 보다 길다. 집액부 (70A) 는, 기판 (W) 으로부터 비산되어 내주면 (75) 에 부착된 처리액의 액적을 각 홈 내에서 합류시키고, 합류 후의 액적을 그 자중에 의해 홈의 연장 방향을 따라 하향으로 낙하시킨다. 낙하한 액적은, 폐기 홈 (49) 을 통해서 도시 생략된 배기액 기구에 의해 기판 처리 장치 (1A) 로부터 배출된다.
도 13 은, 제 2 실시형태에 있어서의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다. 이 검사에서는, 컵 (43) 의 상단부 (43b) 의 상측에 PH 시험지를 붙여, 컵 (41A, 42, 43) 을 상승시킨 상태에서 기판 (W) 에 액 처리를 실시하고 있다. 구체적으로는, 이 액 처리는, 800 rpm 의 회전 속도로 회전하는 기판 (W) 의 상면에, 회전축 (CX) 상에 위치하는 토출 헤드 (31) 로부터 매분 500 ㎖ 의 유량으로 DHF 를 공급하는 액 처리이다. 이 액 처리는 전부 5 회 실시되고, 각 회마다 PH 시험지를 새로운 것으로 교환하고 있다. 그리고, 도 13 의 「변색 지점의 개수」란은, PH 시험지 상에 처리액의 액적이 부착되어 PH 시험지가 변색된 지점의 개수를 나타내고 있다.
도 13 에 나타내는 바와 같이, 5 회의 검사를 평균하면, 제 2 실시형태에서는 PH 시험지에 약 164 개의 변색 지점이 발생하고 있다. 제 2 실시형태의 검사 결과 (도 13) 와 제 1 실시형태의 검사 결과 (도 11) 를 비교하면, 제 2 실시형태 쪽이 PH 시험지의 변색 지점이 많다. 이 이유는, 제 2 실시형태의 액 수용 위치 (컵 (41A) 의 안내부 (47) 및 집액부 (70A)) 가, 제 1 실시형태의 액 수용 위치 (컵 (42) 의 안내부 (52) 및 집액부 (70)) 보다 기판 (W) 에 가까워, 기판 (W) 으로부터 액 수용부 (40A) 를 향하여 비산되는 처리액과 액 수용부 (40A) 로부터 스플래시 백하고 있는 처리액이 충돌하기 쉬운 것에서 기인하는 것으로 생각된다.
제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 집액부 (70A) 를 형성함으로써 집액부 (70A) 를 형성하지 않는 경우에 비해 기판 오염의 리스크를 저감시킬 수 있다.
또, 제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 기판 (W) 과 동일한 연직 방향의 위치에 복수의 홈이 형성됨으로써, 보다 효과적으로 액 수용부 (40A) 의 내주면에 부착된 각 액적의 합류를 촉구할 수 있다.
또, 제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 복수의 액적을 합류시키는 작용이 상대적으로 강한 홈이 복수의 액적을 합류시키는 작용이 상대적으로 약한 둑부보다 내주면 (75A) 의 대부분에서 형성됨으로써, 보다 효과적으로 액 수용부 (40A) 의 내주면에 부착된 각 액적의 합류를 촉구할 수 있다.
또, 제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 기판 (W) 에 가까운 기판 오염의 리스크가 높은 컵 (41) 의 내측에 집액부 (70A) 를 형성함으로써, 보다 효과적으로 그 리스크를 저감시킬 수 있다.
＜3 변형예＞
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 실시하는 것이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 홈 및 둑부가 형성된 집액부 (70, 70A) 를 컵 (42, 41A) 의 안내부 (52, 47) 의 내측에 장착하는 양태에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컵 (42, 41A) 의 안내부 (52, 47) 의 내측을 절삭함으로써, 그 안내부 (52, 47) 의 내측에 홈 및 둑부 (즉, 집액부) 를 형성해도 된다.
또, 상기 제 1 실시형태에서는, 안내부 (52) 의 하단부 (52a) 의 내측의 일부에 집액부 (70) 가 형성되는 양태에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 안내부 (52) 의 하단부 (52a) 의 내측의 전부에 집액부 (70) 가 형성되는 양태여도 되고, 안내부 (52) 의 하단부 (52a) 및 상단부 (52b) 의 내측의 전부에 집액부 (70) 가 형성되는 양태여도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 액 수용부 (40, 40A) 가 갖는 복수의 컵 중 가장 내측의 컵의 내주면에 집액부 (70, 70A) 를 형성하는 양태에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이들 복수의 컵 중, 적어도 가장 내측의 컵의 내주면에 집액부가 형성되면, 보다 효과적으로 기판 오염의 리스크를 저감시킬 수 있다. 또, 이들 복수의 컵 중, 가장 내측의 컵 이외의 컵의 내주면에만 집액부가 형성되어도 된다.
또, 상기 제 1 실시형태에서는, 집액부 (70) 가 PTFE 로 구성되는 양태에 대해 설명했지만, 집액부 (70) 가 다른 재질 (예를 들어, PFA) 로 구성되는 양태여도 된다.
도 14 는, 변형예에 있어서, 처리액의 액적 (101 ∼ 103) 이 이동하는 모습을 모식적으로 나타낸 횡단면도이다. 도 14 에서는, 변형예에 관련된 집액부 (70B) 의 복수의 홈 중 2 개의 홈 (71B) 을 도시하고 있다. 또, 도 14 에서는, 도시되지 않은 기판 (W) 의 회전 방향이 지면의 반시계 회전의 방향이며, 그 기판 (W) 으로부터 비산된 액적 (101) 이 실선 화살표의 궤적으로 이동하고 있다.
집액부 (70B) 의 복수의 홈은, 기판 (W) 의 회전 방향의 상류측의 부분보다 하류측의 부분 쪽이 깊게 파여 있는 홈 (71B) 을 포함한다. 바꾸어 말하면, 집액부 (70B) 의 복수의 홈은, 기판 (W) 의 직경 방향에 대해 그 기판 (W) 의 회전 방향으로 기운 방향으로 파여 있는 홈 (71B) 을 포함한다. 이로써, 기판 (W) 으로부터 비산되어 홈 (71B) 내에 착액된 액적 (102) 이 비산의 기세로 그 홈 (71B) 내를 유동하기 쉬워져, 다른 액적 (102) 과 합류하기 쉬워진다. 이와 같이, 홈 (71B) 의 파임 형상을 변형함으로써, 액적끼리의 합류를 촉구하고, 액 수용부의 내주면에 액적 (102) 이 부착된 상태를 억제할 수 있다.
도 15 는, 변형예에 있어서, 내측 (회전축 (CX) 측) 에서 본 집액부 (70C) 의 측면도이다. 도 16 은, 각 홈 (71C) 의 제 1 길이가 8 ㎜ 이고 각 둑부 (72C) 의 제 2 길이가 1 ㎜ 인 경우의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다. 도 17 은, 각 홈 (71C) 의 제 1 길이가 4 ㎜ 이고 각 둑부 (72C) 의 제 2 길이가 1 ㎜ 인 경우의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다. 도 18 은, 각 홈 (71C) 의 제 1 길이가 2 ㎜ 이고 각 둑부 (72C) 의 제 2 길이가 1 ㎜ 인 경우의 스플래시 백 현상의 검사 결과이다.
도 15 에 나타내는 바와 같이, 집액부 (70C) 의 내주면 (75C) 은, 둘레 방향에 있어서, 기준면보다 파인 복수의 홈 (71C) 과, 이웃하는 홈 (71C) 사이에 위치하고 또한 기준면을 따르는 복수의 둑부 (72C) 를 교대로 갖는다. 각 홈 (71C) 의 연장 방향은, 기판 (W) 의 회전 방향 (도 15 에 있어서 오른쪽에서 왼쪽 방향) 의 성분과 연직 하향의 성분이 합성된 방향 (보다 구체적으로는, 45 도로 기운 방향) 이다.
이 때문에, 그 변형예에서는, 회전하는 기판 (W) 으로부터 비산된 처리액의 액적이, 집액부 (70C) 의 내주면 (75C) 에 접액한 후, 비산의 기세에 의해 복수의 홈 (71C) 을 따라 기울기 하방으로 유동한다. 또, 스핀 모터 (22) 에 의해 기판 (W) 이 회전됨으로써, 집액부 (70C) 의 내주면 (75C) 에 있어서 각 홈 (71C) 의 연장 방향을 따른 기류가 발생하고, 내주면 (75C) 에 부착된 액적의 낙하가 촉구된다.
그리고, 도 16 ∼ 도 18 의 검사 결과를 요약한 도 19 로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 길이를 짧게 함으로써, 스플래시 백 현상이 일어날 가능성을 저감시킬 수 있다. 이것은, 홈 (71C) 의 폭이 좁아지는 것에 의해, 홈 (71C) 내에서 복수의 액적이 합류하기 쉬워지는 것에서 기인하는 것으로 생각된다. 단, 홈 (71C) 내에서 복수의 액적을 합류시킨다는 관점에서, 기판 (W) 으로부터 비산되는 액적의 직경 (예를 들어, 1 ∼ 2 ㎜) 보다 제 1 길이가 넓게 설정되는 것이 바람직하다.
또, 도 16 ∼ 도 18 의 검사 결과를 요약한 도 19 로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 2 길이가 짧으면, 스플래시 백 현상이 일어날 가능성을 저감시킬 수 있다. 이것은, 둑부 (72C) 의 폭이 좁아지는 것에 의해, 둑부 (72C) 상에 액적이 부착되기 어려워지는 (둑부 (72C) 의 양 옆에 있는 각 홈 (71C) 에 액적이 이동하기 쉬워지는) 것에서 기인되는 것으로 생각된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서는, 액 수용부가 서로 독립적으로 승강 가능한 복수의 컵을 구비하고 있었지만, 복수의 컵이 일체로 구성되어 승강하는 것이어도 된다. 또한, 액 수용부 (40) 는 스핀 베이스 (21) 를 둘러싸는 1 개의 컵만을 구비하는 것이어도 된다.
또, 기판 세정 장치 (1) 에 의해 처리 대상이 되는 기판은 반도체 용도의 기판에 한정되는 것이 아니고, 태양 전지 용도의 기판이나 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이에 사용하는 유리 기판이어도 된다.
또한, 기판 처리 장치 (1) 는, 스핀 척에 유지한 기판을 회전시키면서, 그 표면에 처리액을 공급하고, 기판으로부터 비산된 처리액을 컵에 의해 받아 내는 장치이면 되고, 매엽식의 세정 처리 장치나 에칭 처리 장치 외에, 예를 들어 레지스트 등을 도포하는 회전 도포 장치 (스핀 코터) 나 회전 현상 장치 (스핀 디벨로퍼) 여도 된다.
이상, 실시형태 및 그 변형예에 관련된 기판 처리 장치에 대해 설명했지만, 이것들은 본 발명에 바람직한 실시형태의 예이지, 본 발명의 실시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 발명의 범위 내에 있어서, 각 실시형태의 자유로운 조합, 혹은 각 실시형태의 임의의 구성 요소의 변형, 혹은 각 실시형태에 있어서 임의의 구성 요소의 생략이 가능하다.
1 : 기판 처리 장치
9 : 제어부
20 : 스핀 척
31 : 토출 헤드
40, 40A, 40Y : 액 수용부
41 : 회수부
41A, 42, 43 : 컵
70, 70A ∼ 70C : 집액부
71, 71B, 71C : 홈
72, 72B, 72C : 둑부
W : 기판

Claims (8)

  1. 기판을 수평하게 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 향하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸고, 상기 기판으로부터 비산된 상기 처리액을 수용하는 액 수용부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판의 중심을 통과하여 연직 방향으로 신장하는 회전축을 중심으로 하여 그 기판을 회전시키는 기판 회전부를 구비하고,
    상기 액 수용부의 내주면은 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판측에 노출된 복수의 홈을 갖고, 상기 복수의 홈의 각각의 연장 방향은 연직 방향의 성분을 포함하고,
    둘레 방향에 있어서, 상기 내주면은, 기준면보다 파인 상기 복수의 홈과, 이웃하는 홈 사이에 위치하고 또한 상기 기준면을 따르는 복수의 둑부를 교대로 갖고,
    상기 기준면을 따르는 각 홈의 제 1 길이는, 상기 기준면을 따르는 각 둑부의 제 2 길이보다 긴, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장 방향은, 상기 기판의 회전 방향의 성분과 연직 하향의 성분이 합성된 방향인, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축과 수직한 방향의 단면에 있어서, 상기 복수의 홈이, 상기 기판의 회전 방향의 상류측의 부분보다 하류측의 부분 쪽이 깊게 파여 있는 홈을 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내주면은, 적어도 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판과 동일한 연직 방향의 위치에 있어서, 상기 복수의 홈을 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 수용부는, 상대적으로 직경이 작고 상기 기판에 가까운 위치에서 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 내측의 컵으로부터, 상대적으로 직경이 크고 상기 기판으로부터 먼 위치에서 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 외측의 컵에 걸친 복수의 컵을 갖고,
    적어도 상기 내측의 컵의 내주면이 상기 복수의 홈을 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 수용부는, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 안내부를 갖는 컵을 구비하고,
    상기 안내부는, 매끄러운 원호를 그려 상기 기판에 가까워짐에 따라 상방을 향하여 기울어져 연장되는 상단부를 갖고,
    상기 복수의 홈은, 적어도 상기 상단부의 하방에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 수용부는, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 안내부를 갖는 컵을 구비하고,
    상기 안내부는, 매끄러운 원호를 그려 상기 기판에 가까워짐에 따라 상방을 향하여 기울어져 연장되는 상단부와, 상기 상단부의 하방으로부터 연장되는 하단부를 갖고,
    상기 복수의 홈은, 적어도 상기 하단부의 일부에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 길이는, 상기 기판으로부터 비산되는 액적의 직경보다 긴, 기판 처리 장치.
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