KR102277108B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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고지 하시모토
미쓰카즈 다카하시
가즈히로 혼쇼
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 도포실을 가지고, 상기 도포실 내에서 기판의 표면에 물보다 표면장력이 작은 저(低)표면장력 액체를 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 유닛과, 승화실을 가지고, 상기 승화실 내에서 상기 기판의 표면에 형성된 도포막을 승화시키는 승화 유닛과, 상기 승화실 내를 대기압보다 낮은 압력으로 감압하는 감압 수단과, 상기 도포실에 기판을 반입하는 주반송 수단과, 상기 도포실에서 상기 승화실로 기판을 반송하는 로컬 반송 수단과, 상기 로컬 반송 수단이 상기 도포 실에서 상기 승화실로 상기 기판을 반송하고 있는 동안, 상기 도포막 상태를 유지하는 도포막 상태 유지 수단을 포함한다.

Description

기판 처리 장치
이 발명은, 기판의 표면을 건조시키는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리의 대상이 되는 기판에는 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 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.
반도체 장치 등의 제조 공정에서는 기판을 처리액으로 처리하는 기판 처리 장치가 이용된다. 이러한 기판 처리 장치는 예를 들어, 기판에 처리액을 공급하고, 그 후에 기판을 건조시키는 처리 유닛을 포함한다. 전형적인 처리 유닛은, 기판을 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 기판에 약액을 공급하는 약액 노즐과, 기판에 린스액을 공급하는 린스액 노즐을 포함한다. 이러한 처리 유닛은 약액 공정과, 린스 공정과, 스핀 건조 공정을 실행한다. 약액 공정에서는, 스핀 척으로 회전되고 있는 기판의 표면에 약액 노즐로부터 약액이 공급된다. 린스 공정에서는, 약액의 공급을 정지하고, 스핀 척으로 회전되고 있는 기판의 표면에 린스액 노즐로부터 린스액이 공급되어, 기판 상의 약액이 린스액으로 치환된다. 스핀 건조 공정에서는 린스액의 공급을 정지하고, 스핀 척으로 기판을 고속 회전시켜, 기판 상의 린스액이 떼어내진다.
전형적인 린스액인 DIW(탈이온수)는 표면장력이 큰 액체이다. 이 때문에, 스핀 건조 공정에서 린스액을 떼어낼 때, 기판 상의 미세한 패턴이 표면장력에 의해서 도괴될 우려가 있다.
여기서, 특허문헌 1 등은, 기판 표면에 부착되는 DIW 등의 액체를 처리실에서 응고시킨 후에, 그 처리실 내를 감압하여 응고체를 승화시키는 승화 건조 기술을 개시하고 있다. 따라서, 건조 과정에 있어서, 기판 표면의 패턴은 액면에 접하지 않으므로, 표면장력을 받는 일이 없고, 표면장력에 기인하는 패턴 도괴를 회피할 수 있다.
일본국 특허공개 2011-66272호 공보(단락 0089-0093, 도 13, 도 14)
특허문헌 1은, 기판 표면의 액상 DIW를 동결시켜서 고상으로 변화시키고, 그 후, 챔버 내를 감압하여 고상 DIW를 기상으로 변화시켜 승화시키고 있다. 그러나, DIW가 액상에서 고상으로 변화할 때에 체적 팽창이 생기므로, 기판 표면의 미세 패턴에 응력이 걸려, 패턴이 손상될 우려가 있다.
또, 특허문헌 1에서는, 기판에 대해서 DIW를 공급하고, 또한 그 DIW를 동결시키는 처리를 실시하는 챔버의 내부의 공간을 감압하여, DIW를 승화시키고 있다.
그러나, 기판에 DIW를 공급하기 위한 공간을 제공하는 챔버는 스핀 척 등의 큰 부품을 수용하기 위해서, 큰 용적을 가지고 있고, 이러한 대용적의 공간을 신속하게 감압하는 것은 매우 어려운 일이다. 이 때문에, 챔버 내의 감압에는 상응하는 시간을 필요로 하고, 이에 따라, 승화 공정이 길어진다. 그 결과, 예를 들어, 벽형상 미세 패턴의 양측에서의 승화의 진행에 편차가 있으면, 패턴 양측에서의 응력 불균형에 의해, 패턴이 손상될 우려가 있다.
따라서, 소용적의 감압실을 따로 준비하고, 그 소용적의 감압실 내를 신속하게 건조시켜, 승화 공정을 단시간으로 완료하는 것이 바람직하다. 그러나, 그러기 위해서는 기판을 감압실까지 반송할 필요가 생긴다.
그러나, 이러한 반송을 실시하면 그 반송 도중에 기판 상의 막의 상태 변화가 생길 우려가 있다. 보다 구체적으로는, 동결된 DIW가 국소적으로 액상으로 변화하거나 혹은 국소적으로 승화한다. 특히, 국소적으로 액상으로 변화하면 기판 표면의 패턴이 표면장력의 영향을 받는다. 또, 국소적인 승화가 생기면 패턴 양측에서의 응력 불균형의 문제가 생긴다. 이 때문에, 감압실에 이르는 것보다도 전에 기판 상의 미세 패턴이 도괴되어 버린다.
이 발명의 일 실시형태는, 도포실 내에서 기판 상에 형성된 도포막 상태를 유지하면서 승화실까지 기판을 반송하여 기판 표면의 도포막을 승화시키고, 이에 의해, 건조 처리를 양호하게 실시할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
이 발명의 일 실시형태는, 도포실을 가지고, 상기 도포실 내에서 기판의 표면에 물보다 표면장력이 작은 저(低)표면장력 액체를 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 유닛과, 승화실을 가지고, 상기 승화실 내에서 상기 기판의 표면에 형성된 도포막을 승화시키는 승화 유닛과, 상기 승화실 내를 대기압보다 낮은 압력으로 감압하는 감압 수단과, 상기 도포실에 기판을 반입하는 주 반송 수단과, 상기 도포실에서 상기 승화실로 기판을 반송하는 로컬 반송 수단과, 상기 로컬 반송 수단이 상기 도포실에서 상기 승화실로 상기 기판을 반송하고 있는 동안, 상기 도포막 상태를 유지하는 도포막 상태 유지 수단을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 처리 대상의 기판은 주 반송 수단에 의해서, 액처리 유닛의 도포실에 반입된다. 액처리 유닛에서는, 도포실 내에서, 물보다 표면장력이 작은 저표면장력 액체가 기판에 공급되고, 이에 의해, 그 저표면장력 액체의 도포막이 기판 상에 형성된다. 그 후, 도포실에서 승화실로 기판이 반송되어 승화실 내에서 도포막을 승화시키기 위한 승화 처리가 실행된다. 도포실에서 승화실로의 기판의 반송은 주 반송 수단과는 따로 설치된 로컬 반송 수단에 의해서 실시된다. 이에 의해, 주 반송 수단 및 주 반송 수단의 가동 범위에 존재할 수 있는 부품이나 다른 기판에 대해서 도포막의 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다. 또, 주 반송 수단의 동작 상태에 관계없이, 도포실에서의 처리를 끝낸 기판을 신속하게 승화실로 반송할 수 있다.
한편, 로컬 반송 수단에 의해서 반송되고 있는 동안, 그 반송 중인 기판의 표면에 형성된 도포막 상태는 도포막 상태 유지 수단에 의해서 유지된다. 따라서, 도포막 형성 유닛에서 기판 표면에 형성된 도포막은 그 상태가 유지된 채로 승화실에 반입되어, 승화 유닛에 의한 승화 처리를 받는다. 이에 의해, 로컬 반송 수단에 의한 반송 중에 있어서의 준비되지 않고 제어되지 않는 상태에서의 도포막 상태 변화를 억제할 수 있다. 즉, 기판 표면의 도포막을 승화시켜 배제하기 위한 승화 공정을, 승화실 내의 조정된 환경 중에서 실시할 수 있다. 이에 따라, 도포막의 준비되지 않은 상태 변화에 의한 기판으로의 악영향을 회피하여, 기판 표면의 도포막을 양호하게 승화시킬 수 있다.
또, 승화실 내가 대기압보다 낮은 압력으로 감압됨으로써, 기판 표면의 도포막의 승화를 촉진할 수 있다. 구체적으로는, 승화실의 감압에 의해서, 도포막의 승화가 신속하게 완료된다. 이에 의해, 승화의 과정에서 도포막이 기판에 주는 응력의 에너지를 억제하면서, 도포막을 승화시켜 기판 표면으로부터 제거할 수 있다.
도포막 상태 유지 수단은 예를 들어, 고상의 도포막이 액상으로 변화하는 것을 억제하는 액화 억제 수단을 포함하고 있어도 된다. 또, 도포막 상태 유지 수단은 고상의 도포막이 승화하는 것을 억제하는 승화 억제 수단을 포함하고 있어도 된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 형성 유닛이, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판에, 저표면장력 액체를 공급하는 액체 공급 수단과, 상기 액체 공급 수단으로부터 저표면장력 액체가 기판에 공급된 후에, 기판의 냉각을 개시해, 상기 저표면장력 액체를 융점 미만으로 냉각시켜, 상기 저표면장력 액체의 고체로 이루어지는 상기 도포막을 형성하는 냉각 고화 수단을 포함한다.
이 구성에서는, 도포실 내에 있어서 기판의 표면에 저표면장력 액체가 공급되고, 이 저표면장력 액체가 냉각됨으로써, 액상에서 고상으로 상전이하여 고체상태의 도포막이 형성된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 기판 상의 도포막이 고체에서 액체로 돌아가는 것을 저지하는 액화 저지 수단을 포함한다. 이에 의해, 로컬 반송 수단에 의해서 기판이 반송되고 있는 동안, 액화 저지 수단에 의해서, 그 고체 상태의 도포막이 액상으로 돌아가는 것이 저지된다. 이에 의해, 기판 표면이 액상의 저표면장력 액체로부터의 표면장력을 받는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 액화 저지 수단이, 상기 기판 상의 도포막을 상기 융점 미만으로 유지하는 냉각 유지 수단을 포함한다. 이에 의해, 도포막이 고상에서 액상으로 변화하는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 냉각 유지 수단이, 상기 로컬 반송 수단의 반송 아암을 냉각하는 아암 냉각 수단을 포함한다.
이 구성에 의해, 로컬 반송 수단에 의한 반송 중에 기판을 냉각할 수 있다. 이에 의해, 기판 표면의 도포막이 고상에서 액상으로 변화하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 기판 상의 도포막이 승화하는 것을 저지하는 승화 저지 수단을 포함한다.
이 구성에 의해, 로컬 반송 수단에 의해서 기판이 반송되고 있는 동안, 승화 저지 수단에 의해서, 고체 상태의 도포막이 기상으로 변화하는 것이 저지된다. 이에 의해, 준비되지 않고 제어되지 않은 상태에서 고상 도포막이 승화하는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 냉각 고화 수단이, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판을 상기 저표면장력 액체의 융점 미만의 유체에 접촉시킨다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 냉각 고화 수단이, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판의 하면에 접촉 또는 근접하여, 당해 기판을 냉각하는 냉각 플레이트를 포함한다. 이 구성에서는, 도포막에 대한 영향이 적은 수단으로 기판을 냉각할 수 있다. 예를 들어, 기판의 이면에 저온의 액체를 공급하여 기판을 냉각한다고 하면, 이 액체를 건조시키기 위한 이면 건조 처리가 필요하다. 이 이면 건조 처리가 기판 표면의 도포막에 영향을 줄 우려가 있다. 또, 기판의 표면에 저온의 기체를 공급하여 기판을 냉각(따라서, 도포막을 냉각)한다고 하면, 도포막의 표면 부근의 분위기가 당해 기체에 의해서 치환되므로, 도포막으로부터의 증발이 촉진된다. 따라서, 기판 표면의 도포막에 영향을 줄 우려가 있다. 냉각 플레이트를 이용하는 냉각에서는 이러한 과제를 회피할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 냉각 고화 수단이, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판에 액체 질소를 공급하는 액체 질소 공급 수단을 포함한다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 액체 공급 수단이, 상기 저표면장력 액체가 유통하고, 상기 기판의 표면을 향해서 상기 저표면장력 액체를 토출하는 토출구를 가지는 저표면장력 액체 공급 배관을 포함하고, 상기 도포막 형성 유닛이, 상기 저표면장력 액체 공급 배관의 상기 도포실 내에 배치되어 있는 부분을 상기 저표면장력 액체의 융점 이상의 온도로 조절하는 저표면장력 액체 온도 조절 수단을 더 포함한다.
이 구성에 의하면, 저표면장력 액체를 공급하는 저표면장력 액체 공급 배관이 온도 조절됨으로써, 저표면장력 액체를 액체 상태로 기판의 표면에 공급할 수 있고, 이에 따라, 기판의 표면에 균일한 막두께의 도포막을 형성할 수 있다. 그 균일한 막두께 상태의 도포막이 액상에서 고상으로 상전이하고, 이 고상의 도포막 상태가 유지된 채로 승화실로 반송된다. 이에 의해, 균일한 고상 도포막이 승화실에서 승화한다. 이와 같이 하여, 면내 균일성이 확보된 건조 처리를 달성할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 형성 유닛이, 상기 저표면장력 액체를 상기 기판의 표면을 향해서 토출하는 토출구와, 상기 토출구의 기판으로부터의 높이를 조정하는 토출구 높이 조정 수단을 포함한다.
이 구성에 의하면, 높이 조절 가능한 토출구로부터 저표면장력 액체가 기판으로 토출된다. 토출구의 높이를 적절히 조절함으로써, 토출구로부터 기판의 표면에 도달할 때까지의 저표면장력 액체의 유동 상태를 확보할 수 있다. 즉, 기판 표면에 도달한 저표면장력 액체는 충분한 유동성을 가져, 기판 표면에서 퍼진다. 이에 의해, 기판 표면에 균일한 막두께의 도포막을 형성할 수 있다. 이 균일한 막두께 상태의 도포막이 액상에서 고상으로 상전이하고, 이 고상의 도포막 상태가 유지된 채로 승화실로 반송된다. 이에 의해, 균일한 막두께의 고상 도포막이 승화실에서 승화한다. 이와 같이 하여, 면내 균일성이 확보된 고상 도포막 제거에 의한 기판 표면의 건조 처리를 달성할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 형성 유닛이, 상기 저표면장력 액체를 상기 기판의 표면을 향해서 토출하는 토출구와, 상기 토출구로부터 상기 저표면장력 액체가 기판을 향해서 토출되고 있는 동안, 상기 저표면장력 액체의 융점 이상의 온도로 상기 기판을 온도 조절하는 기판 온도 조절 수단을 포함한다. 이에 의해, 기판 상에서 저표면장력 액체가 액상으로 유지되므로, 그 유동 상태가 확보된다. 즉, 기판 표면에 도달한 저표면장력 액체는, 기판 표면 상에서 충분한 유동성을 가져, 기판 표면에서 퍼진다. 이에 의해, 기판 표면에 균일한 막두께의 도포막을 형성할 수 있다. 그 균일한 막두께 상태의 도포막이 액상에서 고상으로 상전이하고, 이 고상의 도포막 상태가 유지된 채로 승화실로 반송된다. 이에 의해, 균일한 막두께의 고상 도포막이 승화실에서 승화한다. 이와 같이 하여, 면내 균일성이 확보된 고상 도포막 제거에 의한 기판 표면의 건조 처리를 달성할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 형성 유닛이, 상기 기판 유지 수단에 의해서 유지된 기판을 회전시키는 기판 회전 수단을 더 포함한다.
이 구성에 의하면, 기판을 회전시키는 것에 의해서, 기판 표면에 공급된 저표면장력 액체를 기판 표면에서 얇고 균일하게 펼 수 있다. 이에 의해, 균일하고 얇은 도포막을 기판 표면에 형성할 수 있다. 이 균일하고 얇은 도포막이 액상에서 고상으로 상전이하고, 이 고상의 얇은 도포막 상태가 유지된 채로 승화실로 기판이 반송된다. 이에 의해, 균일하고 얇은 고상 도포막이 승화실에서 승화한다. 도포막의 막두께가 작기 때문에, 승화 처리 시간이 짧아진다. 면내 균일성이 확보된 고상 도포막 제거에 의한 기판 표면의 건조 처리를 달성할 수 있는데다, 승화 처리 시간을 단축할 수 있으므로, 기판으로의 영향을 한층 억제한 건조 처리를 실현할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 형성 유닛이, 액막 상태의 도포막을 기판의 표면에 형성하도록 구성되어 있고, 상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 도포막을 액막 상태로 유지하도록 구성되어 있으며, 상기 승화 유닛이, 상기 기판에 형성된 액막 상태의 도포막을 상기 저표면장력 액체의 융점 미만으로 냉각시켜, 상기 저표면장력 액체의 고체막으로 전환시키는 냉각 고화 수단을 포함한다.
이 구성에서는, 승화실에 있어서, 기판 표면의 도포막이 액상에서 고상으로 상전이한다. 따라서, 로컬 반송 수단은, 액상의 도포막이 표면에 형성된 기판을 도포실에서 감압실로 반송한다. 이 반송 동안에, 도포막 상태 유지 수단에 의해서, 도포막 상태가 유지된다.
도포막 상태 유지 수단은 이 경우, 도포막이 액상에서 고상으로 변화하는 것을 억제하는 고체화 저지 수단을 포함하고 있어도 된다. 또, 도포막 상태 유지 수단은 도포막이 액상에서 기상으로 변화하여 증발하는 것을 억제하는 증발 저지 수단을 포함하고 있어도 된다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 상태 유지 수단을 대신하여, 상기 기판에 형성된 액막 상태의 도포막을 상기 저표면장력 액체의 융점 미만으로 냉각시켜, 상기 저표면장력 액체의 고체막으로 전환시키는 냉각 고화 수단을 포함한다.
이 구성에 의하면, 도포실에서는, 기판의 표면에 액상의 도포막이 형성된다. 그 후, 로컬 반송 수단에 의해서 반송하고 있는 동안에, 이 액상의 도포막이 고상으로 변화한다. 그리고, 이 고상 도포막이 형성된 기판이 승화실로 반입된다. 이렇게 하여, 로컬 반송 수단에 의한 반송 중에 도포막을 고체화시킬 수 있으므로, 반송과 고체화를 병행하여 실시할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 로컬 반송 수단이, 로컬 반송실을 지나는 반송 경로를 따라서 기판을 반송하도록 구성되어 있고, 상기 로컬 반송실과 상기 승화 유닛이 연통하고 있다.
이 구성에 의해, 처리실에서 승화실로의 기판의 반송이 로컬 반송실 내에서 실시된다. 이에 의해, 로컬 반송 수단에 의해서 반송 중인 기판 표면의 도포막의 영향이 로컬 반송실 내에 남는다. 따라서, 주 반송 수단 그 외의 기판 처리 장치의 구성 부분에 대한 도포막에 의한 영향을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 승화실이, 상기 로컬 반송 수단에 의해서 기판이 반입되는 반입 개구를 가지고 있고, 상기 로컬 반송 수단이, 상기 반입 개구를 밀폐하는 뚜껑 수단을 가지고 있다.
이 구성에 의해, 로컬 반송 수단은 승화실의 반입 개구로부터 기판을 반입하고, 또한 이 반입 개구를 뚜껑 수단에 의해서 밀폐할 수 있다. 이에 의해, 반입 개구의 개폐 기구를 따로 준비할 필요가 없다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 로컬 반송 수단이, 기판을 반송하는 반송 아암을 구비하고 있고, 상기 뚜껑 수단이 상기 반송 아암에 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 반송 아암에서 승화실로 기판을 반송하는 동작에 의해, 뚜껑 수단에 의해서 반입 개구를 밀폐할 수 있다.
이 경우, 반송 아암은 승화실 내에서 기판을 유지하는 기판 유지 수단의 역할을 담당해도 된다. 이에 의해, 승화실 내에 다른 기판 유지 수단을 설치할 필요가 없어진다. 특히, 감압 승화 건조와 같이, 건조 공정에 필요로 하는 시간이 짧은 경우에는 승화실 내에서 로컬 반송 수단의 반송 아암으로 기판을 유지하는 구성으로 함으로써, 기판의 수도(受渡)를 생략할 수 있기 때문에 공정 전체의 소요 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 승화 유닛이, 상기 승화실 내에서 기판을 유지하는 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판을 가열하는 기판 가열 수단을 포함한다. 또한, 상기 기판 가열 수단이, 전열 또는 복사열에 의해서 기판을 가열하는 히터, 또는 전자파를 조사하여 기판을 가열하는 전자파 조사 수단을 포함한다.
이 구성에 의하면, 승화실 내에서 기판이 가열됨으로써, 고상 도포막의 승화를 한층 더 촉진할 수 있어 승화 처리 시간을 단축할 수 있다. 기판 가열 수단은, 전열, 열복사 또는 전자파 조사에 의해서 기판을 가열하므로, 도포막의 승화를 방해하지 않는다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 승화 유닛이, 기판을 유지하는 복수의 기판 유지 위치를 가지고 있고, 상기 복수의 기판 유지 위치 사이에서 기판을 반송하는 제2 로컬 반송 수단을 더 포함한다. 이 구성에 의해, 승화실 내에서 기판을 복수의 위치 사이에서 반송할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 승화 유닛이, 상기 승화실 내에 배치되어 상기 기판을 가열하는 기판 가열 유닛과, 상기 승화실 내에 배치되어 상기 기판 가열 유닛에 의해서 가열된 기판을 냉각하는 기판 냉각 유닛을 포함하고, 상기 제2 로컬 반송 수단이, 상기 기판 가열 유닛에서 상기 기판 냉각 유닛까지, 기판을 반송한다.
이 구성에 의하면, 기판의 가열에 의해서 도포막의 승화를 촉진할 수 있고, 또한 그 승화 처리 후의 가열된 기판을 제2 로컬 반송 수단에서 기판 냉각 유닛까지 반송하여 냉각할 수 있다. 따라서, 승화 유닛은 건조 처리를 끝낸 기판을 냉각하여 내보낼 수 있다. 예를 들어, 주 반송 수단은 냉각 완료된 기판을 승화 유닛으로부터 꺼낼 수 있다. 이에 의해, 주 반송 수단이 가열된 기판으로부터의 열을 축적하는 일이 없다. 따라서, 주 반송 수단에 의해서 반송되는 기판에 대해서 열에 의한 악영향이 미치는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 승화실의 용적이, 상기 도포실의 용적보다 작다. 이 구성에 의해, 승화실 내에서의 감압 승화 처리를 신속하게 진행시킬 수 있으므로, 처리 시간을 더 짧게 할 수 있다. 이에 의해, 저표면장력액의 표면장력이 기판에 주는 영향을 더 줄일 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 저표면장력 액체가 유기용제를 포함한다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 주 반송 수단이 주 반송실에 배치되어 있고, 상기 로컬 반송 수단이, 상기 주 반송실로부터 이격된 로컬 반송실에 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 저표면장력 액체의 도포막의 영향을 로컬 반송실 내에 둘 수 있으므로, 주 반송 수단에 의해서 반송되는 기판에 대한 저표면장력 액체의 영향을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 로컬 반송실에 배치되어 있다. 또한, 이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 로컬 반송 수단에 구비되어 있다.
본 발명에 있어서의 상술의, 또는 추가의 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1a는, 이 발명의 제1~제3 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1b는, 상기 제1~제3 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 입면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 액처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3은, 상기 기판 처리 장치에 구비된 승화 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 4는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 로컬 반송 로봇의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는, 이 발명의 제4 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 5b는, 상기 제4 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 입면도이다.
도 6a는, 이 발명의 제5 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 6b는, 상기 제5 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 입면도이다.
도 7은, 이 발명의 제6 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 입면도이며, 주 반송실의 한쪽측의 구성이 나타나 있다.
도 8은, 이 발명의 제7 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 9는, 이 발명의 제8 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 승화 유닛의 구성예를 나타낸다.
도 10은, 이 발명의 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 승화 유닛의 추가의 다른 구성예를 도해적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은, 물질의 상태도이다.
[제1 실시형태]
도 1a는 이 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 구성을 설명하기 위한 평면도이며, 도 1b는 그 입면도이다. 기판 처리 장치(1)는 캐리어 유지부(2)와 인덱서 로봇(IR)과 복수의 액처리 유닛(M11~M14, M21~M24)(총칭할 경우에는 「액처리 유닛(M)」이라고 한다.)과, 복수의 승화 유닛(D11~D14, D21~D24)(총칭할 경우에는 「승화 유닛(D)」이라고 한다.)과, 주 반송 로봇(CR)과 로컬 반송 로봇(L11~LR14, LR21~LR24)(총칭할 경우에는 「로컬 반송 로봇(LR)」이라고 한다.)을 포함한다. 주 반송 로봇(CR)은 주 반송 수단의 일례이며, 로컬 반송 로봇(LR)은 로컬 반송 수단의 일례이다.
캐리어 유지부(2)는 복수매의 기판(W)을 적층 상태로 유지하는 기판 용기인 캐리어(3)를 유지한다. 이 실시형태에서는, 캐리어 유지부(2)는 복수의 캐리어(3)를 유지 가능하게 구성되어 있다. 인덱서 로봇(IR)은 캐리어 유지부(2)에 유지된 캐리어(3)에 액세스하여 기판(W)을 출납하고, 또한 주 반송 로봇(CR)과의 사이에서 기판(W)의 수도를 실시한다.
복수의 액처리 유닛(M) 및 복수의 승화 유닛(D)은 이 실시형태에서는, 복수층 구조(이 실시형태에서는 2층 구조)를 이루도록 입체적으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 도 1a에 표시되어 있는 것과 같이, 평면에서 봤을 때, 캐리어 유지부(2)로부터 직선 형상으로 늘어난 주 반송실(5)에 주 반송 로봇(CR)이 배치되어 있고, 주 반송실(5)의 양측으로 2개씩 적층 유닛군(G1, G2; G3, G4)이 주 반송실(5)을 따라서 배치되어 있다. 이에 의해, 평면에서 봤을 때, 주 반송 로봇(CR)의 주위에 4개의 적층 유닛군(G1~G4)이 배치되어 있다.
기판 처리 장치(1)의 제1 층(S1) 및 제2 층(S2)에 각 4개의 액처리 유닛(M11~M14, M21~M24)이 배치되어 있고, 기판 처리 장치(1)는 합계 8개의 액처리 유닛(M)을 구비하고 있다. 제1 층(S1)에 있어서, 주 반송실(5)의 양측에 2개씩 액처리 유닛(M11, M12; M13, M14)이 주 반송실(5)을 따라서 배치되어 있다. 이러한 4개의 액처리 유닛(M11~M14) 위에 4개의 승화 유닛(D11~D14)이 각각 배치되어 있다. 또한, 제2 층(S2)에 있어서, 주 반송실(5)의 양측으로 2개씩 액처리 유닛(M21, M22; M23, M24)이 주 반송실(5)을 따라서 배치되어 있다. 이들 4개의 액처리 유닛(M21~M24) 위에 4개의 승화 유닛(D21~D24)이 각각 배치되어 있다. 하나의 액처리 유닛(M)과 그 위에 배치된 승화 유닛(D)이 대응하는 쌍을 이루고 있다.
적층 유닛군(G1)은 아래부터 순서대로 액처리 유닛(M11), 승화 유닛(D11), 액처리 유닛(M21) 및 승화 유닛(D21)을 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G2)은 아래부터 순서대로 액처리 유닛(M12), 승화 유닛(D12), 액처리 유닛(M22) 및 승화 유닛(D22)을 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G3)은 아래부터 순서대로 액처리 유닛(M13), 승화 유닛(D13), 액처리 유닛(M23) 및 승화 유닛(D23)을 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G4)은 아래부터 순서대로 액처리 유닛(M14), 승화 유닛(D14), 액처리 유닛(M24) 및 승화 유닛(D24)을 적층하여 구성되어 있다.
주 반송 로봇(CR)은 합계 8개의 액처리 유닛(M)에 액세스하여 기판(W)을 건넬 수 있고, 또한 합계 8개의 승화 유닛(D)에 액세스하여 기판(W)을 꺼낼 수 있고, 또한 인덱서 로봇(IR)과의 사이에서 기판(W)을 수도할 수 있다.
로컬 반송 로봇(LR)은 이 실시형태에서는, 제1 층(S1)에 4개 구비되고, 제2 층(S2)에 4개 구비되어 있다. 보다 구체적으로는, 평면에서 봤을 때, 제1 층(S1)에는 주 반송실(5)의 양측으로 2개씩 로컬 반송 로봇(LR11, LR12; LR13, LR14)이 배치되어 있다. 더 구체적으로는, 주 반송실(5)의 한쪽측에 있어서, 제1 층(S1)에는 캐리어 유지부(2)와 액처리 유닛(M11)의 사이에 하나의 로컬 반송 로봇(LR11)이 배치되어 있고, 캐리어 유지부(2)로부터 먼 측의 단부에 또 하나의 로컬 반송 로봇(LR12)이 배치되어 있다. 주 반송실(5)의 다른쪽측에 있어서의 2개의 로컬 반송 로봇(LR13, LR14)의 배치도 마찬가지이다. 그리고, 제2 층(S2)에 있어서의 4개의 로컬 반송 로봇(LR21, LR22; LR23, LR24)도 마찬가지로 배치되어 있다. 로컬 반송 로봇(LR11~LR14, LR21~LR24)은 로컬 반송실(C11~C14, C21~C24)(총칭할 경우에는 「로컬 반송실(C)」이라고 한다.) 안에 각각 배치되어 있다. 로컬 반송실(C)은 주 반송실(5)로부터 분리(이격)하도록 구획된 반송 공간을 형성하고 있다.
이렇게 해서, 각 쌍의 액처리 유닛(M) 및 승화 유닛(D)에 대해서, 하나의 로컬 반송 로봇(LR)이 설치되어 있다. 로컬 반송 로봇(LR)은 액처리 유닛(M)에 의해서 처리된 후의 기판(W)을 당해 액처리 유닛(M)으로부터 꺼내, 대응하는 승화 유닛(D)으로 반송한다.
인덱서 로봇(IR), 주 반송 로봇(CR) 및 로컬 반송 로봇(LR)의 동작예를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 인덱서 로봇(IR)은 어느 하나의 캐리어(3)로부터 미처리된 기판(W)을 꺼내, 주 반송 로봇(CR)에 건넨다. 주 반송 로봇(CR)은 인덱서 로봇(IR)으로부터 받은 기판(W)을 어느 하나의 액처리 유닛(M)에 반입한다. 액처리 유닛(M)은 반입된 기판(W)에 대한 처리를 실행한다. 액처리 유닛(M)은 구체적으로는 기판 표면에 대해서 처리액에 의한 처리를 실시한 후, 도포막을 기판(W)의 표면에 형성한다. 액처리 유닛(M)에 의해서 처리된 기판(W), 즉 표면에 도포막이 형성된 기판(W)은 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반출되고, 그 바로 위에 배치된 승화 유닛(D)으로 반송된다. 승화 유닛(D)은 반입된 기판(W)의 표면의 도포막을 승화시켜 제거한다. 이 승화 처리 후의 기판(W)은 주 반송 로봇(CR)에 의해서 반출된다. 주 반송 로봇(CR)은 그 기판(W)을 인덱서 로봇(IR)에 건넨다. 인덱서 로봇(IR)은 건네받은 기판(W)을 어느 하나의 캐리어(3)에 수납한다.
인덱서 로봇(IR)은 미처리된 기판(W)을 주 반송 로봇(CR)에 건네고, 그 직전, 직후 또는 동시에 처리 완료된 기판(W)을 주 반송 로봇(CR)으로부터 받도록 동작해도 된다. 마찬가지로, 주 반송 로봇(CR)은 미처리된 기판(W)을 인덱서 로봇(IR)으로부터 받고, 그 직전, 직후 또는 동시에, 처리 완료된 기판(W)을 인덱서 로봇(IR)에 건네도록 동작해도 된다. 또한, 주 반송 로봇(CR)은 미처리된 기판(W)을 액처리 유닛(M)에 반입하고, 그 직후 또는 직전에 승화 유닛(D)으로부터 처리 완료된 기판(W)을 반출하도록 동작해도 된다.
이와 같이, 이 실시형태에서는 하나의 액처리 유닛(M)에 대해서 하나의 승화 유닛(D)이 대응하고 있다. 그리고, 액처리 유닛(M)과 승화 유닛(D)이 적층되어 있다. 또한, 하나의 액처리 유닛(M) 및 하나의 승화 유닛(D)의 쌍에 대해서, 하나의 로컬 반송 로봇(LR)이 설치되어 있고, 로컬 반송 로봇(LR)은 이러한 액처리 유닛(M) 및 승화 유닛(D)에 액세스 가능하다. 로컬 반송 로봇(LR)은 액처리 유닛(M)에 의해서 처리된 기판(W)을 액처리 유닛(M)으로부터 반출하고, 그 액처리 유닛(M)에 대응하는 승화 유닛(D)으로 반송하여, 그 승화 유닛(D)에 반입한다. 구체적으로는, 로컬 반송 로봇(LR)은 액처리 유닛(M)으로부터 꺼낸 기판(W)을 수직 방향(더 구체적으로는 상방)으로 반송한다. 주 반송 로봇(CR)은 미처리된 기판(W)을 액처리 유닛(M)에 반입하고, 승화 유닛(D)으로부터 처리 후의 기판(W)을 반출한다.
액처리 유닛(M)은 도포막 형성 유닛의 일례이다.
도 2는 액처리 유닛(M)의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 액처리 유닛(M)은 처리실(11)을 구비하고 있다. 처리실(11)은 기판(W)의 표면에 도포막을 형성하는 도포실의 일례이다. 처리실(11) 내에는 기판(W)을 수평으로 유지하여 회전 가능한 기판 유지 수단으로서의 스핀 척(12)과, 스핀 척(12)를 둘러싸는 컵(13)과, 약액 노즐(14)과, 린스액 노즐(15)과, 유기용제 노즐(16)과, 차단판(19)이 설치되어 있다. 스핀 척(12)은 기판 회전 수단의 일례인 모터(17)에 의해서 연직인 회전축선(18) 주위로 회전한다.
약액 노즐(14)에는 약액 배관(21)이 결합되어 있다. 약액 배관(21)의 도중에는 약액 통로를 개폐하는 약액 밸브(22)가 개재되어 있다. 약액 배관(21)에는 약액 공급원(23)으로부터 약액이 공급된다. 약액의 예로는, HF(불화수소산), SC1(암모니아 과산화수소수), SC2(염산 과산화수소수), SPM(황산 과산화수소수), 인산, 불질산, FPM(불화수소산 과산화수소수), FOM(불화수소산 오존수), AOM(암모니아 오존수) 등을 들 수 있다. 린스액 노즐(15)에는 린스액 배관(26)이 결합되어 있다. 린스액 배관(26)의 도중에는 린스액 통로를 개폐하는 린스액 밸브(27)가 개재되어 있다. 린스액 배관(26)에는 린스액 공급원(28)으로부터 린스액이 공급된다. 린스액은 이 실시형태에서는 DIW(탈이온수)이다. 물론 탄산수 등의 다른 린스액이 이용되어도 된다.
유기용제 노즐(16)에는 유기용제 배관(31A, 31B)이 결합되어 있다. 보다 구체적으로는, 이 실시형태에서는 유기용제 배관(31B)이 유기용제 노즐(16)에 결합되어 있고, 유기용제 배관(31A)이 유기용제 배관(31B)에 합류하고 있다. 유기용제 배관(31A, 31B)의 도중에는 각각의 유기용제 통로를 개폐하는 유기용제 밸브(32A, 32B)가 개재되어 있다. 유기용제 배관(31A, 31B)에는 유기용제 공급원(33A, 33B)으로부터 제1 유기용제 및 제2 유기용제가 액체 상태로 공급된다. 유기용제는 린스액보다 표면장력이 작은 저표면장력 액체의 일례이다. 이 실시형태에서는 제1 및 제2 유기용제가 공통의 노즐(16)로부터 공급되고 있지만, 제1 유기용제 및 제2 유기용제를 각각 공급하는 개별 노즐이 설치되어도 된다.
제1 유기용제는 린스액과 치환가능한 유기용제이며, 보다 구체적으로는, 물과의 친화성이 있는 유기용제이다. 이러한 제1 유기용제로는, IPA(이소프로필알코올), 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아세톤, PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), EGMEA(에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트) 등을 예시할 수 있다.
제2 유기용제는 제1 유기용제를 치환가능한 유기용제로서, 공급 시에는 액상이며 기판(W) 상에서 냉각함으로써 고상으로 상전이하고, 또한 고상으로 감압 분위기 중에 놓여지는 것에 의해서 기상으로 상전이하여 승화하는 성질의 유기용제이다. 보다 구체적으로는, 사용에 적절한 제2 유기용제의 하나의 예는 불소계 유기용제이며, 예를 들어, 환형상 구조를 가지는 불소계 유기용제이다. 그 외, 3급 부탄올, 탄산 에틸렌, 아세트산 등도 냉각하여 고체화할 수 있고, 또한 감압에 의해서 승화시킬 수 있는 제2 유기용제의 예이다.
제2 유기용제로서 린스액을 치환가능한 유기용제, 보다 구체적으로는 물과 친화성이 있는 유기용제를 이용할 때에는 제1 유기용제의 사용을 생략할 수 있다.
차단판(19)은 스핀 척(12)에 유지되는 기판(W)의 상면에 대향하는 대향면(19a)을 가지고 있다. 차단판(19)은 차단판 구동 유닛(20)에 의해서 구동된다. 차단판 구동 유닛(20)은 차단판 승강 유닛(20A)과, 차단판 회전 유닛(20B)을 포함한다. 차단판 승강 유닛(20A)은 차단판(19)을 상하 이동시켜, 대향면(19a)을 스핀 척(12)에 유지된 기판(W)에 접근시키거나 이격시키거나 한다. 차단판 회전 유닛(20B)은 스핀 척(12)과 공통의 회전축선(18) 주위에 차단판(19)을 회전 구동시킨다. 보다 구체적으로는, 차단판 회전 유닛(20B)은 차단판(19)을 지지하고 있는 회전축(25)에 회전력을 준다. 차단판(19)의 대향면(19a)의 중앙, 즉 회전축선(18) 상에 유기용제 노즐(16)이 배치되어 있다. 회전축(25)은 중공축이며, 그 내부를 유기용제 배관(31B)이 삽입 통과하고 있다. 유기용제 배관(31B)은 저표면장력 액체 공급 배관의 일례이다.
대향면(19a)의 중앙에는 유기용제 노즐(16)을 하방을 향해서 노출시키는 개구(19b)가 형성되어 있다. 이 개구(19b)는 회전축(25)의 내부 공간과 연통하고 있다. 유기용제 배관(31B)과 회전축(25)의 내벽의 사이에는 온도 조절 가스를 유통시키기 위한 온도 조절 가스 유로(45)가 형성되어 있다. 이 온도 조절 가스 유로(45)에는 온도 조절 가스 배관(46)이 접속되어 있다. 온도 조절 가스 배관(46)의 도중에는 유로를 개폐하는 온도 조절 가스 밸브(47)가 개재되어 있다. 온도 조절 가스 배관(46)은 온도 조절 가스 공급원(48)에 결합되어 있다. 온도 조절 가스 공급원(48)은 온도 조정된 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 기판(W)의 표면의 물질에 대해서 불활성인 가스이며, 예를 들어 질소 가스여도 된다.
차단판 승강 유닛(20A)에 의해서 차단판(19)을 상하 이동시킴으로써, 유기용제 노즐(16)이 동시에 승강하고, 이에 의해, 스핀 척(12)에 유지된 기판(W)으로부터 유기용제 노즐(16)까지의 높이가 변동한다.
유기용제 노즐(16)로부터 공급되는 유기용제는 물보다 표면장력이 작은 저표면장력 액체의 일례이다. 유기용제 노즐(16)의 토출구는 저표면장력 액체의 토출구이다. 따라서, 유기용제 노즐(16)의 높이를 변경하는 차단판 승강 유닛(20A)은 토출구 높이 조정 수단의 일례이다.
유기용제 노즐(16)로부터 제2 유기용제가 액체 상태로 토출되는 것을 보증하기 위해서, 처리실(11) 내에 배치된 유기용제 배관(31B)의 적어도 일부에는 유기용제 온도 조절 유닛(34)이 배치되어 있다. 더 구체적으로는, 유기용제 배관(31B)은 이중 배관으로 구성되어 있어도 된다. 그리고, 그 중앙의 유로에 유기용제를 유통시키고, 외측의 유로에 열매로서의 유체를 유통시키고, 또한 열매를 온도 조절하는 구성에 의해서, 유기용제 온도 조절 유닛(34)이 구성되어도 된다. 유기용제 온도 조절 유닛(34)은 저표면장력 액체 온도 조절 수단의 일례이다. 유기용제 온도 조절 유닛(34)은 유기용제 배관(31B)의 온도를 제2 유기용제의 융점 이상으로 온도 조절하고, 이에 의해, 그 내부를 유통하는 제2 유기용제의 온도를 그 융점 이상으로 온도 조절한다. 이에 의해, 제2 유기용제가 액체 상태로 유동하고, 유기용제 노즐(16)로부터 토출된다. 제2 유기용제의 융점에 따라서는, 제2 유기용제 공급원 및 접속되는 배관도 포함하여, 제2 유기용제의 적절한 경로 범위도 온도 조절된다.
스핀 척(12)의 회전축(130)은 중공축으로 구성되어 있다. 이 회전축(130)에는 이면 노즐(131)이 삽입 통과되어 있다. 이면 노즐(131)의 상단은 기판(W) 하면의 회전 중심을 향하여 온도 조절액을 토출하는 토출구(132)를 형성하고 있다. 이면 노즐(131)에는 온도 조절액 공급 배관(133)이 결합되어 있다. 온도 조절액 공급 배관(133)은 온도 조절수 밸브(134)를 통하여 온도 조절수 공급원(135)에 결합되고, 또한 냉온수 밸브(136)를 통하여 냉온수 공급원(137)에 결합되어 있다. 온도 조절수 공급원(135)은 기판(W)의 하면에 공급되었을 때에, 기판(W)을 제2 유기용제의 융점 이상의 온도로 온도 조절할 수 있는 액체로서, 예를 들어 20℃~40℃의 DIW(온도 조절수)를 공급한다. 냉온수 공급원(137)은 기판(W)의 하면에 공급되었을 때에, 기판(W)을 제2 유기용제의 융점 미만의 온도로 온도 조절하여, 기판(W) 상의 제2 유기용제를 고화(응고)시킬 수 있는 온도의 액체로서 냉온(예를 들어 15℃ 이하)의 DIW를 공급한다.
이면 노즐(131)과 회전축(130)의 사이의 공간은 기판(W)의 하면을 향해서 온도 조절 가스를 공급하기 위한 온도 조절 가스 유로(140)를 형성하고 있다. 온도 조절 가스 유로(140)에는 온도 조절 가스 공급 배관(141)이 결합되어 있다. 온도 조절 가스 공급 배관(141)의 도중에 온도 조절 가스 밸브(142)가 개재되어 있다. 온도 조절 가스 공급 배관(141)은 온도 조절 가스 공급원(143)에 결합되어 있다. 온도 조절 가스 공급원(143)은 온도 조절된 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스는 기판(W)을 구성하는 물질에 대해서 불활성인 가스이며, 예를 들어 질소 가스여도 된다.
처리실(11)의 측벽(35, 36)에는 주 반송 로봇(CR)에 의해서 미처리된 기판(W)이 반입되는 기판 반입 개구(37)와, 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 처리 완료된 기판(W)이 반출되는 기판 반출 개구(38)가 각각 형성되어 있다. 기판 반입 개구(37) 및 기판 반출 개구(38)에는 이들을 개폐하는 셔터(39, 40)가 각각 배치되어 있다. 셔터(39, 40)는 셔터 구동 유닛(41, 42)에 의해서 각각 개폐 구동된다. 기판 반입 개구(37)는 주 반송실(5)과 처리실(11)을 연통시키는 개구이며, 주 반송실(5)과 처리실(11)을 구획하는 측벽(35)에 형성되어 있다. 기판 반출 개구(38)는 처리실(11)과 로컬 반송실(C)을 연통시키는 개구이며, 처리실(11)과 로컬 반송실(C)을 구획하는 측벽(36)에 형성되어 있다.
액처리 유닛(M)의 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
주 반송 로봇(CR)이 미처리된 기판(W)을 반입할 때, 셔터(39)가 기판 반입 개구(37)를 연다. 미처리된 기판(W)을 유지한 주 반송 로봇(CR)의 핸드(HC)(아암)가 기판 반입 개구(37)로부터 처리실(11) 내로 진입해, 스핀 척(12)에 그 기판(W)를 건넨다. 기판(W)의 수도를 위해서, 필요에 따라서 컵(13) 또는 스핀 척(12)이 상하 이동되어도 된다. 기판(W)을 스핀 척(12)에 건넨 주 반송 로봇(CR)의 핸드는 기판 반입 개구(37)를 지나 처리실(11)로부터 퇴출된다. 그 후, 셔터 구동 유닛(41)은 셔터(39)를 구동하여, 기판 반입 개구(37)를 닫는다.
이어서, 모터(17)에 의해서 스핀 척(12)이 회전하고, 약액 밸브(22)가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 표면에 약액이 공급되고, 원심력에 의해서 기판(W) 표면의 전역에 약액이 널리 퍼진다. 이렇게 하여, 기판(W)을 약액으로 처리하는 약액 공정이 실행된다. 약액 밸브(22)를 닫음으로써 약액의 공급이 정지하여, 약액 공정이 종료된다.
약액 공정 후, 스핀 척(12)의 회전을 계속하면서, 린스액 밸브(27)가 열린다. 이에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 표면에 린스액이 공급된다. 린스액은 기판(W) 표면의 전역에 퍼지고, 기판(W) 표면의 약액을 치환한다. 이렇게 해 린스 공정이 실행된다. 린스액 밸브(27)를 닫음으로써 린스액의 공급이 정지하여, 린스 공정이 종료한다.
이 린스 공정의 종료 후, 또는 린스 공정의 종료 직전에 유기용제 밸브(32A)가 열린다. 이에 의해, 기판(W) 표면에 제1 유기용제가 공급된다. 스핀 척(12)은 회전 상태로 유지된다. 따라서, 제1 유기용제는 기판(W) 표면의 전역에 퍼져, 기판(W) 표면의 린스액을 치환한다. 이 때, 차단판 구동 유닛(20)은 차단판(19)을 하강시켜, 대향면(19a)을 기판(W)의 표면에 근접한 처리 위치에 배치한다.
다음으로, 유기용제 밸브(32B)가 열린다. 이에 의해, 기판(W) 표면에 제2 유기용제가 공급된다. 스핀 척(12)은 회전 상태로 유지된다. 따라서, 제2 유기용제는 기판(W) 표면의 전역에 퍼져, 기판(W) 표면의 제1 유기용제를 치환한다. 기판(W)의 전면에 제2 유기용제가 퍼진 후, 유기용제 밸브(32B)가 닫힌다. 유기용제 노즐(16)은 기판(W)의 표면에 충분히 접근한 위치로부터 제2 유기용제를 토출하므로, 제2 유기용제는 액체 상태로 기판(W)의 표면에 도달하고, 또한 기판(W)의 표면상에서 퍼진다. 즉, 유기용제 노즐(16)과 기판(W)의 사이의 거리가 액체 상태로 제2 유기용제가 기판(W)의 표면에 도달 가능하도록 정해지고, 기판(W) 표면으로부터의 거리가 이러한 거리가 되도록 유기용제 노즐(16)이 기판(W)의 표면에 근접하여 배치된다.
제2 유기용제의 공급이 개시되는 것보다도 전부터, 온도 조절수 밸브(134)가 열린다. 이에 의해, 이면 노즐(131)로부터 기판(W) 이면(하면)에 온도 조절수가 공급되고, 그 온도 조절수는 원심력에 의해서 기판(W)의 이면의 전역에 널리 퍼져, 기판(W)의 온도를 제2 유기용제의 융점 이상으로 유지한다. 유기용제 노즐(16)로부터 토출된 제2 유기용제가 기판(W)의 표면에 도달하기까지, 기판(W)의 온도는 20℃~40℃로 조절되어, 제2 유기용제의 융점보다 고온이 되어 있다. 이 상태로, 제2 유기용제가 기판(W)의 표면에 액체 상태로 도달하므로, 기판(W)의 표면에 도달한 제2 유기용제는 액체 상태로 유지되고, 기판(W) 표면의 제1 유기용제를 치환하면서 기판(W) 표면의 전역에 퍼진다. 이면 노즐(131), 온도 조절액 공급 배관(133) 및 온도 조절수 밸브(134) 등은 기판 온도 조절 수단의 일례이다.
제2 유기용제의 공급이 정지되면, 기판(W)의 표면에서는 원심력에 의해서 제2 유기용제가 기판(W)의 외주로부터 배제되어 가므로, 제2 유기용제의 액막이 박막화된다. 그 후, 온도 조절수 밸브(134)가 닫히고, 대신에, 냉온수 밸브(136)가 열린다. 이에 의해, 이면 노즐(131)은 기판(W)의 이면에 냉온수(냉각용 유체의 일례)를 공급한다. 그 냉온수는 기판(W)의 이면 전역에 널리 퍼지고, 기판(W)을 제2 유기용제의 융점 미만의 온도로 냉각한다. 예를 들어, 제2 유기용제의 융점이 20℃ 정도인 경우, 냉온수의 온도는 15℃ 정도여도 된다. 이 때, 온도 조절 가스 밸브(47)가 열려, 기판(W)의 표면에 냉온(제2 유기용제의 융점보다 저온)의 불활성 가스가 아울러 공급되어도 된다. 단, 불활성 가스의 공급에 의해서 생길 수 있는 제2 유기용제의 증발 또는 승화가 원하지 않는 정도인 경우에는 냉온 불활성 가스의 공급은 생략하는 것이 바람직하다. 이면 노즐(131), 온도 조절액 공급 배관(133) 및 냉온수 밸브(136) 등은 냉각 고화 수단의 일례이다.
이렇게 하여, 기판(W)이 냉각됨으로써, 박막화된 제2 유기용제의 액막은 액상에서 고상으로 상전이 하고, 기판(W)의 표면에 고상의 도포막(10)을 형성한다. 이렇게 하여, 고상의 도포막(10)이 형성되면, 냉온수 밸브(136)가 닫혀 기판(W)의 이면의 냉온수가 원심력에 의해서 떼어내진다(이면 건조 처리). 이 때, 온도 조절 가스 밸브(142)가 열리고, 기판(W)의 하면에 냉온(제2 유기용제의 융점보다 저온)의 불활성 가스가 공급된다. 이에 의해, 기판(W)을 냉온 상태로 유지할 수 있다.
그 후, 차단판 구동 유닛(20)이 차단판(19)을 상방으로 퇴피시킨다. 그리고, 스핀 척(12)의 회전이 정지되어, 액처리 유닛(M)에 의한 처리가 종료된다.
다음으로, 셔터 구동 유닛(42)은 셔터(40)를 구동하여, 기판 반출 개구(38)를 연다. 이 기판 반출 개구(38)로부터, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)(아암)가 처리실(11) 내에 진입하고, 스핀 척(12)으로부터 기판(W)을 받아, 기판 반출 개구(38)를 통하여, 당해 기판(W)을 처리실(11) 밖으로 반출한다. 기판(W)의 수도를 위해서, 필요에 따라서, 컵(13) 또는 스핀 척(12)이 상하 이동되어도 된다. 로컬 반송 로봇(LR)은 표면에 제2 유기용제의 고상 도포막(10)이 형성된 상태의 기판(W)을 승화 유닛(D)까지 반송한다.
도 3은, 승화 유닛(D)의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 승화 유닛(D)은 밀폐 가능한 감압 챔버(진공 챔버)로 이루어지는 승화실(51)을 가지고 있다. 승화실(51)의 용적은 액처리 유닛(M)의 처리실(11)의 용적보다 작고, 이에 따라, 승화실(51)은 내부 공간을 효율적으로 감압할 수 있는 구조를 가지고 있다. 승화실(51) 내에 기판(W)을 유지하는 기판 유지 수단으로서의 기판 홀더(52)가 배치되어 있다. 기판 홀더(52)에는 기판 가열 수단으로서의 히터(53H)와, 기판 냉각 수단으로서의 냉각 유닛(53C)이 내장되고 있고, 이에 따라, 온도 조절 플레이트가 구성되어 있다. 히터(53H)는 전열 또는 열복사에 의해서 기판(W)을 가열한다. 히터(53H) 대신에 전자파(자외선, 적외선, 마이크로파, 레이저광 등)를 조사하여 기판을 가열하는 전자파 조사 유닛을 기판 가열 수단으로서 이용해도 된다. 냉각 유닛(53C)은 기판 홀더(52) 안을 지나는 냉매 통로를 가지고 있어도 되고, 전자 냉열 소자를 가지고 있어도 된다.
기판 홀더(52)를 관통하여 복수(3개 이상)의 리프트 핀(54)이 배치되어 있다. 리프트 핀(54)은 리프트 핀 승강 유닛(55)에 의해서 상하 이동되고, 이에 따라, 기판 홀더(52) 상에서 기판(W)을 상하 이동시킨다.
승화실(51)은 베이스부(511)와, 베이스부(511)에 대해서 상하 이동하는 가동 뚜껑부(512)를 가지고 있다. 가동 뚜껑부(512)는 뚜껑부 구동 유닛(56)에 의해서, 베이스부(511)에 대해서 상하 이동한다. 베이스부(511)와 가동 뚜껑부(512)의 사이에 승화 처리 공간(50)이 구획된다. 가동 뚜껑부(512)의 하단 가장자리부(58)는 베이스부(511)의 상면(59)을 따르는 평면을 따라서 형성되어 있다. 베이스부(511)에 있어서, 가동 뚜껑부(512)의 하단 가장자리부(58)에 대향하는 위치에는 씰 부재로서의 O링(60)이 배치되어 있다. 가동 뚜껑부(512)를 베이스부(511)에 접근시켜, 베이스부(511)를 향해서 꽉 누르면, 가동 뚜껑부(512)와 베이스부(511)의 사이가 O링(60)에 의해서 밀폐된다. 이렇게 하여, 밀폐된 승화 처리 공간(50)이 형성된다.
베이스부(511)에는 배기 배관(62)이 결합되어 있다. 배기 배관(62)은 승화 처리 공간(50)에 연통되어 있다. 배기 배관(62)은 진공 펌프 등의 배기 유닛(63)에 접속되어 있다. 배기 배관(62)에는 배기 밸브(64)가 개재되어 있다. 배기 유닛(63)은 감압 수단의 일례이며, 배기 밸브(64)를 열어 배기 유닛(63)을 구동함으로써, 승화 처리 공간(50)을 대기압보다 낮은 기압(예를 들어 0.01Torr 이하)으로 감압할 수 있다.
가동 뚜껑부(512)에는 승화 처리 공간(50)에 온도 조절 가스로서의 냉온 불활성 가스(제2 유기용제의 융점보다 저온의 불활성 가스)를 도입하기 위한 냉온 불활성 가스 노즐(71)이 설치되어 있다. 냉온 불활성 가스 노즐(71)에는 냉온 불활성 가스 배관(72)이 결합되어 있다. 냉온 불활성 가스 배관(72)의 도중에는 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 개재되어 있다. 냉온 불활성 가스 배관(72)은 냉온 불활성 가스를 공급하는 냉온 불활성 가스 공급원(74)에 결합되어 있다.
승화 유닛(D)의 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)는 표면에 고상의 도포막(10)이 형성된 상태의 기판(W)을 승화 유닛(D)에 반입한다. 기판(W)이 반입될 때, 가동 뚜껑부(512)는 베이스부(511)로부터 멀어진 개방 위치에 있고, 이에 의해, 가동 뚜껑부(512)와 베이스부(511)의 사이에 기판 반입 개구가 형성된다. 이 때, 리프트 핀(54)은 그 선단이 기판 홀더(52)의 표면으로부터 상방으로 이격한 상승 위치에 있다. 이 상태에서, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)가 가동 뚜껑부(512)와 베이스부(511)의 사이에 진입하여, 리프트 핀(54)에 기판(W)을 건넨다. 기판(W)를 건네받은 리프트 핀(54)은 하강해, 기판 홀더(52)의 상면에 기판(W)을 재치(載置)한다.
기판(W)이 반입되는 것보다도 전부터, 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 열려 냉온 불활성 가스 노즐(71)로부터 냉온 불활성 가스가 토출되어 기판 홀더(52)의 주변은 제2 유기용제의 융점보다 저온의 분위기로 제어되어 있다. 또, 냉각 유닛(53C)이 작동하여, 기판 홀더(52)는 제2 유기용제의 융점보다 저온으로 온도 조절되어 있다.
한편, 뚜껑부 구동 유닛(56)은 가동 뚜껑부(512)를 하강시켜, O링(60)을 통하여 베이스부(511)를 꽉 누른다. 이에 의해, 승화 처리 공간(50)이 밀폐 공간이 된다. 또한, 배기 밸브(64)가 열려 배기 유닛(63)이 구동됨으로써, 승화 처리 공간(50) 내의 분위기가 배기되어 승화 처리 공간(50)이 감압된다.
승화 처리 공간(50)의 감압이 개시될 때까지의 기간에는 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 열려, 냉온 불활성 가스 노즐(71)로부터 승화 처리 공간(50) 내에 냉온 불활성 가스가 공급된다. 또, 냉각 유닛(53C)이 작동하여, 기판 홀더(52)는 제2 유기용제의 융점보다 저온으로 온도 조절된다. 이에 의해, 기판(W)의 표면의 고상 도포막(10)의 용해가 억제된다. 승화 처리 공간(50)의 감압이 개시되면, 감압을 저해하지 않도록 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 닫힌다. 또, 냉각 유닛(53C)이 작동 정지해, 기판 홀더(52)의 냉각이 정지된다.
승화 처리 공간(50) 내가 감압됨으로써, 기판(W)의 표면의 고상 도포막(10)의 승화가 개시된다. 또한 승화를 보조하기 위해서, 히터(53)를 구동해 기판 홀더(52)가 가열된다. 이렇게 하여, 기판(W)의 분위기의 감압과 기판(W)의 가열을 병용하여, 고상 도포막(10)이 신속하게(예를 들어 30초~60초로) 승화한다. 즉, 고상 도포막(10)은 액상을 거치는 일 없이, 기판(W)의 표면으로부터 제거된다.
도포막(10)의 승화가 종료된 후, 배기 유닛(63)이 정지되고, 필요에 따라서 냉온 불활성 가스 밸브(73)를 열음으로써, 승화 처리 공간(50) 내가 대기압까지 가압된다. 이 때, 승화 처리 공간(50)에는 냉온 불활성 가스가 아니라 상온의 불활성 가스를 도입해도 된다. 그 후, 뚜껑부 구동 유닛(56)이 가동 뚜껑부(512)를 상승시켜 베이스부(511)로부터 이격시킨다. 또한, 리프트 핀(54)이 상승하여, 기판 홀더(52)의 상면으로부터 상방으로 멀어진 높이까지 기판(W)을 들어 올린다. 이 상태로, 주 반송 로봇(CR)의 핸드(HC)가 가동 뚜껑부(512)와 베이스부(511)의 사이로 진입하여, 리프트 핀(54)으로부터 처리 후의 기판(W)을 집어 올려, 주 반송실(5)로 퇴출시킨다.
도 4는, 로컬 반송 로봇(LR)의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 로컬 반송 로봇(LR)은 로컬 반송실(C) 내에 배치되어 있다. 로컬 반송실(C)은 액처리 유닛(M)의 처리실(11)과 당해 처리실(11) 위에 배치된 승화 유닛(D)의 승화실(51)에 대향하고, 승화실(51)이 열려 있을 때, 승화실(51)과 연통한다.
로컬 반송 로봇(LR)은 기판(W)을 유지하기 위한 핸드(LH)(아암)와, 핸드(LH)를 구동하는 핸드 구동 유닛(90)을 포함한다. 핸드 구동 유닛(90)은 핸드(LH)를 수평 이동 및 수직 이동시키고, 또한 필요에 따라서, 핸드(LH)를 연직인 회전축선(89) 주위로 회전 이동시킨다. 이에 의해, 핸드(LH)는 액처리 유닛(M)의 처리실(11) 내에 진입해 스핀 척(12)으로부터 기판(W)을 받아, 그 기판(W)을 승화 유닛(D)까지 반송하고, 승화실(51) 내로 그 기판(W)을 반입하여 리프트 핀(54)(도 3 참조)으로 건네고, 그 후에 로컬 반송실(C)로 퇴출시킬 수 있다.
승화 유닛(D)은 액처리 유닛(M) 위에 배치되어 있으므로, 로컬 반송 로봇(LR)은 액처리 유닛(M)으로부터 기판(W)을 반출한 후, 핸드(LH)를 승화 유닛(D)의 높이까지 상승시키도록 동작한다.
로컬 반송 로봇(LR)은 또한, 핸드(LH)를 냉각하는 핸드 냉각 유닛(97)(아암 냉각 유닛)을 구비하고 있다. 핸드 냉각 유닛(97)은 핸드(LH)에 형성된 냉매 통로(98)에 냉매를 순환시키도록 구성되어 있어도 된다. 이러한 냉매 통로(98)를 가지는 구성을 대신하여, 핸드(LH)를 냉각하는 전자 냉열 소자(도시하지 않음)를 구비해도 된다. 또, 핸드 냉각 유닛(97)은 로컬 반송실(C)에 구비된 냉각 플레이트(99)를 냉각하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 로컬 반송 로봇(LR)이 기판(W)을 유지하고 있지 않은 기간에 핸드(LH)가 냉각 플레이트(99)에 접촉한다. 이에 의해, 핸드(LH)의 비가동 기간에 핸드(LH)가 냉각된다. 이 냉각된 핸드(LH)에 의해서 기판(W)을 반송함으로써, 반송 중에 기판(W)을 냉각(보다 구체적으로는 제2 유기용제의 융점 미만으로 냉각)할 수 있으므로, 기판(W) 상의 고상 도포막(10)의 온도가 그 융점 이상이 되어 액상으로 상전이 하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
핸드(LH)에 유지된 기판(W)을 효율적으로 냉각하기 위해서, 핸드(LH)는 기판(W)의 형상에 대응한 플레이트 형상으로 구성되어 있어도 된다. 이러한 플레이트 형상의 핸드(LH)는 스핀 척(12)과의 기판(W)의 수도를 위해서, 스핀 척(12)에 구비된 척 핀을 회피하는 노치가 주위에 형성된, 노치가 있는 플레이트 형상을 가지고 있어도 된다.
이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 처리 대상의 기판(W)은 주 반송 로봇(CR)에 의해서, 액처리 유닛(M)의 처리실(11)에 반입된다. 액처리 유닛(M)에서는 처리실(11) 내에서 기판(W)에 약액 및 린스액이 순서대로 공급되고, 이러한 처리액에 의해서 기판(W)이 처리된다. 그 후, 제1 유기용제에서 기판(W) 상의 린스액이 치환되고, 또한 제2 유기용제에서 제1 유기용제가 치환된다. 그리고, 스핀 척(12)의 회전에 의해서 제2 유기용제의 액막을 박막화한 후에 기판(W)이 냉각됨으로써, 제2 유기용제가 액상에서 고상으로 이행된다. 이렇게 하여, 기판(W) 상에 고상의 도포막(10)이 형성된다. 이 기판(W)은 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서, 처리실(11)로부터 승화실(51)로 반송되고, 승화실(51) 내에서 기판(W) 표면의 고상 도포막(10)을 승화시키기 위한 승화 처리가 실행된다.
처리실(11)로부터 승화실(51)로의 기판(W)의 반송은 주 반송 로봇(CR)과는 따로 설치된 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 실시된다. 이에 의해, 주 반송 로봇(CR) 및 그 가동 범위에 존재 할 수 있는 부품이나 다른 기판(W)에 대해서 고상 도포막(10)을 구성하는 유기용제의 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다.
액처리 유닛(M)은 처리실(11) 내에 스핀 척(12) 및 차단판(19)을 가지고 있고, 그 용적이 비교적 크다. 이 때문에, 처리실(11) 내의 공간을 감압하여 도포막(10)을 승화시키는 것은 현실적이지 않고, 만일 가능하다고 해도, 큰 용적의 공간의 감압에는 긴 시간이 걸린다. 그러면, 기판(W) 표면의 패턴이 고상 도포막(10)으로부터 응력을 받는 시간이 길어지기 때문에, 기판(W) 표면의 패턴은 승화 과정에서 고상 도포막(10)이 발생하는 응력에 의한 영향(구체적으로는 패턴 도괴 등의 손상)을 받을 우려가 있다.
여기서, 이 실시형태에서는 액처리 유닛(M)에서 처리를 끝낸 후의 기판(W)을 보다 용적이 작은 승화실(51)로 반입해, 승화실(51) 내에서의 감압 승화 처리를 실시하고 있다. 이에 의해, 고상 도포막(10)을 단시간에 제거해 기판(W) 표면을 건조시킬 수 있으므로, 기판(W) 표면의 패턴의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 감압 처리에 의해서 기판(W)의 표면 전역의 고상 도포막(10)을 동시 또는 단시간에 승화 제거할 수 있으므로, 고상 도포막(10)의 승화 제거가 기판(W)의 표면 내에서 균일하게 실행할 수 있다.
또한, 주 반송 로봇(CR)의 동작 상태에 관계없이 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서, 승화실(51)에 기판(W)을 신속하게 반송할 수 있다. 따라서, 반송 시간을 단축할 수 있으므로, 반송 중인 기판(W) 표면의 상태를 유지하기 쉽다.
또, 승화실(51) 내가 대기압보다 낮은 압력으로 감압됨으로써, 기판(W) 표면의 도포막(10)의 승화를 촉진할 수 있다. 구체적으로는, 승화실(51)의 감압에 의해서, 도포막(10)의 승화가 신속하게 완료된다. 이에 의해, 승화의 과정에서 도포막(10)이 기판(W)에 주는 응력의 에너지를 억제하면서, 도포막(10)을 승화시켜 기판(W) 표면으로부터 제거할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 승화실(51) 내에서 기판(W)이 유지되는 기판 홀더(52)에 히터(53H)가 내장되어 있다. 이에 의해, 승화실(51) 내를 감압할 때에 기판(W)을 가열할 수 있으므로, 고상 도포막(10)의 승화를 한층 촉진할 수 있어 승화 처리 시간을 단축할 수 있다. 히터(53H)는 전열 또는 열복사에 의해서 기판을 가열하므로, 도포막의 승화를 방해하지 않는다. 전자파 조사에 의해서 기판(W)을 가열하는 가열 유닛을 설치하는 경우도 마찬가지이다.
또, 이 실시형태에서는, 기판 홀더(52)에 냉각 유닛(52C)을 구비하고 있고, 승화실(51) 내의 감압 개시 전에는 기판(W)이 제2 유기용제의 융점 미만의 온도로 유지된다. 또, 승화실(51) 내의 감압 개시 전에는 냉온 불활성 가스가 승화실(51)에 도입된다. 이에 의해, 제어되지 않는 분위기 중에서의 준비되지 않은 승화를 억제할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(반송 아암)가 핸드 냉각 유닛(97)에 의해서 냉각되고, 이에 따라, 기판(W)이 제2 유기용제의 융점 미만의 온도로 냉각된다. 이에 의해, 로컬 반송 로봇(LR)에 의한 반송 중에 기판(W) 상의 고상 도포막(10)이 액화하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 기판(W) 표면의 고상 도포막(10)이 액화하는 것에 의한 표면장력의 영향을 회피할 수 있으므로, 기판(W)의 표면의 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
이 실시형태에서는, 핸드 냉각 유닛(97)은 고상 도포막(10)을 그 융점 미만의 온도로 유지하는 냉각 유지 수단의 일례이며, 이에 따라 고상 도포막(10)의 액화를 억제하는 액화 억제 수단 또는 액화 저지 수단의 일례이다. 또, 핸드 냉각 유닛(97)에 의해서, 핸드(LH)를 통하여 기판(W)이 냉각됨으로써, 고상 도포막(10)의 승화도 억제 또는 방지된다. 즉, 핸드 냉각 유닛(97)은 고상 도포막(10)의 승화를 억제 또는 저지하는 승화 억제 수단 또는 승화 저지 수단의 일례이기도 하다. 즉, 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 기판(W)이 반송되고 있는 동안, 고상 도포막(10)이 준비되지 않고 제어되지 않은 상태에서 기상으로 이행되어 승화하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는 액처리 유닛(M)에 있어서, 유기용제 배관(31B)의 처리실(11) 내에 배치되어 있는 부분에 유기용제 온도 조절 유닛(34)이 설치되어 있다. 이에 의해, 특히 제2 유기용제가 액체의 유동성이 확보되어, 액체 상태로 유기용제 노즐(16)로부터 기판(W) 상에 토출된다. 이에 의해, 기판(W) 상에서 제2 유기용제의 균일한 막두께의 액막을 형성할 수 있다. 그리고, 그 균일한 막두께의 액막이 액상에서 고상으로 상전이하여 균일한 막두께의 고상 도포막(10)이 형성된다. 그 고상 도포막(10) 상태가 유지된 채로 승화실(51)로 반송되어 감압 승화 처리가 실시된다. 이에 의해, 균일한 고상 도포막(10)이 승화실(51)로 승화한다. 이와 같이 하여, 면내 균일성이 확보된 건조 처리를 달성할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는 유기용제 노즐(16)이 차단판(19)에 통합되어 있고, 차단판 구동 유닛(20)에 의해서 상하 이동된다. 이에 의해, 유기용제 노즐(16)의 기판(W)으로부터의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 차단판 구동 유닛(20)(특히 차단판 승강 유닛(20A))은 토출구 높이 조정 수단의 일례이다. 이 구성에 의해, 유기용제 노즐(16)로부터 기판(W)의 표면에 도달하기까지 제2 유기용제가 고상으로 변화하지 않도록 유기용제 노즐(16)로부터 기판(W)까지의 거리를 조절할 수 있고, 이에 의해, 제2 유기용제의 유동 상태를 확보하여, 기판(W)의 표면에 도달시킬 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는 유기용제 노즐(16)로부터 제2 유기용제의 액체가 기판(W)을 향해서 토출되고 있는 동안, 이면 노즐(131)로부터 온도 조절수가 기판(W)의 하면에 토출되고, 이에 따라, 기판(W)이 제2 유기용제의 융점 이상으로 온도 조절된다. 이에 의해, 유기용제 노즐(16)로부터 토출되어 기판(W)에 도달한 제2 유기용제가 고상으로 변화하는 것을 회피할 수 있고, 기판(W) 상에 있어서의 제2 유기용제의 유동 상태를 확보할 수 있다. 즉, 기판(W) 표면에 도달한 제2 유기용제의 액체는 충분한 유동성을 가지고, 기판(W) 표면에서 퍼진다. 이에 의해, 기판(W) 표면에 균일한 막두께의 액막을 형성할 수 있다. 이 균일한 막두께 상태의 액막이 액상에서 고상으로 상전이하여 고상 도포막(10)이 되고, 이 고상 도포막(10) 상태가 유지된 채로 승화실(51)로 반송되어 감압 승화 처리를 받는다. 이와 같이 하여, 면내 균일성이 확보된 건조 처리를 달성할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는 유기용제 노즐(16)로부터 제2 유기용제가 토출되고 있는 기간에, 모터(17)에 의해서 스핀 척(12)이 회전한다. 이에 의해, 기판(W)이 회전되고, 기판(W) 표면에 공급된 제2 유기용제의 액체를 기판(W) 표면에서 얇고 균일하게 펼 수 있다. 이에 의해, 균일하고 얇은 액막을 기판 표면에 형성할 수 있다. 그 균일하고 얇은 액막이 액상에서 고상으로 상전이하여 고상 도포막이 된다. 그 고상의 얇은 도포막(10) 상태가 유지된 채로 승화실(51)로 기판(W)이 반송되어, 감압 승화 처리를 받는다. 고상 도포막(10)의 막두께가 작으므로 승화 처리 시간이 짧아지고, 또한 승화 처리의 면내 균일성도 높아진다. 이렇게 하여, 면내 균일성이 확보된 건조 처리를 달성할 수 있는데다 승화 처리 시간을 단축할 수 있으므로, 기판(W)으로의 영향을 한층 억제한 건조 처리를 실현할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는 로컬 반송 로봇(LR)이 로컬 반송실(C)를 지나는 반송 경로를 따라서 기판(W)을 반송하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반송 중인 기판(W) 표면의 도포막(10)을 구성하는 유기용제의 영향을 로컬 반송실(C) 내에 둘 수 있다. 따라서, 주 반송 로봇(CR) 외의 기판 처리 장치(1)의 구성 부분에 대한 유기용제의 영향을 억제할 수 있다. 특히, 이 실시형태에서는 주 반송 로봇(CR)이 주 반송실(5)에 배치되어 있고, 로컬 반송 로봇(LR)이 주 반송실(5)로부터 이격된 로컬 반송실(C)에 배치되어 있다. 이에 의해, 유기용제의 증기가 주 반송실(5)로 들어가는 것을 억제 또는 방지할 수 있으므로, 주 반송 로봇(CR)에 의해서 반송되는 기판(W)에 대한 유기용제 증기의 영향을 억제할 수 있다.
[제2 실시형태]
다음으로, 상술의 구성의 기판 처리 장치(1)에 의해서 다른 처리를 실행하는 제2 실시형태에 대해 설명한다.
상술한 제1 실시형태에서는 액처리 유닛(M)에 있어서 고체 도포막(10)이 기판(W) 상에 형성되고, 이 상태의 기판(W)이 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 승화 유닛(D)에 반송되고 있다.
이에 대해서, 제2 실시형태에서는, 액처리 유닛(M)에서는 기판(W) 상의 제2 유기용제를 고체화하는 처리(냉각 처리)가 실시되지 않는다. 즉, 액처리 유닛(M)은 액체의 제2 유기용제 도포막(10)이 형성된 상태에서 기판(W)에 대한 처리를 끝낸다. 이 액체 도포막(10)이 형성된 기판(W)이 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반출된다. 로컬 반송 로봇(LR)은 그 기판(W)의 반송 중에 기판(W) 상의 액체 도포막(10)을 냉각해 고체화한다. 보다 구체적으로는, 로컬 반송 로봇(LR)에 구비된 핸드 냉각 유닛(97)에 의해서, 핸드(LH)에 유지된 기판(W)이 제2 유기용제의 융점 미만으로 냉각된다. 이에 따라, 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반송되고 있는 동안에 기판(W)의 표면의 도포막(10)이 액상에서 고상으로 변화한다. 이 경우, 핸드 냉각 유닛(97)은 냉각 고화 수단의 일례이다.
이렇게 하여, 기판(W)의 표면에 고체 도포막(10)이 형성되고, 이 상태의 기판(W)이 승화실(51)에 반입된다. 이후의 처리는 상술의 제1 실시형태와 같다.
[제3 실시형태]
다음으로, 상술의 기판 처리 장치(1)에 의해서 또 다른 처리를 실행하는 제3 실시형태에 대해 설명한다.
제2 실시형태의 경우와 마찬가지로, 액처리 유닛(M)은 기판(W) 상의 제2 유기용제를 고체화하지 않고, 액체의 유기용제 도포막(10)이 형성된 상태로 기판(W)에 대한 처리를 끝낸다. 이 액체 도포막(10)이 형성된 기판(W)이 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반출된다.
로컬 반송 로봇(LR)은 그 기판(W)의 반송 중에, 기판(W) 상의 액체 도포막(10)을 액체 상태로 유지한다. 이 경우, 핸드 냉각 유닛(97)은 기판(W)의 온도를 제2 유기용제의 융점 이상의 온도로 기판(W)을 보온하고, 이에 따라, 기판(W) 상의 액체 도포막(10)을 액체 상태로 유지하도록 핸드 보온 유닛으로서 동작하는 것이 바람직하다. 또, 핸드 냉각 유닛(97)(핸드 보온 유닛)은 기판(W) 상의 액체 도포막(10)의 증발이 억제되도록, 제2 유기용제의 융점보다 약간 높은 온도(예를 들어 22℃ 정도)로 기판(W)의 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반송되고 있는 동안, 기판(W)의 표면의 액체 도포막(10)이 액체 상태로 유지되고, 또한 증발에 의한 액막의 감소가 억제된다. 즉, 이 경우, 핸드 냉각 유닛(97)(핸드 보온 유닛)은 고체화 저지 수단 및 증발 저지 수단으로서 기능한다.
로컬 반송 로봇(LR)은 제2 유기용제의 액체 도포막(10)이 표면에 형성된 기판(W)을 승화실(51)에 반입한다. 승화 유닛(D)은 기판(W)을 냉각하여 그 표면의 액체 도포막(10)을 고체화해 고체 도포막(10)을 형성하고, 그 후에 그 고체 도포막(10)을 승화시키도록 동작한다.
보다 구체적으로는, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)가 가동 뚜껑부(512)와 베이스부(511)의 사이에 진입하여 리프트 핀(54)에 기판(W)를 건네면, 기판(W)을 건네받은 리프트 핀(54)은 하강하고 기판 홀더(52)의 상면에 기판(W)을 재치한다. 한편, 뚜껑부 구동 유닛(56)은 가동 뚜껑부(512)를 하강시켜, O링(60)을 통하여 베이스부(511)를 꽉 누른다. 이에 의해, 승화 처리 공간(50)이 밀폐 공간이 된다. 냉각 유닛(53C)은 기판(W)이 기판 홀더(52)의 상면에 재치되는 것보다도 전부터, 기판 홀더(52)를 제2 유기용제의 융점보다 저온으로 온도 조절하고 있다. 기판(W)이 기판 홀더(52)의 상면에 재치되면 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 열리고, 냉온 불활성 가스 노즐(71)로부터 냉온 불활성 가스가 토출되어 기판 홀더(52)의 주변은 제2 유기용제의 융점보다 저온의 분위기로 제어된다. 이에 의해, 기판 홀더(52) 상에서 액체 도포막(10)이 액상에서 고상으로 상전이하여, 기판(W) 상에 고체 도포막(10)이 형성된다. 이와 같이, 냉각 유닛(53C)은 냉각 고화 수단으로서 기능한다.
다음으로, 배기 밸브(64)가 열리고, 배기 유닛(63)이 구동됨으로써, 승화 처리 공간(50) 내의 분위기가 배기되어 승화 처리 공간(50)이 감압된다. 승화 처리 공간(50)의 감압이 개시되면, 감압을 저해하지 않도록, 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 닫힌다. 또, 냉각 유닛(53C)이 작동 정지해, 기판 홀더(52)의 냉각이 정지된다.
승화 처리 공간(50) 내가 감압됨으로써, 기판(W)의 표면의 고상 도포막(10)의 승화가 개시된다. 또한 승화를 보조하기 위해서, 히터(53)를 구동하여 기판 홀더(52)가 가열된다. 이렇게 하여, 기판(W)의 분위기의 감압과 기판(W)의 가열을 병용하여, 고상 도포막(10)이 신속하게(예를 들어 30초~60초로) 승화한다. 즉, 액상을 거치는 일 없이 기판(W)의 표면으로부터 제거된다.
도포막(10)의 승화가 종료된 후, 배기 유닛(63)이 정지되고, 필요에 따라서 냉온 불활성 가스 밸브(73)를 열음으로써, 승화 처리 공간(50) 내가 대기압까지 가압된다. 이 때, 승화 처리 공간(50)에는 냉온 불활성 가스가 아니라, 상온의 불활성 가스를 도입해도 된다. 그 후, 뚜껑부 구동 유닛(56)이 가동 뚜껑부(512)를 상승시켜, 베이스부(511)로부터 이격시킨다. 또한, 리프트 핀(54)이 상승하여, 기판 홀더(52)의 상면으로부터 상방으로 멀어진 높이까지 기판(W)을 들어 올린다. 이 상태로, 주 반송 로봇(CR)의 핸드(HC)가 가동 뚜껑부(512)와 베이스부(511)의 사이에 진입하여, 리프트 핀(54)으로부터 처리 후의 기판(W)을 건져 올려, 주 반송실(5)로 퇴출시킨다.
로컬 반송 로봇(LR)에 의한 반송 중에 기판(W)의 표면의 액체 도포막의 증발을 억제하기 위해서, 기판(W)의 표면에 건조 방지 가스를 공급하는 건조 방지 가스 노즐이 설치되어도 된다.
예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)(또는 핸드(LH)의 이동에 의하지 않고 핸드(LH)와의 상대 위치가 크게 변화하지 않는 가동 부위)에는 핸드(LH)에 유지된 기판(W)의 주위(특히 기판(W)의 상면 부근)에 건조 방지 가스로서의 유기용제 증기를 공급하는 유기용제 가스 노즐(91)이 배치되어도 된다. 유기용제 가스 노즐(91)은 유기용제 가스 배관(92)에 접속되어 있다. 유기용제 가스 배관(92)에는 유기용제 가스 밸브(93)가 개재되어 있다. 유기용제 가스 배관(92)은 유기용제 가스 공급원(94)에 접속되어 있다. 유기용제 가스 공급원(94)은 도포막(10)과 동종의 유기용제, 즉 제2 유기용제의 증기(기체)를 공급하는 것이 바람직하다. 유기용제 가스 노즐(91) 등에 의해, 액체 도포막의 증발을 억제하는 증발 저지 수단이 구성되어 있다.
유기용제 가스 밸브(93)를 열음으로써, 로컬 반송실(C) 내, 특히 핸드(LH)에 유지된 기판(W)의 부근에 유기용제 가스를 공급할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)의 상면의 제2 유기용제의 도포막(10)(액막)의 주위는 유기용제 가스의 농도가 높은 분위기가 된다. 이 때문에, 액체의 도포막(10)을 구성하는 제2 유기용제의 증발이 진행되기 어려우므로, 액체의 도포막(10)을 기판(W) 상에 유지한 채로, 액처리 유닛(M)에서 승화 유닛(D)으로 기판(W)을 반송할 수 있다. 이 구성에서는, 핸드(LH)가 이동해도 유기용제 가스 노즐(91)과 핸드(LH)의 상대 위치가 거의 일정하게 유지되므로, 핸드(LH)에 의해서 반송되는 도중에 있어서도 기판(W)의 주위의 공간의 유기용제 농도를 안정적으로 높은 값으로 유지할 수 있다. 이에 의해, 유기용제의 증발을 보다 확실히 억제 또는 방지할 수 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 핸드(LH)에 유기용제 가스 노즐(91)을 구비하는 대신에, 또는 그 유기용제 가스 노즐(91)에 더하여, 로컬 반송실(C) 내에 유기용제 가스를 공급하는 유기용제 가스 노즐(91A)이 배치되어도 된다.
로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반송되고 있는 동안, 그 반송 중인 기판(W)의 표면에는 유기용제의 건조를 막는 건조 방지 가스로서 유기용제의 증기가 공급된다. 따라서, 액처리 유닛(M)에서 처리된 기판(W)은 그 처리 후 상태, 즉 표면에 제2 유기용제의 액막(도포막)이 형성된 상태에서 승화실(51)로 반입되어 승화 유닛(D)에 의한 감압 승화 처리를 받는다. 이에 의해, 로컬 반송 로봇(LR)에 의한 반송 중에 있어서의 기판(W) 표면의 준비되지 않고 제어되지 않는 상태에서의 도포막 상태 변화를 억제할 수 있다. 즉, 기판(W)의 표면으로부터 유기용제의 도포를 배제하기 위한 공정을 승화실(51) 내의 조정된 환경 중에서 실시할 수 있다. 이에 따라, 준비되지 않은 건조에 의한 기판(W)으로의 악영향을 회피하여, 기판(W)의 건조를 양호하게 실시할 수 있다.
[제4 실시형태]
도 5a는, 이 발명의 제4 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1A)의 구성을 설명하기 위한 도해적인 평면도이며, 도 5b는 그 입면도이다. 도 5a 및 도 5b에 있어서, 상술의 도 1a 및 도 1b의 각 부의 대응 부분에는 동일 참조 부호를 붙인다.
이 실시형태에서는 평면에서 봤을 때, 주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 2개의 적층 유닛군(G1, G2)의 사이에 로컬 반송실(C)이 배치되고, 이 로컬 반송실(C)에 로컬 반송 로봇(LR)이 배치되어 있다. 마찬가지로 주 반송실(5)의 다른쪽측에 배치된 2개의 적층 유닛군(G3, G4)의 사이에 로컬 반송실(C)이 배치되고, 그 로컬 반송실(C)에 로컬 반송 로봇(LR)이 배치되어 있다. 적층 유닛군(G1~G4)을 구성하는 복수의 유닛 및 그러한 적층 상태는 제1 실시형태의 경우와 같다.
주 반송 로봇(CR)은 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 합계 8개의 액처리 유닛(M)에 액세스하여 기판(W)을 건넬 수 있고, 또한 합계 8개의 승화 유닛(D)에 액세스하여 기판(W)을 꺼낼 수 있고, 또한 인덱서 로봇(IR)과의 사이에서 기판(W)을 수도할 수 있다.
로컬 반송 로봇(LR)은 이 실시형태에서는 제1 층(S1)에 2개 구비되고, 제2 층(S2)에 2개 구비되어 있다. 보다 구체적으로는, 평면에서 봤을 때, 제1 층(S1)에는 주 반송실(5)의 양측으로 1개씩 로컬 반송 로봇(LR11, LR12)이 배치되어 있다. 더 구체적으로는, 주 반송실(5)의 한쪽측에 있어서, 제1 층(S1)에는 액처리 유닛(M11, M12)의 사이에 하나의 로컬 반송 로봇(LR11)이 배치되어 있다. 주 반송실(5)의 다른쪽측에도 마찬가지로 액처리 유닛(M13, M14)의 사이에 하나의 로컬 반송 로봇(L12)이 배치되어 있다. 제2 층(S2)에 있어서의 2개의 로컬 반송 로봇(LR21, LR22)도 마찬가지로 배치되어 있다. 로컬 반송 로봇(LR11, LR12, LR21, LR22)은 로컬 반송실(C11, C12, C21, C22) 내에 각각 배치되어 있다. 로컬 반송실(C)은 주 반송실(5)로부터 분리(이격)하도록 구획된 반송 공간을 형성하고 있다.
제1 층(S1)에 있어서, 주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 로컬 반송 로봇(LR11)은 2개의 액처리 유닛(M11, M12)에 의해서 공유된다. 즉, 로컬 반송 로봇(LR11)은 캐리어 유지부(2)에 가까운 측의 액처리 유닛(M11)에서의 처리를 끝낸 기판(W)을 꺼내, 수직 방향(보다 구체적으로는 상방)으로 반송해, 그 액처리 유닛(M11) 위의 승화 유닛(D11)에 반입한다. 또, 로컬 반송 로봇(LR11)은 캐리어 유지부(2)로부터 먼 측의 액처리 유닛(M12)에서의 처리를 끝낸 기판(W)을 꺼내, 수직 방향(보다 구체적으로는 상방)으로 반송해, 그 액처리 유닛(M12) 위의 승화 유닛(D12)에 반입한다.
로컬 반송 로봇(LR11)은 캐리어 유지부(2)에 가까운 측의 액처리 유닛(M11)에서의 처리를 끝낸 기판(W)을 캐리어 유지부(2)로부터 먼 측의 액처리 유닛(M12) 상의 승화 유닛(D12)으로 반송해도 된다. 마찬가지로, 로컬 반송 로봇(LR11)은 캐리어 유지부(2)로부터 먼 측의 액처리 유닛(M12)에서의 처리를 끝낸 기판(W)을 캐리어 유지부(2)에 가까운 측의 액처리 유닛(M11) 위의 승화 유닛(D11)으로 반송해도 된다. 보다 일반화하면, 로컬 반송 로봇(LR11)은 제1 층(S1)에 있어서 주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 2개의 액처리 유닛(M11, M12)과 이들 위에 각각 배치된 2개의 승화 유닛(D11, D12)에 액세스 가능하다. 그리고, 하나의 액처리 유닛(M11, M12)에서 처리를 끝낸 기판(W)은 로컬 반송 로봇(LR11)에 의해서, 2개의 승화 유닛(D11, D12) 중 어느 하나에 반입되어 감압 승화 처리를 받는다.
제1 층(S1)에 있어서 주 반송실(5)의 다른쪽측에 배치된 로컬 반송 로봇(LR12)의 동작도 마찬가지이다. 즉, 로컬 반송 로봇(LR12)은 2개의 액처리 유닛(M13, M14) 및 2개의 승화 유닛(D13, D14)에 액세스 가능하게 구성되어 있고, 이들에 대해서, 주 반송실(5)의 반대측의 로컬 반송 로봇(LR11)과 같은 동작을 실시한다.
제2 층(S2)에 배치된 로컬 반송 로봇(LR21, LR22)의 동작도 마찬가지이다. 즉, 로컬 반송 로봇(LR21)은 2개의 액처리 유닛(M21, M22) 및 2개의 승화 유닛(D21, D22)에 액세스 가능하게 구성되어 있고, 이들에 대해서, 로컬 반송 로봇(LR11)과 같은 동작을 실시한다. 또, 로컬 반송 로봇(LR22)은 2개의 액처리 유닛(M23, M24) 및 2개의 승화 유닛(D23, D24)에 액세스 가능하게 구성되어 있고, 이들에 대해서, 로컬 반송 로봇(LR11)과 같은 동작을 실시한다.
주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 2개의 로컬 반송 로봇(LR11, LR21)은 이 실시형태에서는 평면에서 봤을 때 서로 겹치는 2개의 로컬 반송실(C11, C21)에 각각 배치되어 있다. 마찬가지로, 주 반송실(5)의 다른쪽측에 배치된 2개의 로컬 반송 로봇(LR12, LR22)은 이 실시형태에서는 평면에서 봤을 때 서로 겹치는 2개의 로컬 반송실(C12, C22)에 각각 배치되어 있다.
상하로 서로 겹쳐진 2개의 로컬 반송실(C11, C21; C12, C22)을 상하로 연통한 하나의 로컬 반송실로 해도 된다. 그리고, 이 하나의 로컬 반송실(C) 내에 하나의 로컬 반송 로봇(LR)을 배치해도 된다.
이 경우, 주 반송실(5)의 한쪽측에서는 로컬 반송실(C)에 대해서 캐리어 유지부(2)측에는 액처리 유닛(M11), 승화 유닛(D11), 액처리 유닛(M21) 및 승화 유닛(D21)이 이 순서로 적층된 적층 유닛군(G1)이 위치하고, 캐리어 유지부(2)로부터 먼 측에도 액처리 유닛(M12), 승화 유닛(D12), 액처리 유닛(M22) 및 승화 유닛(D22)이 이 순서로 적층된 적층 유닛군(G2)이 위치한다. 로컬 반송실(C)에 배치된 하나의 로컬 반송 로봇(LR)은 이러한 한쌍의 적층 유닛군(G1, G2)을 구성하는 합계 8개의 유닛에 대해서 액세스할 수 있다. 이 경우, 로컬 반송 로봇(LR)은 어떤 액처리 유닛(M11, M12, M21, M22)에서 처리가 종료된 하나의 기판(W)을 그 바로 위에 적층된 승화 유닛(D11, D12, D21, D22)에 반입하도록 동작해도 된다. 또, 로컬 반송 로봇(LR)은 어떤 액처리 유닛(M11, M12, M21, M22)에서 처리가 종료된 하나의 기판(W)을 액세스 가능한 4개의 승화 유닛(D11, D12, D21, D22) 중 임의의 하나에 반입해도 된다. 일반적으로는, 처리를 위해서 사용되지 않은 승화 유닛(D)에 기판(W)을 반입함으로써, 생산성을 높일 수 있다.
주 반송실(5)의 다른쪽측에 대해서도, 같은 구성이며, 2개의 적층 유닛군(G3, G4)에 의해서 공유되는 하나의 로컬 반송 로봇(LR)을 마찬가지로 동작시킬 수 있다.
도 1a 및 도 5a의 비교로부터 이해되는 대로, 이 실시형태의 구성에 의해 기판 처리 장치(1A)의 점유 면적(풋 프린트)을 작게 할 수 있다.
[제5 실시형태]
도 6a는 이 발명의 제5 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1B)의 구성을 설명하기 위한 도해적인 평면도이며, 도 6b는 그 입면도이다. 이 실시형태의 기판 처리 장치(1B)에서는 유닛의 배치가 제1 층(S1), 제2 층(S2) 및 제3층(S3)을 포함하는 3층 구조를 형성하고 있다.
이 실시형태에서는, 평면에서 봤을 때, 주 반송실(5)의 한쪽측에 3개의 적층 유닛군(G11, G12, G13)이 주 반송실(5)을 따라서 배치되고, 주 반송실(5)의 다른쪽측에 3개의 적층 유닛군(G14, G15, G16)이 주 반송실(5)을 따라서 배치되어 있다.
적층 유닛군(G11)은 3개의 액처리 유닛(M11, M21, M31)을 아래부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G13)은 3개의 액처리 유닛(M12, M22, M32)을 아래부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G11, G13)의 사이에 배치된 적층 유닛군(G12)은 6개의 승화 유닛(D11, D12, D21, D22, D31, D32)을 아래부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G11, G13)의 사이에는 또한, 로컬 반송실(C11, C21, C31)이 아래부터 순서대로 적층하여 배치되어 있고, 그 중에, 로컬 반송 로봇(LR11, LR21, LR31)이 각각 배치되어 있다. 로컬 반송실(C11, C21, C31)은 이 실시형태에서는, 적층 유닛군(G12)에 대해서, 주 반송실(5)과는 반대측에 배치되어 있다.
적층 유닛군(G14)은 3개의 액처리 유닛(M13, M23, M33)을 아래부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G16)은 3개의 액처리 유닛(M14, M24, M34)을 아래부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G14, G16)의 사이에 배치된 적층 유닛군(G15)은 6개의 승화 유닛(D13, D14, D23, D24, D33, D34)을 아래부터 순서대로 적층하여 구성되어 있다. 적층 유닛군(G14, G16)의 사이에는, 또한, 로컬 반송실(C12, C22, C32)이 아래부터 순서대로 적층하여 배치되어 있고 그 중에, 로컬 반송 로봇(LR12, LR22, LR32)이 각각 배치되어 있다. 로컬 반송실(C12, C22, C32)은 이 실시형태에서는, 적층 유닛군(G15)에 대해서, 주 반송실(5)과는 반대측에 배치되어 있다.
각 층의 구성에 주목하면, 제1 층(S1)에 있어서, 주 반송실(5)의 한쪽측에는 주 반송실(5)의 평면에서 봤을 때에 있어서의 길이 방향을 따라서, 한쌍의 액처리 유닛(M11, M12)이 배치되어 있고, 이 한쌍의 액처리 유닛(M11, M12)의 사이에, 한쌍의 승화 유닛(D11, D12)과 하나의 로컬 반송 로봇(LR11)이 배치되어 있다. 한쌍의 승화 유닛(D11, D12)은 이 실시형태에서는, 상하로 적층되어 있다. 승화 유닛(D11, D12)은 주 반송실(5)에 가까운 위치에 배치되어 있고 승화 유닛(D11, D12)에 대해서 주 반송실(5)과는 반대측에 로컬 반송 로봇(LR11)이 배치되어 있다.
로컬 반송 로봇(LR11)은 로컬 반송실(C11) 내에 배치되어 있다. 로컬 반송 로봇(LR11)은 한쌍의 액처리 유닛(M11, M12) 및 한쌍의 승화 유닛(D11, D12)에 액세스 가능하다. 로컬 반송 로봇(LR11)은 하나의 액처리 유닛(M11, M12)에서 처리를 끝낸 기판(W)을 반출하여, 한쌍의 승화 유닛(D11, D12) 중 어느 하나에 그 기판(W)을 반입하도록 동작한다.
제1 층(S1)에 있어서, 주 반송실(5)의 다른쪽측의 유닛 배치도 마찬가지이다. 즉, 주 반송실(5)의 다른쪽측에는, 주 반송실(5)의 평면에서 봤을 때의 길이 방향을 따라서, 한쌍의 액처리 유닛(M13, M14)이 배치되어 있고, 이 한쌍의 액처리 유닛(M13, M14)의 사이에 한쌍의 승화 유닛(D13, D14)과 하나의 로컬 반송 로봇(L12)이 배치되어 있다. 한쌍의 승화 유닛(D13, D14)은 상하로 적층되어 있다. 이러한 승화 유닛(D13, D14)은 주 반송실(5)에 가까운 위치에 배치되고, 승화 유닛(D13, D14)에 대해서 주 반송실(5)과는 반대측에 로컬 반송실(C12)이 구획되어 거기에 로컬 반송 로봇(LR12)이 수용되어 있다.
로컬 반송 로봇(LR12)은 한쌍의 액처리 유닛(M13, M14) 및 한쌍의 승화 유닛(D13, D14)에 액세스 가능하다. 로컬 반송 로봇(LR12)은 하나의 액처리 유닛(M13, M14)에서 처리를 끝낸 기판(W)을 반출하여, 한쌍의 승화 유닛(D13, D14) 중 어느 하나에 그 기판(W)을 반입하도록 동작한다.
제2 층(S2) 및 제3층(S3)의 유닛 배치 및 각 층의 로컬 반송 로봇(LR)의 동작도 마찬가지이다. 제2 층(S2)은 주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 한쌍의 액처리 유닛(M21, M22), 한쌍의 승화 유닛(D21, D22) 및 하나의 로컬 반송 로봇(LR21)을 포함하고, 또한, 주 반송실(5)의 다른쪽측에 배치된 한쌍의 액처리 유닛(M23, M24), 한쌍의 승화 유닛(D23, D24) 및 하나의 로컬 반송 로봇(LR22)을 포함한다. 제3층(S3)은 주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 한쌍의 액처리 유닛(M31, M32), 한쌍의 승화 유닛(D31, D32) 및 하나의 로컬 반송 로봇(LR31)을 포함하고, 또한, 주 반송실(5)의 다른쪽측에 배치된 한쌍의 액처리 유닛(M33, M34), 한쌍의 승화 유닛(D33, D34) 및 하나의 로컬 반송 로봇(LR32)을 포함한다.
이와 같이, 이 실시형태에서는 액처리 유닛(M)과 승화 유닛(D)이 평면적으로 배치(수평 배치)되어 있고, 이에 의해, 기판 처리 장치(1B)의 전체 높이를 억제하면서, 다수의 액처리 유닛(M) 및 승화 유닛(D)을 구비할 수 있다.
주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 3개의 로컬 반송 로봇(LR11, LR21, LR31)은 이 실시형태에서는 평면에서 봤을 때에, 서로 겹쳐지는 3개의 로컬 반송실(C11, C21, C31)에 각각 배치되어 있다. 이 3개의 로컬 반송실(C11, C21, C31)을 상하로 연통한 하나의 로컬 반송실(C)로 해도 된다. 또, 이 하나의 로컬 반송실(C) 내에 하나의 로컬 반송 로봇(LR)을 배치해도 된다. 이 경우, 로컬 반송실(C)에 대해서 캐리어 유지부(2) 측에는 3개의 액처리 유닛(M11, M21, M31)이 적층된 적층 유닛군(G11)이 위치하고 캐리어 유지부(2)로부터 먼 측에는, 3개의 액처리 유닛(M12, M22, M32)이 적층된 적층 유닛군(G13)이 위치하고, 주 반송실(5)측에는 6개의 승화 유닛(D11, D12, D21, D22, D31, D32)이 적층된 적층 유닛군(G12)이 위치한다. 로컬 반송실(C)에 배치된 하나의 로컬 반송 로봇(LR)은 이러한 3개의 적층 유닛군(G11~G13)을 구성하는 합계 12개의 유닛에 대해서 액세스할 수 있다.
이 경우, 로컬 반송 로봇(LR)은 어떤 액처리 유닛(M)에서 처리가 종료된 하나의 기판(W)을 동일층 내에 위치하는 승화 유닛(D)으로 반입하도록 동작해도 된다. 또, 로컬 반송 로봇(LR)은 어떤 액처리 유닛(M)에서 처리가 종료된 하나의 기판(W)을 액세스 가능한 6개의 승화 유닛(D) 중 임의의 하나로 반입해도 된다. 일반적으로는, 처리를 위해서 사용되지 않은 승화 유닛(D)에 기판(W)을 반입함으로써, 생산성을 높일 수 있다. 물론, 주 반송실(5)의 반대측에 관해서도 같은 구성으로 할 수 있다.
도 1a 및 도 6a의 비교로부터 이해되는 대로, 이 실시형태의 구성에 의해, 기판 처리 장치(1B)의 점유 면적(풋 프린트)을 작게 할 수 있다. 또한, 도 5b 및 도 6b 등의 비교로부터 이해되는 대로, 이 실시형태의 구성에 의해, 같은 높이의 스페이스에 보다 많은 유닛을 배치할 수 있다. 환언하면, 같은 유닛수의 기판 처리 장치를 보다 낮은 높이로 구성할 수 있다.
[제6 실시형태]
도 7은, 이 발명의 제6 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1C)의 구성을 설명하기 위한 도해적인 입면도이며, 주 반송실의 한쪽측의 구성이 나타나 있다. 주 반송실(5)(도 5a 등 참조)의 한쪽측에 한쌍의 적층 유닛군(G21, G22)이 배치되어 있고, 이들 사이에 로컬 반송 로봇(LR1, LR2)이 배치되어 있다. 이 예에서는, 하나의 적층 유닛군(G21)은 3개의 액처리 유닛(M1, M2, M3)을 3층으로 적층하여 구성되어 있다. 또 하나의 적층 유닛군(G22)은 하나의 액처리 유닛(M4)과 그 위에 순서대로 적층된 4개의 승화 유닛(D1~D4)을 포함한다. 주 반송실(5)의 반대측에도 같은 구성이 설치되어 있다. 주 반송 로봇(CR)은 주 반송실(5)의 한쪽측에 배치된 4개의 액처리 유닛(M1~M4) 및 4개의 승화 유닛(D1~D4)에 액세스 가능하고, 또한 주 반송실(5)의 반대측에 마찬가지로 배치된 4개의 액처리 유닛 및 4개의 승화 유닛에 액세스 가능하다.
이 예에서는, 주 반송실(5)의 한쪽측에 2개의 로컬 반송 로봇(LR1, LR2)이 설치되어 있고, 이들은 하나의 로컬 반송실(C) 내에 배치되어 있다. 예를 들어, 하측의 로컬 반송 로봇(LR1)은 3개의 액처리 유닛(M1, M2, M4) 및 2개의 승화 유닛(D1, D2)에 액세스 가능해도 된다. 그리고, 상측의 로컬 반송 로봇(LR2)은 2개의 액처리 유닛(M2, M3) 및 4개의 승화 유닛(D1~D4)에 액세스 가능해도 된다. 이러한 로컬 반송 로봇(LR1, LR2)은 액처리 유닛(M1~M4)에서 처리된 후의 기판(W)을 어느 하나의 승화 유닛(D1~D4)에 반입하도록 동작한다. 주 반송실(5)의 반대측에도 같은 구성이 설치되어 있고, 2개의 로컬 반송 로봇의 동작도 마찬가지이다.
[제7 실시형태]
도 8은, 이 발명의 제7 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1D)의 구성을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 이 실시형태에서는, 3개의 적층 유닛군(G31, G32, G33)이 설치되어 있다. 제1 적층 유닛군(G31)은 액처리 유닛(M11, M21, M31)을 복수층(이 실시형태에서는 3층)으로 적층하여 구성되어 있다. 제2 적층 유닛군(G32)은 캐리어 유지부(2)에 있어서의 캐리어(3)의 정렬 방향을 따라서, 제1 적층 유닛군(G31)에 대향하고 있다. 이 제2 적층 유닛군(G32)은 액처리 유닛(M12, M22, M32)을 복수층으로 적층하여 구성되어 있다. 제3 적층 유닛군(G33)은 제1 및 제2 적층 유닛군(G31, G32)의 사이에 배치되어 있다. 제3 적층 유닛군(G33)은 승화 유닛(D1~D6)을 복수층(이 실시형태에서는 6층)으로 적층하여 구성되어 있고, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 적층 유닛군(G12, G15)과 유사한 구성을 가지고 있다. 승화 유닛(D1~D6)에 대해서 주 반송 로봇(CR)과는 반대측에 로컬 반송실(C)이 배치되어 있다. 로컬 반송실(C)에는 로컬 반송 로봇(LR)이 배치되어 있다. 로컬 반송 로봇(LR)은 액처리 유닛(M11, M12; M21, M22; M31, M32)에 대응한 각 층에 한개씩 설치되어 있어도 된다. 또, 복수층(예를 들어 모든 층)에 배치된 액처리 유닛(M)에 대해서 공통으로 이용되는 하나의 로컬 반송 로봇(LR)이 설치되어 있어도 된다.
주 반송 로봇(CR)은 주 반송실(5A)에 배치되어 있다. 주 반송실(5A)은 제1~ 제3의 적층 유닛군(G31~G33)과 인덱서 로봇(IR)의 사이에 구획되어 있다. 인덱서 로봇(IR)과 주 반송 로봇(CR)의 사이의 기판(W)의 수도는 일시적으로 기판(W)을 유지하는 기판 수도 유닛(7)을 통하여 실시되어도 된다. 주 반송 로봇(CR)은 인덱서 로봇(IR)으로부터 기판 수도 유닛(7)을 통하여 받은 미처리된 기판(W)을 제1 또는 제2의 적층 유닛군(G31, G32)에 포함되는 하나의 액처리 유닛(M)에 반입한다. 그 액처리 유닛(M)에서 처리된 후의 기판(W)은 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 반출되고, 당해 로컬 반송 로봇(LR)이 액세스 가능한 승화 유닛(D1~D6) 중 어느 하나에 반입된다. 그 승화 유닛(D)에서 처리된 후의 기판(W)은 주 반송 로봇(CR)에 의해서 꺼내져 기판 수도 유닛(7)을 통하여 인덱서 로봇(IR)으로 건네진다.
[제8 실시형태]
도 9는, 이 발명의 제8 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 승화 유닛(D)의 구성예를 나타낸다. 이 승화 유닛(D)은 진공 챔버를 구성하는 승화실(111)을 가지고 있다. 승화실(111)에는 배기관(112)이 접속되어 있다. 배기관(112)은 진공 펌프 등의 배기 유닛(113)에 접속되어 있다. 배기관(112)에는 배기 밸브(110)가 개재되어 있다.
승화실(111)에는 기판(W)을 반입하기 위한 기판 반입 개구(114)가 측벽(115)에 형성되어 있다. 또한, 승화실(111)에는 기판(W)을 반출하기 위한 기판 반출 개구(116)가 측벽(117)에 형성되어 있다. 기판 반출 개구(116)를 개폐하기 위한 셔터(118)가 설치되어 있고, 셔터(118)는 셔터 구동 유닛(119)에 의해서 구동된다. 셔터(118)의 승화실(111)에 대향하는 표면에는 씰 부재로서의 O링(120)이 설치되어 있다. 셔터(118)는 승화실(111)의 측벽(117)에 꽉 눌리고, 이에 따라, O링(120)을 통하여 기판 반출 개구(116)를 기밀로 밀폐한다. 주 반송 로봇(CR)이 승화 유닛(D)에 의한 처리 완료된 기판(W)을 반출할 때에는 셔터 구동 유닛(119)은 셔터(118)를 구동하여 기판 반출 개구(116)를 개방한다. 이 개방된 기판 반출 개구(116)에 주 반송 로봇(CR)의 핸드(HC)가 진입한다.
한편, 기판 반입 개구(114)는 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)에 구비된 뚜껑 부재(125)에 의해서 개폐된다. 뚜껑 부재(125)의 승화실(111)에 대향하는 표면에는 씰 부재로서의 O링(126)이 설치되어 있다. 로컬 반송 로봇(LR)은 액처리 유닛(M)에서 처리된 후의 기판(W)을 승화실(111)에 반입하고, 또한, 뚜껑 부재(125)를 O링(126)을 통하여 승화실(111)의 측벽(115)을 꽉 누르도록 동작한다. 이에 의해, 기판 반입 개구(114)가 기밀로 폐색된다.
승화실(111)의 천정면에는 승화실(111) 내의 공간에 냉온 불활성 가스를 도입하기 위한 냉온 불활성 가스 노즐(71A)이 설치되어 있다. 이 냉온 불활성 가스 노즐(71A)에 관해서, 도 3에 나타낸 승화 유닛의 경우와 같은 구성을 구비할 수 있고, 냉온 불활성 가스 노즐(71A)에 냉온 불활성 가스가 공급되고 있다. 도 9에 있어서, 도 3의 각 부에 대응하는 부분에 동일 참조 부호를 붙여 설명을 생략한다.
승화 유닛(D)의 동작의 개요는 다음과 같다.
기판 반출 개구(116)가 셔터(118)에 의해서 폐색된 상태에서 로컬 반송 로봇(LR)이 기판(W)을 승화실(111)로 반입한다. 이 기판(W)은 그 윗면에 유기용제의 고상 도포막(10)이 형성된 상태의 기판이다. 로컬 반송 로봇(LR)은 핸드(LH)를 승화실(111) 내에 진입시키고, 또한, 뚜껑 부재(125)를 승화실(111)의 측벽(115)의 외면에 꽉 눌러 기판 반입 개구(114)를 폐색한다. 이렇게 하여, 승화실(111) 내는 기밀인 밀폐 공간이 된다. 이 상태에서, 배기 밸브(110)가 열려, 배기 유닛(113)이 작동함으로써, 승화실(111) 내의 공간이 대기압보다 저압으로 감압된다. 이에 따라, 기판(W) 상의 고상 도포막(10)이 신속하게 승화한다.
승화실(111) 내의 공간의 감압이 개시될 때까지의 기간에는 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 열려, 냉온 불활성 가스 노즐(71)로부터 승화실(111)내에 냉온(고상 도포막(10)의 융점보다 낮은 온도)의 불활성 가스가 공급된다. 이에 의해, 승화실(111)에 도입된 기판(W) 표면의 고상 도포막(10)의 액화가 억제된다. 승화실(111) 내의 감압이 개시되면, 감압을 저해하지 않도록 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 닫힌다.
이렇게 해 기판(W) 상의 도포막(10)의 승화가 종료되면, 배기 유닛(113)이 동작 정지되고, 필요에 따라서 냉온 불활성 가스 밸브(73)가 열린다. 이에 따라, 승화실(111) 내의 공간이 대기압으로 돌아간다. 이 때, 냉온 불활성 가스 밸브(73)는 상온의 불활성 가스를 승화실(111)에 도입해도 된다. 이어서, 셔터 구동 유닛(119)이 셔터(118)를 기판 반출 개구(116)로부터 퇴피시키고, 이에 따라, 기판 반출 개구(116)가 열린다. 그 후, 주 반송 로봇(CR)이 핸드(HC)를 승화실(111) 내로 진입시켜, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)로부터 승화 건조 처리 완료된 기판(W)를 받아, 기판 반출 개구(116)로부터 그 기판(W)을 반출한다.
이와 같이, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)에 뚜껑 부재(125)를 설치함으로써, 기판 반입 개구(114)를 개폐하기 위한 셔터 구동 기구를 생략할 수 있다. 또, 승화실(111) 내에서의 기판(W)의 유지를 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)로 실시할 수 있으므로, 승화실(111) 내에 기판 유지 기구를 설치할 필요가 없다. 감압에 의한 도포막(10)의 승화는 단시간(예를 들어 30초~60초)으로 실시할 수 있으므로, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)에 의한 승화 처리 중인 기판(W)의 유지가 원인으로 생산성에 큰 영향이 생길 우려는 없다.
또, 승화실(111)에 핸드(LH)로 기판(W)을 반송하는 동작에 의해, 뚜껑 부재(125)에 의해서 기판 반입 개구(114)를 밀폐할 수 있고, 그대로, 승화실(111) 내에서 기판(W)를 유지하여 감압 승화 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 기판 반입 개구(114)의 개폐 전용의 동작 및 기판(W)의 수도 동작을 생략할 수 있기 때문에, 공정 전체의 소요 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 기판 반입 개구를 위한 셔터 개폐 시간, 기판 반입 시에 핸드(LH)가 승화실(111)에서 퇴출하는 시간, 기판 반출 시에 핸드(LH)가 승화실(111)에 진입하는 시간, 기판을 리프트 핀에 두는 동작을 위한 시간, 기판을 리프트 핀으로부터 받는 동작을 위한 시간, 리프트 핀을 상승 및 하강시키는 시간 등을 생략할 수 있다.
이 실시형태의 승화 유닛(D)을 이용하는 경우에, 상술의 제2 실시형태와 마찬가지의 처리를 실시할 수도 있다. 즉, 로컬 반송 로봇(LR)에 의해서 기판(W)이 로컬 반송실(C)을 지나 반송되고 있는 동안에, 핸드 냉각 유닛(97)에 의해서 기판(W)을 냉각하고, 이에 따라, 기판(W) 상의 액체 도포막(10)을 고체화해도 된다.
또, 이 실시형태의 승화 유닛(D)을 이용하는 경우에, 상술의 제3 실시형태와 마찬가지의 처리를 실시할 수도 있다. 즉, 로컬 반송 로봇(LR)은 액체 도포막(10)이 형성된 상태의 기판(W)을 액처리 유닛(M)으로부터 승화 유닛(D)으로 반송하고, 승화 유닛(D) 내에서 핸드 냉각 유닛(97)에 의해서 기판(W)을 냉각하여, 액체 도포막(10)을 고체화해도 된다.
또한, 어느 처리를 실시하는 경우에도 감압 승화 처리와 병행하여, 기판(W)을 가열해도 된다. 구체적으로는, 로컬 반송 로봇(LR)의 핸드(LH)를 가열함으로써, 기판(W)을 가열해도 된다. 또, 승화실(111) 내에 복사열 또는 전자파 조사에 의해서 기판(W)을 가열하는 가열 유닛(127)(도 9 참조)을 구비하고, 이 가열 유닛(127)에 의해서, 핸드(LH)에 유지되고 있는 기판(W)을 가열해도 된다.
[제9 실시형태]
도 10은, 이 발명의 제9 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 상술의 승화 유닛을 대신하여 이용할 수 있는 승화 유닛의 구성예를 도해적으로 나타내는 단면도이다.
이 실시형태에서는, 승화 유닛(D)은 도 3에 나타낸 구성과 유사한 구성을 가지고 있고, 또한, 기판 냉각 유닛으로서의 냉각 플레이트(80)를 구비하고 있다. 도 3에 나타낸 구성을 대신하여, 도 9에 나타낸 구성과 유사한 구성을 이용할 수도 있다. 도 10에는, 도 3에 나타낸 구성과 유사한 구성을 구비한 예를 나타낸다.
냉각 플레이트(80)는 베이스부(81) 상에 배치되어 있고, 그 상면에 기판(W)을 유지하여 하면으로부터 냉각한다. 냉각 플레이트(80)를 관통하여 복수(3개 이상)의 리프트 핀(84)이 배치되어 있다. 리프트 핀(84)은 리프트 핀 승강 유닛(85)에 의해서 상하 이동되고, 이에 따라, 냉각 플레이트(80) 상에서 기판(W)을 상하 이동시킨다.
기판 처리 장치는 또한, 승화실(51)에 있어서의 승화 처리가 종료된 기판(W)을 냉각 플레이트(80)까지 반송하는 제2 로컬 반송 로봇(150)을 구비하고 있다. 제2 로컬 반송 로봇(150)은 기판(W)을 유지하는 핸드(151)와 핸드(151)를 이동시키는 핸드 구동 유닛(152)을 포함한다. 핸드 구동 유닛(152)은 기판 홀더(52)의 상방(제1 기판 유지 위치)과 냉각 플레이트(80)의 상방(제2 기판 유지 위치)의 사이에서 핸드(151)를 왕복 이동시킨다. 핸드(151)와 리프트 핀(54, 84)의 기판(W)의 수도 시에는 리프트 핀(54, 84)이 승강된다. 물론, 핸드 구동 유닛(152)이 기판(W)을 승강시켜 리프트 핀(54, 84)과 기판(W)을 수도하는 구성으로 할 수도 있다.
승화실(51)에서는 기판 홀더(52)에 의해서 기판(W)을 가열하면서, 승화실(51) 내의 승화 처리 공간(50)을 감압하여, 기판(W)의 표면의 고체 도포막(10)이 승화한다.
이 승화 처리 후, 승화 처리 공간(50)이 대기압으로 되돌려져 가동 뚜껑부(512)가 개방된다. 이렇게 해서 베이스부(511)와 가동 뚜껑부(512)의 사이에 기판(W)을 반출하기 위한 개구가 형성된다. 그리고, 리프트 핀(54)에 의해서, 승화 처리 완료된 기판(W)이 기판 홀더(52)의 상방으로 들어 올려진다. 그러면, 제2 로컬 반송 로봇(150)은 베이스부(511)와 가동 뚜껑부(512)의 사이에 형성된 개구를 통하여 그 핸드(151)를 진입시킨다. 그 후, 리프트 핀(54)이 하강함으로써, 승화 처리 완료된 기판(W)이 핸드(151)로 건네진다. 그리고, 제2 로컬 반송 로봇(150)은 핸드(151)를 구동하여, 그 기판(W)을 냉각 플레이트(80)의 상방까지 이동시킨다. 이 상태로, 리프트 핀 승강 유닛(85)이 리프트 핀(84)을 상승시킴으로써, 핸드(151)로부터 기판(W)을 받는다. 핸드(151)가 냉각 플레이트(80)의 상방으로부터 퇴피한 후, 리프트 핀(84)이 하강하고, 이에 따라, 냉각 플레이트(80) 상에 기판(W)이 재치된다.
냉각 플레이트(80)는 기판(W)을 상온까지 냉각한다. 그 후, 리프트 핀(84)이 기판(W)을 들어 올리고, 주 반송 로봇(CR)의 핸드(HC)가 그 기판(W)을 받아 승화 유닛(D) 밖으로 반출한다.
이와 같이, 승화 처리 후의 기판(W)을 냉각 플레이트(80)에서 냉각하는 구성이므로, 승화실(51)에서의 처리 시간을 단축할 수 있기 때문에, 생산성을 높일 수 있다. 승화실(51)에서 가열된 기판(W)의 반송을 주 반송 로봇(CR)과는 다른 제2 로컬 반송 로봇(150)으로 실시하므로, 주 반송 로봇(CR)에 과잉의 열이 축적되는 것을 회피할 수 있고, 주 반송 로봇(CR)이 반송하는 기판(W)에 대한 열의 영향을 억제할 수 있다.
이상, 이 발명의 실시형태에 대해 설명했는데, 이 발명은 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
액체 상태로 기판 표면에 도포할 수 있고, 기판 상에서 액상에서 고상으로 상전이시키고, 또한 고상에서 기상으로 상전이시켜 승화시킬 수 있는 저표면장력 액체는 상술과 같은 유기용제(제2 유기용제)로 한정되지 않는다. 구체적으로는, 액상에 있어서 물보다 표면장력이 작은 물질로서, 도 11에 나타내는 것과 같은 상태도에 있어서, 삼중점(T)의 특정이 가능한 물질은 이 발명에 있어서의 저표면장력 액체로서 사용 가능하다. 도 11에 있어서, 승화 곡선(TA), 증발 곡선(TB) 및 융해 곡선(TC)에 의해서 물질의 고상, 액상 및 기상의 각 영역이 나눠지고 이러한 곡선(TA, TB, TC)의 교점이 삼중점(T)이다. 액상에서 고상으로의 상전이(PT1)(응고)는 냉각에 의해서 생기게 할 수 있다. 고상에서 기상으로의 상전이(PT2)(승화)는 감압 및 가열에 의해서 생길 수 있다. 이 경우, 승화 곡선(TA)으로부터 기상 영역의 안쪽으로 멀어진 상태일수록 승화 속도가 빠르다. 즉, 압력이 낮을수록, 또 온도가 높을수록 승화 속도가 빨라진다.
저표면장력 액체를 액상에서 고상으로 상전이시키기 위한 냉각 수단은 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 질소를 기판(W)의 하면 또는 기판(W) 상면의 도포막 상에 공급하는 액체 질소 공급 수단을 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 도 2의 구성에 있어서, 온도 조절 가스 배관(46)을 통하여 기판(W)에 액체 질소를 공급해도 된다.
또, 도 2에 2점쇄선으로 나타내는 바와 같이 액처리 유닛(M)은 스핀 척(12)으로 유지된 기판(W)을 냉각하기 위한 기판 냉각 유닛으로서 예를 들어, 스핀 척(12)에 유지된 기판(W)의 하면에 대향하도록 설치된 냉온 플레이트(30)를 포함하고 있어도 된다. 냉온 플레이트(30)를 기판(W)의 하면에 대해서 접근/이격시키는 플레이트 구동 유닛을 더 구비하고 있어도 된다. 냉온 플레이트(30)는 냉매가 유통하는 냉매로가 내부에 형성된 플레이트여도 된다. 또, 냉온 플레이트(30)는 전자 냉열 소자를 구비하고 있어도 된다. 냉온 플레이트(30)는 기판(W)을 제2 유기용제의 융점 미만인 온도로 냉각하고, 기판(W) 표면의 제2 유기용제의 액막을 고체화한다. 제2 유기용제의 토출 시에는 기판(W)을 냉각하지 않는 편이 좋기 때문에, 플레이트 구동 유닛을 구비하여, 제2 유기용제의 토출 시에는, 냉온 플레이트(30)를 기판(W)의 하면으로부터 이격한 퇴피 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 그리고, 제2 유기용제 액막이 기판(W)의 표면에 얇게 퍼진 후에, 냉온 플레이트(30)를 기판(W)의 하면에 접근시켜, 기판(W)을 냉각하고, 도포막을 액상에서 고상으로 변화시키는 것이 바람직하다.
이러한 냉온 플레이트(30)를 설치하는 대신에, 액처리 유닛(M)의 처리실(11)의 전체를 냉각하고, 처리실(11) 내의 분위기를 유기용제의 융점 미만으로 냉각해도 된다.
이러한 구성의 경우에는 기판(W)의 하면에 액체를 접촉시키는 일 없이 기판(W)을 냉각할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 하면의 액체를 떼어내기 위한 스핀 건조 처리를 생략할 수 있다. 이에 의해, 스핀 건조 처리에 따른 도포막(10)의 증발 또는 승화를 회피할 수 있다.
승화 유닛(D)은 승화실(51, 111) 내에서 기판(W)의 표면의 도포막(10)에 온풍(예를 들어 가열한 불활성 가스)을 공급하는 온풍 공급 유닛을 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 도포막(10)의 근방의 분위기를 치환하여, 승화를 촉진할 수 있다.
상술의 도 1, 도 5, 도 6, 도 7의 구성에 있어서, 인덱서 로봇(IR)과 주 반송 로봇(CR)의 사이에 기판(W)을 일시적으로 유지하는 기판 수도 유닛을 배치하고, 도 8의 구성의 경우와 같게 하여, 이들 사이의 기판 수도를 실시해도 된다.
이 출원은, 2017년 2월 28일에 일본 특허청에 제출된 특허출원 2017-037113호에 대응하고 있으며, 이 출원의 모든 개시는 여기에 인용에 의해 통합시키는 것으로 한다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명했는데, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명하게 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구범위에 의해서만 한정된다.
W 기판
IR 인덱서 로봇
S1 제1 층
S2 제2 층
S3 제3층
M, M1-M4, M11-M14, M21-M24, M31-M34 액처리 유닛
D, D1-D6, D11-D14, D21-D24, D31-D34 승화 유닛
LR, LR1, LR2, LR11-LR14, LR21-LR24, LR31, LR32 로컬 반송 로봇
LH 로컬 반송 로봇의 핸드
C, C11-C14, C21-C24 로컬 반송실
G1-G4, G11-G16, G21, G22, G31-G33 적층 유닛군
CR 주 반송 로봇
HC 주 반송 로봇의 핸드
1, 1A, 1B, 1C, 1D 기판 처리 장치
2 캐리어 유지부
3 캐리어
5 주 반송실
7 기판 수도 유닛
10 도포막(액체 또는 고체)
11 처리실
12 스핀 척
14 약액 노즐
15 린스액 노즐
16 유기용제 노즐
17 모터
19 차단판
30 온도 조절 플레이트
31A, 31B 유기용제 배관
32A, 32B 유기용제 밸브
33A, 33B 유기용제 공급원
34 유기용제 온도 조절 유닛
37 기판 반입 개구
38 기판 반출 개구
39, 40 셔터
50 승화 처리 공간
51 승화실
52 기판 홀더
53H 히터
53C 냉각 유닛
54 리프트 핀
56 뚜껑부 구동 유닛
63 배기 유닛
71, 71A 냉온 불활성 가스 노즐
71, 71A 냉온 불활성 가스 노즐
72 냉온 불활성 가스 배관
73 냉온 불활성 가스 밸브
74 냉온 불활성 가스 공급원
80 냉각 플레이트
81 베이스부
84 리프트 핀
90 핸드 구동 유닛
91, 91A 유기용제 가스 노즐
97 핸드 냉각 유닛
98 냉매 통로
99 냉각 플레이트
111 승화실
113 배기 유닛
114 기판 반입 개구
116 기판 반출 개구
118 셔터
125 뚜껑 부재
127 가열 유닛
131 이면 노즐
132 토출구
133 온도 조절액 공급 배관
134 온도 조절수 밸브
135 온도 조절수 공급원
136 냉온수 밸브
137 냉온수 공급원
140 온도 조절 가스 유로
141 온도 조절 가스 공급 배관
142 온도 조절 가스 밸브
143 온도 조절 가스 공급원
150 제2 로컬 반송 로봇
151 핸드
152 핸드 구동 유닛

Claims (29)

  1. 도포실을 가지고, 상기 도포실 내에서 기판의 표면에 물보다 표면장력이 작은 저(低)표면장력 액체를 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 유닛과,
    승화실을 가지고, 상기 승화실 내에서 상기 기판의 표면에 형성된 도포막을 승화시키는 승화 유닛과,
    상기 승화실 내를 대기압보다 낮은 압력으로 감압하는 감압 수단과,
    상기 도포실에 기판을 반입하는 주 반송 수단과,
    상기 도포실에서 상기 승화실로 기판을 반송하는 로컬 반송 수단과,
    상기 로컬 반송 수단이 상기 도포실에서 상기 승화실로 상기 기판을 반송하고 있는 동안, 상기 도포막의 상태를 상기 도포막 형성 유닛에 의해 형성된 상태대로 유지하는 도포막 상태 유지 수단을 포함하고,
    상기 로컬 반송 수단이, 로컬 반송실을 지나는 반송 경로를 따라서 기판을 반송하도록 구성되어 있고,
    상기 로컬 반송실과 상기 승화 유닛이 연통하고 있는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포막 형성 유닛이,
    기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지된 기판에, 저표면장력 액체를 공급하는 액체 공급 수단과,
    상기 액체 공급 수단으로부터 저표면장력 액체가 기판에 공급된 후에, 기판의 냉각을 개시해, 상기 저표면장력 액체를 융점 미만으로 냉각시켜, 상기 저표면장력 액체의 고체로 이루어지는 상기 도포막을 형성하는 냉각 고화 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 기판 상의 도포막이 고체에서 액체로 돌아가는 것을 저지하는 액화 저지 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 액화 저지 수단이, 상기 기판 상의 도포막을 상기 저표면장력 액체의 융점 미만으로 유지하는 냉각 유지 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각 유지 수단이, 상기 로컬 반송 수단의 반송 아암을 냉각하는 아암 냉각 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 기판 상의 도포막이 승화하는 것을 저지하는 승화 저지 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 고화 수단이, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판을 상기 저표면장력 액체의 융점 미만의 유체에 접촉시키는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 고화 수단이, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판의 하면에 접촉 또는 근접하여, 당해 기판을 냉각하는 냉각 플레이트를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 고화 수단이, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판에 액체 질소를 공급하는 액체 질소 공급 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 액체 공급 수단이, 상기 저표면장력 액체가 유통하고, 상기 기판의 표면을 향해서 상기 저표면장력 액체를 토출하는 토출구를 가지는 저표면장력 액체 공급 배관을 포함하고,
    상기 도포막 형성 유닛이, 상기 저표면장력 액체 공급 배관의 상기 도포실 내에 배치되어 있는 부분을 상기 저표면장력 액체의 융점 이상의 온도로 조절하는 저표면장력 액체 온도 조절 수단을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 도포막 형성 유닛이, 상기 저표면장력 액체를 상기 기판의 표면을 향해서 토출하는 토출구와, 상기 토출구의 기판으로부터의 높이를 조정하는 토출구 높이 조정 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 도포막 형성 유닛이, 상기 저표면장력 액체를 상기 기판의 표면을 향해서 토출하는 토출구와, 상기 토출구로부터 상기 저표면장력 액체가 기판을 향해서 토출되고 있는 동안, 상기 저표면장력 액체의 융점 이상의 온도로 상기 기판을 온도 조절하는 기판 온도 조절 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 도포막 형성 유닛이, 상기 기판 유지 수단에 의해서 유지된 기판을 회전시키는 기판 회전 수단을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포막 형성 유닛이, 액막 상태의 도포막을 기판의 표면에 형성하도록 구성되어 있고,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 도포막을 액막 상태로 유지하도록 구성되어 있으며,
    상기 승화 유닛이, 상기 기판에 형성된 액막 상태의 도포막을 상기 저표면장력 액체의 융점 미만으로 냉각시켜, 상기 저표면장력 액체의 고체막으로 전환시키는 냉각 고화 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 도포막이 액상에서 기상으로 변화하여 증발하는 것을 억제하는 증발 저지 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 승화실이, 상기 로컬 반송 수단에 의해서 기판이 반입되는 반입 개구를 가지고 있고,
    상기 로컬 반송 수단이, 상기 반입 개구를 밀폐하는 뚜껑 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 로컬 반송 수단이, 기판을 반송하는 반송 아암을 구비하고 있고,
    상기 뚜껑 수단이 상기 반송 아암에 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 승화 유닛이, 상기 승화실 내에서 기판을 유지하는 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 유지된 기판을 가열하는 기판 가열 수단을 포함하고,
    상기 기판 가열 수단이, 전열 또는 복사열에 의해서 기판을 가열하는 히터, 또는 전자파를 조사하여 기판을 가열하는 전자파 조사 수단을 포함하는, 기판 처리 장치.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 승화 유닛이, 기판을 유지하는 복수의 기판 유지 위치를 가지고 있고,
    상기 복수의 기판 유지 위치의 사이에서 기판을 반송하는 제2 로컬 반송 수단을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 승화 유닛이, 상기 승화실 내에 배치되어 상기 기판을 가열하는 기판 가열 유닛과, 상기 기판 가열 유닛에 의해서 가열된 기판을 냉각하는 기판 냉각 유닛을 포함하고,
    상기 제2 로컬 반송 수단이, 상기 기판 가열 유닛에서 상기 기판 냉각 유닛까지, 기판을 반송하는, 기판 처리 장치.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 승화실의 용적이, 상기 도포실의 용적보다 작은, 기판 처리 장치.
  24. 청구항 1에 있어서,
    상기 저표면장력 액체가, 유기용제를 포함하는, 기판 처리 장치.
  25. 청구항 1 내지 15 및 청구항 18 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주 반송 수단이 주 반송실에 배치되어 있고,
    상기 로컬 반송 수단이, 상기 주 반송실로부터 이격된 상기 로컬 반송실에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 로컬 반송실에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 로컬 반송 수단에 구비되어 있는, 기판 처리 장치.
  28. 청구항 1 내지 15 및 청구항 18 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포막 상태 유지 수단이, 상기 로컬 반송 수단에 구비되어 있는, 기판 처리 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 주 반송 수단이 주 반송실에 배치되어 있고,
    상기 로컬 반송 수단이, 상기 주 반송실로부터 이격된 상기 로컬 반송실에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.

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