KR102289615B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 미스트의 회수를 효율적으로 행하고, 그리고 특히 산성 처리액과 알칼리성 처리액을 이용하는 경우에도, 배기로와 처리실 내에서의 산 및 알칼리의 미스트에 의한 염의 생성을 억제하여, 동일 처리실 내에서의 각종 처리액에 의한 기판 처리를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판(W)에 복수 종의 처리액을 순차 공급하여 기판(W)을 처리하는 기판 처리 장치(11)로서, 기판(W)의 처리가 행해지는 처리실(13)과, 처리실(13) 내에서 기판(W)을 유지하고 회전 구동되는 회전 테이블(15)과, 회전 테이블(15)에 유지되고 회전 상태인 기판(W)에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(51, 52)와, 처리액의 미스트를, 처리실(13)로부터 외부로 유출시키는 개폐 가능한 게이트가 형성된 복수의 배기로(22a∼22d)와, 기판(W)의 회전 방향에 따라 게이트(45a∼45d)의 개폐를 전환하는 게이트 개폐 전환 수단(승강 실린더(48a∼48d), 제어부(70))을 포함하는 구성이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 기판 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판에 회로 패턴을 형성하는 과정에서, 현상액, 에칭액, 박리액, 세정액 등의 각종 처리액이 기판 상에 공급된다. 이러한 기판 처리를 행한 각종 처리액을 재이용이나 분별 폐기를 위해 분리 회수하는 스핀 처리 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1).
[특허문헌 1] 일본 특허 제3948963호 공보
특허문헌 1에 기재된 스핀 처리 장치는, 기판에 부착되는 파티클 수를 최소한으로 하기 위해, 처리실 내에서 발생한 미스트(mist)를 흡인함으로써 처리실 밖으로 배출하도록 하고 있다.
그런데, 스핀 처리 장치에 있어서는, 처리 중에 발생한 미스트를 효율적으로 처리실 밖으로 배출하는 것이 요구된다. 또한, 상기한 각종 처리액에, 산성 에칭액, 알칼리성 세정액 등이 포함되어 있으면, 처리실 내나 배기로에 있어서 산과 알칼리에 의한 반응으로 염(salt)이 생성되어, 처리실 내의 청정도의 악화나 배출관에의 부착에 따른 배출 저하를 초래할 우려가 있다. 산성 처리액에 의한 처리와 알칼리성 처리액에 의한 처리에서 각각 처리 장치를 별개로 하면 염의 생성을 회피하는 것은 가능하지만, 장치 면적이나 경비 등이 증대하여, 생산성이 악화되게 된다.
본 발명은, 미스트의 회수를 효율적으로 행하는 것 그리고 특히 산성 처리액과 알칼리성 처리액을 이용하는 경우에도, 배기로나 처리실 내에서의 산 및 알칼리의 미스트에 의한 염의 생성을 억제하여, 동일 처리실 내에서의 각종 처리액에 의한 기판 처리가 가능해지는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 복수 종의 처리액을 순차 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판의 처리가 행해지는 처리실과, 상기 처리실의 내부에서 상기 기판을 유지하고 회전 구동되는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블에 유지되고 회전 상태인 상기 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 처리액의 미스트를, 상기 처리실로부터 외부로 유출시키는 개폐 가능한 게이트가 형성된 복수의 배기로와, 상기 기판의 회전 방향에 따라 상기 게이트의 개폐를 전환하는 게이트 개폐 전환 수단을 포함하는 구성이다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 기판에 복수 종의 처리액을 순차 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 상기 처리실 내로부터 제1 처리액의 미스트를 외부로 배기하는 제1 배기로의 게이트를 개방하고, 회전 테이블에 배치된 상기 기판을 제1 방향으로 회전시키고 상기 제1 처리액을 공급하는 제1 공정과, 상기 제1 처리액의 공급을 정지하고 상기 회전 테이블에 배치된 상기 기판의 제1 방향의 회전을 정지시킨 후에, 상기 회전 테이블에 배치된 상기 기판을 상기 제1 방향과 반대 방향의 제2 방향으로 회전시키는 제2 공정과, 상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄하고, 상기 처리실 내로부터 제2 처리액의 미스트를 외부로 배기하는 제2 배기로의 게이트를 개방하고, 상기 회전 테이블에 배치된 상기 기판에 제2 처리액을 공급하는 제3 공정을 포함하는 구성이다.
본 발명에 따르면, 미스트의 회수를 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 산성 처리액에 의한 처리와 알칼리성 처리액에 의한 처리를 행하는 경우여도, 동일 처리실 내에서의 처리를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 사시도.
도 2는 도 1의 A-A 단면도.
도 3은 도 1의 B-B 단면도.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 내부를 나타낸 개략 사시도.
도 5는 기판 처리의 절차를 나타낸 흐름도.
도 6은 기판 처리 공정 중의 일 공정을 나타낸 개략 사시도.
도 7은 기판 처리 공정 중의 일 공정을 나타낸 개략 사시도.
도 8은 기판 처리 공정 중의 일 공정을 나타낸 개략 사시도.
도 9는 기판의 회전에 의해 발생하는 선회 기류의 방향과 배기로의 게이트와의 배치 관계를 나타낸 평면 모식도.
도 10은 도 9와 반대 방향으로 회전하는 기판에 의해 발생하는 선회 기류의 방향과 배기로의 게이트와의 배치 관계를 나타낸 평면 모식도.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치(11)의 기본적인 구조가, 도 1 내지 도 4에 도시된다.
도 1에 있어서, 기판 처리 장치(11)는, 사각기둥 형상의 가대(架臺)(12)(이점쇄선으로 나타냄)와, 가대(12) 위에 설치한 프레임체(도시하지 않음)의 내측에 배치된 사각기둥 형상의 처리실(13)을 구비하고 있다.
처리실(13) 내부의 중심부에는, 처리실(13) 내로 반입된 기판(W)을 유지하고 회전시키는 회전 테이블(15)과, 회전 테이블(15) 주위에 위치하는, 상부를 개구부로 하는 환형의 컵체(17)가 설치되어 있다. 처리실(13)은 4개의 측면을 갖는다. 도시예에서는, 4개의 측면이, 투명성을 갖는 부재라고 기재되어 있다. 대향하는 한 쌍의 측면(16a, 16b)(도 3 참조)의 한쪽 측면(16a)에는, 처리실(13)로 기판(W)을 출납하기 위해, 개폐 가능 게이트(gate)를 구비한 출입구(18)가 형성되어 있다. 이 출입구(18)가 형성된 측면(16a)의 양측에 위치하는 측면(19a, 19b)(도 2 참조)에는, 처리실(13)의 하부로부터 상부를 향해 배기하는 배기로가 각각 2개씩 설치되어 있다. 구체적으로는, 측면(19a) 측에는 배기로(22a, 22b)가, 측면(19b) 측에는 배기로(22c, 22d)가 설치되어 있다. 배기로(22a∼22d)는, 그 상부에 위치하는 배기 덕트(25a, 25b, 25c, 25d)에 각각 접속하여 연통하고 있다. 배기 덕트(25a∼25d)는 그 상단을 향해 횡단면이 축소되는 형상이며, 상단에서 원통 형상의 관체(27a, 27b, 27c, 27d)에 접속하여 연통하고 있다. 관체(27a∼27d) 앞에는, 각각 처리실(13)로부터의 배기를 행하는 배기 팬(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 또한, 출입구(18)의 게이트의 개폐 기구(도시하지 않음)는, 제어부(70)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 게이트의 개폐 구동을 제어부(70)에 기억된 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 제어한다.
처리실(13)의 천장부에는, 기판 처리 장치(11)가 배치되는 클린룸 내에 공급되는 청정 공기를 더 청정화하여 처리실(13) 내에 공급하는 팬 필터 유닛(31)이 설치되어 있다. 이 팬 필터 유닛(31)을 통해 처리실(13) 내에 다운플로우 공급된 청정 공기는, 후술하는 바와 같이 기판(W)에 공급된 처리액에 의해 발생한 미스트와 함께, 상기 배기 팬에 의해 배기로(22)(22a∼22d), 배기 덕트(25)(25a∼25d) 및 관체(27)(27a∼27d)를 통해 외부로 배출된다. 팬 필터 유닛(31)으로부터는 항상, 처리실(13) 내로 청정 공기가 공급되고, 배기 팬도 항상 가동하고 있다.
처리실(13)의 바닥면(14)에는 개구부(33)가 형성되고(도 2 참조), 이 개구부(33)의 바로 아래에 회전 테이블(15)을 회전시키는 구동 모터(35)가 설치되어 있다. 구동 모터(35)는 개구부(33)를 관통하는 회전축(36)을 갖는다(도 2 참조). 구동 모터(35)는 제어부(70)에 전기적으로 접속되고, 그 구동을 제어부(70)에 기억된 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 제어한다.
컵체(17)는, 환형의 수직벽과, 이 수직벽의 상단으로부터 직경 방향을 향해 상승하도록 경사지는 환형의 경사벽을 갖는 상부 컵체(17a)와, 상부 컵체(17a)보다도 하부에서 직경 방향 기판(W) 측에 위치하고, 환형의 수직벽과, 이 수직벽의 상단으로부터 직경 방향을 향해 상승하도록 경사지는 환형의 경사벽을 갖는 하부 컵체(17b)를 구비하고 있다. 상부 컵체(17a)에는, 상부 컵체(17a)를 승강시키는, 도시하지 않은 실린더로부터 신장되는 로드(38a)가 접속되어 있고, 마찬가지로 하부 컵체(17b)에는, 하부 컵체(17b)를 승강시키는, 도시하지 않은 실린더로부터 신장되는 로드(38b)가 접속되어 있다. 상부 컵체(17a), 하부 컵체(17b)를 승강시킴으로써, 기판(W)의 반입, 처리액의 분리 회수, 기판(W)의 반출이 가능해지고 있다. 기판(W)에 공급된 처리액은 컵체(17a, 17b)에 의해 분리되고, 컵체(17a, 17b)의 하부에 설치한 배액로(도시하지 않음)로 유입되어 회수 또는 폐기된다. 상부 컵체(17a)의 측면은, 처리실(13)을 상하로 구획하는 가운데 칸막이부(24)의 개구에 끼워넣어져 있다. 또한, 로드(38a, 38b)를 상하 이동시키는 도시하지 않은 신축 실린더는, 제어부(70)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동을 제어부(70)에 기억된 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 제어한다.
처리실(13)의 측면(19a) 측에는, 측면(19a)과 정해진 간격을 둔 위치에 측면(19a)과 평행한 내벽(20a)이 설치되고, 또한 측면(19a)과 내벽(20a)으로 형성된 공간을 이등분하도록 상하 방향으로 연장되는 칸막이벽(21a)이 설치되어, 측면(19a) 측에 배기로(22a, 22b)가 형성된다. 마찬가지로, 처리실(13)의 측면(19b)에는, 측면(19b)과 정해진 간격을 둔 위치에 측면(19b)과 평행한 내벽(20b)이 설치되고, 또한 측면(19b)과 내벽(20b)으로 형성된 공간을 이등분하도록 상하 방향으로 연장되는 칸막이벽(21b)이 설치되어, 측면(19b) 측에 배기로(22c, 22d)가 형성된다.
배기로(22a∼22d)는, 각각 내벽(20a, 20b)의 하부에 사각 형상의 개구부(41a, 41b, 41c, 41d)(도 1, 도 9 참조)가 형성되고, 이 개구부(41a∼41d)마다, 개구부(41a∼41d)의 개폐를 행하는 게이트부(43a, 43b, 43c, 43d)가 설치되어 있다. 게이트부(43a, 43b, 43c, 43d)는, 사각 형상의 차폐판(gate)(45a, 45b, 45c, 45d)과, 차폐판(45a∼45d)에 고착된, 상하 방향을 축 방향으로 하는 막대형의 지지축(46a, 46b, 46c, 46d)과, 차폐판(45a∼45d)을 상하로 승강시키기 위해, 지지축(46a∼46d)에 접속된 승강 실린더(로드)(48a, 48b, 48c, 48d)를 갖는다. 즉, 배기로(22a∼22d)마다 대응하여, 차폐판(45a∼45d)이 설치되어 있게 된다. 게이트부(43a∼43d)에 의한 개구부(41a∼41d)의 개구 범위(개구량)는, 제어부(70)에 의해, 기판(W)의 회전 속도(회전수)에 따라 배기에 최적이 되는 범위로 제어할 수 있다. 기판(W)의 회전 속도(회전수)가 빨라지면 미스트를 포함하는 기체의 선회 속도도 그것에 따라 빨라지고, 반대로 기판(W)의 회전 속도가 느려지면 기체의 선회 속도도 느려지기 때문에, 처리실(13) 내의 파티클의 발생을 억제한 효율이 좋은 배기가 되도록, 개구부(41a∼41d)의 개구 범위를 차폐판(45a∼45d)의 승강 위치의 조정에 의해 제어한다. 기체의 선회 속도에 대하여 개구부(41a∼41d)의 개구 범위가 너무 크면, 배기로(22a∼22d) 내의 기체의 유속이 느려져서 충분한 배기를 할 수 없어, 처리실(13) 내에 파티클이 발생하기 쉬워진다. 한편, 기체의 선회 속도에 대하여 개구부(41a∼41d)의 개구 범위가 너무 작으면, 배기로(22a∼22d) 내의 기체의 유속이 빨라져서, 기체 중의 미스트가 액적 형상이 되어 처리실(13) 내나 배기로(22a∼22d) 내에 부착되어 버린다. 특히, 처리실(13) 내에 처리액이 부착되면 다른 처리액에 의한 기판 처리에 의해 처리실(13) 내에서 염이 생성될 우려도 있다. 그 때문에, 기판(W)의 회전 속도(회전수)에 알맞은 개구 범위가 되도록 차폐판(45a∼45d)의 승강 위치를 조정하도록 제어한다. 예컨대, 기판(W)의 회전 속도마다, 혹은 기판(W)의 회전 속도 이외에, 기판(W)의 회전 방향도 가미하여 차폐판(45a∼45d)의 알맞은 개구 범위를 미리 실험 등에 의해 구하여 제어부(70)의 기억부에 기억시켜 둔다. 제어부(70)는, 설정된 기판(W)의 회전 속도나 회전 방향에 따른, 차폐판(45a∼45d)의 개구 범위를 기억부로부터 호출하고, 그 개구 범위가 되도록 차폐판(45a∼45d)의 각 승강 위치를 조정하도록 하여도 좋다. 또한, 승강 실린더(48a∼48d)는, 제어부(70)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동을 제어부(70)에 기억된 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 제어한다. 승강 실린더(48a∼48d)와 제어부(70)로 게이트 개폐 전환 수단을 구성한다.
기판(W)을 사이에 두고 대각선 상에 위치하는, 한 쌍의 배기로(22a, 22c)는 제1 배기로를 구성하고, 동일하게 기판을 사이에 두고 대각선 상에 위치하는, 한 쌍의 배기로(22b, 22d)는 제2 배기로를 구성한다(도 9, 도 10 참조). 상세한 내용은 후술하지만, 본 실시형태에서는, 기판(W)에 공급하는 처리액을 바꾸면, 회전 테이블(15)의 회전 방향을 바꾸기 때문에, 배기(미스트의 회수)를 효율적으로 행하기 위해, 기판(W)의 회전 방향에 따라 배기로(22a∼22d)를 선택한다. 예컨대, 평면에서 보아, 기판(W)을 반시계 방향으로 회전시킨 상태에서, 제1 처리액인 산성 처리액(예컨대 에칭액)을 기판(W)에 공급할 때에는, 제2 배기로(22b, 22d)에 대응하여 설치되는 게이트부(43b, 43d)의 차폐판(45b, 45d)을 폐쇄하고, 제1 배기로(22a, 22c)에 대응하여 설치되는 게이트부(43a, 43c)의 차폐판(45a, 45c)을 상승시켜 개방된 개구부(41a, 41c)로부터 배기한다. 또한, 평면에서 보아, 기판(W)을 시계 방향으로 회전시킨 상태에서, 알칼리성 처리액(예컨대 세정액)인 제2 처리액을 기판(W)에 공급할 때에는, 차폐판(45a, 45c)을 폐쇄하고, 차폐판(45b, 45d)을 상승시켜 개구부(41b, 41d)로부터 배기한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 처리실(13) 내에는, 회전 테이블(15)에 유지되어 회전되는 기판(W)에 처리액을 공급하는 제1 노즐 아암부(51) 및 제2 노즐 아암부(52)가 설치되어 있다(도 1에서는 도시 생략함). 제1 노즐 아암부(51)는, 상하 방향을 회동축으로 하여 수평면 상에서 회동하는 원통 형상의 회동축체(53)와, 회동축체(53)의 측면에 일단이 접속되고 타단을 향해 수평 방향으로 연장되는 아암부(55)와, 회동축체(53)와 아암부(55)의 내부를 관통하여 설치되고 아암부(55)의 타단으로부터 선단이 돌출되어 있는 노즐(56a, 56b)을 갖는다. 회동축체(53)의 회동에 의해 노즐(56a, 56b)은, 기판(W)의 중심부와 기판(W)으로부터 떨어진 대기 위치를 회동할 수 있다. 노즐(56a, 56b)은 처리액을 공급하는 처리액 공급 탱크(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 예컨대, 노즐(56a)로부터는 제1 처리액인 산성 처리액(에칭액 등)이 기판(W)에 공급되고, 노즐(56b)로부터는 순수가 기판(W)에 공급된다.
제2 노즐 아암부(52)도 제1 노즐 아암부(51)와 동일한 구조이며, 회동축체(57), 아암부(58) 및 노즐(60a, 60b)을 갖는다. 회동축체(57)의 회동에 의해 노즐(60a, 60b)은, 기판(W)의 중심부와 기판(W)으로부터 떨어진 대기 위치를 회동할 수 있다. 예컨대, 노즐(60a)로부터는 제2 처리액인 알칼리성 처리액(알칼리 세정액: APM(암모니아와 과산화수소수의 혼합액))이 기판(W)에 공급되고, 노즐(60b)로부터는 순수가 기판(W)에 공급된다. 제1 노즐 아암부(51), 제2 노즐 아암부(52)는, 각각 기판(W)에 대한 처리액 공급부를 구성한다. 제1 노즐 아암부(51)의 회동축체(53)는, 측면(16a)과 측면(19a)이 교차하는 코너 부근에, 제2 노즐 아암부(52)의 회동축체(57)는, 측면(16a)과 측면(19b)이 교차하는 코너 부근에 설치되어 있다. 또한, 노즐(56a, 56b) 및 노즐(60a, 60b)로부터의 처리액의 공급, 대기 위치와 기판(W)의 중심부 위치와의 왕복 이동은, 제어부(70)에 기억된 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 제어된다.
다음에, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치(11)를 이용한 기판(W)의 처리 절차에 대해서, 도 5 내지 도 10을 참조하여 이하에 설명한다. 제어부(70)는, 기억된 기판 처리 정보 및 각종 프로그램에 기초하여 기판 처리 장치(11)에 의한 기판(W)의 처리를 제어한다(도 5 참조).
기판 처리 장치(11)의 처리실(13)에 설치한 출입구(18)를 개방하고, 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 반송된 기판(W)을 처리실(13) 내로 반입하여, 회전 테이블(15)에 배치한다(도 5의 S11). 그 후, 회전 테이블(15) 상에 설치한 복수 개의 지지핀(도시하지 않음)을 편심 회전시켜 기판(W)을 유지한다. 기판(W)이 반입된 시점에서는, 제2 배기로인 배기로(22b, 22d)에 대응하는 차폐판(45b, 45d)은 폐쇄되고, 제1 배기로인 배기로(22a, 22c)에 대응하는 차폐판(45a, 45c)이 개방되어 있다. 처리실(13) 내의 분위기는, 배기 팬(도시하지 않음)에 의해 배기로(22a) 및 배기로(22c), 배기 덕트(25a, 25c), 그리고 관체(27a, 27c)를 통해 외부로 흡인, 배기되고 있다(도 6 참조). 기판(W)의 반입 후, 기판(W)의 출입구(18)가 폐쇄된다.
다음에, 도 6에 도시된 바와 같이 회전 테이블(15)의 회전에 의해, 평면에서 보아, 기판(W)을 제1 방향인 반시계 방향으로 스핀 회전(좌측 방향의 회전)시킨다(S12). 회전수는, 예컨대 500회전/분으로 한다. 제1 노즐 아암부(51)의 회동축부(53)를 회동시켜, 노즐(56a, 56b)을 대기 위치로부터 기판(W)의 중심 위치까지 이동시킨다(도 6 참조). 노즐(56a)로부터는, 기판(W)의 회전 중심 부근을 향해, 제1 처리액인 산성 에칭액(예컨대, 인산 용액)의 공급이 시작된다(S13). 기판(W)의 중심 부근에 공급된 에칭액은, 회전하는 기판(W)의 원심력에 의해 주위로 확산되어 균등한 에칭 처리가 행해진다. 에칭액의 공급 시간은, 예컨대 30초 정도이다.
기판(W)의 반시계 방향의 회전에 의해, 처리실(13)의 바닥면(14)과 가운데 칸막이부(24)로 구획되는 공간에서는, 반시계 방향의 선회류가 발생하고, 산성 처리액의 미스트를 포함하는 기체는, 배기 팬(도시하지 않음)에 의한 흡인에 의해 도 6에 도시된 바와 같이 차폐판(45a, 45c)이 개방된 개구부(41a, 41c)로부터 침입하여, 배기로(22a, 22c)를 통해, 배기 덕트(25a, 25c), 또한 관체(27a, 27c)를 경유하여 외부로 배출된다(파선 화살표로 나타냄). 기판(W)의 반시계 방향의 회전 시에는, 도 9의 모식도에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 회전에 따라 기판(W)의 주위에는 반시계 방향의 선회류(산성 처리액의 미스트를 포함하는 기체)가 발생한다. 이 때, 기판(W)을 사이에 두고 대각선 상의 위치에 있는 배기로(22a, 22c)의 개구부(41a, 41c)는, 선회류에 대향하는 위치에 있어, 효율적으로 산성 처리액의 미스트 등을 도입할 수 있다. 선회류에 대향하는 위치가 되는 개구부(41a, 41c)에 대응하여 설치되는 게이트부(43a, 43c)의 차폐판(45a, 45c)을 개방함으로써, 산성 에칭액의 미스트를 포함하는 기체의 선회류를 배기로(22a, 22c)로부터 효율적으로 배기할 수 있다. 또한, 배기로(22b, 22d)의 개구부(41b, 41d)는, 후술하는 바와 같이 알칼리성 처리액에 의한 미스트를 포함하는 기체의 배출에 사용하기 때문에, 산성 처리액을 포함하는 미스트의 침입을 막기 위해, 차폐판(45b, 45d)을 폐쇄한 상태로 한다.
다음에, 노즐(56a)로부터의 상기 산성 에칭액의 공급이 정지됨과 동시에, 혹은 정지 직전에, 노즐(56b)로부터는, 기판(W)의 회전 중심 부근을 향해 순수의 공급이 시작된다(S14). 이 순수의 공급 시간은, 예컨대 수초 정도이다. 노즐(56b)로부터 기판(W)의 중심 부근에 순수를 공급 중, 회동축체(53)에 의해 노즐부(56b)를 기판(W)의 직경 방향으로 근소한 거리로 이동시킨다. 이것은, 이후에 기판(W)의 중심으로 이동해 오는 제2 노즐 아암부(52)의 노즐(60a, 60b)과의 접촉, 간섭을 방지하기 위한 동작이다. 그리고, 제2 노즐 아암부(52)의 회동축체(57)를 회동시켜, 노즐(60a, 60b)을 대기 위치로부터 기판(W)의 중심 위치까지 이동시킨다(도 7 참조).
노즐(56b)로부터의 순수 공급 중에, 기판(W)의 회전을 정지시키고, 그 후, 기판(W)을 제2 방향인, 평면에서 보아, 시계 방향(우측 방향)으로 역회전(예컨대 500회전/분)시켜, 처리실(13) 내의 배기 전환을 시작하게 한다(S15). 배기 전환은, 기판의 상기 역회전의 개시에 따라, 산성 처리액의 미스트를 포함하는 기체를 배기하는 개구부(41a, 41c)에 대응하는 차폐판(45a, 45c)을 폐쇄하기 시작하고, 개구부(41b, 41d)에 대응하는 차폐판(45b, 45d)을 개방하기 시작한다. 이것은 산성 처리액의 미스트를 포함하는 기체를 배기하는 배기로(22a, 22c)에 각각 대응하는 개구부(41a, 41c)를 순식간에 폐쇄하고, 제2 처리액인 알칼리성 처리액의 미스트를 포함하는 기체를 배기하는 배기로(22b, 22d)에 각각 대응하는 개구부(41b, 41d)를 순식간에 개방하면, 처리실(13) 내부의 기류를 어지럽힐 우려가 있기 때문에, 이 현상의 발생을 방지하기 위해, 서서히 배기로(22a, 22b)의 개구부(41a, 41c)를 폐쇄하는 동시에, 배기로(22c, 22d)의 개구부(41b, 41d)를 서서히 개방하도록 한다. 이러한 배기 전환을 행할 때에, 일시적으로 배기로(22a, 22c) 및 배기로(22b, 22d)에 의한 양 배기가 되는 경우가 있다. 단, 배기 전환을 기판(W)에 대한 산성 처리액의 공급을 정지한 후에 행하는 것이면, 산성 처리액의 공급 정지 후의 시간을 충분히 취하고 나서 배기 전환을 행함으로써, 혹은, 본 실시형태와 같이, 산성 처리액의 공급과, 계속해서 실시되는 알칼리성 처리액의 공급 사이에 순수 공급을 행함으로써, 배기로(22a∼22d)의 내부에서 산과 알칼리에 의한 반응을 억제할 수 있다. 또한, 난기류 등을 고려할 필요가 없는 경우는, 배기 전환시, 전환하는 개구부를 순식간에 폐쇄하거나 혹은 순식간에 개방하도록 하여도 좋고, 염 등의 생성을 고려할 필요가 없는 처리액끼리의 경우에는, 하나의 처리액에 의한 처리의 종료 후에 순수의 공급을 행하지 않도록 하는 것도 가능하다.
도 7에 도시된 상태로부터, 차폐판(45a, 45c)에 의해 개구부(41a, 41c)가 완전히 폐쇄되고, 차폐판(45b, 45d)의 개구 범위가 제어부(70)에서 설정된 양에 도달한 것, 그리고 기판(W)의 회전 속도가, 예컨대 500회전/분에 도달한 것이 제어부에서 확인되면, 제1 노즐 아암부(51)의 노즐(56b)로부터의 순수의 공급은 정지된다. 이 순수의 공급 정지와 동시에, 제2 노즐 아암부(52)의 노즐(60a)로부터는, 기판(W)의 회전 중심 부근을 향해 제2 처리액인 알칼리성 처리액(알칼리 세정액: APM(암모니아와 과산화수소수의 혼합액))의 공급이 시작되고, 린스 처리가 시작된다(S16). 노즐(56b)로부터의 순수의 공급을 정지하면, 제1 노즐 아암부(51)의 회동축부(53)를 회동시켜 노즐(56a, 56b)을 기판(W) 상의 위치로부터 대기 위치로 이동시킨다. 제2 노즐 아암부(52)의 노즐(60a)로부터 알칼리성 처리액이 정해진 시간(예컨대, 30초간), 시계 방향(우회전)으로 회전 중인 기판(W)의 중앙부 부근에 공급한다.
상기 알칼리성 처리액의 공급 중에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 배기로(22a, 22c)의 개구부(41a, 41c)는 각각 차폐판(45a, 45c)에 의해 폐쇄된 상태에 있고, 배기로(22b, 22d)의 개구부(41b, 41d)에 설치되는 차폐판(45b, 45d)은 개방된 상태에 있다. 따라서, 기판(W)의 시계 방향의 회전에 의해, 처리실(13)의 바닥면(14)과 가운데 칸막이부(24)로 구획되는 공간에서는, 시계 방향의 선회류가 발생하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 알칼리성 처리액의 미스트를 포함하는 기체는(파선 화살표로 나타냄), 배기 팬(도시하지 않음)에 의한 흡인에 의해 차폐판(45b, 45d)이 개방된 개구부(41b, 41d)로부터 침입하여, 배기로(22b, 22d)를 통해, 배기 덕트(25b, 25d), 또한 관체(27b, 27d)를 경유하여 외부로 배출되게 된다. 기판(W)의 시계 방향의 회전 시에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 회전에 따라 기판(W)의 주위에는 시계 방향의 선회류(알칼리성 처리액의 미스트를 포함하는 기체)가 발생한다. 이때, 기판(W)을 사이에 두고 대각선 상의 위치에 있는 배기로(22b, 22d)의 개구부(41b, 41d)는, 선회류에 대향하는 위치에 있어, 효율적으로 알칼리성 처리액의 미스트 등을 도입할 수 있다. 선회류에 대향하는 위치의 개구부(41b, 41d)에 대응하여 설치되는 게이트부(43b, 43d)의 차폐판(45b, 45d)을 개방함으로써 알칼리성 처리액의 미스트를 포함하는 기체의 선회류를 배기로(22b, 22d)로부터 효율적으로 배기할 수 있다. 또한, 배기로(22a, 22c)의 개구부(41a, 41c)는, 알칼리성 처리액의 미스트를 포함하는 기체의 침입을 막기 위해, 차폐판(45a, 45c)을 폐쇄한 상태로 한다.
상기 알칼리성 처리액의 공급을 정지함과 동시에, 혹은 정지 직전에, 제2 노즐 아암부(52)의 노즐(60b)로부터는, 기판(W)의 회전 중심을 향해, 순수의 공급이 시작된다. 이 순수의 공급 시간은, 예컨대 10∼20초간이다. 상기 정해진 시간의 경과 후, 노즐(60b)에 의한 순수의 공급을 정지한다. 순수의 공급을 정지한 후, 제2 노즐 아암부(52)의 회동축체(57)를 회동시켜, 노즐(60a, 60b)을 기판(W) 상의 위치로부터 대기 위치로 이동시킨다.
그 후, 기판(W)의 회전 방향은 그 상태에서, 회전 속도를 상승시켜(예컨대, 1500회전/분), 기판(W)의 표면 상에 존재하는 순수를 털고, 기판(W)의 건조 처리를 정해진 시간 행한다(S17). 건조 처리를 완료한 후, 시계 방향으로 회전하고 있던 기판(W)의 역회전을 정지시키고, 배기 전환을 행한다(S18). 배기 전환은, 기판(W)의 상기 역회전(시계 방향)의 정지 후, 알칼리성 처리액의 미스트를 포함하는 기체를 배기하는 개구부(41b, 41d)에 대응하는 차폐판(45b, 45d)을 폐쇄하기 시작하고, 산성 처리액의 미스트를 포함하는 기체를 배기하는 개구부(41a, 41c)에 대응하는 차폐판(45a, 45c)을 개방하기 시작한다. 상기 개폐에 의한 배기 전환을 순식간에 행하면 처리실(13) 내부의 기류를 어지럽힐 우려가 있기 때문에, 이 현상의 발생을 방지하기 위해, 차폐판(45a∼45d)의 개폐에 의한 배기 전환은 서서히 행하는 것으로 한다. 이 배기 전환에 의해, 본 실시형태에 있어서의 기판 처리의 초기 상태(기판(W)의 반입시)인, 배기로(22a, 22c)에 의한 산성 기체의 배기 상태로 하는 것이다.
배기 전환이 완료된 후, 기판(W)을 유지하는 회전 테이블(15)의 지지핀(도시하지 않음)을 편심 회전시켜 기판(W)의 유지를 해제한다. 그 후, 기판(W)의 출입구(18)를 개방하고, 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 기판(W)이 처리실(13)로부터 반출된다(S19). 기판(W)을 반출한 후, 다음 처리 대상의 기판(W)의 유무를 확인하고(S20), 다음 처리 기판이 없을 때에는 기판 처리를 종료한다(S20의 NO). 다음 처리 기판이 있을 때에는(S20의 YES) 반송 로봇에 의해 반송된 미처리의 기판(W)을, 출입구(18)를 개방하여 처리실(13) 내로 반입하고, 회전 테이블(15)에 유지시켜, 전술한 처리액에 의한 기판 처리를 반복하여 행한다.
전술한 본 실시형태에 따르면, 기판(W)의 처리실(13) 내로의 반입 시부터, 기판(W)의 반시계 방향으로의 스핀 회전 시에 있어서의 산성 처리액(에칭액)의 공급, 순수의 공급, 그리고 스핀 회전의 정지까지(S11∼S15(S18∼S20 포함함))는, 배기로(22a, 22c)(제1 배기로)의 개구부(41a, 41c)에 대응하는 차폐판(45a, 45c)을 개방한다. 그리고, 배기 팬(도시하지 않음)에 의해 산성 처리액에 의한 미스트를 포함하는 기체를 개구부(41a, 41c)를 경유하여 흡인하고, 배기로(22a, 22c)로부터 배기 덕트(25a, 25c) 및 관체(27a, 27c)를 통해 외부로 배출한다. 이때 배기로(22b, 22d)의 개구부(41b, 41d)는 차폐판(45b, 45d)에 의해 폐쇄되어 있다.
한편, 스핀 회전의 정지로부터 역회전(시계 방향의 회전)이 시작되면 배기 전환이 행해지고, 알칼리 처리액의 공급, 순수 공급, 스핀 건조, 역회전의 정지까지는(S15∼S18), 배기로(22b, 22d)(제2 배기로)의 개구부(41b, 41d)에 대응하는 차폐판(45b, 45d)을 개방한다. 그리고, 배기 팬(도시하지 않음)에 의해 알칼리성 처리액에 의한 미스트를 포함하는 기체를 개구부(41b, 41d)를 경유하여 흡인하고, 배기로(22b, 22d)로부터 배기 덕트(25b, 25d) 및 관체(27b, 27d)를 통해 외부로 배출한다. 이때 배기로(22a, 22c)의 개구부(41a, 41c)는 차폐판(45a, 45c)에 의해 폐쇄되어 있다.
기판(W)을 회전시켰을 때에는, 기판(W)의 주위에, 기판(W)의 회전 방향을 따른 선회류가 생긴다. 본 실시형태에서는, 도 9, 도 10을 이용하여 설명한 바와 같이, 기판(W)의 회전에 의해 생기는 선회류의 방향에 따라, 선회류에 대향하는 차폐판(45a, 45c, 혹은 45b, 45d)을 개방하도록 하였기 때문에, 처리액으로부터 발생한 미스트의 회수를 효율적으로 행할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 산성 처리액을 공급할 때와, 알칼리성 처리액을 공급할 때로, 배기로(22a∼22d)의 사용을 구분하고 있기 때문에, 산성 처리액에 의한 미스트를 포함하는 기체와, 알칼리성 처리액에 의한 미스트를 포함하는 기체가 동일 배기로(22a∼22d)로부터 배기되는 것이 방지되기 때문에, 배기로(22a∼22d), 배기 덕트(25a∼25d) 및 관체(27a∼27d)의 내부에서 산과 알칼리의 반응에 의한 염의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 처리실(13)의 내부에서도, 산성 처리액을 공급할 때에는, 알칼리성 처리액의 미스트 배기에 이용하는 배기로(22b, 22d)의 개구부(41b, 41d)를 폐쇄하고 있고, 알칼리성 처리액을 공급할 때에는, 산성 처리액의 미스트 배기에 이용하는 배기로(22a, 22c)의 개구부(41a, 41c)를 폐쇄하고 있기 때문에, 처리실(13)의 내부에서의 산과 알칼리의 반응에 의한 염의 발생을 억제할 수 있고, 기판(W)의 파티클 부착을 억제할 수 있다.
전술한 본 실시형태에 있어서, 차폐판(45a∼45d)은, 승강 실린더(48a∼48d)에 의해 상하 방향으로 승강되도록 구성하였지만, 각 차폐판(45a∼45d)을 수평 방향으로 슬라이드시킴으로써 개구부(41a∼41d)의 개폐를 행하여도 좋다.
실시형태에서는, 산성 처리액과 알칼리성 처리액을 이용하는 예를 설명하였다. 그러나, 본 발명의 적용에 있어서, 처리액의 종류는, 기판(W)에 대하여 요구되는 처리에 따라 적절하게 선택되면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 발명의 실시형태 및 각부(各部)의 변형례를 설명하였지만, 이 실시형태나 각부의 변형례는, 일례로서 제시한 것으로서, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 전술한 이들 신규한 실시형태는, 그 밖의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 더불어, 특허청구범위에 기재된 발명에 포함된다.
11 : 기판 처리 장치 13 : 처리실
14 : 바닥면 15 : 회전 테이블
16a, 16b : 측면(처리실) 17 : 컵체
17a : 상부 컵체 17b : 하부 컵체
18 : 출입구 19a, 19b : 측면
20a, 20b : 내벽 21a, 21b : 칸막이벽
22a, 22b, 22c, 22d : 배기로 24 : 가운데 칸막이부
25a, 25b, 25c, 25d : 배기 덕트 27a, 27b, 27c, 27d : 관체
35 : 구동 모터 41a, 41b, 41c, 41d : 개구부
43a, 43b, 43c, 43d : 게이트부 45a, 45b, 45c, 45d : 차폐판
46a, 46b, 46c, 46d : 지지축 48a, 48b, 48c, 48d : 승강 실린더
51 : 제1 노즐 아암부 52 : 제2 노즐 아암부
56a, 56b : 노즐 60a, 60b : 노즐
70 : 제어부

Claims (11)

  1. 기판에 복수 종의 처리액을 순차 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판의 처리가 행해지는 처리실과,
    상기 처리실 내부에서 상기 기판을 유지하고 회전 구동되는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블에 유지되고 회전 상태인 상기 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 처리액의 미스트를, 상기 처리실로부터 외부로 유출시키는, 각각 개폐 가능한 게이트를 구비한 제1 배기로 및 제2 배기로와,
    상기 기판의 회전 방향에 따라 상기 게이트의 개폐를 전환하는 게이트 개폐 전환 수단을 가지며,
    상기 게이트 개폐 전환 수단은,
    상기 기판이 제1 방향으로 회전하는 제1 상태 하에서는, 상기 제1 상태 하에서 발생하는 선회 기류에 대향하는 위치에 있는 상기 제1 배기로의 게이트를 개방함과 더불어 상기 제2 배기로의 게이트를 폐쇄하고,
    상기 기판이 상기 제1 방향과 반대 방향이 되는 제2 방향으로 회전하는 제2 상태 하에서는, 상기 제2 상태 하에서 발생하는 선회 기류에 대향하는 위치에 있는 상기 제2 배기로의 게이트를 개방함과 더불어 상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리액 공급부는,
    상기 기판이 상기 제1 방향으로 회전하는 상기 제1 상태 하에서 산성의 처리액을 상기 기판에 공급하고,
    상기 기판이 상기 제2 방향으로 회전하는 상기 제2 상태 하에서 알칼리성의 처리액을 상기 기판에 공급하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 배기로 및 상기 제2 배기로는, 각각 상기 회전 테이블에 유지된 상기 기판을 사이에 둔 대각선 상에 한 쌍으로 배치되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게이트 개폐 전환 수단은, 상기 기판의 회전 속도에 따라 상기 제1 배기로 및 상기 제2 배기로의 게이트의 개구부의 개구 범위를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게이트 개폐 전환 수단은, 제1 방향의 회전이 정지된 후, 제2 방향의 회전의 개시 전에 상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄함과 더불어 제2 배기로의 게이트를 개방하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게이트 개폐 전환 수단은, 상기 제1 방향의 회전이 정지하고, 상기 제2 방향의 회전이 시작된 후에, 상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄하는 동작과 상기 제2 배기로의 게이트를 개방하는 동작을 시작하게하는 기판 처리 장치.
  7. 기판에 복수 종의 처리액을 순차 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    처리실 내에서 제1 처리액의 미스트를 외부로 배기하는 제1 배기로의 게이트를 개방하고, 회전 테이블에 유지된 상기 기판을 제1 방향으로 회전시키고 상기 제1 처리액을 공급하는 제1 공정과,
    상기 제1 처리액의 공급을 정지하고 상기 회전 테이블에 유지된 상기 기판의 상기 제1 방향의 회전을 정지시킨 후에, 상기 회전 테이블에 유지된 상기 기판을 상기 제1 방향과 반대 방향의 제2 방향으로 회전시키는 제2 공정과,
    상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄함과 더불어 상기 처리실 내에서 제2 처리액의 미스트를 외부로 배기하는 제2 배기로의 게이트를 개방하고, 상기 회전 테이블에 유지된 상기 기판에 상기 제2 처리액을 공급하는 제3 공정을 가지며,
    상기 제1 배기로는, 상기 기판이 상기 제1 방향으로 회전하는 제1 상태 하에서 발생하는 선회 기류에 대향하는 위치에 배치하고, 상기 제2 배기로는, 상기 기판이 상기 제2 방향으로 회전하는 제2 상태 하에서 발생하는 선회 기류에 대향하는 위치에 배치하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 배기로 및 상기 제2 배기로는, 각각 상기 회전 테이블에 유지된 상기 기판을 사이에 둔 대각선 상에 한 쌍으로 배치되는 기판 처리 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 배기로의 게이트의 개구 범위는, 상기 기판의 상기 제1 방향으로 회전하는 회전 속도에 따라 변동하고, 상기 제2 배기로의 게이트의 개구 범위는, 상기 기판의 상기 제2 방향으로 회전하는 회전 속도에 따라 변동하는 것인 기판 처리 방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기판의 상기 제1 방향의 회전을 정지시킨 후, 상기 제2 방향의 회전을 시작하게 하기 전에, 상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄하고, 상기 제2 배기로의 게이트를 개방하는 것인 기판 처리 방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기판의 상기 제1 방향의 회전을 정지시키고, 상기 제2 방향의 회전을 시작하게 한 후에, 상기 제1 배기로의 게이트를 폐쇄하는 동작과 상기 제2 배기로의 게이트를 개방하는 동작을 시작하게 하는 기판 처리 방법.
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