KR102294321B1

KR102294321B1 - 액 처리 장치

Info

Publication number: KR102294321B1
Application number: KR1020140147230A
Authority: KR
Inventors: 지로 히가시지마; 유이치 도우키; 마사미 아키모토; 시게히사 이노우에
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2021-08-25
Also published as: US20150114561A1; KR20150050416A; JP6090113B2; US9953852B2; JP2015088598A

Abstract

미스트의 발생을 억제하면서 처리액을 컵을 향하여 배출하는 것이 가능한 액 처리 장치를 제공한다.
처리액 공급부(40)로부터, 회전하는 기판(W)에 처리액을 공급하여 액 처리를 행하는 액 처리 장치에 있어서, 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성된 기판 유지부(31)는, 기판(W)을 수평으로 흡착 유지하기 위한 유지면(311)을 구비한다. 가이드부(34)는, 기판 유지부(31)와 일체로 형성되며, 그 기판 유지부(31)에 유지된 기판(W)의 주위에 배치되고, 기판(W)의 주연부의 상면의 높이와 동일하거나, 이 높이보다 낮은 높이 위치에 마련되며, 기판(W)의 상면을 흘러 온 처리액을 안내하기 위한 안내면(347)을 구비한다. 회전컵(35)은, 기판 유지부(31)와 함께 일체적으로 회전하며, 기판 유지부(31)의 외방에 마련된 컵(50a∼50c)을 향하여, 가이드부(34)와의 사이에서 처리액을 안내한다.

Description

액 처리 장치{LIQUID PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 회전하는 기판에 공급된 처리액을 배출하는 기술에 관한 것이다.

기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 대하여 각종 처리액을 공급하여 액 처리를 행하는 매엽(枚葉)식의 처리 유닛(액 처리 장치)에서는, 회전하는 웨이퍼의 표면에 알칼리성이나 산성의 약액을 공급하여, 웨이퍼 표면의 먼지나 자연 산화물 등을 제거하고 있다. 웨이퍼 표면에 잔존하는 약액은 린스액에 의해 제거되고, 웨이퍼를 회전시킨 채로 린스액의 공급을 멈추면, 남은 린스액이 뿌리쳐져 건조된 웨이퍼가 얻어진다.

이 액 처리 유닛에 있어서, 웨이퍼를 회전 가능하게 유지하는 유지부에는, 웨이퍼로부터 배출되는 처리액의 흐름을 조정하는 기구가 마련되는 경우가 있다. 예컨대 특허문헌 1에는, 유지 부재에 의해 회전 플레이트(유지부)의 상면으로부터 부유한 상태로 유지된 웨이퍼를 둘러싸도록 하여, 처리액을 안내하기 위한 안내 부재(가이드부)를, 웨이퍼와 거의 같은 높이 위치에 마련한 액 처리 장치가 기재되어 있다. 이 안내 부재는, 상기 회전 플레이트의 단부(端部)에 마련된 차양부 및 외측 벽부(회전컵)와 회전 플레이트 사이에 끼워지도록 배치되어 있다.

이 액 처리 장치에 따르면, 처리액이나, 그 흐름의 도중에 발생한 미스트는, 안내 부재의 표면이나 이면에 안내되고, 외측 벽부와 회전 플레이트의 간극에 유입된 후, 유동 방향을 바꾸어 웨이퍼의 하방측에 배출되기 때문에, 미스트의 역류에 따른 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다.

그러나 전술한 회전 플레이트에 있어서, 상기 유지 부재는, 웨이퍼의 주위에 서로 간격을 두고 복수개 배치되고, 이들 유지 부재에 의해 웨이퍼의 단부면을 사이에 끼워 웨이퍼를 유지하고 있다. 이와 같이 웨이퍼의 단부면에 대하여 상이한 위치로부터 힘을 가하면, 웨이퍼가 둘레 방향을 따라 물결치는 것 같이 변형되고, 그 주연부(周緣部)의 높이 위치가 변화하여 버리는 경우가 있다. 웨이퍼가 변형된 상태인 채로 액 처리를 행하면, 웨이퍼로부터 배출되는 처리액이 안내 부재의 본체와 충돌하여, 충돌에 의해 발생한 미스트가 웨이퍼를 오염시켜 버릴 우려가 있다. 또한, 웨이퍼로부터 배출되는 처리액이, 안내 부재에 의해 컵을 향하여 배출될 수 없을 우려가 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-34656호 공보: 단락 0013, 0019∼0021, 도 4

본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은, 미스트의 발생을 억제하면서, 처리액을 컵을 향하여 배출하는 것이 가능한 액 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 액 처리 장치는, 회전하는 기판에 처리액을 공급하여 액 처리를 행하는 액 처리 장치에 있어서,

기판을 수평으로 흡착 유지하기 위한 유지면을 구비한 기판 유지부와,

상기 기판 유지부를 연직축 둘레로 회전시키기 위한 회전 구동부와,

상기 기판으로부터 뿌리쳐진 처리액을 받는 컵과,

상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,

상기 기판 유지부와 일체로 형성되며, 그 기판 유지부에 유지된 기판의 주위에 배치되고, 상기 기판의 주연부의 상면의 높이와 동일하거나, 이 높이보다 낮은 높이 위치에 마련되며, 처리액을 안내하는 안내면을 구비하는 가이드부와,

상기 기판 유지부와 함께 일체적으로 회전하고, 상기 가이드부와의 사이에서 상기 컵을 향하여 처리액을 안내하는 회전컵을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 액 처리 장치는, 하기의 구성을 구비하고 있어도 좋다.

(a) 상기 가이드부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 외주면에 대하여 간극을 통해 대향하는 내주부를 구비하는 것. 상기 간극의 하방측의 기판 유지부에는, 그 간극 내에 들어간 처리액을 받기 위한 홈부가 마련되어 있는 것. 상기 내주부는, 그 종단면 형상이, 상기 기판의 외주면측을 향한 경사면을 갖는 것. 상기 홈부에는, 상기 홈부 내의 처리액을 상기 컵을 향하여 배출하기 위한 배액 유로가 마련되어 있는 것. 상기 배액 유로는, 상기 가이드부에 안내되고, 처리액의 흐름과 합류하는 위치를 향하여 상기 홈부 내의 처리액을 배출하는 위치에 개구하고 있는 것. 상기 홈부에는, 기판의 하면측의 주연부를 향하여 기체를 공급하는 급기 유로가 마련되어 있는 것. 상기 홈부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 하면보다 낮은 위치에 형성되어 있는 것.

(b) 상기 가이드부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 외주면에 접촉하는 내주부를 구비하는 것.

(c) 상기 기판 유지부는, 상기 유지면을 통해 기판을 가열하기 위한 가열 기구를 구비하고 있는 것.

본 발명은, 기판 유지부의 유지면에 기판을 흡착시켜, 기판의 주연부의 높이 위치를 일치시킨 상태로 액 처리를 행하며, 기판으로부터 배출된 처리액을 안내하는 가이드부가 상기 기판 유지부와 일체로 형성되어 있다. 그 때문에, 기판으로부터 배출되는 처리액을, 가이드부를 따라 확실하게 안내할 수 있다. 이 결과, 가이드부에의 처리액의 충돌이 방지되어, 미스트의 발생을 억제하면서 컵을 향하여 처리액을 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 처리 유닛을 구비한 기판 처리 시스템의 개요를 나타내는 평면도이다.
도 2는 상기 처리 유닛의 개요를 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은 상기 처리 유닛의 기판 유지 기구 및 회수컵을 상세하게 나타낸 종단 측면도이다.
도 4는 상기 기판 유지 기구에 마련되어 있는 유지부의 일부 파단 평면도이다.
도 5는 상기 유지부에 마련되어 있는 가이드부의 확대 종단면도이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 가이드부의 확대 종단면도이다.
도 7은 또 다른 실시형태에 따른 가이드부의 확대 종단면도이다.
도 8은 상기 유지부에 마련되어 있는 진공 척의 다른 구성예를 나타내는 평면도이다.

도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.

반입반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수매의 기판, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼[이하 웨이퍼(W)]를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.

반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.

처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다.

반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.

처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W) 에 대하여 정해진 기판 처리를 행한다.

또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.

또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.

상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선, 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출된 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.

처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.

챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.

기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 둘레로 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 의해, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.

처리 유체 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)에 접속된다.

회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는, 배액부(51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액부(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부에 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부에 배출하는 배기구(52)가 형성된다.

이상에 개략 구성을 설명한 처리 유닛(16)은, 본 실시형태의 액 처리 장치에 상당한다. 이 처리 유닛(16)은, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 처리액이 배출될 때에, 처리액으로부터의 미스트의 발생을 억제하면서, 회수컵(50)을 향하여 처리액을 안내하는 기능을 갖고 있다. 이하, 도 3∼도 5를 참조하면서 이 기능에 관한 구성에 대해서 설명한다.

도 3은 처리 유닛(16) 내에 마련되어 있는 기판 유지 기구(30) 및 회수컵(50)의 구성을 상세하게 나타낸 종단 측면도이다.

본 예의 처리 유닛(16)에 있어서, 이미 서술한 회수컵(50)은, 챔버(20)의 바닥면에 배치된 외측컵(50a)의 내측에, 지지 부재(532)를 통해 액츄에이터(533)에 접속되고, 각각, 승강 가능하게 구성된 중간컵(50b), 내측컵(50c)을 네스티드(nested)형으로 배치한 구성으로 되어 있다.

각 회수컵(50a∼50c)은, 처리 유닛(16)의 외부를 향하여 처리액을 독립적으로 배출하는 배액부(51a∼51c)를 구비하고 있다. 그리고, 중간컵(50b), 내측컵(50c)을 정해진 위치에 승강시키고 나서 웨이퍼(W)에 처리액을 공급함으로써, 처리액의 종류에 따라 웨이퍼(W)로부터 뿌리쳐진 처리액을 받는 회수컵(50a∼50c)을 바꾸어, 이들 처리액을 별개의 배액부(51a∼51c)를 향하여 배출할 수 있다.

또한, 도 3이나 도 5에는, 처리액의 종류에 대응하여 복수의 회수컵(50a∼50c)을 바꾸어 처리액의 배출을 하는 예를 나타내고 있지만, 공통의 회수컵(50)을 향하여 처리액을 배출하여도 좋은 것은 물론이다.

다음에, 기판 유지 기구(30)를 구성하는 유지부(31)(기판 유지부)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.

도 3 및 도 4의 일부 파단 평면도에 나타내는 바와 같이, 유지부(31)가 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하는 유지면(311)에는, 원판 형상으로 형성된 유지부(31)의 둘레 방향을 따라, 홈형의 오목부(312)가 동심 원형으로 복수개 형성되어 있다. 이들 오목부(312) 중, 최외주측의 오목부(312)는 웨이퍼(W)의 주연부 부근에 마련되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 서로 인접하는 위치에 배치된 오목부(312)는, 유지면(311)을 직경 방향으로 절결하여 형성된 오목부(312)에 의해 서로 연통하고 있다. 한편, 유지부(31)의 중심부에는, 유지부(31)를 지지하는 지지부(32) 내를 통과하여 외부의 진공 펌프(36)에 접속된 진공 배기로(321)의 말단부가 개구하고 있다(도 3 참조).

전술한 구성을 구비한 유지부(31)에 있어서, 유지면(311) 상방에 웨이퍼(W)를 배치하면, 오목부(312)는, 웨이퍼(W)와 유지부(31)의 본체에 둘러싸인 공간을 형성하고, 진공 배기로(321)를 통해 이 공간[오목부(312)] 내를 감압함으로써, 유지면(311)을 향하여 웨이퍼(W)의 하면을 흡착 유지하는 진공 척이 구성된다. 유지부(31)에 형성된 오목부(312)나 진공 배기로(321), 진공 펌프(36)는, 유지부(31)에 웨이퍼(W)를 흡착 유지하기 위한 흡착 기구에 상당한다.

또한 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)의 주위에는, 웨이퍼(W)의 상면을 흘러 온 처리액을 안내하기 위한 가이드부(34)가 마련되어 있다. 도 3∼도 5에 나타내는 바와 같이, 본 예의 가이드부(34)는, 유지부(31)를 구성하는 원판 형상의 부재와 일체로 형성되고, 웨이퍼(W)의 유지면(311)의 주위를 둘러싸도록 배치된 원환형의 안내면(347)을 구비하고 있다.

도 5의 확대 종단면도에 나타내는 바와 같이, 가이드부(34)의 안내면(347)은 평탄하게 되어 있고, 유지면(311) 상에 유지된 웨이퍼(W)의 상면의 높이와 동일하거나, 이 높이보다 낮은 높이 위치에 배치되어 있다.

도 5에는 웨이퍼(W)의 상면보다 낮으며, 또한, 이 웨이퍼(W)의 하면보다 높은 위치에 안내면(347)을 마련한 예를 나타내고 있다. 안내면(347)을 마련하는 높이의 하한에 대해서는 웨이퍼(W)의 하면보다 높은 위치이면 좋다.

또한 가이드부(34)는 웨이퍼(W)의 외주면에 대향하는 영역을 갖고 있다. 이하, 가이드부(34)에 있어서의 웨이퍼(W)의 외주면에 대향하는 영역을 내주부(346)라고 부르면, 도 5에 나타내는 바와 같이 본 예의 내주부(346)는, 상기 웨이퍼(W)의 외주면에 대하여, 예컨대 서브밀리미터∼수 ㎜ 정도의 간극(342)을 개재하여 배치되어 있다.

웨이퍼(W)의 외주면과 가이드부(34)의 내주부(346)가 간극(342)을 개재하여 대향하고 있을 때, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 낮게 해 가면, 그 간극(342) 내에 처리액(6)이 진입하여, 웨이퍼(W)의 외주면이나 하면측의 주연부까지 처리액(6)이 돌아 들어가 이들 영역을 처리할 수 있다. 이 경우에는, 웨이퍼(W)의 회전 속도 등을 변경함으로써, 웨이퍼(W)의 처리 범위를 조절하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 유지부(31)에 있어서의 웨이퍼(W)의 외주면과 가이드부(34)의 내주부(346)의 간극(342)의 하방측에는, 그 간극(342) 내에 들어간 처리액(6)을 받기 위한 홈부(341)가 마련되어 있다. 홈부(341)의 종단면 형상은, 웨이퍼(W)의 주연부의 하면의 하방측으로부터 안내면(347)의 하방측에 걸쳐 확대되는 편평한 공간으로 되어 있고, 이 공간이 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 원환형으로 신장하고 있다.

도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 홈부(341)는, 웨이퍼(W)측의 상면이 개구하고 있고, 유지면(311) 상에 웨이퍼(W)를 유지하면, 웨이퍼(W)의 주연부가 홈부(341)측으로 돌출하여, 그 주연부의 하면이 홈부(341)의 공간을 향하여 노출된 상태가 된다. 홈부(341)를 마련함으로써, 웨이퍼(W)의 하면측으로 돌아 들어간 처리액을 회수컵(50a∼50c) 이외의 장소에 흐르지 않도록 하고 있다.

한편, 가이드부(34)측에 있어서는, 안내면(347)이, 홈부(341)의 외주측의 상면을 덮도록 신장하여 이미 서술한 내주부(346)를 형성하고 있다. 본 예에 있어서 상기 내주부(346)의 종단면 형상은, 웨이퍼(W)의 외주면측으로부터 안내면(347)을 향하여 높아지는 상면측 경사면과, 웨이퍼(W)의 외주면측으로부터 홈부(341)의 상면을 향하여 낮아지는 하면측 경사면이 형성된다. 이 결과, 간극(342) 내에 진입한 처리액(6)은, 외주 방향을 향하여 높아지는 상면측 경사면의 상면을 따라 안내면(347)에 효율적으로 안내된다. 또한, 외주 방향을 향하여 낮아지는 하면측 경사면을 따라 홈부(341) 내에 효율적으로 안내된다. 이 상면측 경사면과 하면측 경사면은, 웨이퍼(W)의 외주면측에서 교차하고, 내주부(346)는, 웨이퍼(W)의 외주면을 향하여 첨예한 선단부를 구비하게 된다. 내주부(346)를 웨이퍼(W)의 외주면측을 향하여 첨예해지도록 가공함으로써, 간극(342) 내에 진입한 처리액(6)은, 안내면(347)과 홈부(341) 내에 더욱 효율적으로 안내된다.

홈부(341)의 외주측의 측면에는, 원심력을 이용하여, 홈부(341) 내에 낙하한 처리액(6)을 외부에 배출하기 위한 슬릿형의 배액 유로(343)가, 유지부(31)의 외주면을 향하여 형성되어 있다(도 4의 절결 부분). 여기서, 도 4의 절결 부분은, 배액 유로(343), 홈부(341), 및 후술하는 급기 유로(344)의 형성면을 따라 유지부(31)를 절결한 상태를 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 홈부(341)의 외주면측에는, 홈부(341)에 낙하한 처리액(6)을 배액 유로(343)를 향하여 안내하는 개구부인 배액 유로 입구(343a)가 형성되어 있다. 홈부(341)의 외주면측에는, 홈부(341)에 낙하한 처리액(6)을 배액 유로 입구(343a)를 향하여 안내하기 위한 경사면(348)이 마련되어 있다. 또한 배액 유로(343)의 배액 유로 출구(343b)는, 가이드부(34)의 안내면(347) 상을 흘러, 유지부(31)로부터 뿌리쳐지는 처리액(6)의 흐름과 합류하는 위치를 향하여, 배액 유로(343) 내의 처리액(6)을 배출하는 위치에 개구하고 있다.

또한 홈부(341)에는, 간극(342)을 통해 웨이퍼(W)의 주연부 하면측에 진입한 처리액(6)의 추가적인 돌아 들어감을 방지하고, 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시키기 위해, 웨이퍼(W)의 주연부의 하면측을 향하여 기체를 분무하기 위한 기체 토출구(344a)가 마련된다(도 4, 도 5). 기체 토출구(344a)는, 홈부(341)의 내주측의 측벽면에 개구하며, 웨이퍼(W)의 주연부의 하면측을 향하여 기체를 토출한다. 그 때문에, 기체는 웨이퍼(W) 내주 방향으로부터 외주 방향을 향하여 토출된 후, 웨이퍼(W)의 주연부의 하면측을 향하여 공급되어, 간극(342)을 통해 웨이퍼(W)의 주연부 하면측에 진입한 처리액(6)의 추가적인 돌아 들어감을 방지할 수 있다. 한편, 기체 토출구(344a)에 기체를 공급하는 급기 유로(344)는, 가이드부(34)의 바닥면측을 향하여 신장하고, 그 기체의 기체 입구(344b)는 유지부(31)의 하면측에 개구하여 유지부(31)의 하방측의 영역으로부터 기체를 취입한다.

본 예에 있어서, 급기 유로(344)의 기체 입구(344b)가 개구하고 있는 유지부(31)의 하면측은, 유지부(31)를 지지하는 지지부(32)의 주위를 둘러싸도록 배치된 통형의 포위 부재(53)에 의해 둘러싸여 있다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이 급기 유로(344)는, 유지부(31) 하면의 기체 입구(344b)로부터, 상방측의 기체 토출구(344a)를 향하여, 상면에서 보아 외주 방향으로 확대되도록 형성되어 있다. 이 경우, 급기 유로(344)의 폭을 기체 입구(344b)로부터 기체 토출구(344a)를 향하여 넓게 하도록 형성하여도 좋다. 포위 부재(53)에 의해 둘러싸인 공간 내의 챔버(20)의 바닥면에는, 그 공간 내에 청정 공기 등의 기체를 공급하기 위한 급기관(531)이 접속되어 있다. 이 결과, 포위 부재(53)와 챔버(20)의 바닥면, 및 유지부(31)로 둘러싸이는 공간 내에 공급된 기체는, 급기 유로(344)에 유입된다.

여기서, 급기 유로(344)에 기체를 공급하는 데 있어서, 유지부(31)의 하면을 포위 부재(53)에 의해 둘러싸거나, 포위 부재(53)로 둘러싸인 공간 내에 기체를 공급하거나 하는 것은 필수가 아니다. 예컨대 원심력의 작용에 의해, 홈부(341) 내의 처리액(6)이나 기체가 배액 유로(343)로부터 배출되는 것에 따른 홈부(341)의 압력 저하를 이용하여, 유지부(31)의 하면측의 기체를 급기 유로(344) 내에 취입하는 자연 흡기를 행하여도 좋다.

안내면(347)의 상면측에는, 안내면(347) 상을 유지부(31)의 주연부측을 향하여 흐르는 처리액(6)이나, 그 상방을 흐르는 기류의 흐름을 안내하기 위한 원환 형상의 회전컵(35)이 마련되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 회전컵(35)은, 유지부(31)의 둘레 방향을 따라 서로 간격을 두고 배치된 지지 부재(351)에 의해 지지되고, 가이드부(34)에 마련된 안내면(347)의 상방측에 배치되어 있다. 도 5의 종단면도에 나타내는 바와 같이 회전컵(35)은, 웨이퍼(W)로부터 배출되는 처리액을 회수컵(50)을 향하여 배출한다. 회전컵(35)의 하면에는, 유지부(31)의 직경 방향, 중앙부측으로부터 주연부측을 향하여 점차 낮아지는 경사면이 형성되어 있다. 이 경사면에 의해, 회전컵(35)의 하면과 안내면(347) 사이에 형성되는 간극이, 유지부(31)의 주연부측을 향하여 서서히 좁아져, 처리액(6)이나 기류가 각 회수컵(50a∼50c)을 향하여 배출된다.

또한 도 3에 나타내는 바와 같이, 유지부(31)에는, 처리액에 의한 웨이퍼(W)의 처리가 일정한 온도 조건 하에서 행해지도록 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 가열 기구를 이루는 히터(345)가 마련되어 있다. 히터(345)는, 예컨대 저항 발열체 등에 의해 구성되고, 외부의 급전부(37)에 접속되어 있다. 그리고, 유지부(31)의 표면 근방에 마련된 열전대 등을 포함하는 도시하지 않는 온도 검출부에 있어서의 온도 검출 결과에 기초하여, 그 온도 검출값이 미리 정한 온도 설정값이 되도록, 히터(345)에의 급전량을 증감한다. 또한, 웨이퍼(W)의 온도 제어를 행하지 않고, 미리 설정한 급전량을 히터(345)에 공급하여 웨이퍼(W)의 가열을 행하여도 좋다.

이상에서 설명한 구성을 구비한 처리 유닛(16)의 작용에 대해서 설명한다. 기판 반송 장치(17)에 의해 각 처리 유닛(16)에 반송되어 온 웨이퍼(W)는, 도시하지 않는 반입반출구를 통해 챔버(20) 내에 반입된다. 기판 유지 기구(30)는, 도시하지 않는 승강핀 등을 통해, 기판 반송 장치(17)의 웨이퍼 유지 기구로부터 처리 대상의 웨이퍼(W)를 유지부(31)의 유지면(311) 상에 전달한 후, 챔버(20) 내로부터 후퇴한다.

유지부(31)에 웨이퍼(W)가 배치되었다면, 진공 배기로(321)를 통해 오목부(312) 내를 진공 배기하여, 유지면(311)을 향하여 웨이퍼(W)의 하면을 흡착시킨다. 여기서 유지부(31) 상에 배치된 웨이퍼(W)에 휘어짐이 있는 경우에는, 평탄한 유지면(311)을 향하여 웨이퍼(W)가 흡착됨으로써, 웨이퍼(W)의 휘어짐이 교정되어, 평탄한 상태로 유지부(31) 상에 유지되게 된다.

또한, 급전부(37)로부터 히터(345)에의 급전을 행하여, 웨이퍼(W)의 가열을 개시한다.

계속해서 구동부(33)(회전 구동부)에 의해 유지부(31)를 회전시켜, 정해진 회전 속도에 달하면, 미리 설정된 순서로, 처리 유체 공급부(40)(처리액 공급부)의 노즐을 웨이퍼(W)의 상방의 처리 위치까지 이동시키고, 산성의 약액이나 알칼리성의 약액, 린스액 등의 처리액을 미리 설정한 순서로 공급하여 액 처리를 실행한다. 이때, 웨이퍼(W)에 공급하는 처리액의 종류에 따라, 중간컵(50b), 내측컵(50c)을 승강시킴으로써, 상이한 회수컵(50a∼50c)에서 각 처리액을 받아, 각 처리액 전용의 배액부(51a∼51c)에 배출할 수 있다.

또한 이때, 웨이퍼(W)는, 히터(345)가 마련되어 있는 유지부(31)에 대하여, 유지면(311)을 통해 직접 접촉하고 있기 때문에, 히터(345)에 의한 웨이퍼(W)의 온도 조절이 가능해진다. 이 결과, 처리액이 웨이퍼(W)의 표면을 퍼지는 도중에 처리액의 온도가 변화함에 따라, 웨이퍼(W)의 면 내에서 처리 결과가 불균일해지는 것을 억제하여, 면 내에서 균일한 액 처리를 실행할 수 있다.

웨이퍼(W)에 공급된 처리액은, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면을 퍼져 웨이퍼(W)의 주연부에 달하고, 가이드부(34)의 안내면(347)을 향하여 배출된다. 이 때 이미 서술한 바와 같이, 가이드부(34)의 안내면(347)은, 유지면(311) 상에 유지된 웨이퍼(W) 상면의 높이와 동일하거나, 이 높이보다 낮은 높이 위치에 마련되어 있다(도 5). 바꾸어 말하면, 웨이퍼(W)의 상면보다 높은 위치에 안내면(347)이 배치되어 있지 않기 때문에, 웨이퍼(W)로부터 배출된 처리액(6)이 가이드부(34)의 본체에 충돌하는 것이 방지되어, 미스트의 발생을 억제할 수 있다.

또한 이때, 웨이퍼(W)는 유지부(31)에 주연부 부근까지 흡착 유지되어 있기 때문에, 처리 대상의 웨이퍼(W)에 휘어짐이 생기고 있는 경우라도, 이 휘어짐을 교정하고, 웨이퍼(W)의 주연부의 높이 위치를, 미리 설정된 높이로 일치시킨 상태로 가이드부(34)의 내측에 배치하여, 액 처리를 실행할 수 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 안내면(347) 상에 흘러 나온 처리액(6)은, FFU(21)로부터 공급된 기류와 함께, 안내면(347)과 회전컵(35)의 하면 사이의 간극을 흘러, 안내면(347)[유지부(31)]의 주연부를 향하여 흘러 간다.

그리고, 안내면(347)의 주연부에 도달한 처리액(6)이나 기류는, 회전컵(35)과 안내면(347)[가이드부(34)]에 안내되고, 이들 부재의 간극으로부터, 중간컵(50b), 내측컵(50c)의 승강 상태에 따라 어느 하나의 회수컵(50a∼50c)을 향하여 뿌리쳐진다.

또한, 웨이퍼(W)의 외주면이나 주연부의 하면측을 처리하는 경우에는, 미리 설정된 회전 속도로 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 가이드부(34)의 내주부(346)와 웨이퍼(W)의 간극(342)에 처리액(6)을 진입시켜 이들 영역의 처리를 행한다. 이때, 급진적인 내주부(346)의 선단보다 상방측에 진입한 처리액(6)은, 그 내주부(346)의 상면측의 경사면에 안내되고, 안내면(347)을 향하여 유출된다. 또한, 상기 선단의 하방측까지 진입한 처리액(6)은, 그 내주부(346)의 하면측의 경사면에 안내되어 홈부(341) 내에 떨어진다.

홈부(341) 내에 떨어진 처리액(6)은, 홈부(341)의 외주면측에 마련된 경사면(348)에 안내되어 배액 유로(343)의 배액 유로 입구(343a)를 향하여 흘러, 홈부(341) 내의 기체와 함께 배액 유로(343) 내에 진입한다. 배액 유로(343) 내를 흐른 처리액(6)이나 기체는, 유지부(31)로부터 뿌리쳐지는 처리액(6)의 흐름과, 배액 유로(343)의 배액 유로 출구(343b)에서 합류하여, 동일한 회수컵(50a∼50c)에 배출된다.

또한, 가이드부(34)의 하면을 향하여 개구하는 급기 유로(344)에는, 유지부(31)의 하방측의 기체가 취입되고, 이 기체가 홈부(341) 상면으로 돌출하도록 배치된 웨이퍼(W)의 하면측을 향하여 분무된다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 하면측까지 처리액(6)을 돌아 들어가게 하는 경우라도, 급기 유로(344)로부터 기체를 분무함으로써, 처리액(6)의 추가적인 돌아 들어감을 방지하여 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시켜, 진공 펌프(36)에 접속되어 있는 오목부(312)에의 처리액(6)의 진입을 억제할 수 있다.

이렇게 하여 처리액을 이용한 웨이퍼(W)의 액 처리가 행해지고, 린스 세정을 실행하고, 털기내기 건조를 행한 후, 유지부(31)의 회전을 멈춘다. 그리고 챔버(20) 내에 진입해 온 웨이퍼 유지 기구에, 반입 시와는 반대의 순서로 웨이퍼(W)를 전달하여, 처리 유닛(16)으로부터 웨이퍼(W)를 반출한다.

본 실시형태에 따른 처리 유닛(16)에 의하면 이하의 효과가 있다. 흡착 기구[유지부(31)에 형성된 오목부(312)나 진공 배기로(321), 진공 펌프(36)]에 의해, 유지부(31)의 유지면(311)에 웨이퍼(W)를 흡착시키고, 웨이퍼(W)의 주연부의 높이 위치를 일치시킨 상태로 액 처리를 행하며, 웨이퍼(W)로부터 배출된 처리액을 안내하는 가이드부(34)가 상기 유지부(31)와 일체로 형성되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)로부터 배출되는 처리액을, 가이드부(34)의 안내면(347)을 따라 확실하게 안내할 수 있다. 이 결과, 가이드부(34)에의 처리액의 충돌이 방지되어, 미스트의 발생을 억제하면서 회수컵(50a∼50c)을 향하여 처리액을 배출할 수 있다.

다음에, 가이드부(34)의 구성의 변형(variation)에 대해서 설명한다. 도 6에, 다른 실시형태에 따른 가이드부(34)를 구비한 유지부(31)의 구성을 나타낸다. 본 예의 가이드부(34)는, 처리액(6)을 진입시키는 간극(342)을, 유지부(31)의 직경 방향 내측으로부터 외측을 향하여 점차 높아지는 경사면(346a)과, 웨이퍼(W)의 외주면 사이에 형성하고 있는 점이, 종단면 형상이 웨이퍼(W)의 외주면측을 향하여 첨예하게 되도록 가공된 내주부(346)와의 사이에 간극(342)을 형성하는 도 5의 예와 상이하다.

간극(342) 내에 진입한 처리액(6)은, 경사면(346a)에 안내되어 안내면(347)을 향하여 유출된다. 또한, 홈부(341) 내에 처리액이 낙하한 경우에는, 린스 세정 시나 털어내기 건조 시 등에 유지부(31)의 회전 속도를 상승시켜, 홈부(341) 내의 처리액을 간극(342)을 향하여 배출하면 좋다. 또한, 도 5에 나타낸 예와 마찬가지로, 입구가 상기 경사면(346a)을 향하여 개구하는 배액 유로(343)를 가이드부(34)에 마련하여도 좋다. 또한, 도 6에 있어서는 도시를 생략하였지만, 웨이퍼(W)의 하면측의 주연부를 건조한 상태로 유지하기 위해, 그 주연부를 향하여 기체를 분무하기 위한 급기 유로(344)를, 홈부(341) 내에 개구하도록 마련하여도 좋은 것은 물론이다.

다음에 도 7에 나타낸 가이드부(34)는, 가이드부(34)의 내주면측에 형성된 경사면(346a)과 웨이퍼(W) 사이에 간극(342)을 마련하지 않고, 이들 경사면(346a)과 웨이퍼(W)의 외주면을 직접 접촉시킨 경우의 예를 나타내고 있다. 이 경우에는, 경사면(346a)과 웨이퍼(W) 사이에 처리액(6)을 진입시키지 않기 때문에, 양 부(346a, W)가 접촉하고 있는 영역보다 하방측은, 처리액에 의한 처리가 행해지지 않는다.

또한, 진공 척에 의해 흡착 기구를 구성하는 경우에 있어서, 오목부(312)는 웨이퍼(W)의 주연부의 근방 위치에 형성되어 있지 않아도 좋다. 예컨대 도 8은, 웨이퍼(W)의 주연부로부터, 그 웨이퍼(W)의 반경의 1/3 정도 떨어진 위치에 오목부(312)를 마련한 예를 나타내고 있다. 이러한 경우라도, 유지면(311)을 향하여 웨이퍼(W)를 흡착하였을 때, 웨이퍼(W)의 휘어짐 등을 교정하여 주연부의 높이 위치를 일치시키는 힘을 가할 수 있으면, 오목부(312)의 배치 위치에 특별한 한정은 없다.

또한, 흡착 기구의 구성은, 진공 배기된 오목부(312)에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하는 진공 척 방식에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 유지부(31)나 가이드부(34)를 유전체에 의해 구성하고, 직류 전원에 접속된 시트형의 척 전극을 유지부(31) 내에 매설하며, 정전 흡착에 의해 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 정전 척으로 흡착 기구를 구성하여도 좋다.

이 밖에, 가이드부(34)에 마련되는 안내면(347)은 평탄한 구성으로 하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 회전컵(35)의 하면과 마찬가지로, 외연측을 향하여 하방으로 만곡한 안내면(347)에 의해, 컵(50a∼50c)을 향하여 처리액을 안내하여도 좋다.

그리고, 본 발명의 액 처리 유닛(액 처리 장치)을 이용하여 처리하는 것이 가능한 기판의 종류는, 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판의 액 처리를 행하는 액 처리 유닛에 대해서도 본 발명은 적용할 수 있다.

W 웨이퍼 31 유지부
311 유지면 312 오목부
321 진공 배기로 33 구동부
34 가이드부 341 홈부
342 간극 343 배액 유로
344 급기 유로 345 히터
346 내주부 346a 경사면
347 안내면 35 회전컵
40 처리 유체 공급부 50 회수컵
50a 외측컵 50b 중간컵
50c 내측컵 6 처리액

Claims

회전하는 기판에 처리액을 공급하여 액 처리를 행하는 액 처리 장치에 있어서,
기판 하면을 수평으로 흡착 유지하기 위한 유지면을 구비한 기판 유지부와,
상기 기판 유지부를 연직축 둘레로 회전시키기 위한 회전 구동부와,
상기 기판으로부터 뿌리쳐진 처리액을 받는 컵과,
상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
상기 기판 유지부와 일체로 형성되며, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주위에 배치되고, 상기 기판의 주연부(周緣部)의 상면의 높이와 동일하거나, 이 높이보다 낮은 높이 위치에 마련되며, 처리액을 안내하는 안내면과, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 외주면에 대향하는 내주부를 구비하는 가이드부와,
상기 기판 유지부와 함께 일체적으로 회전하고, 상기 가이드부와의 사이에서 상기 컵을 향하여 처리액을 안내하는 회전컵을 구비하며,
상기 내주부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 외주면에 대하여 간극을 개재하여 형성되고,
상기 간극의 하방측의 기판 유지부에는, 그 간극 내에 들어간 처리액을 받기 위한 홈부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 내주부는, 그 종단면 형상이 상기 기판의 외주면측을 향한 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 내주부는, 그 종단면 형상이 상기 기판의 외주면측을 향한 경사면을 가지며, 상기 경사면은, 상기 기판의 외주면측으로부터 상기 안내면을 향하여 높아지는 상면측 경사면과, 상기 기판의 외주면측으로부터 상기 홈부의 상면을 향하여 낮아지는 하면측 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드부에는, 상기 홈부 내의 처리액을 상기 컵을 향하여 배출하기 위한 배액 유로가 마련되고,
상기 홈부에는, 상기 홈부 내의 처리액을 상기 배액 유로에 안내하기 위한 배액 유로 입구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 배액 유로는, 상기 가이드부에 안내되는 처리액의 흐름과 합류하는 위치를 향하여 상기 홈부 내의 처리액을 배출하는 배액 유로 출구를 갖는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈부에는, 기판의 하면측의 주연부를 향하여 기체를 공급하는 기체 토출구가 마련되고,
상기 가이드부에는, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 급기 유로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 하면보다 낮은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가이드부는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 외주면에 접촉하는 내주부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 유지부는, 상기 유지면을 통해 기판을 가열하기 위한 가열 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 액 처리 장치.
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