KR102405158B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102405158B1
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준 사와시마
유타 니시무라
아키토 하타노
모토유키 시마이
도요히데 하야시
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

공급 유로는, 복수의 상류 유로에 분기되어 있다. 복수의 상류 유로는, 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로를 포함한다. 복수의 토출구는, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
일본 공개특허공보 2006-344907호에는, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 1 장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 상기 기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하면서 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 상면 중앙부를 향하여 실온보다 고온의 처리액을 토출하는 노즐을 구비하고 있다. 노즐로부터 토출된 고온의 처리액은, 기판의 상면 중앙부에 착액한 후, 회전하고 있는 기판의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 이에 의해, 고온의 처리액이 기판의 상면 전역에 공급된다.
회전하고 있는 기판의 상면 중앙부에 착액한 처리액은, 기판의 상면을 따라 중앙부로부터 주연부로 흐른다. 그 과정에서, 처리액의 온도가 점차 저하되어 간다. 그 때문에, 온도의 균일성이 저하하고, 처리의 균일성이 악화되게 된다. 노즐로부터 토출되는 처리액의 유량을 증가시키면, 처리액이 기판의 상면 주연부에 이를 때까지의 시간이 단축되기 때문에, 처리액의 온도 저하가 경감되지만, 이 경우, 처리액의 소비량이 증가하게 된다.
본 발명의 일 실시형태는, 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 처리액 공급 시스템은, 공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 하류 유로와, 복수의 토출구를 포함한다. 상기 공급 유로는, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 공급 유로로부터 분기되어 있고, 상기 공급 유로로부터 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구를 향하여 안내한다. 상기 복수의 토출구는, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 처리액을 토출하는 주토출구와, 상기 상면 중앙부로부터 떨어져 있고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한, 상기 기판의 상면 내의 복수의 위치를 향하여 각각 처리액을 토출하는 복수의 부토출구를 포함하고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 상기 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 주토출구에 접속된 주상류 유로와, 상기 복수의 하류 유로를 개재하여 상기 복수의 부토출구에 접속된 복수의 부상류 유로를 포함한다. 상기 복수의 부상류 유로는, 모두, 상기 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로이고, 상기 하류 유로 마다 상기 부토출구가 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 처리액을 안내하는 공급 유로가, 복수의 상류 유로에 분기하고 있다. 이에 의해, 토출구의 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로가 복수의 상류 유로에 포함되어 있기 때문에, 토출구의 수를 더욱 증가시킬 수 있다. 공급 유로를 흐르는 처리액은, 상류 유로 또는 하류 유로로부터 토출구에 공급되어, 회전 축선 주위로 회전하는 기판의 상면을 향하여 토출된다. 복수의 토출구는, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서, 1 개의 토출구에만 처리액을 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
직경 방향으로 떨어진 복수의 위치를 향하여 복수의 토출구에 처리액을 토출시키는 경우, 동일 품질의 처리액을 기판의 각 부에 공급하는 것은, 처리의 균일성 향상에 대하여 중요하다. 토출구 마다 탱크나 필터 등이 형성되어 있는 경우, 어느 토출구에 공급되는 처리액과는 품질이 상이한 처리액이 다른 토출구에 공급될 수 있다. 이에 반하여, 본 실시형태에서는, 공급 유로를 분기시켜, 동일한 유로 (공급 유로) 로부터 공급된 처리액을 각 토출구에 토출시킨다. 이에 의해, 동일 품질의 처리액을 각 토출구에 토출시킬 수 있다. 또한, 토출구 마다 탱크나 필터 등이 형성되어 있는 구성과 비교하여, 부품점수를 삭감할 수 있어, 메인터넌스 작업을 간소화할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 1 개의 특징이, 상기 기판 처리 장치에 더해져도 된다.
상기 처리액 공급 시스템은, 상류 히터와, 복수의 하류 히터를 추가로 포함하고, 상기 상류 히터는, 상기 공급 유로에 공급되는 처리액을 상류 온도에서 가열하고, 상기 복수의 하류 히터는, 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 상기 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열한다.
처리액이 기판보다 고온인 경우, 처리액의 열이 기판에 빼앗긴다. 또한, 기판과 함께 처리액이 회전하기 때문에, 기판 상의 처리액은, 공기에 의해 냉각되면서, 기판의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판의 각 부의 주속은, 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 증가한다. 기판 상의 처리액은, 주속이 클수록 냉각되기 쉽다. 또한, 기판의 상면을 직경 방향으로 등간격으로 복수의 원환상의 영역에 분할할 수 있다고 가정하면, 각 영역의 면적은, 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 증가한다. 표면적이 크면 처리액으로부터 원환상의 영역에 열이 이동하기 쉽다. 그 때문에, 토출구로부터 토출되는 처리액의 온도가 모두 동일하면, 충분한 온도의 균일성이 얻어지지 않는 경우가 있다.
이 구성에 의하면, 하류 히터에 의해 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열된 처리액이, 복수의 부상류 유로로부터 복수의 부토출구에 공급되고, 이들 토출구로부터 토출된다. 요컨대, 상류 온도의 처리액이 주토출구로부터 토출되는 한편으로, 상류 온도보다 고온의 처리액이, 복수의 부토출구로부터 토출된다. 이와 같이, 기판의 상면에 공급되는 처리액의 온도가 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가하기 때문에, 동일한 온도의 처리액을 각 토출구에 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로와, 복수의 하류 히터와, 하류 교체 유닛을 추가로 포함하고, 상기 복수의 리턴 유로는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 하류 히터는, 상기 리턴 유로와 상기 부상류 유로의 접속 위치보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 액체를 가열하고, 상기 하류 교체 유닛은, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 액체가 상기 복수의 토출구에 공급되는 토출 상태와, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 액체가 상기 복수의 리턴 유로에 공급되는 토출 정지 상태를 포함하는 복수의 상태의 어느 것으로 바뀐다.
처리액의 온도는, 기판의 처리에 큰 영향을 미치는 경우가 있다. 토출 정지 중에 하류 히터를 정지시키면, 하류 히터의 운전을 재개했을 때에, 하류 히터에 의해 가열된 처리액의 온도가 의도하는 온도에서 안정되기까지 시간이 걸린다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 없고, 스루풋 (단위 시간 당의 기판의 처리 장 수) 이 저하한다. 따라서, 토출 정지 중이어도, 하류 히터에 액체를 가열시키는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 토출 정지 중에, 액체를 상류 유로에 공급하고, 하류 히터에 가열시킨다. 하류 히터에 의해 가열된 액체는, 복수의 토출구로부터 토출되지 않고, 상류 유로로부터 리턴 유로로 흐른다. 따라서, 토출 정지 중이어도, 하류 히터의 온도가 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 수용하는 챔버를 추가로 포함하고, 상기 분기 상류 유로는, 상기 챔버 내에서 상기 복수의 하류 유로에 분기되어 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 하류 유로의 상류단이 챔버 내에 배치되어 있다. 분기 상류 유로는, 챔버 내에서 복수의 하류 유로에 분기되어 있다. 따라서, 분기 상류 유로가 챔버의 밖에서 분기되어 있는 경우와 비교하여, 각 하류 유로의 길이 (액체가 흐르는 방향의 길이) 를 단축할 수 있다. 이에 의해, 처리액으로부터 하류 유로로의 전열에 의한 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 제 1 노즐과, 제 2 노즐을 추가로 포함하고, 상기 복수의 토출구는, 상기 제 1 노즐에 형성된 제 1 토출구와, 상기 제 2 노즐에 형성된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열되어 있고, 상기 제 1 노즐은, 수평한 길이 방향으로 연장되는 제 1 아암부와, 상기 제 1 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 1 선단부를 포함하고, 상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향으로 연장되는 제 2 아암부와, 상기 제 2 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 2 선단부를 포함하고, 상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는, 상기 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열되어 있고, 상기 제 1 아암부의 선단과 상기 제 2 아암부의 선단은, 상기 제 1 아암부의 선단이 상기 회전 축선측에 위치하도록, 평면에서 보아 상기 길이 방향으로 떨어져 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되어 있다. 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 동일한 길이의 복수의 노즐을 길이 방향에 직교하는 수평 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 폭이 증가한다 (도 9 참조). 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 길이가 상이한 복수의 노즐을 연직 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 높이가 증가한다 (도 10a 및 도 10b 참조).
이에 반하여, 제 1 아암부 및 제 2 아암부를 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열하고, 제 1 아암부의 선단이 회전 축선측에 위치하도록, 제 1 아암부의 선단과 제 2 아암부의 선단을 평면에서 보아 길이 방향으로 어긋나게 하면, 복수의 노즐 전체의 폭 및 높이의 양방을 억제하면서, 복수의 토출구를 평면에서 보아 직경 방향으로 나열할 수 있다 (도 4 참조). 이에 의해, 복수의 노즐이나 대기 포트 등의 관련하는 부재를 소형화할 수 있다.
상기 복수의 토출구는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면에 가까워짐에 따라 상기 회전 축선에 가까워지도록, 상기 기판의 상면에 대하여 기울어진 토출 방향으로 처리액을 토출하는 경사 토출구를 포함한다.
이 구성에 의하면, 복수의 토출구에 포함되는 경사 토출구가, 기판의 상면에 대하여 내측으로 기울어진 토출 방향으로 처리액을 토출한다. 토출된 처리액은, 회전 축선을 향하는 방향의 운동 에너지를 가지고 있기 때문에, 기판의 상면을 따라 회전 축선 쪽으로 흐른다. 그 후, 이 처리액은, 기판의 회전에 의한 원심력에 의해 기판의 상면을 따라 외방으로 흘러, 기판의 상면으로부터 배출된다. 따라서, 처리액이 기판의 상면에 수직인 방향으로 토출되는 경우나, 기판의 상면에 대하여 외측으로 기울어진 방향으로 토출되는 경우와 비교하여, 기판 상에서의 처리액의 체재 시간이 증가한다. 그 때문에, 처리액을 효율적으로 이용할 수 있어, 처리액의 소비량을 저감시킬 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 처리액 공급 시스템을 제어하는 제어 장치를 추가로 포함하고, 상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 토출 밸브를 추가로 포함하고, 상기 복수의 토출구는, 제 1 토출구와, 상기 회전 축선에 대하여 상기 제 1 토출구보다 멀리 배치된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 복수의 상류 유로는, 상기 제 1 토출구를 향하여 처리액을 안내하는 제 1 상류 유로와, 상기 제 2 토출구를 향하여 처리액을 안내하는 제 2 상류 유로를 포함하고, 상기 복수의 토출 밸브는, 상기 제 1 상류 유로를 개폐하는 제 1 토출 밸브와, 상기 제 2 상류 유로를 개폐하는 제 2 토출 밸브를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 제 2 토출 밸브가 열려 있는 시간이 상기 제 1 토출 밸브가 열려 있는 시간보다 길어지도록, 상기 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 열고, 그 후, 상기 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 닫는다.
제어 장치는, 제 2 토출 밸브, 제 1 토출 밸브의 순서로 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 순차적으로 열고, 그 후, 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 동시에 닫아도 된다. 제어 장치는, 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 동시에 열고, 그 후, 제 1 토출 밸브, 제 2 토출 밸브의 순서로 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 순차적으로 닫아도 된다. 제어 장치는, 제 2 토출 밸브, 제 1 토출 밸브의 순서로 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 순차적으로 열고, 그 후, 제 1 토출 밸브, 제 2 토출 밸브의 순서로 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 순차적으로 닫아도 된다.
이 구성에 의하면, 제 1 토출구가, 제 2 토출구보다 내측에 배치되어 있다. 제 1 토출구로부터 토출된 처리액은, 기판의 상면 내의 제 1 착액 위치에 착액한다. 제 2 토출구로부터 토출된 처리액은, 기판의 상면 내의 제 2 착액 위치에 착액한다. 제 2 착액 위치는, 제 1 착액 위치보다 외측의 위치이다. 제 1 토출구 및 제 2 토출구로부터의 처리액의 토출은, 제어 장치에 의해 제어된다.
예를 들어, 제어 장치는, 제 2 토출구로부터의 처리액의 토출을 개시한 후, 제 1 토출구로부터의 처리액의 토출을 개시한다. 그 후, 제어 장치는, 제 1 토출구로부터의 처리액의 토출과, 제 2 토출구로부터의 처리액의 토출을 동시에 종료한다. 따라서, 제 2 착액 위치보다 외측의 영역에 대한 처리액의 공급 시간은, 제 2 착액 위치보다 내측의 영역에 대한 처리액의 공급 시간보다 길다.
1 개의 토출구에만 처리액을 토출시킨 경우, 에칭 레이트 (단위 시간 당의 기판의 에칭량) 는, 기판의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 감소하는 경향이 있다. 따라서, 기판의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 처리액의 공급 시간을 증가시킴으로써, 기판의 중앙부 이외의 위치에서의 에칭량을 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 노즐 이동 유닛과 토출 위치 조정 유닛을 추가로 포함하고, 상기 노즐 이동 유닛은, 상기 복수의 토출구와 상기 기판이 평면에서 보아 겹치는 처리 위치와, 상기 복수의 토출구와 상기 기판이 평면에서 보아 겹치지 않는 대기 위치 사이에서, 상기 복수의 토출구와 상기 토출 위치 조정 유닛을 수평으로 이동시키고, 상기 토출 위치 조정 유닛은, 상기 노즐 이동 유닛에 의한 상기 복수의 토출구의 이동 방향과는 상이한 수평한 조정 방향으로 상기 복수의 토출구를 이동시킨다.
이 구성에 의하면, 노즐 이동 유닛이, 처리 위치와 대기 위치 사이에서 복수의 토출구와 토출 위치 조정 유닛을 수평으로 이동시킨다. 처리 위치에서는, 복수의 토출구가, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된다. 토출 위치 조정 유닛이 복수의 토출구를 조정 방향으로 이동시키면, 모든 토출구가 회전 축선에 가까워지거나 또는 멀어져, 기판의 상면에 대한 처리액의 착액 위치가 이동한다. 토출 위치 조정 유닛에 복수의 토출구를 이동시킴으로써, 에칭의 프로파일 (에칭 후의 기판의 상면의 단면 형상) 을 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 처리액 공급 시스템은, 공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 토출구와, 노즐 이동 유닛을 포함한다. 상기 공급 유로는, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 공급 유로로부터 분기되어 있고, 상기 공급 유로로부터 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구를 향하여 안내한다. 상기 복수의 토출구는, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 처리액을 토출하는 주토출구와, 상기 상면 중앙부로부터 떨어져 있고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한, 상기 기판의 상면 내의 복수의 위치를 향하여 각각 처리액을 토출하는 복수의 부토출구를 포함하고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 상기 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 주토출구에 접속된 주상류 유로와, 상기 복수의 부토출구에 접속된 복수의 부상류 유로를 포함한다. 상기 노즐 이동 유닛은, 상기 기판 유지 유닛이 기판을 회전시키고 있고, 상기 복수의 토출구가 상기 기판의 상면을 향하여 처리액을 토출시키고 있는 상태에서, 상기 복수의 토출구를 요동시킴으로써, 상기 회전 축선으로부터 상기 복수의 토출구까지의 거리를 변화시킨다. 복수의 토출구의 요동은, 왕복 이동이어도 되고, 지그재그 이동이어도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액을 안내하는 공급 유로가, 복수의 상류 유로에 분기되어 있다. 이에 의해, 토출구의 수를 증가시킬 수 있다. 공급 유로를 흐르는 처리액은, 상류 유로를 통하여 토출구에 공급되어, 회전 축선 주위로 회전하는 기판의 상면을 향하여 토출된다. 복수의 토출구는, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서, 1 개의 토출구에만 처리액을 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 이 구성에 의하면, 기판이 회전하고 있고, 복수의 토출구가 처리액을 토출시키고 있는 상태에서, 노즐 이동 유닛이, 복수의 토출구를 요동시킨다. 이에 의해, 회전 축선으로부터 각 토출구까지의 거리가 변화한다. 복수의 토출구로부터 토출된 처리액은, 기판의 상면 내의 복수의 착액 위치에 착액한다. 기판의 에칭량은, 착액 위치에서 가장 크고, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소한다. 복수의 토출구가 수평으로 이동하기 때문에, 그에 따라서 복수의 착액 위치도 기판의 상면 내에서 이동한다. 이에 의해, 복수의 토출구를 이동시키지 않는 경우와 비교하여, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 1 개의 특징이, 상기 기판 처리 장치에 더해져도 된다.
상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 하류 유로를 추가로 포함하고, 상기 복수의 부상류 유로는, 모두, 상기 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로이고, 상기 하류 유로 마다 상기 부토출구가 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 토출구에 처리액을 공급하는 유로가 다단계로 분기되어 있다. 즉, 공급 유로가 복수의 상류 유로에 분기되어 있고 (제 1 분기), 복수의 상류 유로에 포함되는 분기 상류 유로가 복수의 하류 유로에 분기되어 있다 (제 2 분기). 따라서, 분기 상류 유로가 복수의 상류 유로에 포함되어 있지 않은 경우와 비교하여, 토출구의 수를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 더욱 높일 수 있어, 처리의 균일성을 더욱 높일 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 수용하는 챔버를 추가로 포함하고, 상기 분기 상류 유로는, 상기 챔버 내에서 상기 복수의 하류 유로에 분기되어 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 하류 유로의 상류단이 챔버 내에 배치되어 있다. 분기 상류 유로는, 챔버 내에서 복수의 하류 유로에 분기되어 있다. 따라서, 분기 상류 유로가 챔버의 밖에서 분기되어 있는 경우와 비교하여, 각 하류 유로의 길이 (액체가 흐르는 방향의 길이) 를 단축할 수 있다. 이에 의해, 처리액으로부터 하류 유로로의 전열에 의한 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 상류 히터와, 복수의 하류 히터를 추가로 포함하고, 상기 상류 히터는, 상기 공급 유로에 공급되는 처리액을 상류 온도에서 가열하고, 상기 복수의 하류 히터는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 상기 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열한다.
이 구성에 의하면, 하류 히터에 의해 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열된 처리액이, 복수의 부상류 유로로부터 복수의 부토출구에 공급되고, 이들 토출구로부터 토출된다. 요컨대, 상류 온도의 처리액이 주토출구로부터 토출되는 한편으로, 상류 온도보다 고온의 처리액이, 부토출구로부터 토출된다. 이와 같이, 기판의 상면에 공급되는 처리액의 온도가 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가하기 때문에, 동일한 온도의 처리액을 각 토출구에 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로와, 복수의 하류 히터와, 하류 교체 유닛을 추가로 포함하고, 상기 복수의 리턴 유로는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 하류 히터는, 상기 리턴 유로와 상기 부상류 유로의 접속 위치보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 가열하고, 상기 하류 교체 유닛은, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 토출구에 공급되는 토출 상태와, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 리턴 유로에 공급되는 토출 정지 상태를 포함하는 복수의 상태의 어느 것으로 바뀐다.
이 구성에 의하면, 토출 정지 중에, 처리액을 상류 유로에 공급하고, 하류 히터에 가열시킨다. 하류 히터에 의해 가열된 처리액은, 복수의 토출구로부터 토출되지 않고, 상류 유로로부터 리턴 유로로 흐른다. 따라서, 토출 정지 중이어도, 하류 히터의 온도가 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 제 1 노즐과, 제 2 노즐을 추가로 포함하고, 상기 복수의 토출구는, 상기 제 1 노즐에 형성된 제 1 토출구와, 상기 제 2 노즐에 형성된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열되어 있고, 상기 제 1 노즐은, 수평한 길이 방향으로 연장되는 제 1 아암부와, 상기 제 1 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 1 선단부를 포함하고, 상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향으로 연장되는 제 2 아암부와, 상기 제 2 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 2 선단부를 포함하고, 상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는, 상기 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열되어 있고, 상기 제 1 아암부의 선단과 상기 제 2 아암부의 선단은, 상기 제 1 아암부의 선단이 상기 회전 축선측에 위치하도록, 평면에서 보아 상기 길이 방향으로 떨어져 있다.
이 구성에 의하면, 제 1 토출구와 제 2 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되어 있다. 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 동일한 길이의 복수의 노즐을 길이 방향에 직교하는 수평 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 폭이 증가한다 (도 9 참조). 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 길이가 상이한 복수의 노즐을 연직 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 높이가 증가한다 (도 10a 및 도 10b 참조).
이에 반하여, 제 1 아암부 및 제 2 아암부를 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열하고, 제 1 아암부의 선단이 회전 축선측에 위치하도록, 제 1 아암부의 선단과 제 2 아암부의 선단을 평면에서 보아 길이 방향으로 어긋나게 하면, 복수의 노즐 전체의 폭 및 높이의 양방을 억제하면서, 복수의 토출구를 평면에서 보아 직경 방향으로 나열할 수 있다 (도 4 참조). 이에 의해, 복수의 노즐이나 대기 포트 등의 관련하는 부재를 소형화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 처리액 공급 시스템은, 공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 토출구를 포함한다. 상기 기체 공급 유닛은, 복수의 기체 토출구를 포함한다. 상기 공급 유로는, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 공급 유로로부터 분기되어 있고, 상기 공급 유로로부터 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구를 향하여 안내한다. 상기 복수의 토출구는, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 처리액을 토출하는 주토출구와, 상기 상면 중앙부로부터 떨어져 있고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한, 상기 기판의 상면 내의 복수의 위치를 향하여 각각 처리액을 토출하는 복수의 부토출구를 포함하고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 상기 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 주토출구에 접속된 주상류 유로와, 상기 복수의 부토출구에 접속된 복수의 부상류 유로를 포함한다. 상기 복수의 기체 토출구는, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 실온보다 고온의 기체를 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출한다. 기체는, 질소 가스 등의 불활성 가스여도 되고, 필터로 여과된 청정 공기 (클린 에어) 여도 되고, 이들 이외의 기체여도 된다. 기체의 온도는, 기판 상의 처리액의 비점보다 저온인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 처리액을 안내하는 공급 유로가, 복수의 상류 유로에 분기되어 있다. 이에 의해, 토출구의 수를 증가시킬 수 있다. 공급 유로를 흐르는 처리액은, 상류 유로를 통하여 토출구에 공급되고, 회전 축선 주위로 회전하는 기판의 상면을 향하여 토출된다. 복수의 토출구는, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서, 1 개의 토출구에만 처리액을 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 이 구성에 의하면, 기판의 상면이 처리액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기체 토출구가 기판의 상면 내의 분사 위치를 향하여 기체를 토출한다. 기체의 토출압은, 분사 위치가 처리액으로부터 노출되지 않는 압력이다. 토출되는 기체는, 온도가 실온보다 높은 고온의 기체이다. 따라서, 기체의 공급에 의해 기판 상의 처리액의 온도 저하를 개선할 수 있다. 또한, 복수의 기체 토출구가, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있기 때문에, 직경 방향으로 떨어진 복수의 위치에서 기판 상의 처리액을 가열할 수 있다. 이에 의해, 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 1 개의 특징이, 상기 기판 처리 장치에 더해져도 된다.
상기 복수의 토출구는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면 내의 복수의 착액 위치를 향하여 처리액을 토출하고, 상기 복수의 기체 토출구는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면 내의 복수의 분사 위치를 향하여 기체를 토출하고, 상기 복수의 착액 위치와 상기 복수의 분사 위치는, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향에 관해서 상기 분사 위치가 인접하는 2 개의 상기 착액 위치 사이에 위치하도록 어긋나 있다. 인접하는 2 개의 기체 토출구 사이에 위치하는 토출구의 수는, 2 개 이상이어도 되고 (도 17 참조), 1 개여도 된다.
이 구성에 의하면, 복수의 착액 위치와 복수의 분사 위치가, 둘레 방향 (회전 축선 주위의 방향) 으로 나열되어 있지 않고, 직경 방향으로 어긋나 있다. 기판의 에칭량은, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소하고, 직경 방향에 관한 2 개의 착액 위치의 중간의 위치에서 가장 작다. 분사 위치는, 직경 방향에 있어서의 2 개의 착액 위치 사이의 위치이다. 따라서, 2 개의 착액 위치 사이의 위치에서 처리액의 온도 저하가 억제 또는 방지되어, 이 위치에 있어서의 에칭량의 감소가 개선된다. 이에 의해, 처리의 균일성이 높아진다.
상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 하류 유로를 추가로 포함하고, 상기 복수의 부상류 유로는, 모두, 상기 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로이고, 상기 하류 유로 마다 상기 부토출구가 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 토출구에 처리액을 공급하는 유로가 다단계로 분기되어 있다. 즉, 공급 유로가 복수의 상류 유로에 분기되어 있고 (제 1 분기), 복수의 상류 유로에 포함되는 분기 상류 유로가 복수의 하류 유로에 분기되어 있다 (제 2 분기). 따라서, 분기 상류 유로가 복수의 상류 유로에 포함되어 있지 않은 경우와 비교하여, 토출구의 수를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 더욱 높일 수 있어, 처리의 균일성을 더욱 높일 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 수용하는 챔버를 추가로 포함하고, 상기 분기 상류 유로는, 상기 챔버 내에서 상기 복수의 하류 유로에 분기되어 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 하류 유로의 상류단이 챔버 내에 배치되어 있다. 분기 상류 유로는, 챔버 내에서 복수의 하류 유로에 분기되어 있다. 따라서, 분기 상류 유로가 챔버의 밖에서 분기되어 있는 경우와 비교하여, 각 하류 유로의 길이 (액체가 흐르는 방향의 길이) 를 단축할 수 있다. 이에 의해, 처리액으로부터 하류 유로로의 전열에 의한 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 상류 히터와, 복수의 하류 히터를 추가로 포함하고, 상기 상류 히터는, 상기 공급 유로에 공급되는 처리액을 상류 온도에서 가열하고, 상기 하류 히터는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 상기 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열한다.
이 구성에 의하면, 하류 히터에 의해 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열된 처리액이, 복수의 부상류 유로로부터 복수의 부토출구에 공급되어, 이들 토출구로부터 토출된다. 요컨대, 상류 온도의 처리액이 주토출구로부터 토출되는 한편으로, 상류 온도보다 고온의 처리액이, 부토출구로부터 토출된다. 이와 같이, 기판의 상면에 공급되는 처리액의 온도가 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가하기 때문에, 동일한 온도의 처리액을 각 토출구에 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로와, 복수의 하류 히터와, 하류 교체 유닛을 추가로 포함하고, 상기 복수의 리턴 유로는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 하류 히터는, 상기 리턴 유로와 상기 부상류 유로의 접속 위치보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 가열하고, 상기 하류 교체 유닛은, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 토출구에 공급되는 토출 상태와, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 리턴 유로에 공급되는 토출 정지 상태를 포함하는 복수의 상태의 어느 것으로 바뀐다.
이 구성에 의하면, 토출 정지 중에, 처리액을 상류 유로에 공급하고, 하류 히터에 가열시킨다. 하류 히터에 의해 가열된 처리액은, 복수의 토출구로부터 토출되지 않고, 상류 유로로부터 리턴 유로로 흐른다. 따라서, 토출 정지 중이어도, 하류 히터의 온도가 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 제 1 노즐과, 제 2 노즐을 추가로 포함하고, 상기 복수의 토출구는, 상기 제 1 노즐에 형성된 제 1 토출구와, 상기 제 2 노즐에 형성된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열되어 있고, 상기 제 1 노즐은, 수평한 길이 방향으로 연장되는 제 1 아암부와, 상기 제 1 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 1 선단부를 포함하고, 상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향으로 연장되는 제 2 아암부와, 상기 제 2 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 2 선단부를 포함하고, 상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는, 상기 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열되어 있고, 상기 제 1 아암부의 선단과 상기 제 2 아암부의 선단은, 상기 제 1 아암부의 선단이 상기 회전 축선측에 위치하도록, 평면에서 보아 상기 길이 방향으로 떨어져 있다.
이 구성에 의하면, 제 1 토출구와 제 2 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되어 있다. 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 동일한 길이의 복수의 노즐을 길이 방향에 직교하는 수평 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 폭이 증가한다 (도 9 참조). 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 길이가 상이한 복수의 노즐을 연직 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 높이가 증가한다 (도 10a 및 도 10b 참조).
이에 반하여, 제 1 아암부 및 제 2 아암부를 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열하고, 제 1 아암부의 선단이 회전 축선측에 위치하도록, 제 1 아암부의 선단과 제 2 아암부의 선단을 평면에서 보아 길이 방향으로 어긋나게 하면, 복수의 노즐 전체의 폭 및 높이의 양방을 억제하면서, 복수의 토출구를 평면에서 보아 직경 방향으로 나열할 수 있다 (도 4 참조). 이에 의해, 복수의 노즐이나 대기 포트 등의 관련하는 부재를 소형화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 처리액 공급 시스템은, 공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 토출구와, 제 1 노즐과, 제 2 노즐을 포함한다. 상기 공급 유로는, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 공급 유로로부터 분기되어 있고, 상기 복수의 토출구에 각각 접속되어 있고, 상기 공급 유로로부터 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구를 향하여 안내한다. 상기 복수의 토출구는, 상기 제 1 노즐에 형성된 제 1 토출구와, 상기 제 2 노즐에 형성된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열되어 있고, 상기 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을, 상기 기판의 상면 중앙부를 포함하는 상기 기판의 상면 내의 복수의 위치를 향하여 각각 토출한다. 상기 제 1 노즐은, 수평한 길이 방향으로 연장되는 제 1 아암부와, 상기 제 1 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 1 선단부를 포함한다. 상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향으로 연장되는 제 2 아암부와, 상기 제 2 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 2 선단부를 포함한다. 상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는, 상기 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열되어 있다. 상기 제 1 아암부의 선단과 상기 제 2 아암부의 선단은, 상기 제 1 아암부의 선단이 상기 회전 축선측에 위치하도록, 평면에서 보아 상기 길이 방향으로 떨어져 있다.
이 구성에 의하면, 처리액을 안내하는 공급 유로가, 복수의 상류 유로에 분기되어 있다. 이에 의해, 토출구의 수를 증가시킬 수 있다. 공급 유로를 흐르는 처리액은, 상류 유로로부터 토출구에 공급되어, 회전 축선 주위로 회전하는 기판의 상면을 향하여 토출된다. 복수의 토출구는, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서, 1 개의 토출구에만 처리액을 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 이 구성에 의하면, 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되어 있다. 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 동일한 길이의 복수의 노즐을 길이 방향에 직교하는 수평 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 폭이 증가한다 (도 9 참조). 복수의 토출구가 평면에서 보아 직경 방향으로 나열되도록, 길이가 상이한 복수의 노즐을 연직 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 전체의 높이가 증가한다 (도 10a 및 도 10b 참조).
이에 반하여, 제 1 아암부 및 제 2 아암부를 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열하고, 제 1 아암부의 선단이 회전 축선측에 위치하도록, 제 1 아암부의 선단과 제 2 아암부의 선단을 평면에서 보아 길이 방향으로 어긋나게 하면, 복수의 노즐 전체의 폭 및 높이의 양방을 억제하면서, 복수의 토출구를 평면에서 보아 직경 방향으로 나열할 수 있다 (도 4 참조). 이에 의해, 복수의 노즐이나 대기 포트 등의 관련하는 부재를 소형화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 처리액 공급 시스템은, 공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 하류 히터와, 집합 유로와, 슬릿 토출구를 포함한다. 상기 공급 유로는, 상기 복수의 상류 유로에 분기되어 있고, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내한다. 상기 복수의 상류 유로는, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열된 복수의 부하류단을 갖는 복수의 부상류 유로와, 상기 복수의 부하류단보다 상기 회전 축선측에 배치된 주하류단을 갖는 주상류 유로를 포함한다. 상기 복수의 하류 히터는, 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부하류단에 공급되는 처리액의 온도가 상기 회전 축선으로부터 상기 부하류단까지의 거리가 증가함에 따라 높아지도록 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 가열한다. 상기 집합 유로는, 상기 복수의 부상류 유로에 접속되어 있다. 상기 슬릿 토출구는, 상기 복수의 부상류 유로보다 하류의 위치에서 상기 집합 유로에 접속되어 있고, 평면에서 보아 상기 기판의 상면 중앙부와 상기 기판의 상면 주연부 사이에서 직경 방향으로 연장되는 슬릿상이고, 상기 집합 유로로부터 공급된 처리액을 상기 기판의 상면을 향하여 토출한다. 집합 유로는, 2 개 이상의 부상류 유로에 접속되어 있으면, 모든 부상류 유로에 접속되어 있지 않아도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액이, 공급 유로로부터 복수의 상류 유로에 공급된다. 복수의 상류 유로에 포함되는 복수의 부상류 유로에 공급된 처리액은, 복수의 하류 히터에 의해 가열된다. 복수의 하류 히터에 의해 가열된 처리액은, 복수의 부상류 유로로부터 집합 유로에 공급되어, 슬릿 토출구로부터 기판의 상면을 향하여 토출된다. 이에 의해, 기판의 상면 중앙부와 기판의 상면 주연부 사이에서 직경 방향으로 연장되는 띠상의 액막이, 슬릿 토출구와 기판 사이에 형성되어, 기판의 상면 내의 직선상의 영역에 착액한다.
직경 방향으로 나열된 복수의 토출구로부터 기판의 상면을 향하여 처리액을 토출시키면, 처리액은, 직경 방향으로 떨어진 복수의 착액 위치 (처리액이 최초로 기판에 접촉하는 위치) 에 착액한다. 처리액이 에칭액인 경우, 착액 위치에서의 에칭 레이트 (단위 시간 당의 에칭량) 는, 인접하는 2 개의 착액 위치 사이의 위치에서의 에칭 레이트보다 높다. 그 때문에, 처리의 균일성이 저하하게 된다. 따라서, 슬릿 토출구로부터 토출된 처리액을 직경 방향으로 연속된 직선상의 영역에 착액시킴으로써, 이와 같은 균일성의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 복수의 부상류 유로의 복수의 부하류단에 공급되는 처리액의 온도는, 회전 축선으로부터 부하류단까지의 거리가 증가함에 따라 높아진다. 복수의 부하류단의 바로 아래의 위치에는, 복수의 부하류단에 공급된 처리액과 동일 또는 대략 동일한 온도의 처리액이 착액한다. 이에 반하여, 상기 바로 아래의 위치 사이의 위치에는, 인접하는 2 개의 복수의 부하류단에 공급된 처리액의 혼합액이 착액한다. 요컨대, 서로 상이한 온도의 처리액이 인접하는 2 개의 복수의 부하류단에 공급되고, 이 2 개의 온도 사이의 온도의 처리액이, 상기 바로 아래의 위치 사이의 위치에 착액한다.
이와 같이, 슬릿 토출구의 각 위치에서의 처리액의 온도가, 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 단계적 또는 연속적으로 증가하기 때문에, 균일한 온도의 처리액을 슬릿 토출구로부터 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 상에서의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리의 균일성을 더욱 높일 수 있다. 따라서, 기판의 상면 중앙부에만 처리액을 착액시키는 경우와 비교하여, 기판에 공급되는 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 기판의 처리에 있어서, 동일 품질의 처리액을 기판의 각 부에 공급하는 것은, 처리의 균일성 향상에 대하여 중요하다. 상류 유로 마다 탱크나 필터 등이 형성되어 있는 경우, 어느 상류 유로에 공급되는 처리액과는 품질이 상이한 처리액이 다른 상류 유로에 공급될 수 있다. 이에 반하여, 본 실시형태에서는, 동일한 유로 (공급 유로) 내의 처리액을 각 상류 유로에 공급한다. 이에 의해, 동일 품질의 처리액을 기판의 각 부에 공급할 수 있다. 또한, 상류 유로 마다 탱크나 필터 등이 형성되어 있는 구성과 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있어, 메인터넌스 작업을 간소화할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 1 개의 특징이, 상기 기판 처리 장치에 더해져도 된다.
상기 슬릿 토출구는, 평면에서 보아 상기 기판의 상면 중앙부로부터 상기 기판의 상면 주연부까지 직경 방향으로 연장되어 있다.
이 구성에 의하면, 슬릿 토출구가, 평면에서 보아 기판의 상면 중앙부 및 상면 주연부와 겹쳐 있다. 슬릿 토출구로부터 토출된 처리액은, 기판의 상면 중앙부 및 상면 주연부를 포함하는 직선상의 영역에 동시에 착액한다. 슬릿 토출구는, 회전하고 있는 기판의 상면을 향하여 처리액을 토출한다. 기판과 상기 직선상의 영역의 상대적인 위치 관계는, 기판의 회전에 의해 변화한다. 이에 의해, 처리액이 기판의 상면 전역에 착액하기 때문에, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
평면에서 보았을 때, 상기 슬릿 토출구의 폭은, 상기 부상류 유로의 상기 부하류단의 폭, 예를 들어 상기 부하류단의 폭의 최대치보다 작다. 폭은, 직경 방향 (슬릿 토출구의 길이 방향) 에 직교하는 수평 방향에 대한 길이를 의미한다.
이 구성에 의하면, 슬릿 토출구의 폭이 좁기 때문에, 부상류 유로에 공급된 처리액의 일부는, 슬릿 토출구에 도달하기 전에 집합 유로 내에서 길이 방향으로 확산되고, 부상류 유로에 공급된 나머지 처리액은, 집합 유로 내에서 슬릿 토출구의 길이 방향으로 확산되지 않고 슬릿 토출구에 도달한다. 그 때문에, 처리액의 일부는, 다른 부상류 유로에 공급된 처리액과 집합 유로의 내부 또는 기판과 슬릿 토출구 사이의 공간에서 혼합된다. 이에 의해, 기판에 공급되는 처리액의 온도를, 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 단계적 또는 연속적으로 증가시킬 수 있다.
상기 집합 유로의 하류단의 폭은, 상기 슬릿 토출구의 폭과 동등하다. 상기 집합 유로의 상류단의 폭은, 상기 부하류단의 폭 이상인 것이 바람직하다. 상기 집합 유로의 폭은, 상류단으로부터 하류단까지 연속적으로 감소하고 있어도 되고, 단계적으로 감소하고 있어도 된다. 집합 유로의 상류단의 폭이 부하류단의 폭 이상인 경우, 집합 유로 내에서의 처리액의 흐름이, 집합 유로의 상류단에서 잘 방해 받지 않는다. 따라서, 집합 유로의 상류단의 폭이 부하류단의 폭 미만인 경우와 비교하여, 슬릿 토출구로부터 토출되는 처리액의 압력 저하를 저감시킬 수 있다.
상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로와, 하류 교체 유닛을 추가로 포함하고, 상기 복수의 리턴 유로는, 상기 복수의 하류 히터보다 하류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 하류 교체 유닛은, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 슬릿 토출구에 공급되는 토출 상태와, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 리턴 유로에 공급되는 토출 정지 상태를 포함하는 복수의 상태의 어느 것으로 바뀐다.
이 구성에 의하면, 토출 정지 중에, 처리액을 상류 유로에 공급하고, 하류 히터에 가열시킨다. 하류 히터에 의해 가열된 처리액은, 슬릿 토출구로부터 토출되지 않고, 상류 유로로부터 리턴 유로로 흐른다. 따라서, 토출 정지 중이어도, 하류 히터의 온도가 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 처리액 공급 시스템을 나타내는 모식도로, 토출 상태의 처리액 공급 시스템을 나타내고 있다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 처리액 공급 시스템을 나타내는 모식도로, 토출 정지 상태의 처리액 공급 시스템을 나타내고 있다.
도 3 은 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 4 는 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 5 는 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 6 은 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 7 은 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판의 처리의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 8 은 기판의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 관련된 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 10a 및 도 10b 는, 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 복수의 노즐을 나타내는 모식도이다. 도 10a 는 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 정면도이고, 도 10b 는 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 11 은 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 관련된 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 12 는 제 1 실시형태의 제 4 변형예에 관련된 약액의 토출 시기를 나타내는 타임 차트이다.
도 13 은 제 1 실시형태의 제 5 변형예에 관련된 토출 위치 조정 유닛을 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 14 는 처리 전후에 있어서의 박막의 두께와 기판에 공급되는 처리액의 온도의 이미지를 나타내는 그래프이다.
도 15 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 16 은 기판의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 17 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 복수의 노즐 및 복수의 기체 노즐을 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 18 은 복수의 노즐 및 복수의 기체 노즐을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 19 는 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판의 처리의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 20 은 기판의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 21 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 처리액 공급 시스템을 나타내는 모식도로, 토출 상태의 처리액 공급 시스템을 나타내고 있다.
도 22 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 처리액 공급 시스템을 나타내는 모식도로, 토출 정지 상태의 처리액 공급 시스템을 나타내고 있다.
도 23 은 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 24 는 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 25 는 수평으로 본 복수의 노즐 및 노즐 헤드를 나타내는 모식적인 부분 단면도이다.
도 26 은 복수의 노즐 및 노즐 헤드를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 27 은 복수의 노즐 및 노즐 헤드를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 28 은 기판의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 29a 및 도 29b 는, 제 4 실시형태의 제 2 변형예에 관련된 복수의 노즐을 나타내는 모식도이다. 도 29a 는 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 정면도이고, 도 29b 는 복수의 노즐을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 30 은 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 복수의 노즐 및 노즐 헤드를 수평으로 보았을 때의 모식적인 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 처리액 공급 시스템을 나타내는 모식도이다. 도 1 은 토출 상태의 처리액 공급 시스템을 나타내고 있고, 도 2 는 토출 정지 상태의 처리액 공급 시스템을 나타내고 있다.
기판 처리 장치 (1) 는 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는 처리액으로 기판 (W) 을 처리하는 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 에 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (도시 생략) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다. 제어 장치 (3) 는 연산부와 기억부를 포함하는 컴퓨터이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 처리 유닛 (2) 에 대한 처리액의 공급 및 공급 정지를 제어하는 밸브 (51) 등의 유체 기기를 수용하는 복수의 유체 박스 (5) 와, 유체 박스 (5) 를 통하여 처리 유닛 (2) 에 공급되는 처리액을 저류하는 탱크 (41) 를 수용하는 복수의 저류 박스 (6) 를 포함한다. 처리 유닛 (2) 및 유체 박스 (5) 는 기판 처리 장치 (1) 의 프레임 (4) 안에 배치되어 있다. 처리 유닛 (2) 의 챔버 (7) 와 유체 박스 (5) 는, 수평 방향으로 나열되어 있다. 저류 박스 (6) 는 프레임 (4) 의 밖에 배치되어 있다. 저류 박스 (6) 는 프레임 (4) 안에 배치되어 있어도 된다.
도 3 은 처리 유닛 (2) 의 내부를 나타내는 모식적인 정면도이다. 도 4 는 처리 유닛 (2) 의 내부를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 상자형의 챔버 (7) 와, 챔버 (7) 내에서 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서 기판 (W) 의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 (A1) 주위로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (11) 과, 기판 (W) 으로부터 배출된 처리액을 수용하는 통상의 컵 (15) 을 포함한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (7) 는 기판 (W) 이 통과하는 반입 반출구 (8a) 가 형성된 상자형의 격벽 (8) 과, 반입 반출구 (8a) 를 개폐하는 셔터 (9) 를 포함한다. 셔터 (9) 는 반입 반출구 (8a) 가 열리는 개위치와, 반입 반출구 (8a) 가 닫히는 폐위치 (도 4 에 나타내는 위치) 사이에서, 격벽 (8) 에 대하여 이동 가능하다. 도시하지 않은 반송 로봇은, 반입 반출구 (8a) 를 통해서 챔버 (7) 에 기판 (W) 을 반입하고, 반입 반출구 (8a) 를 통해서 챔버 (7) 로부터 기판 (W) 을 반출한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (11) 은 수평한 자세로 유지된 원판상의 스핀 베이스 (12) 와, 스핀 베이스 (12) 의 상방에서 기판 (W) 을 수평한 자세로 유지하는 복수의 척 핀 (13) 과, 복수의 척 핀 (13) 을 회전시킴으로써 회전 축선 (A1) 주위로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 모터 (14) 를 포함한다. 스핀 척 (11) 은 복수의 척 핀 (13) 을 기판 (W) 의 주단면에 접촉시키는 협지식의 척에 한정하지 않고, 비디바이스 형성면인 기판 (W) 의 이면 (하면) 을 스핀 베이스 (12) 의 상면에 흡착시킴으로써 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 버큠식의 척이어도 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 컵 (15) 은, 스핀 척 (11) 을 회전 축선 (A1) 주위로 둘러싸는 통상의 스플래시 가드 (17) 와, 스플래시 가드 (17) 를 회전 축선 (A1) 주위로 둘러싸는 원통상의 외벽 (16) 을 포함한다. 처리 유닛 (2) 은 스플래시 가드 (17) 의 상단이 스핀 척 (11) 에 의한 기판 (W) 의 유지 위치보다 상방에 위치하는 상위치 (도 3 에 나타내는 위치) 와, 스플래시 가드 (17) 의 상단이 스핀 척 (11) 에 의한 기판 (W) 의 유지 위치보다 하방에 위치하는 하위치 사이에서, 스플래시 가드 (17) 를 연직으로 승강시키는 가드 승강 유닛 (18) 을 포함한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은 스핀 척 (11) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 하방으로 토출하는 린스액 노즐 (21) 을 포함한다. 린스액 노즐 (21) 은 린스액 밸브 (23) 가 개재된 린스액 배관 (22) 에 접속되어 있다. 처리 유닛 (2) 은 처리 위치와 대기 위치 사이에서 린스액 노즐 (21) 을 이동시키는 노즐 이동 유닛을 구비하고 있어도 된다.
린스액 밸브 (23) 가 열리면, 린스액이, 린스액 배관 (22) 으로부터 린스액 노즐 (21) 에 공급되고, 린스액 노즐 (21) 로부터 토출된다. 린스액은, 예를 들어, 순수 (탈이온수 : Deionized water) 이다. 린스액은, 순수에 한정하지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수의 어느 것이어도 된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은 약액을 하방으로 토출하는 복수의 노즐 (26) (제 1 노즐 (26A), 제 2 노즐 (26B), 제 3 노즐 (26C), 및 제 4 노즐 (26D)) 과, 복수의 노즐 (26) 의 각각을 유지하는 홀더 (25) 와, 홀더 (25) 를 이동시킴으로써, 처리 위치 (도 4 에서 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 와 대기 위치 (도 4 에서 실선으로 나타내는 위치) 사이에서 복수의 노즐 (26) 을 이동시키는 노즐 이동 유닛 (24) 을 포함한다.
약액의 대표예는, TMAH (테트라메틸암모늄하이드로옥사이드) 등의 에칭액이나, SPM (황산 및 과산화수소수를 포함하는 혼합액) 등의 레지스트 박리액이다. 약액은, TMAH 및 SPM 에 한정하지 않고, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어 시트르산, 옥살산 등), TMAH 이외의 유기 알칼리, 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이어도 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 각 노즐 (26) 은 홀더 (25) 에 의해 한쪽으로 지지된 노즐 본체 (27) 를 포함한다. 노즐 본체 (27) 는 홀더 (25) 로부터 수평한 길이 방향 (D1) 으로 연장되는 아암부 (28) 와, 아암부 (28) 의 선단 (28a) 으로부터 하방으로 연장되는 선단부 (29) 를 포함한다. 아암부 (28) 의 선단 (28a) 은, 평면에서 보았을 때 홀더 (25) 로부터 길이 방향 (D1) 으로 가장 먼 부분을 의미한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 복수의 아암부 (28) 는 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로, 길이 방향 (D1) 에 직교하는 수평한 배열 방향 (D2) 으로 나열되어 있다. 복수의 아암부 (28) 는 동일한 높이에 배치되어 있다. 배열 방향 (D2) 에 인접하는 2 개의 아암부 (28) 의 간격은, 다른 어느 것의 간격과 동일해도 되고, 다른 간격의 적어도 1 개와 상이해도 된다. 도 4 는 복수의 아암부 (28) 가 등간격으로 배치되어 있는 예를 나타내고 있다.
길이 방향 (D1) 에 대한 복수의 아암부 (28) 의 길이는, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 짧아지고 있다. 복수의 노즐 (26) 의 선단 (복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a)) 은, 길이 방향 (D1) 에 관해서 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 나열되도록 길이 방향 (D1) 으로 어긋나 있다. 복수의 노즐 (26) 의 선단은, 평면에서 보아 직선상으로 나열되어 있다.
노즐 이동 유닛 (24) 은, 컵 (15) 의 주위에서 연직으로 연장되는 노즐 회동 축선 (A2) 주위로 홀더 (25) 를 회동시킴으로써, 평면에서 보아 기판 (W) 을 통과하는 원호상의 경로를 따라 복수의 노즐 (26) 을 이동시킨다. 이에 의해, 처리 위치와 대기 위치 사이에서 복수의 노즐 (26) 이 수평으로 이동한다. 처리 유닛 (2) 은 복수의 노즐 (26) 의 대기 위치의 하방에 배치된 유저 통상의 대기 포트 (35) 를 포함한다. 대기 포트 (35) 는 평면에서 보아 컵 (15) 의 주위에 배치되어 있다.
처리 위치는, 복수의 노즐 (26) 로부터 토출된 약액이 기판 (W) 의 상면에 착액하는 위치이다. 처리 위치에서는, 복수의 노즐 (26) 과 기판 (W) 이 평면에서 보아 겹치고, 복수의 노즐 (26) 의 선단이, 평면에서 보았을 때, 회전 축선 (A1) 측으로부터 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 직경 방향 (Dr) 으로 나열된다. 이 때, 제 1 노즐 (26A) 의 선단은, 평면에서 보아 기판 (W) 의 중앙부와 겹치고, 제 4 노즐 (26D) 의 선단은, 평면에서 보아 기판 (W) 의 주연부와 겹친다.
대기 위치는, 복수의 노즐 (26) 과 기판 (W) 이 평면에서 보아 겹치지 않도록, 복수의 노즐 (26) 이 퇴피한 위치이다. 대기 위치에서는, 복수의 노즐 (26) 의 선단이, 평면에서 보아 컵 (15) 의 외주면 (외벽 (16) 의 외주면) 을 따르도록 컵 (15) 의 외측에 위치하고, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 둘레 방향 (회전 축선 (A1) 주위의 방향) 으로 나열된다. 복수의 노즐 (26) 은 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지도록 배치된다.
다음으로, 도 5 및 도 6 을 참조하여, 복수의 노즐 (26) 에 대하여 설명한다. 그 후, 처리액 공급 시스템에 대하여 설명한다.
이하의 설명에서는, 제 1 노즐 (26A) 에 대응하는 구성의 선두 및 말미에, 각각 「제 1」 및 「A」 를 부여하는 경우가 있다. 예를 들어, 제 1 노즐 (26A) 에 대응하는 상류 유로 (48) 를, 「제 1 상류 유로 (48A)」 라고 하는 경우가 있다. 제 2 노즐 (26B) ∼ 제 4 노즐 (26D) 에 대응하는 구성에 대해서도 동일하다.
또한, 이하의 설명에서는, 상류 히터 (43) 에 의한 처리액의 가열 온도를 상류 온도라고 하고, 하류 히터 (53) 에 의한 처리액의 가열 온도를 하류 온도라고 하는 경우가 있다. 제 2 하류 히터 (53) ∼ 제 4 하류 히터 (53) 에 의한 처리액의 가열 온도를, 각각, 제 2 하류 온도 ∼ 제 4 가열 온도라고 하는 경우도 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 노즐 본체 (27) 는, 처리액을 안내하는 수지 튜브 (30) 와, 수지 튜브 (30) 를 둘러싸는 단면 통상의 심금 (31) 과, 심금 (31) 의 외면을 덮는 단면 통상의 수지 코팅 (32) 을 포함한다. 제 1 노즐 (26A) 이외의 각 노즐 (26) 은, 또한 노즐 본체 (27) 의 선단부 (29) 에 장착된 노즐 헤드 (33) 를 포함한다.
노즐 본체 (27) 는, 노즐 본체 (27) 를 따라 연장되는 1 개의 유로를 형성하고 있다. 노즐 헤드 (33) 는 노즐 본체 (27) 로부터 공급된 처리액을 안내하는 복수의 유로를 형성하고 있다. 노즐 본체 (27) 의 유로는, 노즐 본체 (27) 의 외면에서 개구하는 토출구 (34) 를 형성하고 있다. 노즐 헤드 (33) 의 복수의 유로는, 노즐 헤드 (33) 의 외면에서 개구하는 복수의 토출구 (34) 를 형성하고 있다. 노즐 본체 (27) 의 유로는, 후술하는 상류 유로 (48) 의 일부에 상당한다. 노즐 헤드 (33) 의 각 유로는, 후술하는 하류 유로 (52) 에 상당한다. 제 1 상류 유로 (48A) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단은, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다.
도 5 및 도 6 은 복수의 노즐 (26) 에 형성된 토출구 (34) 의 총수가, 10 개인 예를 나타내고 있다. 제 1 노즐 (26A) 은, 노즐 본체 (27) 에 형성된 1 개의 토출구 (34) 를 포함한다. 제 1 노즐 (26A) 이외의 각 노즐 (26) 은, 노즐 헤드 (33) 에 형성된 3 개의 토출구 (34) 를 포함한다. 동일한 노즐 헤드 (33) 에 형성된 3 개의 토출구 (34) 는, 3 개의 토출구 (34) 중에서 회전 축선 (A1) 에 가장 가까운 내측 토출구와, 3 개의 토출구 (34) 중에서 회전 축선 (A1) 으로부터 가장 먼 외측 토출구와, 내측 토출구와 외측 토출구 사이에 배치된 중간 토출구에 의해 구성되어 있다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 복수의 토출구 (34) 는 평면에서 보아 직선상으로 나열되어 있다. 양단의 2 개의 토출구 (34) 의 간격은, 기판 (W) 의 반경 이하이다. 인접하는 2 개의 토출구 (34) 의 간격은, 다른 어느 것의 간격과 동일해도 되고, 다른 간격의 적어도 1 개와 상이해도 된다. 또한, 복수의 토출구 (34) 는 동일한 높이에 배치되어 있어도 되고, 2 개 이상의 상이한 높이에 배치되어 있어도 된다.
복수의 노즐 (26) 이 처리 위치에 배치되면, 복수의 토출구 (34) 는 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리 (평면에서 보아 최단 거리) 가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된다. 이 때, 복수의 토출구 (34) 중에서 회전 축선 (A1) 에 가장 가까운 최내 토출구 (제 1 토출구 (34A)) 는, 기판 (W) 의 중앙부의 상방에 배치되고, 복수의 토출구 (34) 중에서 회전 축선 (A1) 으로부터 가장 먼 최외 토출구 (제 4 토출구 (34D)) 는, 기판 (W) 의 주연부의 상방에 배치된다. 복수의 토출구 (34) 는 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열된다.
제 1 노즐 (26A) 에 형성된 제 1 토출구 (34A) 는, 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 처리액을 토출하는 주토출구이다. 제 1 노즐 (26A) 이외의 각 노즐 (26) 에 형성된 제 2 토출구 (34B) ∼ 제 4 토출구 (34D) 는, 중앙부 이외의 기판 (W) 의 상면의 일부를 향하여 처리액을 토출하는 복수의 부토출구이다. 제 1 토출구 (34A) 에 접속된 제 1 상류 유로 (48A) 는, 주상류 유로이고, 제 2 토출구 (34B) ∼ 제 4 토출구 (34D) 에 접속된 제 2 상류 유로 (48B) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 는, 복수의 부상류 유로이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 각 토출구 (34) 는, 기판 (W) 의 상면에 대하여 수직의 토출 방향으로 약액을 토출한다. 복수의 토출구 (34) 는, 기판 (W) 의 상면 내의 복수의 착액 위치를 향하여 약액을 토출한다. 복수의 착액 위치는, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 별도의 위치이다. 복수의 착액 위치 중에서 회전 축선 (A1) 에 가장 가까운 착액 위치를 제 1 착액 위치라고 하고, 복수의 착액 위치 중에서 2 번째로 회전 축선 (A1) 에 가까운 착액 위치를 제 2 착액 위치라고 하면, 제 1 토출구 (34A) 로부터 토출된 약액은, 제 1 착액 위치에 착액하고, 제 2 토출구 (34B) 로부터 토출된 약액은, 제 2 착액 위치에 착액한다.
다음으로, 도 1 및 도 2 를 참조하여, 처리액 공급 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
처리액 공급 시스템은, 약액을 저류하는 약액 탱크 (41) 와, 약액 탱크 (41) 로부터 보내진 약액을 안내하는 약액 유로 (42) 와, 약액 유로 (42) 내를 흐르는 약액을 실온 (예를 들어 20 ∼ 30 ℃) 보다 높은 상류 온도에서 가열함으로써 약액 탱크 (41) 내의 약액의 온도를 조정하는 상류 히터 (43) 와, 약액 탱크 (41) 내의 약액을 약액 유로 (42) 에 보내는 펌프 (44) 와, 약액 유로 (42) 내의 약액을 약액 탱크 (41) 로 되돌리는 순환 유로 (40) 를 포함한다.
처리액 공급 시스템은, 약액 유로 (42) 를 개폐하는 공급 밸브 (45) 와, 순환 유로 (40) 를 개폐하는 순환 밸브 (46) 와, 약액 유로 (42) 에 접속된 공급 유로 (47) 를 포함한다. 상류 교체 유닛은, 공급 밸브 (45) 를 포함한다.
처리액 공급 시스템은, 공급 유로 (47) 로부터 공급된 액체를 복수의 토출구 (34) 를 향하여 안내하는 복수의 상류 유로 (48) 와, 복수의 상류 유로 (48) 내를 흐르는 액체의 유량을 검출하는 복수의 유량계 (49) 와, 복수의 상류 유로 (48) 내를 흐르는 액체의 유량을 변경하는 복수의 유량 조정 밸브 (50) 와, 복수의 상류 유로 (48) 를 각각 개폐하는 복수의 토출 밸브 (51) 를 포함한다. 도시는 하지 않지만, 유량 조정 밸브 (50) 는, 유로를 개폐하는 밸브 본체와, 밸브 본체의 개도를 변경하는 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는, 공압 액추에이터 또는 전동 액추에이터여도 되고, 이들 이외의 액추에이터여도 된다.
처리액 공급 시스템은, 상류 유로 (48) 로부터 공급된 액체를 복수의 토출구 (34) 를 향하여 안내하는 복수의 하류 유로 (52) 를 포함한다. 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 각 상류 유로 (48) 의 하류단은, 복수의 하류 유로 (52) 에 분기되어 있다. 요컨대, 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 각 상류 유로 (48) 는, 복수의 하류 유로 (52) 에 분기된 분기 상류 유로이다.
도 1 및 도 2 에서는, 분기 상류 유로가 2 개의 하류 유로 (52) 에 분기되어 있는 예를 나타내고 있다. 도 5 에서는, 분기 상류 유로가 3 개의 하류 유로 (52) 에 분기되어 있는 예를 나타내고 있다. 제 2 상류 유로 (48B) 로부터 분기한 3 개의 하류 유로 (52) 는 각각, 동일한 노즐 헤드 (33) 에 형성된 3 개의 토출구 (34) (내측 토출구, 중간 토출구, 및 외측 토출구) 에 접속되어 있다. 제 3 상류 유로 (48C) 및 제 4 상류 유로 (48D) 에 대해서도, 제 2 상류 유로 (48B) 와 동일하다. 제 1 상류 유로 (48A) 는, 제 1 노즐 (26A) 에 형성된 제 1 토출구 (34A) 에 접속되어 있다.
처리액 공급 시스템은, 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 내를 흐르는 액체를 상류 온도보다 높은 하류 온도에서 가열하는 복수의 하류 히터 (53) 를 포함한다. 처리액 공급 시스템은, 또한 복수의 하류 히터 (53) 보다 하류의 위치에서 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 에 각각 접속된 복수의 리턴 유로 (54) 와, 복수의 리턴 유로 (54) 를 각각 개폐하는 복수의 리턴 밸브 (55) 를 포함한다. 하류 교체 유닛은, 복수의 토출 밸브 (51) 와 복수의 리턴 밸브 (55) 를 포함한다.
처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로 (54) 로부터 공급된 약액을 냉각시키는 쿨러 (56) 와, 쿨러 (56) 로부터 약액 탱크 (41) 에 약액을 안내하는 탱크 회수 유로 (57) 를 포함한다. 복수의 리턴 유로 (54) 로부터 쿨러 (56) 에 공급된 약액은, 쿨러 (56) 에 의해 상류 온도에 가까워진 후, 탱크 회수 유로 (57) 를 통하여 약액 탱크 (41) 에 안내된다. 쿨러 (56) 는, 수냉 유닛 또는 공냉 유닛이어도 되고, 이들 이외의 냉각 유닛이어도 된다.
다음으로, 도 1 을 참조하여, 복수의 토출구 (34) 가 약액을 토출하는 토출 상태의 처리액 공급 시스템에 대하여 설명한다. 도 1 에서는, 열려 있는 밸브를 흑색으로 나타내고 있고, 닫혀 있는 밸브를 백색으로 나타내고 있다.
약액 탱크 (41) 내의 약액은, 펌프 (44) 에 의해 약액 유로 (42) 에 보내진다. 펌프 (44) 에 의해 보내진 약액은, 상류 히터 (43) 에 의해 가열된 후, 약액 유로 (42) 로부터 공급 유로 (47) 에 흘러, 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 흐른다. 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) (분기 상류 유로) 에 공급된 약액은, 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 후, 복수의 하류 유로 (52) 에 흐른다.
제 1 상류 유로 (48A) 내의 약액은, 제 1 노즐 (26A) 에 형성된 1 개의 제 1 토출구 (34A) 에 공급된다. 제 2 상류 유로 (48B) 내의 약액은, 복수의 하류 유로 (52) 를 통하여, 제 2 노즐 (26B) 에 형성된 복수의 제 2 토출구 (34B) 에 공급된다. 제 3 상류 유로 (48C) 및 제 4 상류 유로 (48D) 에 대해서도, 제 2 상류 유로 (48B) 와 동일하다. 이에 의해, 모든 토출구 (34) 로부터 약액이 토출된다.
하류 히터 (53) 에 의한 처리액의 가열 온도 (하류 온도) 는, 상류 히터 (43) 에 의한 처리액의 가열 온도 (상류 온도) 보다 높다. 제 2 ∼ 제 4 하류 온도는, 제 2 ∼ 제 4 하류 온도의 순서로 높아지고 있다. 제 1 토출구 (34A) 는, 상류 온도의 약액을 토출한다. 각 제 2 토출구 (34B) 는, 제 2 하류 온도의 약액을 토출한다. 각 제 3 토출구 (34C) 는, 제 3 하류 온도의 약액을 토출하고, 각 제 4 토출구 (34D) 는, 제 4 하류 온도의 약액을 토출한다. 따라서, 복수의 토출구 (34) 로부터 토출되는 약액의 온도는, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가한다.
다음으로, 도 2 를 참조하여, 복수의 토출구 (34) 로부터의 약액의 토출이 정지된 토출 정지 상태의 처리액 공급 시스템에 대하여 설명한다. 도 2 에서는, 열려 있는 밸브를 흑색으로 나타내고 있고, 닫혀 있는 밸브를 백색으로 나타내고 있다.
약액 탱크 (41) 내의 약액은, 펌프 (44) 에 의해 약액 유로 (42) 에 보내진다. 펌프 (44) 에 의해 보내진 약액의 일부는, 상류 히터 (43) 에 의해 가열된 후, 순환 유로 (40) 를 통하여 약액 탱크 (41) 로 돌아온다. 펌프 (44) 에 의해 보내진 나머지의 약액은, 약액 유로 (42) 로부터 공급 유로 (47) 에 흘러, 공급 유로 (47) 로부터 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 에 흐른다.
제 2 상류 유로 (48B) 내의 약액은, 제 2 상류 유로 (48B) 에 대응하는 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 후, 리턴 유로 (54) 를 통하여 쿨러 (56) 로 흐른다. 제 3 상류 유로 (48C) 및 제 4 상류 유로 (48D) 에 대해서는, 제 2 상류 유로 (48B) 와 동일하다. 쿨러 (56) 에 공급된 약액은, 쿨러 (56) 로 냉각된 후, 탱크 회수 유로 (57) 를 통하여 약액 탱크 (41) 로 돌아온다. 이에 의해, 펌프 (44) 에 의해 약액 유로 (42) 에 보내진 모든 약액이, 약액 탱크 (41) 로 돌아온다.
처리액의 온도는, 기판 (W) 의 처리에 큰 영향을 미치는 경우가 있다. 토출 정지 중에 하류 히터 (53) 를 정지시키면, 하류 히터 (53) 의 운전을 재개했을 때에, 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 처리액의 온도가 의도하는 온도에서 안정되기까지 시간이 걸린다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 없고, 스루풋이 저하한다.
전술한 바와 같이, 토출 정지 중이어도, 약액을 하류 히터 (53) 에 계속 흘려, 하류 히터 (53) 에 약액을 가열시킨다. 이에 의해, 하류 히터 (53) 의 온도가 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 또한, 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 약액을 약액 탱크 (41) 에 되돌리기 때문에, 약액의 소비량을 저감시킬 수 있다. 게다가, 쿨러 (56) 에 의해 냉각된 약액을 약액 탱크 (41) 에 되돌리기 때문에, 약액 탱크 (41) 내의 약액의 온도의 변동을 억제할 수 있다.
도 7 은 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 (W) 의 처리의 일례를 설명하기 위한 공정도이다. 이하의 각 동작은, 제어 장치 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 이하에서는 도 3 및 도 4 를 참조한다. 도 7 에 대해서는 적절히 참조한다.
처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피하고 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 반송 로봇의 핸드 (도시 생략) 에 의해, 기판 (W) 이 챔버 (7) 내에 반입된다. 이에 의해, 표면이 위로 향해진 상태로 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진다. 그 후, 반송 로봇의 핸드가 챔버 (7) 의 내부로부터 퇴피하고, 챔버 (7) 의 반입 반출구 (8a) 가 셔터 (9) 로 닫힌다.
기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓인 후에는, 복수의 척 핀 (13) 이 기판 (W) 의 주연부에 가압되고, 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 에 의해 파지된다. 또한, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 하위치로부터 상위치로 이동시킨다. 이에 의해, 스플래시 가드 (17) 의 상단이 기판 (W) 보다 상방에 배치된다. 그 후, 스핀 모터 (14) 가 구동되어, 기판 (W) 의 회전이 개시된다. 이에 의해, 기판 (W) 이 소정의 액처리 속도 (예를 들어 수백 rpm) 로 회전한다.
다음으로, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 대기 위치로부터 처리 위치에 이동시킨다. 이에 의해, 복수의 토출구 (34) 가 평면에서 보아 기판 (W) 과 겹친다. 그 후, 복수의 토출 밸브 (51) 등이 제어되어, 약액이 복수의 노즐 (26) 로부터 동시에 토출된다 (도 7 의 스텝 S1). 복수의 노즐 (26) 은, 노즐 이동 유닛 (24) 이 복수의 노즐 (26) 을 정지시키고 있는 상태에서 약액을 토출한다. 복수의 토출 밸브 (51) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 동시에 정지된다 (도 7 의 스텝 S2). 그 후, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 처리 위치로부터 대기 위치에 이동시킨다.
복수의 노즐 (26) 로부터 토출된 약액은, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면에 착액한 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방 (회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지는 방향) 으로 흐른다. 기판 (W) 의 상면 주연부에 이른 약액은, 기판 (W) 의 주위로 비산하여, 스플래시 가드 (17) 의 내주면에 수용된다. 이와 같이 하여, 약액이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 약액의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역이 약액으로 처리된다.
복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 정지된 후에는, 린스액 밸브 (23) 가 열리고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액 (순수) 의 토출이 개시된다 (도 7 의 스텝 S3). 이에 의해, 기판 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 씻겨 나가고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막이 형성된다. 린스액 밸브 (23) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 린스액 밸브 (23) 가 닫히고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다 (도 7 의 스텝 S4).
린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된 후에는, 기판 (W) 이 스핀 모터 (14) 에 의해 회전 방향으로 가속되어, 액처리 속도보다 큰 건조 속도 (예를 들어 수천 rpm) 로 기판 (W) 이 회전한다 (도 7 의 스텝 S5). 이에 의해, 기판 (W) 에 부착되어 있는 린스액이 기판 (W) 의 주위로 튀어, 기판 (W) 이 건조된다. 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (14) 및 기판 (W) 의 회전이 정지된다.
기판 (W) 의 회전이 정지된 후에는, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 상위치로부터 하위치에 이동시킨다. 또한, 복수의 척 핀 (13) 에 의한 기판 (W) 의 유지가 해제된다. 반송 로봇은, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피되어 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드를 챔버 (7) 의 내부에 진입시킨다. 그 후, 반송 로봇은, 핸드에 의해 스핀 척 (11) 상의 기판 (W) 을 취하고, 이 기판 (W) 을 챔버 (7) 로부터 반출한다.
도 8 은 기판 (W) 의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 8 에 나타내는 측정치 A ∼ 측정치 C 에 있어서의 기판 (W) 의 처리 조건은, 약액을 토출하는 노즐을 제외하고, 동일하다.
측정치 A 는, 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 토출구 (34) (10 개의 토출구 (34)) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 B 는, 모든 노즐 헤드 (33) 가 제거된 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 토출구 (34) (4 개의 토출구 (34)) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다. 즉, 측정치 B 는, 4 개의 노즐 본체 (27) 에 각각 형성된 4 개의 토출구 (34) (제 1 토출구 (34A) 에 상당하는 것) 에 약액을 토출시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 C 는, 1 개의 토출구 (34) 에만 약액을 토출시키고, 약액의 착액 위치를 기판 (W) 의 상면 중앙부에서 고정시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 C 에서는, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 에칭량이 감소하고 있고, 에칭량의 분포가 산형 (山形) 의 곡선을 나타내고 있다. 요컨대, 에칭량은, 약액의 착액 위치에서 가장 크고, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소하고 있다. 이에 반하여, 측정치 A 및 측정치 B 에서는, 측정치 C 와 비교하여, 기판 (W) 의 중앙부 이외의 위치에서의 에칭량이 증가하고 있어, 에칭의 균일성이 대폭 개선되어 있다.
측정치 B 에서는, 7 개의 산이 형성되어 있다. 정중앙의 산의 정점은, 가장 내측의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 그 외측의 2 개의 산의 정점은, 내측으로부터 2 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다. 더욱 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 3 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 가장 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 4 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다.
측정치 A 에서는, 측정치 B 와 마찬가지로, 복수의 착액 위치에 대응하는 복수의 산이 형성되어 있다. 측정치 B 에서는, 토출구 (34) 의 수가 4 개인 데에 반하여, 측정치 A 에서는, 토출구 (34) 의 수가 10 개이기 때문에, 산의 수가 증가하고 있다. 또한 측정치 B 와 비교하여, 에칭량의 분포를 나타내는 선이, 좌우 방향으로 연장되는 직선 (에칭량이 일정한 직선) 에 가까워지고 있어, 에칭의 균일성이 개선되어 있다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, 처리액을 안내하는 공급 유로 (47) 가, 복수의 상류 유로 (48) 에 분기되어 있다. 이에 의해, 토출구 (34) 의 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 복수의 하류 유로 (52) 에 분기한 분기 상류 유로가 복수의 상류 유로 (48) 에 포함되어 있기 때문에, 토출구 (34) 의 수를 더욱 증가시킬 수 있다.
공급 유로 (47) 를 흐르는 처리액은, 상류 유로 (48) 또는 하류 유로 (52) 로부터 토출구 (34) 에 공급되어, 회전 축선 (A1) 주위로 회전하는 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출된다. 복수의 토출구 (34) 는 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서, 1 개의 토출구 (34) 에만 처리액을 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 (W) 상의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 하류 히터 (53) 에 의해 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열된 처리액이, 최내 상류 유로 (제 1 상류 유로 (48A)) 이외의 상류 유로 (48) 로부터 최내 토출구 (제 1 토출구 (34A)) 이외의 토출구 (34) 에 공급되고, 이 토출구 (34) 로부터 토출된다. 요컨대, 상류 온도의 처리액이 최내 토출구로부터 토출되는 한편으로, 상류 온도보다 고온의 처리액이, 최내 토출구보다 외측에 위치하는 토출구 (34) 로부터 토출된다.
이와 같이, 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리액의 온도가 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가하기 때문에, 동일한 온도의 처리액을 각 토출구 (34) 에 토출시키는 경우와 비교하여, 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 복수의 하류 유로 (52) 의 상류단이 챔버 (7) 내에 배치되어 있다. 분기 상류 유로는, 챔버 (7) 내에서 복수의 하류 유로 (52) 에 분기되어 있다. 따라서, 분기 상류 유로가 챔버 (7) 의 밖에서 분기되어 있는 경우와 비교하여, 각 하류 유로 (52) 의 길이 (액체가 흐르는 방향의 길이) 를 단축할 수 있다. 이에 의해, 처리액으로부터 하류 유로 (52) 로의 전열에 의한 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 복수의 상류 유로 (48) 의 상류단이 유체 박스 (5) 내에 배치되어 있다. 공급 유로 (47) 는 유체 박스 (5) 내에서 복수의 상류 유로 (48) 에 분기되어 있다. 따라서, 공급 유로 (47) 가 유체 박스 (5) 보다 상류의 위치에서 복수의 상류 유로 (48) 에 분기되어 있는 경우와 비교하여, 각 상류 유로 (48) 의 길이 (액체가 흐르는 방향의 길이) 를 단축할 수 있다. 이에 의해, 처리액으로부터 상류 유로 (48) 로의 전열에 의한 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 제 1 토출구 (34A) 와 제 2 토출구 (34B) 가 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있다. 복수의 토출구 (34) 가 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되도록, 동일한 길이의 복수의 노즐 (26) 을 길이 방향 (D1) 에 직교하는 수평 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 (26) 전체의 폭이 증가한다 (도 9 참조). 복수의 토출구 (34) 가 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되도록, 길이가 상이한 복수의 노즐 (26) 을 연직 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 (26) 전체의 높이가 증가한다 (도 10a 및 도 10b 참조).
이에 반하여, 본 실시형태에서는, 복수의 아암부 (28) 를 길이 방향 (D1) 에 직교하는 수평한 배열 방향 (D2) 으로 나열한다. 또한, 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 이 길이 방향 (D1) 에 관해서 회전 축선 (A1) 측으로부터 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 나열되도록, 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 을 길이 방향 (D1) 으로 어긋나게 한다 (도 4 참조). 이에 의해, 복수의 노즐 (26) 전체의 폭 및 높이의 양방을 억제하면서, 복수의 토출구 (34) 를 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열할 수 있다.
본 발명은, 전술한 실시형태의 내용에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 노즐 (26) 의 수가, 4 개인 경우에 대하여 설명했지만, 노즐 (26) 의 수는, 2 또는 3 개여도 되고, 5 개 이상이어도 된다.
상기 실시형태에서는, 약액 탱크 (41) 를 향하여 리턴 유로 (54) 를 흐르는 약액을 쿨러 (56) 로 냉각시키는 경우에 대하여 설명했지만, 쿨러 (56) 를 생략해도 된다.
상기 실시형태에서는, 토출 정지 중에 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 액체를, 상류 유로 (48) 로부터 리턴 유로 (54) 에 흘리는 경우에 대하여 설명했지만, 토출 정지 중에 하류 히터 (53) 를 정지시키는 경우에는, 리턴 유로 (54) 를 생략해도 된다.
상기 실시형태에서는, 하류 히터 (53) 가 제 1 상류 유로 (48A) 에 형성되어 있지 않고, 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 모든 상류 유로 (48) 에 하류 히터 (53) 가 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 제 1 상류 유로 (48A) 를 포함하는 모든 상류 유로 (48) 에 하류 히터 (53) 가 형성되어 있어도 된다. 이것과는 반대로, 모든 상류 유로 (48) 에 하류 히터 (53) 가 형성되어 있지 않아도 된다. 리턴 유로 (54) 에 대해서도 동일하다.
상기 실시형태에서는, 노즐 헤드 (33) 가 제 1 노즐 (26A) 에 형성되어 있지 않고, 제 1 노즐 (26A) 이외의 모든 노즐 (26) 에 노즐 헤드 (33) 가 장착되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 제 1 노즐 (26A) 을 포함하는 모든 노즐 (26) 에 노즐 헤드 (33) 가 형성되어 있어도 된다. 이것과는 반대로, 모든 노즐 (26) 에 노즐 헤드 (33) 가 형성되어 있지 않아도 된다.
상기 실시형태에서는, 3 개의 하류 유로 (52) 와 3 개의 토출구 (34) 가, 1 개의 노즐 헤드 (33) 에 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 1 개의 노즐 헤드 (33) 에 형성되어 있는 하류 유로 (52) 및 토출구 (34) 의 수는, 2 개여도 되고, 4 개 이상이어도 된다.
상기 실시형태에서는, 분기 상류 유로 (제 1 상류 유로 (48A) 이외의 상류 유로 (48)) 가, 챔버 (7) 내에서 복수의 하류 유로 (52) 에 분기되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 분기 상류 유로는, 챔버 (7) 의 밖에서 분기되어 있어도 된다.
상기 실시형태에서는, 복수의 토출구 (34) 가, 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 복수의 토출구 (34) 가, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된다면, 복수의 토출구 (34) 는 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있지 않아도 된다.
상기 실시형태에서는, 각 토출구 (34) 가, 기판 (W) 의 상면에 수직인 토출 방향으로 처리액을 토출하는 경우에 대하여 설명했지만, 복수의 토출구 (34) 는 기판 (W) 의 상면에 가까워짐에 따라 회전 축선 (A1) 에 가까워지도록, 기판 (W) 의 상면에 대하여 기울어진 토출 방향으로 처리액을 토출하는 경사 토출구 (34x) 를 포함하고 있어도 된다. 도 11 은 노즐 헤드 (33) 에 형성된 복수의 토출구 (34) 중에서 가장 회전 축선 (A1) 측에 위치하는 내측 토출구가, 경사 토출구 (34x) 인 예를 나타내고 있다.
이 구성에 의하면, 경사 토출구 (34x) 로부터 토출된 처리액은, 회전 축선 (A1) 을 향하는 방향의 운동 에너지를 가지고 있기 때문에, 기판 (W) 의 상면을 따라 회전 축선 (A1) 쪽으로 흐른다. 그 후, 이 처리액은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흘러, 기판 (W) 의 상면으로부터 배출된다. 따라서, 처리액이 기판 (W) 의 상면에 수직인 방향으로 토출되는 경우나, 기판 (W) 의 상면에 대하여 외측으로 기울어진 방향으로 토출되는 경우와 비교하여, 기판 (W) 상에서의 처리액의 체재 시간이 증가한다. 그 때문에, 처리액을 효율적으로 이용할 수 있어, 처리액의 소비량을 저감시킬 수 있다.
상기 실시형태에서는, 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 노즐 (26) 에 약액을 토출시키는 경우에 대하여 설명했지만, 복수의 노즐 (26) 을 노즐 회동 축선 (A2) 주위로 회동시키면서, 복수의 노즐 (26) 에 약액을 토출시켜도 된다.
상기 실시형태에서는, 모든 토출 밸브 (51) 가 동시에 열리고, 모든 토출 밸브 (51) 가 동시에 닫히는 경우에 대하여 설명했지만, 제어 장치 (3) 는, 외측의 토출구 (34) 가 처리액을 토출시키고 있는 시간이, 내측의 토출구 (34) 가 처리액을 토출시키고 있는 시간보다 길어지도록, 복수의 토출 밸브 (51) 를 제어해도 된다.
예를 들어, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 제 4 노즐 (26D) ∼ 제 1 노즐 (26A) 의 순서로, 복수의 노즐 (26) 에 처리액을 토출시키고, 그 후, 복수의 노즐 (26) 에 처리액의 토출을 동시에 정지시켜도 된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 제 4 토출 밸브 (51) ∼ 제 1 토출 밸브 (51) 의 순서로, 4 개의 토출 밸브 (51) 를 순차적으로 열고, 그 후, 4 개의 토출 밸브 (51) 를 동시에 닫아도 된다. 이 경우, 기판 (W) 의 상면의 각 부에 대한 처리액의 공급 시간은, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가한다.
1 개의 토출구 (34) 에만 처리액을 토출시킨 경우, 에칭 레이트는, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 감소하는 경향이 있다. 따라서, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 처리액의 공급 시간을 증가시킴으로써, 기판 (W) 의 중앙부 이외의 위치에서의 에칭량을 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 노즐 이동 유닛 (24) 에 의한 복수의 토출구 (34) 의 이동 방향과는 상이한 수평한 조정 방향 (도 13 에서는, 길이 방향 (D1)) 으로 복수의 토출구 (34) 를 이동시키는 토출 위치 조정 유닛 (58) 을 추가로 구비하고 있어도 된다. 토출 위치 조정 유닛 (58) 은 홀더 (25) 에 유지되어 있다. 토출 위치 조정 유닛 (58) 은 홀더 (25) 에 대하여 복수의 노즐 (26) 을 길이 방향 (D1) 으로 이동시킨다. 토출 위치 조정 유닛 (58) 은 공압 액추에이터 또는 전동 액추에이터여도 되고, 이들 이외의 액추에이터여도 된다.
이 구성에 의하면, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 토출구 (34) 와 토출 위치 조정 유닛 (58) 을 수평으로 이동시킨다. 처리 위치에서는, 복수의 토출구 (34) 가, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된다. 토출 위치 조정 유닛 (58) 이 복수의 토출구 (34) 를 조정 방향으로 이동시키면, 모든 토출구 (34) 가 회전 축선 (A1) 에 가까워지거나 또는 멀어져, 기판 (W) 의 상면에 대한 처리액의 착액 위치가 이동한다. 토출 위치 조정 유닛 (58) 에 복수의 토출구 (34) 를 이동시킴으로써, 에칭의 프로파일 (에칭 후의 기판 (W) 의 상면의 단면 형상) 을 조정할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 공급 유로 (47) 에 약액을 공급하는 약액 유로 (42) 가 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 공급 유로 (47) 에 액체를 공급하는 복수의 처리액 유로가 형성되어 있어도 된다.
예를 들어, 제 1 액체가 제 1 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되고, 제 2 액체가 제 2 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되어도 된다. 이 경우, 제 1 액체 및 제 2 액체가 공급 유로 (47) 에서 혼합되기 때문에, 제 1 액체 및 제 2 액체를 포함하는 혼합액이, 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된다. 제 1 액체 및 제 2 액체는, 동종의 액체여도 되고, 상이한 종류의 액체여도 된다. 제 1 액체 및 제 2 액체의 구체예는, 황산 및 과산화수소수의 조합과, TMAH 및 순수의 조합이다.
제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 표면의 각 부에 공급되는 처리액의 온도를 처리 전의 박막의 두께에 따라 제어함으로써, 처리 후의 박막의 두께를 균일화해도 된다.
도 14 는, 처리 전후에 있어서의 박막의 두께와 기판 (W) 에 공급되는 처리액의 온도의 이미지를 나타내는 그래프이다. 도 14 의 1 점 쇄선은, 처리 전의 막두께를 나타내고 있고, 도 14 의 2 점 쇄선은, 처리 후의 막두께를 나타내고 있다. 도 14 의 실선은, 기판 (W) 에 공급되는 처리액의 온도를 나타내고 있다. 도 14 의 가로축은, 기판 (W) 의 반경을 나타내고 있다. 처리 전의 막두께는, 기판 처리 장치 (1) 이외의 장치 (예를 들어, 호스트 컴퓨터) 로부터 기판 처리 장치 (1) 에 입력되어도 되고, 기판 처리 장치 (1) 에 형성된 측정기에 의해 측정되어도 된다.
도 14 에 나타내는 예의 경우, 제어 장치 (3) 는, 처리액의 온도가 처리 전의 막두께와 동일하게 변화하도록, 기판 처리 장치 (1) 를 제어해도 된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는 복수의 상류 유로 (48) 에서의 처리액의 온도가, 처리 전의 막두께에 따른 온도가 되도록, 복수의 하류 히터 (53) 를 제어해도 된다.
이 경우, 처리 전의 막두께가 상대적으로 큰 위치에 상대적으로 고온의 처리액이 공급되고, 처리 전의 막두께가 상대적으로 작은 위치에 상대적으로 저온의 처리액이 공급된다. 기판 (W) 의 표면에 형성된 박막의 에칭량은, 고온의 처리액이 공급되는 위치에서 상대적으로 증가하고, 저온의 처리액이 공급되는 위치에서 상대적으로 감소한다. 그 때문에, 처리 후의 박막의 두께가 균일화된다.
전술한 모든 구성의 2 개 이상이 조합되어도 된다. 전술한 모든 공정의 2 개 이상이 조합되어도 된다.
제 2 실시형태
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 전술한 각 부와 동등한 구성 부분에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피되어 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 반송 로봇의 핸드 (도시 생략) 에 의해, 기판 (W) 이 챔버 (7) 내에 반입된다. 이에 의해, 표면이 위로 향해진 상태로 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진다. 그 후, 반송 로봇의 핸드가 챔버 (7) 의 내부로부터 퇴피하여, 챔버 (7) 의 반입 반출구 (8a) 가 셔터 (9) 로 닫힌다.
기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진 후에는, 복수의 척 핀 (13) 이 기판 (W) 의 주연부에 가압되고, 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 에 의해 파지된다. 또한, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 하위치로부터 상위치에 이동시킨다. 이에 의해, 스플래시 가드 (17) 의 상단이 기판 (W) 보다 상방에 배치된다. 그 후, 스핀 모터 (14) 가 구동되고, 기판 (W) 의 회전이 개시된다. 이에 의해, 기판 (W) 이 소정의 액처리 속도 (예를 들어 수백 rpm) 로 회전한다.
다음으로, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 대기 위치로부터 처리 위치에 이동시킨다. 이에 의해, 복수의 토출구 (34) 가 평면에서 보아 기판 (W) 과 겹친다. 그 후, 복수의 토출 밸브 (51) 등이 제어되어, 약액이 복수의 노즐 (26) 로부터 동시에 토출된다 (도 7 의 스텝 S1). 복수의 노즐 (26) 은, 노즐 이동 유닛 (24) 이 복수의 노즐 (26) 을 회전 축선 (A1) 주위로 요동시키고 있는 상태에서 약액을 토출한다 (요동에 대해서는, 도 15 의 2 점 쇄선 참조). 복수의 토출 밸브 (51) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 동시에 정지된다 (도 7 의 스텝 S2). 그 후, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 처리 위치로부터 대기 위치에 이동시킨다.
복수의 노즐 (26) 로부터 토출된 약액은, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면에 착액한 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방 (회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지는 방향) 으로 흐른다. 기판 (W) 의 상면 주연부에 이른 약액은, 기판 (W) 의 주위로 비산하여, 스플래시 가드 (17) 의 내주면에 수용된다. 이와 같이 하여, 약액이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 약액의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역이 약액으로 처리된다.
복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 정지된 후에는, 린스액 밸브 (23) 가 열리고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액 (순수) 의 토출이 개시된다 (도 7 의 스텝 S3). 이에 의해, 기판 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 씻겨 나가고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막이 형성된다. 린스액 밸브 (23) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 린스액 밸브 (23) 가 닫히고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다 (도 7 의 스텝 S4).
린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된 후에는, 기판 (W) 이 스핀 모터 (14) 에 의해 회전 방향으로 가속되어, 액처리 속도보다 큰 건조 속도 (예를 들어 수천 rpm) 로 기판 (W) 이 회전한다 (도 7 의 스텝 S5). 이에 의해, 기판 (W) 에 부착되어 있는 린스액이 기판 (W) 의 주위로 튀어, 기판 (W) 이 건조된다. 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (14) 및 기판 (W) 의 회전이 정지된다.
기판 (W) 의 회전이 정지된 후에는, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 상위치로부터 하위치로 이동시킨다. 또한 복수의 척 핀 (13) 에 의한 기판 (W) 의 유지가 해제된다. 반송 로봇은, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피되어 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드를 챔버 (7) 의 내부에 진입시킨다. 그 후, 반송 로봇은, 핸드에 의해 스핀 척 (11) 상의 기판 (W) 을 취하고, 이 기판 (W) 을 챔버 (7) 로부터 반출한다.
도 16 은 기판 (W) 의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 16 에 나타내는 측정치 A ∼ 측정치 C 에 있어서의 기판 (W) 의 처리 조건은, 약액을 토출하는 노즐을 제외하고, 동일하다.
측정치 A 는, 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 토출구 (34) (10 개의 토출구 (34)) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 B 는, 모든 노즐 헤드 (33) 가 제거된 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 토출구 (34) (4 개의 토출구 (34)) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다. 즉, 측정치 B 는, 4 개의 노즐 본체 (27) 에 각각 형성된 4 개의 토출구 (34) (제 1 토출구 (34A) 에 상당하는 것) 에 약액을 토출시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 C 는, 1 개의 토출구 (34) 에만 약액을 토출시켜, 약액의 착액 위치를 기판 (W) 의 상면 중앙부에서 고정시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 C 에서는, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 에칭량이 감소하고 있고, 에칭량의 분포가 산형의 곡선을 나타내고 있다. 요컨대, 에칭량은, 약액의 착액 위치에서 가장 크고, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소하고 있다. 이에 반하여, 측정치 A 및 측정치 B 에서는, 측정치 C 와 비교하여, 기판 (W) 의 중앙부 이외의 위치에서의 에칭량이 증가하고 있어, 에칭의 균일성이 대폭 개선되어 있다.
측정치 B 에서는, 7 개의 산이 형성되어 있다. 정중앙의 산의 정점은, 가장 내측의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 그 외측의 2 개의 산의 정점은, 내측으로부터 2 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다. 더욱 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 3 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 가장 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 4 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다.
측정치 A 에서는, 측정치 B 와 마찬가지로, 복수의 착액 위치에 대응하는 복수의 산이 형성되어 있다. 측정치 B 에서는, 토출구 (34) 의 수가 4 개인 데에 반하여, 측정치 A 에서는, 토출구 (34) 의 수가 10 개이기 때문에, 산의 수가 증가하고 있다. 또한 측정치 B 와 비교하여, 에칭량의 분포를 나타내는 선이, 좌우 방향으로 연장되는 직선 (에칭량이 일정한 직선) 에 가까워지고 있어, 에칭의 균일성이 개선되어 있다.
전술한 바와 같이, 노즐 이동 유닛 (24) 은, 복수의 토출구 (34) 로부터 토출된 약액이 기판 (W) 의 상면에 착액하는 범위 내에서, 복수의 노즐 (26) 을 노즐 회동 축선 (A2) 주위로 요동시킨다. 이 때, 각 토출구 (34) 는, 노즐 회동 축선 (A2) 상에 중심을 갖는 원호상의 경로를 따라 1 회 이상 수평으로 왕복한다. 그 때문에, 회전 축선 (A1) 으로부터 각 토출구 (34) 까지의 거리가 변화한다.
측정치 A 및 측정치 B 는, 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다. 노즐 이동 유닛 (24) 이 복수의 노즐 (26) 을 요동시키면, 착액 위치가 직경 방향 (Dr) 으로 이동하기 때문에, 에칭량의 분포를 나타내는 선이, 좌우 방향으로 연장되는 직선 (에칭량이 일정한 직선) 에 더욱 가까워진다. 이에 의해, 에칭의 균일성을 더욱 높일 수 있다.
제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 관련된 작용 효과에 더하여, 이하의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 기판 (W) 이 회전하고 있고, 복수의 토출구 (34) 가 약액을 토출시키고 있는 상태에서, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 토출구 (34) 를 요동시킨다. 이에 의해, 회전 축선 (A1) 으로부터 각 토출구 (34) 까지의 거리가 변화한다. 복수의 토출구 (34) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면 내의 복수의 착액 위치에 착액한다. 기판 (W) 의 에칭량은, 착액 위치에서 가장 크고, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소한다. 복수의 토출구 (34) 가 수평으로 이동하기 때문에, 거기에 따라서 복수의 착액 위치도 기판 (W) 의 상면 내에서 이동한다. 이에 의해, 복수의 토출구 (34) 를 이동시키지 않는 경우와 비교하여, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 하류 히터 (53) 에 의해 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열된 처리액이, 최내 상류 유로 (제 1 상류 유로 (48A)) 이외의 상류 유로 (48) 로부터 최내 토출구 (제 1 토출구 (34A)) 이외의 토출구 (34) 에 공급되고, 이 토출구 (34) 로부터 토출된다. 요컨대, 상류 온도의 처리액이 최내 토출구로부터 토출되는 한편으로, 상류 온도보다 고온의 처리액이, 최내 토출구보다 외측에 위치하는 토출구 (34) 로부터 토출된다.
이와 같이, 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리액의 온도가 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가하기 때문에, 동일한 온도의 처리액을 각 토출구 (34) 에 토출시키는 경우와 비교하여, 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
본 발명은, 전술한 실시형태의 내용에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 공급 유로 (47) 에 약액을 공급하는 약액 유로 (42) 가 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 공급 유로 (47) 에 액체를 공급하는 복수의 처리액 유로가 형성되어 있어도 된다.
예를 들어, 제 1 액체가 제 1 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되고, 제 2 액체가 제 2 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되어도 된다. 이 경우, 제 1 액체 및 제 2 액체가 공급 유로 (47) 에서 혼합되기 때문에, 제 1 액체 및 제 2 액체를 포함하는 혼합액이, 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된다. 제 1 액체 및 제 2 액체는, 동종의 액체여도 되고, 상이한 종류의 액체여도 된다. 제 1 액체 및 제 2 액체의 구체예는, 황산 및 과산화수소수의 조합과, TMAH 및 순수의 조합이다.
전술한 모든 구성의 2 개 이상이 조합되어도 된다. 전술한 모든 공정의 2 개 이상이 조합되어도 된다.
제 3 실시형태
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 전술한 각 부와 동등한 구성 부분에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 고온의 기체를 기판 (W) 을 향하여 토출함으로써, 기판 (W) 상의 액체를 가열하는 기체 공급 유닛을 포함한다. 도 17 및 도 18 에 나타내는 바와 같이, 기체 공급 유닛은, 기체를 하방으로 토출하는 복수의 기체 토출구 (81) 가 형성된 복수의 기체 노즐 (82) (제 1 기체 노즐 (82A), 제 2 기체 노즐 (82B), 및 제 3 기체 노즐 (82C)) 을 포함한다. 기체의 일례는, 질소 가스이다. 기체는, 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 되고, 필터로 여과된 청정 공기 (클린 에어) 여도 되고, 이들 이외의 기체여도 된다.
도 17 에 나타내는 바와 같이, 기체 공급 유닛은, 복수의 기체 노즐 (82) 에 기체를 안내하는 기체 배관 (83) 과, 복수의 기체 토출구 (81) 를 향하여 기체 배관 (83) 을 흐르는 기체를 실온보다 높은 온도에서 가열하는 기체 히터 (84) 와, 기체 배관 (83) 을 개폐하는 기체 밸브 (85) 를 포함한다. 기체 히터 (84) 에 의한 기체의 가열 온도는, 실온보다 높고, 약액의 비점보다 낮다.
제 1 기체 노즐 (82A) ∼ 제 3 기체 노즐 (82C) 은, 각각, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 3 노즐 (26C) 에 유지되어 있다. 기체 노즐 (82) 은 노즐 (26) 과 함께 이동한다. 복수의 노즐 (26) 과 복수의 기체 노즐 (82) 은, 직경 방향 (Dr) 에 관해서 교대로 배치되어 있다. 복수의 토출구 (34) 와 복수의 기체 토출구 (81) 는, 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있다. 제 1 토출구 (34A) 는, 가장 내측의 기체 토출구 (81) 보다 내방에 배치되어 있고, 제 2 토출구 (34B) 는, 가장 내측의 기체 토출구 (81) 보다 외방에 배치되어 있다. 복수의 토출구 (34) 와 복수의 기체 토출구 (81) 는, 직경 방향 (Dr) 에 관해서 기체 토출구 (81) 가 인접하는 2 개의 토출구 (34) 사이에 위치하도록 어긋나 있다.
복수의 기체 노즐 (82) 은, 기판 (W) 의 상면 내의 복수의 분사 위치 (P1 ∼ P3) 를 향하여 기체를 토출한다. 복수의 분사 위치 (P1 ∼ P3) 는, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 각각 상이한 별도의 위치이다. 도 17 에서는, 약액이 착액하는 착액 위치를 「×」 로 나타내고 있다. 복수의 제 2 토출구 (34B) 에 각각 대응하는 복수의 착액 위치는, 직경 방향 (Dr) 에 관해서, 가장 내측의 분사 위치 (P1) 와 중간의 분사 위치 (P2) 사이에 위치하고 있다. 복수의 제 3 토출구 (34C) 에 각각 대응하는 복수의 착액 위치는, 직경 방향 (Dr) 에 관해서, 중간의 분사 위치 (P2) 와 가장 외측의 분사 위치 (P3) 사이에 위치하고 있다.
도 19 는 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 (W) 의 처리의 일례를 설명하기 위한 공정도이다. 이하의 각 동작은, 제어 장치 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 이하에서는 도 3 및 도 4 를 참조한다. 도 17 및 도 19 에 대해서는 적절히 참조한다.
처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피하고 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 반송 로봇의 핸드 (도시 생략) 에 의해, 기판 (W) 이 챔버 (7) 내에 반입된다. 이에 의해, 표면이 위로 향해진 상태로 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진다. 그 후, 반송 로봇의 핸드가 챔버 (7) 의 내부로부터 퇴피하고, 챔버 (7) 의 반입 반출구 (8a) 가 셔터 (9) 로 닫힌다.
기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진 후에는, 복수의 척 핀 (13) 이 기판 (W) 의 주연부에 가압되고, 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 에 의해 파지된다. 또한, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 하위치로부터 상위치에 이동시킨다. 이에 의해, 스플래시 가드 (17) 의 상단이 기판 (W) 보다 상방에 배치된다. 그 후, 스핀 모터 (14) 가 구동되고, 기판 (W) 의 회전이 개시된다. 이에 의해, 기판 (W) 이 소정의 액처리 속도 (예를 들어 수백 rpm) 로 회전한다.
다음으로, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 대기 위치로부터 처리 위치에 이동시킨다. 이에 의해, 복수의 토출구 (34) 가 평면에서 보아 기판 (W) 과 겹친다. 그 후, 복수의 토출 밸브 (51) 등이 제어되고, 약액이 복수의 노즐 (26) 로부터 동시에 토출된다 (도 19 의 스텝 S1). 복수의 노즐 (26) 은, 노즐 이동 유닛 (24) 이 복수의 노즐 (26) 을 정지시키고 있는 상태에서 약액을 토출한다. 복수의 토출 밸브 (51) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 동시에 정지된다 (도 19 의 스텝 S2). 그 후, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 처리 위치로부터 대기 위치에 이동시킨다.
복수의 노즐 (26) 로부터 토출된 약액은, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면에 착액한 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방 (회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지는 방향) 으로 흐른다. 기판 (W) 의 상면 주연부에 이른 약액은, 기판 (W) 의 주위로 비산하여, 스플래시 가드 (17) 의 내주면에 수용된다. 이와 같이 하여, 약액이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 약액의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역이 약액으로 처리된다.
또한, 복수의 노즐 (26) 이 처리 위치에 배치되면, 기체 밸브 (85) (도 17 참조) 가 열리고, 질소 가스 등의 고온의 기체가 복수의 기체 노즐 (82) 의 기체 토출구 (81) 로부터 토출된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 약액의 액막에 고온의 기체가 분무된다. 기체 밸브 (85) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 기체 밸브 (85) 가 닫히고, 복수의 기체 노즐 (82) 로부터의 기체의 토출이 정지된다. 기체의 토출 기간의 적어도 일부가 약액의 토출 기간과 중복된다면, 기체의 토출은, 약액의 토출과 동시에 개시되어도 되고, 약액의 토출 전 또는 후에 개시되어도 된다. 기체의 토출 정지에 대해서도 동일하다.
복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 정지된 후에는, 린스액 밸브 (23) 가 열리고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액 (순수) 의 토출이 개시된다 (도 19 의 스텝 S3). 이에 의해, 기판 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 씻겨 나가고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막이 형성된다. 린스액 밸브 (23) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 린스액 밸브 (23) 가 닫히고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다 (도 19 의 스텝 S4).
린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된 후에는, 기판 (W) 이 스핀 모터 (14) 에 의해 회전 방향으로 가속되어, 액처리 속도보다 큰 건조 속도 (예를 들어 수천 rpm) 로 기판 (W) 이 회전한다 (도 19 의 스텝 S5). 이에 의해, 기판 (W) 에 부착되어 있는 린스액이 기판 (W) 의 주위로 튀어, 기판 (W) 이 건조된다. 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (14) 및 기판 (W) 의 회전이 정지된다.
기판 (W) 의 회전이 정지된 후에는, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 상위치로부터 하위치에 이동시킨다. 또한 복수의 척 핀 (13) 에 의한 기판 (W) 의 유지가 해제된다. 반송 로봇은, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피하고 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드를 챔버 (7) 의 내부에 진입시킨다. 그 후, 반송 로봇은, 핸드에 의해 스핀 척 (11) 상의 기판 (W) 을 취하고, 이 기판 (W) 을 챔버 (7) 로부터 반출한다.
도 20 은 기판 (W) 의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 20 에 나타내는 측정치 A ∼ 측정치 C 에 있어서의 기판 (W) 의 처리 조건은, 약액을 토출하는 노즐을 제외하고, 동일하다.
측정치 A 는, 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 토출구 (34) (10 개의 토출구 (34)) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 B 는, 모든 노즐 헤드 (33) 가 제거된 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 토출구 (34) (4 개의 토출구 (34)) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다. 즉, 측정치 B 는, 4 개의 노즐 본체 (27) 에 각각 형성된 4 개의 토출구 (34) (제 1 토출구 (34A) 에 상당하는 것) 에 약액을 토출시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 C 는, 1 개의 토출구 (34) 에만 약액을 토출시키고, 약액의 착액 위치를 기판 (W) 의 상면 중앙부에서 고정시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 C 에서는, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 에칭량이 감소하고 있고, 에칭량의 분포가 산형의 곡선을 나타내고 있다. 요컨대, 에칭량은, 약액의 착액 위치에서 가장 크고, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소하고 있다. 이에 반하여, 측정치 A 및 측정치 B 에서는, 측정치 C 와 비교하여, 기판 (W) 의 중앙부 이외의 위치에서의 에칭량이 증가하고 있어, 에칭의 균일성이 대폭 개선되어 있다.
측정치 B 에서는, 7 개의 산이 형성되어 있다. 정중앙의 산의 정점은, 가장 내측의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 그 외측의 2 개의 산의 정점은, 내측으로부터 2 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다. 더욱 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 3 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 가장 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 4 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다.
측정치 A 에서는, 측정치 B 와 마찬가지로, 복수의 착액 위치에 대응하는 복수의 산이 형성되어 있다. 측정치 B 에서는, 토출구 (34) 의 수가 4 개인 데에 반하여, 측정치 A 에서는, 토출구 (34) 의 수가 10 개이기 때문에, 산의 수가 증가하고 있다. 또한 측정치 B 와 비교하여, 에칭량의 분포를 나타내는 선이, 좌우 방향으로 연장되는 직선 (에칭량이 일정한 직선) 에 가까워져 있어, 에칭의 균일성이 개선되어 있다.
측정치 A ∼ 측정치 C 에 있어서의 기판 (W) 의 처리에서는, 기체 노즐 (82) 로부터의 기체의 토출을 실시하지 않았다. 전술한 바와 같이, 제어 장치 (3) 는 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 복수의 토출구 (34) 가 약액을 토출시키고 있는 상태에서, 복수의 기체 토출구 (81) 에 고온의 기체를 토출시킨다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 약액의 액막에 고온의 기체가 분무된다.
기체 토출구 (81) 는, 기판 (W) 의 상면 내의 분사 위치 (P1 ∼ P3) (도 17 참조) 를 향하여 기체를 토출한다. 분사 위치 (P1 ∼ P3) 는, 직경 방향 (Dr) 에 있어서의 2 개의 착액 위치 사이의 위치이다. 따라서, 도 20 에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 2 개의 착액 위치 사이의 위치에서 약액의 온도 저하가 억제 또는 방지되어, 이 위치에 있어서의 에칭량의 감소가 개선된다. 이에 의해, 에칭량의 분포를 나타내는 선이, 좌우 방향으로 연장되는 직선 (에칭량이 일정한 직선) 에 더욱 가까워져, 에칭의 균일성이 높아진다.
제 3 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 관련된 작용 효과에 더하여, 이하의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
본 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면이 약액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기체 토출구 (81) 가 기판 (W) 의 상면 내의 분사 위치 (P1 ∼ P3) 를 향하여 기체를 토출한다. 기체의 토출압은, 분사 위치 (P1 ∼ P3) 가 약액으로부터 노출되지 않는 압력이다. 토출되는 기체는, 온도가 실온보다 높은 고온의 기체이다. 따라서, 기체의 공급에 의해 기판 (W) 상의 약액의 온도 저하를 개선할 수 있다. 또한, 복수의 기체 토출구 (81) 가, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있기 때문에, 직경 방향 (Dr) 으로 떨어진 복수의 위치에서 기판 (W) 상의 약액을 가열할 수 있다. 이에 의해, 약액의 온도의 균일성을 높일 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 복수의 착액 위치와 복수의 분사 위치 (P1 ∼ P3) 가, 둘레 방향 (회전 축선 (A1) 주위의 방향) 으로 나열되어 있지 않고, 직경 방향 (Dr) 으로 어긋나 있다. 기판 (W) 의 에칭량은, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소하고, 직경 방향 (Dr) 에 관한 2 개의 착액 위치의 중간의 위치에서 가장 작다. 분사 위치 (P1 ∼ P3) 는, 직경 방향 (Dr) 에 있어서의 2 개의 착액 위치 사이의 위치이다. 따라서, 2 개의 착액 위치 사이의 위치에서 약액의 온도 저하가 억제 또는 방지되어, 이 위치에 있어서의 에칭량의 감소가 개선된다. 이에 의해, 처리의 균일성이 높아진다.
또한 본 실시형태에서는, 하류 히터 (53) 에 의해 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열된 처리액이, 최내 상류 유로 (제 1 상류 유로 (48A)) 이외의 상류 유로 (48) 로부터 최내 토출구 (제 1 토출구 (34A)) 이외의 토출구 (34) 에 공급되고, 이 토출구 (34) 로부터 토출된다. 요컨대, 상류 온도의 처리액이 최내 토출구로부터 토출되는 한편으로, 상류 온도보다 고온의 처리액이, 최내 토출구보다 외측에 위치하는 토출구 (34) 로부터 토출된다.
이와 같이, 기판 (W) 의 상면에 공급되는 처리액의 온도가 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적으로 증가하기 때문에, 동일한 온도의 처리액을 각 토출구 (34) 에 토출시키는 경우와 비교하여, 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
본 발명은, 전술한 실시형태의 내용에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 노즐 (26) 의 수가, 4 개인 경우에 대하여 설명했지만, 노즐 (26) 의 수는, 2 또는 3 개여도 되고, 5 개 이상이어도 된다. 기체 노즐 (82) 에 대해서도 동일하다.
상기 실시형태에서는, 복수의 토출구 (34) 와 복수의 기체 토출구 (81) 가, 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 복수의 기체 토출구 (81) 는, 복수의 토출구 (34) 에 대하여 둘레 방향으로 어긋나 있어도 된다. 또한, 복수의 토출구 (34) 가, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된다면, 복수의 토출구 (34) 는, 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있지 않아도 된다. 기체 토출구 (81) 에 대해서도 동일하다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기체 공급 유닛에 더하여 또는 대신하여, 챔버 (7) 내의 기온을 상승시키는 실온 상승 유닛을 포함하고 있어도 된다. 실온 상승 유닛은, 챔버 (7) 내의 기체를 가열하는 히터여도 되고, 실온보다 고온의 기체를 챔버 (7) 내에 보내는 송풍기여도 된다. 이 경우, 챔버 (7) 내의 기온이 상승하기 때문에, 기판 (W) 상의 처리액의 온도 저하가 억제 또는 방지된다. 이에 의해, 기판 (W) 상의 처리액의 온도 저하를 개선할 수 있어, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기체 공급 유닛에 더하여 또는 대신하여, 스핀 척 (11) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 광을 발함으로써, 기판 (W) 상의 처리액을 가열하는 발광 유닛을 포함하고 있어도 된다. 발광 유닛은, 적외선을 발하는 적외선 조사 유닛 (예를 들어, 적외선 히터) 이어도 되고, 레이저를 발하는 레이저 조사 유닛이어도 된다.
발광 유닛은, 기판 (W) 의 상면이 처리액의 액막으로 덮여 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면 내의 복수의 조사 위치를 향하여 광을 발한다. 복수의 착액 위치와 복수의 조사 위치는, 직경 방향 (Dr) 에 관해서 조사 위치가 인접하는 2 개의 착액 위치 사이에 위치하도록 어긋나 있는 것이 바람직하다. 기판 (W) 상의 처리액은, 광의 조사에 의해 온도 저하가 억제된다. 또한 복수의 조사 위치는, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 각각 상이한 별도의 위치이기 때문에, 직경 방향 (Dr) 으로 떨어진 복수의 위치에서 기판 (W) 상의 처리액을 가열할 수 있다. 이에 의해, 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다.
상기 실시형태에서는, 공급 유로 (47) 에 약액을 공급하는 약액 유로 (42) 가 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 공급 유로 (47) 에 액체를 공급하는 복수의 처리액 유로가 형성되어 있어도 된다.
예를 들어, 제 1 액체가 제 1 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되고, 제 2 액체가 제 2 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되어도 된다. 이 경우, 제 1 액체 및 제 2 액체가 공급 유로 (47) 에서 혼합되기 때문에, 제 1 액체 및 제 2 액체를 포함하는 혼합액이, 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된다. 제 1 액체 및 제 2 액체는, 동종의 액체여도 되고, 상이한 종류의 액체여도 된다. 제 1 액체 및 제 2 액체의 구체예는, 황산 및 과산화수소수의 조합과, TMAH 및 순수의 조합이다.
전술한 모든 구성의 2 개 이상이 조합되어도 된다. 전술한 모든 공정의 2 개 이상이 조합되어도 된다.
제 4 실시형태
다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 대하여 설명한다. 전술한 각 부와 동등한 구성 부분에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
도 24 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (2) 은, 약액을 하방으로 토출하는 복수의 노즐 (26) (제 1 노즐 (26A), 제 2 노즐 (26B), 제 3 노즐 (26C), 및 제 4 노즐 (26D)) 과, 복수의 노즐 (26) 의 각각을 유지하는 홀더 (25) 와, 홀더 (25) 를 이동시킴으로써, 처리 위치 (도 24 에서 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 와 대기 위치 (도 24 에서 실선으로 나타내는 위치) 사이에서 복수의 노즐 (26) 을 이동시키는 노즐 이동 유닛 (24) 을 포함한다.
약액의 대표예는, TMAH 등의 에칭액이나, SPM 등의 레지스트 박리액이다. 약액은, TMAH 및 SPM 에 한정하지 않고, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산, TMAH 이외의 유기 알칼리, 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이어도 된다.
도 23 에 나타내는 바와 같이, 각 노즐 (26) 은, 홀더 (25) 에 의해 한쪽으로 지지된 노즐 본체 (27) 와, 다른 노즐 (26) 과 공유의 노즐 헤드 (33) 를 포함한다. 노즐 본체 (27) 는, 홀더 (25) 로부터 수평한 길이 방향 (D1) 으로 연장되는 아암부 (28) 와, 아암부 (28) 의 선단 (28a) 으로부터 하방으로 연장되는 선단부 (29) 를 포함한다. 아암부 (28) 의 선단 (28a) 은, 평면에서 보았을 때 홀더 (25) 로부터 길이 방향 (D1) 으로 가장 먼 부분을 의미한다. 노즐 헤드 (33) 는, 각 노즐 본체 (27) 의 선단부 (29) 에 지지되어 있다.
도 24 에 나타내는 바와 같이, 복수의 아암부 (28) 는, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로, 길이 방향 (D1) 에 직교하는 수평한 배열 방향 (D2) 으로 나열되어 있다. 복수의 아암부 (28) 는, 동일한 높이에 배치되어 있다. 배열 방향 (D2) 에 인접하는 2 개의 아암부 (28) 의 간격은, 다른 어느 것의 간격과 동일해도 되고, 다른 간격의 적어도 1 개와 상이해도 된다. 도 24 는 복수의 아암부 (28) 가 등간격으로 배치되어 있는 예를 나타내고 있다.
길이 방향 (D1) 에 대한 복수의 아암부 (28) 의 길이는, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 짧아지고 있다. 복수의 노즐 (26) 의 선단 (복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a)) 은, 길이 방향 (D1) 에 관해서 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 나열되도록 길이 방향 (D1) 으로 어긋나 있다. 복수의 노즐 (26) 의 선단은, 평면에서 보아 직선상으로 나열되어 있다.
노즐 이동 유닛 (24) 은, 컵 (15) 의 주위에서 연직으로 연장되는 노즐 회동 축선 (A2) 주위로 홀더 (25) 를 회동시킴으로써, 평면에서 보아 기판 (W) 을 통과하는 원호상의 경로를 따라 복수의 노즐 (26) 을 이동시킨다. 이에 의해, 처리 위치와 대기 위치 사이에서 복수의 노즐 (26) 이 수평으로 이동한다. 처리 유닛 (2) 은, 복수의 노즐 (26) 의 대기 위치의 하방에 배치된 유저 통상의 대기 포트 (35) 를 포함한다. 대기 포트 (35) 는 평면에서 보아 컵 (15) 의 주위에 배치되어 있다.
처리 위치는, 노즐 헤드 (33) 로부터 토출된 약액이 기판 (W) 의 상면에 착액하는 위치이다. 처리 위치에서는, 노즐 헤드 (33) 와 기판 (W) 이 평면에서 보아 겹치고, 복수의 노즐 (26) 의 선단이, 평면에서 보았을 때, 회전 축선 (A1) 측으로부터 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 직경 방향 (Dr) 으로 나열된다. 이 때, 제 1 노즐 (26A) 의 선단은, 평면에서 보아 기판 (W) 의 중앙부와 겹치고, 제 4 노즐 (26D) 의 선단은, 평면에서 보아 기판 (W) 의 주연부와 겹친다.
대기 위치는, 노즐 헤드 (33) 와 기판 (W) 이 평면에서 보아 겹치지 않도록, 복수의 노즐 (26) 이 퇴피한 위치이다. 대기 위치에서는, 복수의 노즐 (26) 의 선단이, 평면에서 보아 컵 (15) 의 외주면 (외벽 (16) 의 외주면) 을 따르도록 컵 (15) 의 외측에 위치하고, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 둘레 방향 (회전 축선 (A1) 주위의 방향) 으로 나열된다. 복수의 노즐 (26) 은, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어지도록 배치된다.
다음으로, 도 25 ∼ 도 27 을 참조하여, 복수의 노즐 (26) 에 대하여 설명한다. 그 후, 처리액 공급 시스템에 대하여 설명한다. 도 25 ∼ 도 27 은 복수의 노즐 (26) 이 처리 위치에 배치되어 있는 상태를 나타내고 있다.
이하의 설명에서는, 제 1 노즐 (26A) 에 대응하는 구성의 선두 및 말미에, 각각 「제 1」 및 「A」 를 부여하는 경우가 있다. 예를 들어, 제 1 노즐 (26A) 에 대응하는 상류 유로 (48) 를, 「제 1 상류 유로 (48A)」 라고 하는 경우가 있다. 제 2 노즐 (26B) ∼ 제 4 노즐 (26D) 에 대응하는 구성에 대해서도 동일하다.
또한, 이하의 설명에서는, 상류 히터 (43) 에 의한 처리액의 가열 온도를 상류 온도라고 하고, 하류 히터 (53) 에 의한 처리액의 가열 온도를 하류 온도라고 하는 경우가 있다. 제 2 하류 히터 (53) ∼ 제 4 하류 히터 (53) 에 의한 처리액의 가열 온도를, 각각, 제 2 하류 온도 ∼ 제 4 가열 온도라고 하는 경우도 있다.
도 25 에 나타내는 바와 같이, 노즐 본체 (27) 는, 처리액을 안내하는 수지 튜브 (30) 와, 수지 튜브 (30) 를 둘러싸는 단면 통상의 심금 (31) 과, 심금 (31) 의 외면을 덮는 단면 통상의 수지 코팅 (32) 을 포함한다. 토출구가 형성된 수지 튜브 (30) 의 하면은, 노즐 헤드 (33) 의 내부에 배치되어 있다.
노즐 본체 (27) 는, 노즐 본체 (27) 를 따라 연장되는 1 개의 유로를 형성하고 있다. 노즐 본체 (27) 의 유로는, 후술하는 상류 유로 (48) 의 일부에 상당한다. 도 26 에 나타내는 바와 같이, 제 1 상류 유로 (48A) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) 은, 회전 축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있다.
제 1 상류 유로 (48A) 의 하류단 (48d) 은, 제 2 상류 유로 (48B) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) 보다 회전 축선 (A1) 측에 배치되어 있다. 제 1 상류 유로 (48A) 는, 주상류 유로의 일례이고, 제 2 상류 유로 (48B) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 는, 복수의 부상류 유로의 일례이다. 제 1 상류 유로 (48A) 의 하류단 (48d) 은, 주하류단의 일례이고, 제 2 상류 유로 (48B) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) 은, 복수의 하류단의 일례이다.
도 25 에 나타내는 바와 같이, 노즐 헤드 (33) 는, 복수의 노즐 본체 (27) 로부터 공급된 처리액을 안내하는 1 개의 유로 (집합 유로 (52)) 와, 노즐 헤드 (33) 의 하면에서 개구하는 슬릿상의 슬릿 토출구 (34) 를 형성하고 있다. 슬릿 토출구 (34) 는 기판 (W) 의 상면과 평행이다. 슬릿 토출구 (34) 는, 각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 의 하류단 (48d) 의 하방에 배치되어 있다.
도 26 에 나타내는 바와 같이, 슬릿 토출구 (34) 는, 평면에서 보아 기판 (W) 의 상면 중앙부로부터 기판 (W) 의 상면 주연부까지 직경 방향 (Dr) 으로 연장되어 있다. 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) (폭은, 직경 방향 (Dr) 에 직교하는 수평 방향에 대한 길이를 의미한다. 이하 동일) 은, 슬릿 토출구 (34) 의 일단으로부터 슬릿 토출구 (34) 의 타단까지 일정하다. 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 은, 각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 의 하류단 (48d) 의 직경보다 작다. 각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 의 하류단 (48d) 의 일부는, 평면에서 보아 슬릿 토출구 (34) 와 겹치고, 나머지 부분은, 평면에서 보아 슬릿 토출구 (34) 와 겹치지 않는다. 슬릿 토출구 (34) 는, 집합 유로 (52) 로부터 공급된 약액을 기판 (W) 의 상면에 대하여 수직인 토출 방향으로 토출한다.
도 27 에 나타내는 바와 같이, 집합 유로 (52) 는, 각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 의 하류단 (48d) 을 슬릿 토출구 (34) 에 접속하고 있다. 집합 유로 (52) 의 폭은, 집합 유로 (52) 의 상류단 (52u) 으로부터 집합 유로 (52) 의 하류단 (52d) 까지 연속적으로 감소하고 있다. 집합 유로 (52) 의 상류단 (52u) 의 폭 (W2) 은, 각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 의 하류단 (48d) 의 직경 이상이다. 집합 유로 (52) 의 하류단 (52d) 의 폭은, 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 과 동등하다.
집합 유로 (52) 의 높이, 요컨대, 집합 유로 (52) 의 하류단 (52d) 으로부터 집합 유로 (52) 의 상류단 (52u) 까지의 연직 방향의 거리는, 집합 유로 (52) 의 상류단 (52u) 의 폭 (W2) 보다 크다. 직경 방향 (Dr) 에 대한 집합 유로 (52) 의 길이는, 제 1 상류 유로 (48A) 의 하류단 (48d) 으로부터 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) 까지의 직경 방향 (Dr) 에 대한 거리보다 길다. 직경 방향 (Dr) 에 있어서의 집합 유로 (52) 의 양단은, 노즐 헤드 (33) 에 의해 닫혀 있다.
각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 에 공급된 처리액은, 집합 유로 (52) 내에 공급된다. 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 이 좁기 때문에, 각 상류 유로 (48A ∼ 48D) 의 하류단 (48d) 에 공급된 처리액의 일부는, 슬릿 토출구 (34) 에 이르기 전에 집합 유로 (52) 내에서 길이 방향으로 확산되고, 나머지 처리액은, 집합 유로 (52) 내에서 길이 방향으로 확산되지 않고 슬릿 토출구 (34) 로부터 토출된다. 그 때문에, 어느 상류 유로 (48) 에 공급된 처리액의 일부는, 다른 상류 유로 (48) 에 공급된 처리액과 집합 유로 (52) 의 내부 또는 기판 (W) 과 슬릿 토출구 (34) 사이의 공간에서 혼합된다. 이에 의해, 슬릿 토출구 (34) 의 전역 또는 대략 전역에 처리액이 공급되어, 직경 방향 (Dr) 으로 연장되는 띠상의 액막이, 슬릿 토출구 (34) 와 기판 (W) 사이에 형성된다.
다음으로, 도 21 및 도 22 를 참조하여, 처리액 공급 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
처리액 공급 시스템은, 약액을 저류하는 약액 탱크 (41) 와, 약액 탱크 (41) 로부터 보내진 약액을 안내하는 약액 유로 (42) 와, 약액 유로 (42) 내를 흐르는 약액을 실온 (예를 들어 20 ∼ 30 ℃) 보다 높은 상류 온도에서 가열함으로써 약액 탱크 (41) 내의 약액의 온도를 조정하는 상류 히터 (43) 와, 약액 탱크 (41) 내의 약액을 약액 유로 (42) 에 보내는 펌프 (44) 와, 약액 유로 (42) 내의 약액을 약액 탱크 (41) 로 되돌리는 순환 유로 (40) 를 포함한다.
처리액 공급 시스템은, 약액 유로 (42) 를 개폐하는 공급 밸브 (45) 와, 순환 유로 (40) 를 개폐하는 순환 밸브 (46) 와, 약액 유로 (42) 에 접속된 공급 유로 (47) 를 포함한다. 상류 교체 유닛은, 공급 밸브 (45) 를 포함한다.
처리액 공급 시스템은, 공급 유로 (47) 로부터 공급된 약액을 슬릿 토출구 (34) 를 향하여 안내하는 복수의 상류 유로 (48) 와, 복수의 상류 유로 (48) 로부터 공급된 약액을 슬릿 토출구 (34) 에 공급하는 집합 유로 (52) 를 포함한다. 처리액 공급 시스템은, 또한 복수의 상류 유로 (48) 내를 흐르는 액체의 유량을 검출하는 복수의 유량계 (49) 와, 복수의 상류 유로 (48) 내를 흐르는 액체의 유량을 변경하는 복수의 유량 조정 밸브 (50) 와, 복수의 상류 유로 (48) 를 각각 개폐하는 복수의 토출 밸브 (51) 를 포함한다. 도시는 하지 않지만, 유량 조정 밸브 (50) 는, 유로를 개폐하는 밸브 본체와, 밸브 본체의 개도를 변경하는 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는, 공압 액추에이터 또는 전동 액추에이터여도 되고, 이들 이외의 액추에이터여도 된다.
처리액 공급 시스템은, 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 내를 흐르는 약액을 상류 온도보다 높은 하류 온도에서 가열하는 복수의 하류 히터 (53) 를 포함한다. 처리액 공급 시스템은, 또한, 복수의 하류 히터 (53) 보다 하류의 위치에서 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 에 각각 접속된 복수의 리턴 유로 (54) 와, 복수의 리턴 유로 (54) 를 각각 개폐하는 복수의 리턴 밸브 (55) 를 포함한다. 하류 교체 유닛은, 복수의 토출 밸브 (51) 와 복수의 리턴 밸브 (55) 를 포함한다.
처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로 (54) 로부터 공급된 약액을 냉각시키는 쿨러 (56) 와, 쿨러 (56) 로부터 약액 탱크 (41) 에 약액을 안내하는 탱크 회수 유로 (57) 를 포함한다. 복수의 리턴 유로 (54) 로부터 쿨러 (56) 에 공급된 약액은, 쿨러 (56) 에 의해 상류 온도에 가까워진 후, 탱크 회수 유로 (57) 를 통하여 약액 탱크 (41) 에 안내된다. 쿨러 (56) 는 수냉 유닛 또는 공냉 유닛이어도 되고, 이들 이외의 냉각 유닛이어도 된다.
다음으로, 도 21 을 참조하여, 슬릿 토출구 (34) 가 약액을 토출하는 토출 상태의 처리액 공급 시스템에 대하여 설명한다. 도 21 에서는, 열려 있는 밸브를 흑색으로 나타내고 있고, 닫혀 있는 밸브를 백색으로 나타내고 있다.
약액 탱크 (41) 내의 약액은, 펌프 (44) 에 의해 약액 유로 (42) 에 보내진다. 펌프 (44) 에 의해 보내진 약액은, 상류 히터 (43) 에 의해 가열된 후, 약액 유로 (42) 로부터 공급 유로 (47) 에 흘러, 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 흐른다. 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된 약액은, 집합 유로 (52) 를 통하여 복수의 상류 유로 (48) 로부터 슬릿 토출구 (34) 에 공급된다. 이에 의해, 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된 약액이 슬릿 토출구 (34) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출된다.
제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된 약액은, 슬릿 토출구 (34) 에 공급되기 전에, 하류 히터 (53) 에 의해 가열된다. 하류 히터 (53) 에 의한 처리액의 가열 온도 (하류 온도) 는, 상류 히터 (43) 에 의한 처리액의 가열 온도 (상류 온도) 보다 높다. 제 2 ∼ 제 4 하류 온도는, 제 2 ∼ 제 4 하류 온도의 순서로 높아지고 있다. 따라서, 제 1 상류 유로 (48A) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) (도 25 참조) 에 공급되는 약액의 온도는, 제 1 상류 유로 (48A) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 순서로 단계적으로 증가한다.
다음으로, 도 22 를 참조하여, 슬릿 토출구 (34) 로부터의 약액의 토출이 정지된 토출 정지 상태의 처리액 공급 시스템에 대하여 설명한다. 도 22 에서는, 열려 있는 밸브를 흑색으로 나타내고 있고, 닫혀 있는 밸브를 백색으로 나타내고 있다.
약액 탱크 (41) 내의 약액은, 펌프 (44) 에 의해 약액 유로 (42) 에 보내진다. 펌프 (44) 에 의해 보내진 약액의 일부는, 상류 히터 (43) 에 의해 가열된 후, 순환 유로 (40) 를 통하여 약액 탱크 (41) 로 돌아온다. 펌프 (44) 에 의해 보내진 나머지의 약액은, 약액 유로 (42) 로부터 공급 유로 (47) 로 흘러, 공급 유로 (47) 로부터 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 복수의 상류 유로 (48) 로 흐른다.
제 2 상류 유로 (48B) 내의 약액은, 제 2 상류 유로 (48B) 에 대응하는 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 후, 리턴 유로 (54) 를 통하여 쿨러 (56) 로 흐른다. 제 3 상류 유로 (48C) 및 제 4 상류 유로 (48D) 에 대해서는, 제 2 상류 유로 (48B) 와 동일하다. 쿨러 (56) 에 공급된 약액은, 쿨러 (56) 로 냉각된 후, 탱크 회수 유로 (57) 를 통하여 약액 탱크 (41) 로 돌아온다. 이에 의해, 펌프 (44) 에 의해 약액 유로 (42) 에 보내진 모든 약액이, 약액 탱크 (41) 로 돌아온다.
처리액의 온도는, 기판 (W) 의 처리에 큰 영향을 미치는 경우가 있다. 토출 정지 중에 하류 히터 (53) 를 정지시키면, 하류 히터 (53) 의 운전을 재개했을 때에, 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 처리액의 온도가 의도하는 온도에서 안정되기까지 시간이 걸린다. 그 때문에, 곧바로 처리액의 토출을 재개할 수 없고, 스루풋이 저하한다.
전술한 바와 같이, 토출 정지 중이어도, 약액을 하류 히터 (53) 에 계속 흘려, 하류 히터 (53) 에 약액을 가열시킨다. 이에 의해, 하류 히터 (53) 의 온도가 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 또한 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 약액을 약액 탱크 (41) 로 되돌리기 때문에, 약액의 소비량을 저감시킬 수 있다. 게다가, 쿨러 (56) 에 의해 냉각된 약액을 약액 탱크 (41) 에 되돌리기 때문에, 약액 탱크 (41) 내의 약액의 온도의 변동을 억제할 수 있다.
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 (W) 의 처리의 일례에 대하여 설명한다. 이하의 각 동작은, 제어 장치 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 이하에서는 도 23 및 도 24 를 참조한다. 도 7 에 대해서는 적절히 참조한다.
처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피하고 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 반송 로봇의 핸드 (도시 생략) 에 의해, 기판 (W) 이 챔버 (7) 내에 반입된다. 이에 의해, 표면이 위로 향해진 상태로 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진다. 그 후, 반송 로봇의 핸드가 챔버 (7) 의 내부로부터 퇴피하고, 챔버 (7) 의 반입 반출구 (8a) 가 셔터 (9) 로 닫힌다.
기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 상에 놓여진 후에는, 복수의 척 핀 (13) 이 기판 (W) 의 주연부에 가압되고, 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (13) 에 의해 파지된다. 또한, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 하위치로부터 상위치에 이동시킨다. 이에 의해, 스플래시 가드 (17) 의 상단이 기판 (W) 보다 상방에 배치된다. 그 후, 스핀 모터 (14) 가 구동되고, 기판 (W) 의 회전이 개시된다. 이에 의해, 기판 (W) 이 소정의 액처리 속도 (예를 들어 수백 rpm) 로 회전한다.
다음으로, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 대기 위치로부터 처리 위치에 이동시킨다. 이에 의해, 노즐 헤드 (33) 가 평면에서 보아 기판 (W) 과 겹친다. 그 후, 복수의 토출 밸브 (51) 등이 제어되어, 약액이 복수의 노즐 (26) 로부터 동시에 토출된다 (도 7 의 스텝 S1). 복수의 노즐 (26) 은, 노즐 이동 유닛 (24) 이 복수의 노즐 (26) 을 정지시키고 있는 상태에서 약액을 토출한다. 복수의 토출 밸브 (51) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 동시에 정지된다 (도 7 의 스텝 S2). 그 후, 노즐 이동 유닛 (24) 이, 복수의 노즐 (26) 을 처리 위치로부터 대기 위치에 이동시킨다.
복수의 노즐 (26) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면 내의 직선상의 영역에 동시에 착액한다 (도 27 참조). 복수의 노즐 (26) 은, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 토출한다. 그 때문에, 기판 (W) 과 직선상의 영역의 상대적인 위치 관계는, 기판 (W) 의 회전에 의해 변화한다. 이에 의해, 약액이 기판 (W) 의 상면 전역에 착액한다. 이와 같이 하여, 약액이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 약액의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 전역이 약액으로 처리된다. 또한, 기판 (W) 상의 약액은, 기판 (W) 의 상면 주연부로부터 기판 (W) 의 주위로 비산하여, 스플래시 가드 (17) 의 내주면에 수용된다.
복수의 노즐 (26) 로부터의 약액의 토출이 정지된 후에는, 린스액 밸브 (23) 가 열리고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액 (순수) 의 토출이 개시된다 (도 7 의 스텝 S3). 이에 의해, 기판 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 씻겨 나가고, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막이 형성된다. 린스액 밸브 (23) 가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 린스액 밸브 (23) 가 닫히고, 린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다 (도 7 의 스텝 S4).
린스액 노즐 (21) 로부터의 린스액의 토출이 정지된 후에는, 기판 (W) 이 스핀 모터 (14) 에 의해 회전 방향으로 가속되어, 액처리 속도보다 큰 건조 속도 (예를 들어 수천 rpm) 로 기판 (W) 이 회전한다 (도 7 의 스텝 S5). 이에 의해, 기판 (W) 에 부착되어 있는 린스액이 기판 (W) 의 주위로 튀어, 기판 (W) 이 건조된다. 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (14) 및 기판 (W) 의 회전이 정지된다.
기판 (W) 의 회전이 정지된 후에는, 가드 승강 유닛 (18) 이, 스플래시 가드 (17) 를 상위치로부터 하위치에 이동시킨다. 또한 복수의 척 핀 (13) 에 의한 기판 (W) 의 유지가 해제된다. 반송 로봇은, 복수의 노즐 (26) 이 스핀 척 (11) 의 상방으로부터 퇴피하고 있고, 스플래시 가드 (17) 가 하위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드를 챔버 (7) 의 내부에 진입시킨다. 그 후, 반송 로봇은, 핸드에 의해 스핀 척 (11) 상의 기판 (W) 을 취하고, 이 기판 (W) 을 챔버 (7) 로부터 반출한다.
도 28 은 기판 (W) 의 에칭량의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 28 에 나타내는 측정치 A ∼ 측정치 B 에 있어서의 기판 (W) 의 처리 조건은, 약액을 토출하는 노즐을 제외하고, 동일하다.
측정치 A 는, 노즐 헤드 (33) 가 제거된 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 노즐 (26) 에 약액을 토출시켜, 기판 (W) 을 에칭했을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다. 즉, 측정치 A 는, 4 개의 노즐 본체 (27) 에 각각 형성된 4 개의 토출구 (제 1 상류 유로 (48A) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) 에 상당하는 것) 에 약액을 토출시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 B 는, 1 개의 토출구 (제 1 상류 유로 (48A) 의 하류단 (48d) 에 상당하는 것) 에만 약액을 토출시켜, 약액의 착액 위치를 기판 (W) 의 상면 중앙부에서 고정시켰을 때의 에칭량의 분포를 나타내고 있다.
측정치 B 에서는, 기판 (W) 의 중앙부로부터 멀어짐에 따라 에칭량이 감소하고 있고, 에칭량의 분포가 산형의 곡선을 나타내고 있다. 요컨대, 에칭량은, 약액의 착액 위치에서 가장 크고, 착액 위치로부터 멀어짐에 따라 감소하고 있다. 이에 반하여, 측정치 A 에서는, 측정치 B 와 비교하여, 기판 (W) 의 중앙부 이외의 위치에서의 에칭량이 증가하고 있고, 에칭의 균일성이 대폭 개선되어 있다.
측정치 A 에서는, 7 개의 산이 형성되어 있다. 정중앙의 산의 정점은, 가장 내측의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 그 외측의 2 개의 산의 정점은, 내측으로부터 2 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다. 더욱 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 3 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이고, 가장 외측의 2 개의 산의 위치는, 내측으로부터 4 번째의 착액 위치에 대응하는 위치이다.
이와 같이, 직경 방향 (Dr) 으로 나열된 복수의 토출구로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 토출시키면, 약액은, 직경 방향 (Dr) 으로 떨어진 복수의 착액 위치에 착액한다. 착액 위치에서의 에칭 레이트는, 인접하는 2 개의 착액 위치 사이의 위치에서의 에칭 레이트보다 높다. 그 때문에, 처리의 균일성이 저하하게 된다. 따라서, 슬릿 토출구 (34) 로부터 토출된 약액을 직경 방향 (Dr) 으로 연속한 직선상의 영역에 착액시킴으로써, 이와 같은 균일성의 저하를 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, 처리액이, 공급 유로 (47) 로부터 모든 상류 유로 (48) 에 공급되어, 모든 상류 유로 (48) 로부터 집합 유로 (52) 에 공급된다. 집합 유로 (52) 에 공급된 처리액은, 슬릿 토출구 (34) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출된다. 이에 의해, 기판 (W) 의 상면 중앙부와 기판 (W) 의 상면 주연부 사이에서 직경 방향 (Dr) 으로 연장되는 띠상의 액막이, 슬릿 토출구 (34) 와 기판 (W) 사이에 형성되어, 기판 (W) 의 상면 내의 직선상의 영역에 착액한다. 따라서, 직경 방향 (Dr) 으로 나열된 복수의 토출구로부터 처리액을 토출시키는 경우와 비교하여, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 제 1 상류 유로 (48A) ∼ 제 4 상류 유로 (48D) 의 하류단 (48d) 에 공급되는 처리액의 온도는, 회전 축선 (A1) 으로부터 하류단 (48d) 까지의 거리가 증가함에 따라 높아진다. 복수의 하류단 (48d) 의 바로 아래의 위치에는, 복수의 하류단 (48d) 에 공급된 처리액과 동일 또는 대략 동일한 온도의 처리액이 착액한다. 이에 반하여, 상기 바로 아래의 위치 사이의 위치에는, 인접하는 2 개의 복수의 하류단 (48d) 에 공급된 처리액의 혼합액이 착액한다. 요컨대, 서로 상이한 온도의 처리액이 인접하는 2 개의 복수의 하류단 (48d) 에 공급되고, 이 2 개의 온도 사이의 온도의 처리액이, 상기 바로 아래의 위치 사이의 위치에 착액한다.
이와 같이, 슬릿 토출구 (34) 의 각 위치에서의 처리액의 온도가, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적 또는 연속적으로 증가하기 때문에, 균일한 온도의 처리액을 슬릿 토출구 (34) 로부터 토출시키는 경우와 비교하여, 기판 (W) 상에서의 처리액의 온도의 균일성을 높일 수 있다. 이에 의해, 처리의 균일성을 더욱 높일 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 상면 중앙부에만 처리액을 착액시키는 경우와 비교하여, 기판 (W) 에 공급되는 처리액의 소비량을 저감시키면서, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 슬릿 토출구 (34) 가, 평면에서 보아 기판 (W) 의 상면 중앙부 및 상면 주연부와 겹쳐 있다. 슬릿 토출구 (34) 로부터 토출된 처리액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부 및 상면 주연부를 포함하는 직선상의 영역에 동시에 착액한다. 슬릿 토출구 (34) 는, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 처리액을 토출한다. 기판 (W) 과 직선상의 영역의 상대적인 위치 관계는, 기판 (W) 의 회전에 의해 변화한다. 이에 의해, 처리액이 기판 (W) 의 상면 전역에 착액하기 때문에, 처리의 균일성을 높일 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 이 좁기 때문에, 상류 유로 (48) 에 공급된 처리액의 일부는, 슬릿 토출구 (34) 에 도달하기 전에 집합 유로 (52) 내에서 길이 방향으로 확산되고, 상류 유로 (48) 에 공급된 나머지의 처리액은, 집합 유로 (52) 내에서 슬릿 토출구 (34) 의 길이 방향으로 확산되지 않고 슬릿 토출구 (34) 에 도달한다. 그 때문에, 처리액의 일부는, 다른 상류 유로 (48) 에 공급된 처리액과 집합 유로 (52) 의 내부 또는 기판 (W) 과 슬릿 토출구 (34) 사이의 공간에서 혼합된다. 이에 의해, 기판 (W) 에 공급되는 처리액의 온도를, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적 또는 연속적으로 증가시킬 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 이 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되어 있다 (도 24 참조). 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 이 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되도록, 동일한 길이의 복수의 노즐 (26) 을 길이 방향 (D1) 에 직교하는 수평 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 (26) 전체의 폭이 증가한다 (도 9 참조). 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 이 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열되도록, 길이가 상이한 복수의 노즐 (26) 을 연직 방향으로 나열하면, 복수의 노즐 (26) 전체의 높이가 증가한다 (도 29a 및 도 29b 참조).
이에 반하여, 본 실시형태에서는, 복수의 아암부 (28) 를 길이 방향 (D1) 에 직교하는 수평한 배열 방향 (D2) 으로 나열한다. 또한 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 이 길이 방향 (D1) 에 관해서 회전 축선 (A1) 측으로부터 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 순서로 나열되도록, 복수의 아암부 (28) 의 선단 (28a) 을 길이 방향 (D1) 으로 어긋나게 한다 (도 24 참조). 이에 의해, 복수의 노즐 (26) 전체의 폭 및 높이의 양방을 억제하면서, 제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D) 의 선단 (28a) 을 평면에서 보아 직경 방향 (Dr) 으로 나열할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 복수의 상류 유로 (48) 의 상류단이 유체 박스 (5) 내에 배치되어 있다. 공급 유로 (47) 는, 유체 박스 (5) 내에서 복수의 상류 유로 (48) 에 분기되어 있다. 따라서, 공급 유로 (47) 가 유체 박스 (5) 보다 상류의 위치에서 복수의 상류 유로 (48) 에 분기되어 있는 경우와 비교하여, 각 상류 유로 (48) 의 길이 (액체가 흐르는 방향의 길이) 를 단축할 수 있다. 이에 의해, 처리액으로부터 상류 유로 (48) 로의 전열에 의한 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다.
본 발명은, 전술한 실시형태의 내용에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는, 노즐 (26) 의 수가, 4 개인 경우에 대하여 설명했지만, 노즐 (26) 의 수는, 2 또는 3 개여도 되고, 5 개 이상이어도 된다.
상기 실시형태에서는, 슬릿 토출구 (34) 가 기판 (W) 의 상면에 대하여 수직인 토출 방향으로 처리액을 토출하는 경우에 대하여 설명하고자 하지만, 슬릿 토출구 (34) 는, 기판 (W) 의 상면에 대하여 비스듬하게 기울어진 토출 방향으로 처리액을 토출해도 된다.
상기 실시형태에서는, 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 이 일정한 경우에 대하여 설명했지만, 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 은 일정하지 않아도 된다. 예를 들어, 슬릿 토출구 (34) 의 폭 (W1) 은, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 단계적 또는 연속적으로 증가하고 있어도 된다.
상기 실시형태에서는, 노즐 헤드 (33) 가, 모든 노즐 (제 1 노즐 (26A) ∼ 제 4 노즐 (26D)) 에 접속되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 4 개의 노즐의 1 개 또는 2 개가, 노즐 헤드 (33) 에 접속되어 있지 않아도 된다. 예를 들어 도 30 에 나타내는 바와 같이, 노즐 헤드 (33) 는, 제 2 노즐 (26B) ∼ 제 4 노즐 (26D) 에만 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 제 1 노즐 (26A) 에 공급된 처리액은, 제 1 상류 유로 (48A) 의 하류단 (48d) 으로부터 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 토출된다.
상기 실시형태에서는, 약액 탱크 (41) 를 향하여 리턴 유로 (54) 를 흐르는 약액을 쿨러 (56) 로 냉각시키는 경우에 대하여 설명했지만, 쿨러 (56) 를 생략해도 된다.
제어 장치 (3) 는, 토출 정지 상태일 때에 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 공급되는 처리액의 유량을, 토출 상태일 때에 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 공급되는 처리액의 유량보다 감소시켜도 된다. 이 경우, 토출 정지 중에 리턴 유로 (54) 로부터 약액 탱크 (41) 로 돌아오는 약액의 유량이 감소하기 때문에, 약액 탱크 (41) 내의 약액에 부여되는 열량을 저감시킬 수 있어, 액온의 변동을 억제할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 토출 정지 중에 하류 히터 (53) 에 의해 가열된 액체를, 상류 유로 (48) 로부터 리턴 유로 (54) 에 흘리는 경우에 대하여 설명했지만, 토출 정지 중에 하류 히터 (53) 를 정지시키는 경우에는, 리턴 유로 (54) 를 생략해도 된다.
상기 실시형태에서는, 하류 히터 (53) 가 제 1 상류 유로 (48A) 에 형성되어 있지 않고, 제 1 상류 유로 (48A) 이외의 모든 상류 유로 (48) 에 하류 히터 (53) 가 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 제 1 상류 유로 (48A) 를 포함하는 모든 상류 유로 (48) 에 하류 히터 (53) 가 형성되어 있어도 된다.
상기 실시형태에서는, 복수의 노즐 (26) 을 정지시키면서, 복수의 노즐 (26) 에 약액을 토출시키는 경우에 대하여 설명했지만, 복수의 노즐 (26) 을 노즐 회동 축선 (A2) 주위에 회동시키면서, 복수의 노즐 (26) 에 약액을 토출시켜도 된다.
상기 실시형태에서는, 공급 유로 (47) 에 약액을 공급하는 약액 유로 (42) 가 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 공급 유로 (47) 에 액체를 공급하는 복수의 처리액 유로가 형성되어 있어도 된다.
예를 들어, 제 1 액체가 제 1 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되고, 제 2 액체가 제 2 액체 유로로부터 공급 유로 (47) 에 공급되어도 된다. 이 경우, 제 1 액체 및 제 2 액체가 공급 유로 (47) 에서 혼합되기 때문에, 제 1 액체 및 제 2 액체를 포함하는 혼합액이, 공급 유로 (47) 로부터 복수의 상류 유로 (48) 에 공급된다. 제 1 액체 및 제 2 액체는, 동종의 액체여도 되고, 상이한 종류의 액체여도 된다. 제 1 액체 및 제 2 액체의 구체예는, 황산 및 과산화수소수의 조합과, TMAH 및 순수의 조합이다.
제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 표면의 각 부에 공급되는 처리액의 온도를 처리 전의 박막의 두께에 따라 제어함으로써, 처리 후의 박막의 두께를 균일화해도 된다.
도 14 는 처리 전후에 있어서의 박막의 두께와 기판 (W) 에 공급되는 처리액의 온도의 이미지를 나타내는 그래프이다. 도 14 의 1 점 쇄선은, 처리 전의 막두께를 나타내고 있고, 도 14 의 2 점 쇄선은, 처리 후의 막두께를 나타내고 있다. 도 14 의 실선은, 기판 (W) 에 공급되는 처리액의 온도를 나타내고 있다. 도 14 의 가로축은, 기판 (W) 의 반경을 나타내고 있다. 처리 전의 막두께는, 기판 처리 장치 (1) 이외의 장치 (예를 들어, 호스트 컴퓨터) 로부터 기판 처리 장치 (1) 에 입력되어도 되고, 기판 처리 장치 (1) 에 형성된 측정기에 의해 측정되어도 된다.
도 14 에 나타내는 예의 경우, 제어 장치 (3) 는, 처리액의 온도가 처리 전의 막두께와 동일하게 변화하도록, 기판 처리 장치 (1) 를 제어해도 된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 복수의 상류 유로 (48) 에서의 처리액의 온도가, 처리 전의 막두께에 따른 온도가 되도록, 복수의 하류 히터 (53) 를 제어해도 된다.
이 경우, 처리 전의 막두께가 상대적으로 큰 위치에 상대적으로 고온의 처리액이 공급되고, 처리 전의 막두께가 상대적으로 작은 위치에 상대적으로 저온의 처리액이 공급된다. 기판 (W) 의 표면에 형성된 박막의 에칭량은, 고온의 처리액이 공급되는 위치에서 상대적으로 증가하고, 저온의 처리액이 공급되는 위치에서 상대적으로 감소한다. 그 때문에, 처리 후의 박막의 두께가 균일화된다.
전술한 모든 구성의 2 개 이상이 조합되어도 된다. 전술한 모든 공정의 2 개 이상이 조합되어도 된다.
어느 실시형태에 관련된 특징을 다른 실시형태에 추가해도 된다.
이 출원은, 2015년 2월 18일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-029843호와, 2015년 2월 25일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-035519호와, 2015년 2월 25일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-035520호와, 2015년 2월 25일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-035521호와, 2015년 3월 26일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2015-064802호에 대응하고 있고, 이들 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (18)

  1. 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과,
    공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 하류 유로와, 복수의 토출구를 포함하고, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템을 포함하고,
    상기 공급 유로는, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내하고,
    상기 복수의 상류 유로는, 상기 공급 유로로부터 분기되어 있고, 상기 공급 유로로부터 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구를 향하여 안내하고,
    상기 복수의 토출구는, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 처리액을 토출하는 주토출구와, 상기 상면 중앙부로부터 떨어져 있고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한, 상기 기판의 상면 내의 복수의 위치를 향하여 각각 처리액을 토출하는 복수의 부토출구를 포함하고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 상기 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출하고,
    상기 복수의 상류 유로는, 상기 주토출구에 접속된 주상류 유로와, 상기 복수의 하류 유로를 개재하여 상기 복수의 부토출구에 접속된 복수의 부상류 유로를 포함하고,
    상기 복수의 부상류 유로는, 모두, 상기 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로이고, 상기 하류 유로 마다 상기 부토출구가 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 상류 히터와, 복수의 하류 히터를 추가로 포함하고,
    상기 상류 히터는, 상기 공급 유로에 공급되는 처리액을 상류 온도에서 가열하고,
    상기 복수의 하류 히터는, 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 상기 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로와, 복수의 하류 히터와, 하류 교체 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 복수의 리턴 유로는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고,
    상기 복수의 하류 히터는, 상기 리턴 유로와 상기 부상류 유로의 접속 위치보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 액체를 가열하고,
    상기 하류 교체 유닛은, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 액체가 상기 복수의 토출구에 공급되는 토출 상태와, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 액체가 상기 복수의 리턴 유로에 공급되는 토출 정지 상태를 포함하는 복수의 상태의 어느 것으로 바뀌는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 수용하는 챔버를 추가로 포함하고,
    상기 분기 상류 유로는, 상기 챔버 내에서 상기 복수의 하류 유로에 분기되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 제 1 노즐과, 제 2 노즐을 추가로 포함하고,
    상기 복수의 토출구는, 상기 제 1 노즐에 형성된 제 1 토출구와, 상기 제 2 노즐에 형성된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열되어 있고,
    상기 제 1 노즐은, 수평한 길이 방향으로 연장되는 제 1 아암부와, 상기 제 1 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 1 선단부를 포함하고,
    상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향으로 연장되는 제 2 아암부와, 상기 제 2 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 2 선단부를 포함하고,
    상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는, 상기 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열되어 있고,
    상기 제 1 아암부의 선단과 상기 제 2 아암부의 선단은, 상기 제 1 아암부의 선단이 상기 회전 축선측에 위치하도록, 평면에서 보아 상기 길이 방향으로 떨어져 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 토출구는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면에 가까워짐에 따라 상기 회전 축선에 가까워지도록, 상기 기판의 상면에 대하여 기울어진 토출 방향으로 처리액을 토출하는 경사 토출구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 처리액 공급 시스템을 제어하는 제어 장치를 추가로 포함하고,
    상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 토출 밸브를 추가로 포함하고,
    상기 복수의 토출구는, 제 1 토출구와, 상기 회전 축선에 대하여 상기 제 1 토출구보다 멀리 배치된 제 2 토출구를 포함하고,
    상기 복수의 상류 유로는, 상기 제 1 토출구를 향하여 처리액을 안내하는 제 1 상류 유로와, 상기 제 2 토출구를 향하여 처리액을 안내하는 제 2 상류 유로를 포함하고,
    상기 복수의 토출 밸브는, 상기 제 1 상류 유로를 개폐하는 제 1 토출 밸브와, 상기 제 2 상류 유로를 개폐하는 제 2 토출 밸브를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 제 2 토출 밸브가 열려 있는 시간이 상기 제 1 토출 밸브가 열려 있는 시간보다 길어지도록, 상기 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 열고, 그 후, 상기 제 1 토출 밸브 및 제 2 토출 밸브를 닫는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 노즐 이동 유닛과, 토출 위치 조정 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 노즐 이동 유닛은, 상기 복수의 토출구와 상기 기판이 평면에서 보아 겹치는 처리 위치와, 상기 복수의 토출구와 상기 기판이 평면에서 보아 겹치지 않는 대기 위치 사이에서, 상기 복수의 토출구와 상기 토출 위치 조정 유닛을 수평으로 이동시키고,
    상기 토출 위치 조정 유닛은, 상기 노즐 이동 유닛에 의한 상기 복수의 토출구의 이동 방향과는 상이한 수평한 조정 방향으로 상기 복수의 토출구를 이동시키는, 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 상기 기판 유지 유닛이 기판을 회전시키고 있고, 상기 복수의 토출구가 상기 기판의 상면을 향하여 처리액을 토출시키고 있는 상태에서, 상기 복수의 토출구를 요동시킴으로써, 상기 회전 축선으로부터 상기 복수의 토출구까지의 거리를 변화시키는 노즐 이동 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과,
    공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 토출구를 포함하고, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템과,
    복수의 기체 토출구를 포함하고, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 기체를 공급하는 기체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 공급 유로는, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내하고,
    상기 복수의 상류 유로는, 상기 공급 유로로부터 분기되어 있고, 상기 공급 유로로부터 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구를 향하여 안내하고,
    상기 복수의 토출구는, 상기 기판의 상면 중앙부를 향하여 처리액을 토출하는 주토출구와, 상기 상면 중앙부로부터 떨어져 있고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한, 상기 기판의 상면 내의 복수의 위치를 향하여 각각 처리액을 토출하는 복수의 부토출구를 포함하고, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 상기 복수의 상류 유로를 통하여 공급된 처리액을 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출하고,
    상기 복수의 상류 유로는, 상기 주토출구에 접속된 주상류 유로와, 상기 복수의 부토출구에 접속된 복수의 부상류 유로를 포함하고,
    상기 복수의 기체 토출구는, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있고, 실온보다 고온의 기체를 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면을 향하여 토출하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 토출구는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면 내의 복수의 착액 위치를 향하여 처리액을 토출하고,
    상기 복수의 기체 토출구는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면 내의 복수의 분사 위치를 향하여 기체를 토출하고,
    상기 복수의 착액 위치와 상기 복수의 분사 위치는, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향에 관해서 상기 분사 위치가 인접하는 2 개의 상기 착액 위치 사이에 위치하도록 어긋나 있는, 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 하류 유로를 추가로 포함하고,
    상기 복수의 부상류 유로는, 모두, 상기 복수의 하류 유로에 분기한 분기 상류 유로이고, 상기 하류 유로 마다 상기 부토출구가 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 수용하는 챔버를 추가로 포함하고,
    상기 분기 상류 유로는, 상기 챔버 내에서 상기 복수의 하류 유로에 분기되어 있는, 기판 처리 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 상류 히터와, 복수의 하류 히터를 추가로 포함하고,
    상기 상류 히터는, 상기 공급 유로에 공급되는 처리액을 상류 온도에서 가열하고,
    상기 복수의 하류 히터는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 상기 상류 온도보다 고온의 하류 온도에서 가열하는, 기판 처리 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 복수의 리턴 유로와, 복수의 하류 히터와, 하류 교체 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 복수의 리턴 유로는, 상기 복수의 부토출구보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고,
    상기 복수의 하류 히터는, 상기 리턴 유로와 상기 부상류 유로의 접속 위치보다 상류의 위치에서 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 가열하고,
    상기 하류 교체 유닛은, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 토출구에 공급되는 토출 상태와, 상기 공급 유로로부터 상기 복수의 상류 유로에 공급된 처리액이 상기 복수의 리턴 유로에 공급되는 토출 정지 상태를 포함하는 복수의 상태의 어느 것으로 바뀌는, 기판 처리 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 시스템은, 제 1 노즐과, 제 2 노즐을 추가로 포함하고,
    상기 복수의 토출구는, 상기 제 1 노즐에 형성된 제 1 토출구와, 상기 제 2 노즐에 형성된 제 2 토출구를 포함하고, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열되어 있고,
    상기 제 1 노즐은, 수평한 길이 방향으로 연장되는 제 1 아암부와, 상기 제 1 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 1 선단부를 포함하고,
    상기 제 2 노즐은, 상기 길이 방향으로 연장되는 제 2 아암부와, 상기 제 2 아암부의 선단으로부터 하방으로 연장되는 제 2 선단부를 포함하고,
    상기 제 1 아암부 및 제 2 아암부는, 상기 길이 방향에 직교하는 수평한 배열 방향으로 나열되어 있고,
    상기 제 1 아암부의 선단과 상기 제 2 아암부의 선단은, 상기 제 1 아암부의 선단이 상기 회전 축선측에 위치하도록, 평면에서 보아 상기 길이 방향으로 떨어져 있는, 기판 처리 장치.
  17. 기판을 수평으로 유지하면서 기판의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선 주위로 회전시키는 기판 유지 유닛과,
    공급 유로와, 복수의 상류 유로와, 복수의 하류 히터와, 집합 유로와, 슬릿 토출구를 포함하고, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급 시스템을 포함하고,
    상기 공급 유로는, 상기 복수의 상류 유로에 분기되어 있고, 처리액을 상기 복수의 상류 유로를 향하여 안내하고,
    상기 복수의 상류 유로는, 상기 회전 축선에 직교하는 직경 방향으로 평면에서 보아 나열된 복수의 부하류단을 갖는 복수의 부상류 유로와, 상기 복수의 부하류단보다 상기 회전 축선측에 배치된 주하류단을 갖는 주상류 유로를 포함하고,
    상기 복수의 하류 히터는, 상기 복수의 부상류 유로에 각각 접속되어 있고, 상기 복수의 부하류단에 공급되는 처리액의 온도가 상기 회전 축선으로부터 상기 부하류단까지의 거리가 증가함에 따라 높아지도록 상기 복수의 부상류 유로를 흐르는 처리액을 가열하고,
    상기 집합 유로는, 상기 복수의 부상류 유로에 접속되어 있고,
    상기 슬릿 토출구는, 상기 복수의 부상류 유로보다 하류의 위치에서 상기 집합 유로에 접속되어 있고, 평면에서 보아 상기 기판의 상면 중앙부와 상기 기판의 상면 주연부 사이에서 직경 방향으로 연장되는 슬릿상이고, 상기 집합 유로로부터 공급된 처리액을 상기 기판의 상면을 향하여 토출하는, 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 슬릿 토출구는, 평면에서 보아 상기 기판의 상면 중앙부로부터 상기 기판의 상면 주연부까지 직경 방향으로 연장되어 있는, 기판 처리 장치.
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