KR102472315B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체 Download PDF

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Abstract

처리실의 분위기 조정용의 가스의 사용량의 삭감.
기판 처리 장치는, 처리실(20) 내에 분위기 조정용의 제1 가스 예컨대 드라이 에어를 공급하는 가스 공급부(80)와, 기판(W)을 유지하는 기판 유지부(30)의 주위를 둘러싸는 컵(50) 내의 가스를 배기하는 컵 배기로(53)와, 컵 밖의 처리실 내의 가스를 배기하는 처리실 배기로(55)와, 처리실로부터 배기된 컵 밖의 처리실 내의 가스를 처리실로 복귀시키는 복귀로(59)를 갖는다. 처리실로부터 배기된 컵 밖의 가스 처리실 배기로로부터 배기되는 제1 상태와, 처리실로부터 배기된 컵 밖의 가스가 복귀로를 통하여 처리실에 복귀되는 제2 상태를 전환하는 배기 전환 기구(60)가 마련되어 있다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND STORAGE MEDIUM RECORDING PROGRAMS FOR EXECUTING THE SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치의 처리 챔버 내의 분위기를 조정하는 기술에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에는, 약액 세정 처리 또는 웨트 에칭 처리 등의 액 처리가 포함된다. 이러한 액 처리는, 약액을 반도체 웨이퍼 등의 기판에 약액을 공급하는 약액 처리 공정과, 약액 처리 공정 후에 순수 등의 린스액을 이용하여 기판 상에 잔류하는 약액 및 반응 생성물을 씻어내는 린스 공정과, 린스 공정 후에 기판 상에 잔류하는 린스액을 IPA(이소프로필알코올) 등의 건조 보조용 유기 용제에 의해 치환하는 치환 공정과, 치환 공정 후에 기판을 건조시키는 건조 공정이 포함된다.
상기 일련의 공정에 있어서, 기판 처리 장치의 챔버 내에는, 청정 가스의 다운 플로우가 형성되어 있다. 통상은, 이 청정 가스로서, 클린 룸 내의 공기를 ULPA 필터 등의 파티클 필터에 의해 여과함으로써 생성된 청정 공기가 이용된다. 이 청정 공기의 습도는 클린 룸 내 공기와 동일한 습도이다.
건조 공정 시에 있어서의 기판의 주위의 분위기는, 기판의 처리 결과에 큰 영향을 부여한다. 기판 주위 분위기의 습도가 높으면, 기판 표면에의 결로에 의해 생긴 물의 표면 장력에 의한 패턴 도괴가 생길 수 있다. 또한, 결로에 의해 워터 마크의 발생도 생길 수 있다. 기판 주위 분위기의 산소 농도가 높으면, 워터 마크가 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 건조 공정 시에는, 저습도 가스인 드라이 에어가 공급되거나(예컨대 특허문헌 1을 참조), 혹은 저습도 가스이며 또한 저산소 농도 가스이기도 한 질소 가스가 기판 주위에 공급된다.
그러나, 이러한 가스는 고가이거나, 혹은 반도체 장치 제조 공장의 설비에 부담을 준다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-177585호 공보
본 발명은 처리실 내의 분위기 조정용 가스의 사용량을 삭감하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 기판 유지부와, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과,
상기 컵 및 상기 기판 유지부를 수용하는 처리실과,
상기 처리실 내에 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와, 상기 컵 내의 가스를 배기하기 위한 컵 배기로와, 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 배기하기 위한 처리실 배기로와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 상기 처리실에 복귀시키기 위한 복귀로와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 가스가 상기 처리실 배기로로부터 배기되는 제1 상태와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 가스가 상기 복귀로를 통하여 상기 처리실에 복귀되는 제2 상태를 전환하는 배기 전환 기구를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 기판 유지부와, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과, 상기 컵 및 상기 기판 유지부를 수용하는 처리실과, 상기 처리실 내의 분위기를 형성하는 제1 가스를 상기 처리실에 공급하는 제1 가스 공급부와, 상기 처리실 내의 분위기를 형성하는 제2 가스를 상기 처리실에 공급하는 제2 가스 공급부와, 상기 컵 내의 가스를 배기하기 위한 컵 배기로와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를, 상기 처리실에 복귀시키지 않고 배출하기 위한 처리실 배기로와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 상기 처리실에 복귀시키기 위한 복귀로와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스가 상기 복귀로를 통하여 상기 처리실에 복귀되는 일없이 상기 처리실 배기로로부터 배기되는 제1 상태와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스가 상기 복귀로를 통하여 상기 처리실에 복귀되는 제2 상태를 전환하는 배기 전환 기구를 구비한 기판 처리 장치를 이용하여 행해지는 기판 처리 방법으로서, 상기 제1 가스는, 상기 제2 가스보다 습도가 낮거나 혹은 산소 농도가 낮고, 상기 기판 처리 방법은, 상기 제2 가스 공급부에 의해 상기 제2 가스를 상기 처리실에 공급하며, 또한 기판에 처리액을 공급하면서, 상기 기판에 액 처리를 실시하는 공정과, 상기 제1 가스 공급부에 의해 상기 제1 가스를 상기 처리실에 공급하면서, 상기 액 처리가 실시된 기판을 건조시키는 건조 공정을 구비하고, 상기 제1 가스 공급부에 의해 상기 제1 가스를 상기 처리실에 공급할 때에, 상기 제1 가스의 공급의 개시 시에 상기 배기 전환 기구를 상기 제1 상태로 하고, 그 후 제2 상태로 전환하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 기판 처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 액처리 장치를 제어하여 상기 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 기판 유지부와, 상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과, 상기 컵 및 상기 기판 유지부를 수용하는 처리실과, 상기 처리실 내의 분위기를 형성하는 가스를 상기 처리실에 공급하는 가스 공급로와, 상기 컵 내의 가스를 배기하기 위한 컵 배기로와, 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 배기하기 위한 처리실 배기로와, 상기 컵 밖의 상기 처리실 내에 마련되고, 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스가 상기 처리실 배기로로부터 배출되기 전에, 상기 가스의 습도를 저하시키는 것 및 상기 가스로부터 오염 물질을 제거하는 것 중의 적어도 한쪽을 행하는 가스 처리부와,
상기 처리실 배기로에 접속되며, 상기 가스 처리부에 의해 처리된 후에 상기 처리실로부터 나온 가스를 상기 처리실에 복귀시키기 위한 복귀로를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다.
상기 실시형태에 따르면, 분위기 조정용의 가스의 사용량의 삭감을 달성할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛의 개략 종단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 가스의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 가스의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛에 있어서의 가스의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛의 제1 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 처리 유닛의 제2 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 처리 유닛의 제3 변형예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 3에 나타낸 이젝터의 적합한 실시형태를 나타내는 개략 사시도이다.
도 11은 도 10에 나타낸 이젝터의 구조 및 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
도 12는 제2 실시형태에 따른 처리 유닛의 개략 종단면도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 가스 처리부의 구성을 설명하는 개략 종단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
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.
다음에, 처리 유닛(16)의 개략 구성에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 처리 유닛(16)의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
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.
[제1 실시형태]
다음에, 도 3을 참조하여 제1 실시형태에 따른 처리 유닛(16)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
처리 유닛(16) 내에는, 처리 유체 공급부(40)로서, 약액 노즐(41), 린스 노즐(42) 및 용제 노즐(43)을 구비한다. 약액 노즐(41)은, 세정용 또는 웨트 에칭용의 약액을 공급한다. 린스 노즐(42)은, 린스액으로서 예컨대 순수(DIW)를 공급한다. 린스액은, 정전 파괴 방지를 위해, 초저농도의 도전성 이온을 포함하는 순수여도 좋다. 용제 노즐(43)은, 린스액(순수)과 상용성이 있으며, 린스액보다 표면 장력이 낮고, 또한, 린스액보다 휘발성이 높은 용제, 여기서는 IPA(이소프로필알코올)를 공급한다. 약액 노즐(41), 린스 노즐(42) 및 용제 노즐(43)은, 공통의 노즐 아암(44)의 선단부에 지지되어 있다. 노즐 아암(44)은, 구동부(45)에 의해, 승강 및 연직 축선 둘레로 선회할 수 있고, 이에 의해 상기 노즐(41∼43)이, 도 3에 나타내는 웨이퍼(W) 중앙부 바로 위의 처리 위치와, 회수컵(50)의 반경 방향 외측의 대피 위치(도시하지 않음) 사이를 이동할 수 있다.
도 3에는, 챔버(20)의 천장부에 마련된 FFU(21)의 구조가 도 2보다 상세하게 나타나 있다. FFU(21)는, 덕트(211)를 갖는다. 덕트(211)의 상류단(211a)은, 기판 처리 시스템(1)이 설치되어 있는 클린 룸 내의 공간에 개구하고 있다. 덕트(211)의 타단(도 3의 좌단)의 하면은 개구하고 있으며, 이 개구의 하방에 파티클 제거용의 필터, 여기서는 ULPA 필터(212)가 마련되어 있다. 덕트(211) 내에는, 상류측으로부터 순서대로, 팬(213) 및 댐퍼(유량 조정 밸브)(214)가 마련되어 있다. 팬(213)의 회전수 조정 및 댐퍼(214)의 개방도 조정 중 한쪽 또는 양방을 실행함으로써, 덕트(211) 내를 흐르는 에어(가스)의 유량을 조절할 수 있다. 덕트(211)의 상류단(211a)으로부터 취입된 클린 룸 내의 에어가 ULPA 필터(212)를 통하여, 챔버(20)의 내부 공간(22)에 유입된다. ULPA 필터(212)는, 통과하는 에어로부터 파티클을 제거하여 그 에어를 청정화한다.
챔버(20) 내의 회수컵(50)의 상방에, 정류판(23)이 마련되어 있다. 정류판(23)은, 다수의 구멍이 형성된 평판(펀칭 플레이트)으로 이루어진다. 정류판(23)에 의해, 챔버(20)의 내부 공간(22)이, 정류판(23)의 상방의 버퍼 공간(24)과, 정류판(23)의 하방의 처리 공간(25)으로 구획된다. 정류판(23)은, ULPA 필터(212)로부터 버퍼 공간(24) 내에 유입되어 온 에어의 흐름의 수평 방향 분포를 원하는 형태로 조절한다.
회수컵(50)의 배기구(52)에는, 배기로(53)가 접속되어 있다. 배기로(53)는, 공장 배기계(도시하지 않음)에 직접 접속되거나, 혹은 배기 펌프 혹은 이젝터(모두 도시하지 않음)를 통해 공장 배기계(EXH)의 덕트에 접속되어 있다. 챔버(20)의 하부 측벽에는 배기구(54)가 마련되어 있다. 배기구(54)에는, 배기로(55)가 접속되어 있다. 배기로(55)의 하류단은, 합류점(56)에 있어서, 배기로(53)에 접속되어 있다. 배기구(52) 및 배기로(53)를 통해, 회수컵(50) 내의 분위기가 배출된다. 배기구(54) 및 배기로(55)를 통해, 회수컵(50)의 외측의 챔버(20) 내[특히 처리 공간(25) 하부]의 분위기가 배기된다. 이하, 본 명세서에 있어서 배기구(52, 54)를 구별하기 위해, 전자를 컵 배기구(52), 후자를 챔버 배기구(54)라고 부르기로 한다. 또한, 배기로(53, 55)를 구별하기 위해, 전자를 컵 배기로(53), 후자를 챔버 배기로(55)라고 부르기로 한다.
전술한 바와 같이컵 배기구(52)를 통해 회수컵(50) 내의 분위기가 흡인되고, 또한, 챔버 배기구(54)를 통해 회수컵(50)의 외측의 처리 공간(25) 내의 분위기가 흡인되고 있기 때문에, 정류판(23)으로부터 하향으로 유출되는 에어의 흐름은, 회수컵(50) 내 및 회수컵(50)의 반경 방향 외측의 공간 내를 향하여 흐른다.
회수컵(50) 내에 유입된 에어(가스)는, 회수컵(50) 내에 마련된 칸막이벽에 의해 형성되는 유로를 따라 컵 배기구(52)를 향하여 흐른다. 이 가스의 흐름은, 웨이퍼(W)에 공급된 후에 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액의 미스트가 웨이퍼(W)의 주위를 표류하여 웨이퍼(W)에 재부착하는 것을 방지하기 위해, 처리액의 미스트를 적정하게 배액구(51)로 유도하는 등이 역할을 달성한다. 웨이퍼(W)의 주위의 기류가 적정한 것이 되도록, 컵 배기구(52)로부터의 가스의 배기 유량은 소정 범위 내로 유지된다.
처리 공간(25) 내를 챔버 배기구(54)를 향하여 흘러 챔버 배기구(54)로부터 배출되는 에어(가스)의 흐름은, 웨이퍼(W)에 공급된 처리액에 유래하는 분위기가 회수컵(50)의 반경 방향 외측의 영역에 체류하는 것을 방지한다.
컵 배기구(52) 및 컵 배기로(53)를 통하여 흐르는 가스의 유량을 제어하기 위해, 컵 배기로(53)에 댐퍼(유량 조정 밸브)(57)가 마련되어 있다. 챔버 배기구(54) 및 챔버 배기로(55)를 통하여 흐르는 가스의 유량을 제어하기 위해, 챔버 배기로(55)에 댐퍼(유량 조정 밸브)(58)가 마련되어 있다.
또한, 도 3에서는 챔버 배기구(54)가 1부분만 표시되어 있지만, 복수의 챔버 배기구(54)가 챔버(20)의 하부 측벽[예컨대 회수컵(50)에 관해서 180도 반대의 위치]에 마련되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 챔버 배기구(54)에 접속된 챔버 배기로(55)는 삼방 밸브(60)의 상류측에서 합류하며, 이들 복수의 챔버 배기로의 합류점과 삼방 밸브(60) 사이에 댐퍼(58)가 마련된다.
챔버 배기로(55)로부터 복귀로(59)가 분기하고 있다. 분기부에는 삼방 밸브(60)가 마련되어 있다. 삼방 밸브(60)를 전환함으로써, 챔버 배기로(55)를 통하여 삼방 밸브(60)에 유입되어 온 가스를, 그대로 복귀로(59)에는 흐르게 하지 않는 제1 상태와, 복귀로(59)에 흐르게 하는 제2 상태를 전환할 수 있다. 복귀로(59) 및 챔버 배기로(55)[복귀로(59)의 분기점보다 하류측]에 각각 개폐 밸브를 마련함으로써, 상기 삼방 밸브(60)와 동일한 전환 기능을 실현시키는 것도 물론 가능하다.
처리 유닛(16)에는, 또한, 드라이 에어 공급부(80)가 마련되어 있다. 드라이 에어 공급부(80)는, 당업자에게는 주지의 드라이 에어 제조 장치(예컨대 발명의 배경이 되는 기술에서 서술한 형식의 것)로 이루어지는 드라이 에어 공급원(81)과, 드라이 에어 공급원(81)과 FFU(21)의 덕트(211)를 접속하는 드라이 에어 공급로(82)와, 드라이 에어 공급로(82)에 상류측으로부터 순서대로 개재된 팬(83), 댐퍼(유량 조정 밸브)(84) 및 이젝터(85)를 가지고 있다. 팬(83)의 회전수의 조정 및 댐퍼(84)의 개방도의 조정 중 적어도 한쪽을 실행함으로써, 드라이 에어 공급로(82)를 흐르는 드라이 에어의 유량을 조절할 수 있다. 드라이 에어 공급로(82)는, 덕트(211)의 댐퍼(214)보다 하류측의 위치(215)에 있어서, 덕트(211)에 접속되어 있다.
FFU(21)의 팬(213) 및 댐퍼(214) 및 드라이 에어 공급부(80)의 팬(83) 및 댐퍼(84)의 동작을 제어함으로써(댐퍼의 개폐 및 개방도 조정, 팬의 운전/운전 정지 및 회전수 조정 등), FFU(21)로부터 가스(에어)가 원하는 유량으로 챔버(20)에 공급되는 제1 공급 상태와, 드라이 에어 공급부(80)로부터 드라이 에어가 원하는 유량으로 챔버에 공급되는 제2 공급 상태를 전환할 수 있다. 즉, 팬(83, 213) 및 댐퍼(84, 214)는, 챔버 내에 공급되는 가스를 전환하는 공급 가스 전환 기구를 이룬다.
이젝터(85)에는, 복귀로(59)가 접속되어 있다. 삼방 밸브(60)가 챔버 배기로(55)와 복귀로(59)를 연통시키고 있을 때에 드라이 에어 공급로(82)에 드라이 에어를 흐르게 하면, 드라이 에어가 이젝터(85)에 있어서의 구동류로서 작용하여, 복귀로(59) 내에 있는 가스를 흡인한다. 드라이 에어는 복귀로(59) 내에 있는 가스와 혼합되어 덕트(211) 내에 유입된다. 삼방 밸브(60)가 챔버 배기로(55)와 복귀로(59)를 연통시키고 있지 않을 때에 드라이 에어 공급로(82)에 드라이 에어를 흐르게 하면, 드라이 에어만이 덕트(211) 내에 유입된다. 후술하는 바와 같이, 드라이 에어 공급로(82)로부터 에어를 덕트(211) 내에 유입시킬 때에는, 덕트(211) 내를 위치(215)를 향하여 상류측으로부터 흘러나오는 에어는 없다. 드라이 에어 공급로(82)로부터 덕트(211) 내에 유입된 에어는, 덕트(211)를 하류측을 향하여 흐르게 하여, ULPA 필터(212)를 통과하여 챔버(20)의 내부 공간(22) 내에 유입된다.
다음에 처리 유닛(16)에서 행해지는 일련의 공정에 대해서 설명한다. 이하의 각 공정은 제어 장치(4)의 제어 하에서 자동적으로 실행된다.
우선, 미처리의 웨이퍼(W)가, 기판 반송 장치(17)의 아암(도 1 참조)에 의해 처리 유닛(16) 내에 반입되고, 이 웨이퍼(W)는 도 3에 나타내는 바와 같이 기판 유지 기구(30)에 의해 유지된다.
<약액 처리 공정>
약액 노즐(41)이 웨이퍼(W)의 중앙부의 바로 위에 위치한다. 웨이퍼(W)가 연직 축선 둘레로 회전되어, 웨이퍼(W)의 중앙부에 약액 노즐(41)이 약액(예컨대 DHF, SC-1 등의 세정용 약액, 혹은 웨트 에칭용의 약액)을 공급한다. 약액은, 원심력에 의해 퍼져, 웨이퍼(W)의 상면의 전역이 약액의 액막에 의해 덮여진다. 반응 생성물을 포함하는 약액은, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리로부터 반경 방향 외측으로 비산한다. 비산한 약액은 회수컵(50)에 의해 회수된다.
이때, 처리 유닛(16)에 관련하는 가스의 흐름은 이하와 같다. 우선, 팬(213)이 미리 정해진 회전수로 회전하고, 또한, 댐퍼(214)가 미리 정해진 개방도로 조정된다. 이에 의해, 덕트의 상류단(211a)의 개구부로부터 덕트(211) 내에 클린 룸 내의 에어가 취입된다. 에어는 ULPA 필터(212)를 통하여, 챔버(20)의 내부 공간에 유입된다.
이때, 컵 배기구(52) 및 컵 배기로(53)가 음압의 공장 배기계(혹은 이젝터 혹은 배기 펌프)에 접속되고, 이에 의해, 회수컵(50)의 내부 공간이 흡인된다. 이에 의해, FFU(21)로부터 공급된 청정 공기의 다운 플로우가, 회수컵(50)의 상부 개구부로부터 회수컵(50) 내에 취입된다. 회수컵(50) 내에 적절한 기류가 형성되도록, 댐퍼(57)의 개방도가 조정된다. 댐퍼(57)의 개방도는, 컵 배기구(52)로부터 배출되어 컵 배기로(53)를 통하여 흐르는 배기의 유량이 예컨대 0.4 ㎥/min(입방 미터마다의 분량)이 되도록 조정된다.
또한, 이때 삼방 밸브(60)는 전술한 제1 상태로 되어 있다. 따라서, 챔버 배기구(54) 및 챔버 배기로(55)도 음압의 공장 배기계(혹은 이젝터 혹은 배기 펌프)에 접속되어, 처리 공간(25)이 흡인되도록 되어 있다. FFU(21)로부터 공급된 청정 에어의 다운 플로우는, 처리 공간(25) 중의 회수컵(50)의 반경 방향 외측의 공간(26)을 통하여 챔버 배기로(55)에 유입된다. 이에 의해, 공간(26) 내에, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액의 미스트 등의 바람직하지 않은 분위기가 체류하는 것이 방지되어, 처리 공간(25) 내가 청정하게 유지된다.
이 공정에서는, 처리 결과에 큰 영향을 끼치는 회수컵(50)의 배기가 적정하게 행해지는 것이 공간(26)의 청정도보다 중요하다. 공간(26)에 대해서는, 그곳에 문제가 되는 체류가 생기지 않으면 된다. 따라서, 한정된 흡인력을 유효 이용하는 관점에서, 챔버 배기로(55)를 흐르는 배기의 유량은 비교적 작은 편[예컨대 컵 배기로(53)를 통하여 흐르는 배기의 유량보다 작은 예컨대 0.1 ㎥/min]이 되도록, 댐퍼(58)의 개방도가 조정된다.
이때, FFU(21)로부터 챔버(20) 내에 공급되는 청정 에어의 공급 유량은, 챔버(20) 내를 대략 상압으로 유지하기 위해, 컵 배기로(53)로부터의 배기 유량과 챔버 배기로(55)로부터의 배기 유량의 합과 대략 같아지도록 조정된다. 즉, 청정 에어의 공급 유량은, 예컨대 0.5 ㎥/min이다. 또한, 처리의 종류에 따라 챔버(20) 내를 양압으로 하고자 하는 경우와 음압으로 하고자 하는 경우가 있을 수 있다. 양압으로 하고자 하는 경우에는, 상기 공급 유량이 상기 배기 유량의 합보다 약간 커지도록 하고, 음압으로 하고자 하는 경우에는, 상기 공급 유량이 상기 배기 유량의 합보다 약간 작아지도록 한다.
본 명세서에 있어서, 상기 약액 처리 공정에서의 처리 유닛(16)에 관련하는 가스의 급기 및 배기의 상태를, 통상 급배기 상태라고도 부른다.
<린스 공정>
약액 처리 공정의 종료 후, 계속해서 웨이퍼(W)를 회전시킨 채로, (약액의 공급은 정지되어 있음)린스 노즐(42)로부터 린스액 예컨대 순수를 웨이퍼(W)의 중심부에 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면에 잔류한 약액 및 반응 생성물을 씻어내는 린스 처리를 행한다. 이 린스 공정을 실행하고 있는 동안도 계속해서 통상 급배기 상태가 유지된다.
<IPA 치환 공정>
린스 공정의 종료 후, 계속해서 웨이퍼(W)를 회전시킨 채로, (린스액의 공급은 정지되어 있음)용제 노즐(43)로부터 IPA를 웨이퍼(W)의 중심부에 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면에 존재하는 린스액을 IPA로 치환하는 IPA 치환 처리를 행한다. 이 IPA 치환 처리를 실행하고 있는 동안도 계속해서 통상 급배기 상태가 유지된다.
<건조 공정>
IPA 치환 공정의 종료 후, (IPA의 공급은 정지되어 있음)계속해서 웨이퍼(W)를 회전시킨 채로(바람직하게는 회전수를 증가시켜), 웨이퍼(W)의 건조를 행한다. 이상에 의해 1장의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리가 종료한다. 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛으로부터 반출된다.
건조 공정에 있어서는, IPA의 기화에 의해 온도가 내려간 웨이퍼(W) 표면에의 결로를 방지하기 위해, 내부 공간(22) 내의 분위기의 습도(노점)를 저하시키는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해, 챔버(20) 내의 분위기를 고습도 분위기(클린 룸 공기의 습도와 대략 동일하거나, 혹은 처리액의 영향에 의해 클린 룸 공기의 습도보다 높은 습도의 분위기)로부터 저습도 분위기로 치환한다. 늦어도 건조 공정의 개시 시점[즉, 늦어도 웨이퍼(W) 상에의 IPA의 공급이 정지된 시점]에 있어서, 챔버(20)의 내부 공간(22) 내의 습도가 충분히 저하되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 건조 공정의 개시 전, 즉 IPA 치환 공정의 실행 중에, 상기 통상 급배기 상태를 종료하고, 저습도 분위기로의 분위기 치환을 개시하는 것이 바람직하다. 또한, 분위기 치환의 개시는 상기 타이밍이 바람직한 것이지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 건조 공정의 개시와 동시 혹은 약간 후여도 좋다.
이하에 챔버(20) 내의 분위기를 저습도 분위기로 이행시키며 저습도 분위기로 유지하기 위한 순서에 대해서 설명한다. 이 순서는, 저습도화 단계와, 저습도 유지 단계를 포함하고 있다.
<저습도화 단계>
우선, 도 5에 나타내는 바와 같이, FFU(21)의 팬(213)을 정지하며 댐퍼(214)를 폐쇄하여, 덕트(211) 내에의 클린 룸 공기의 취득을 정지한다. 이와 대략 동시에, 그때까지 정지되어 있던 드라이 에어 공급부(80)의 팬(83)을 기동시키며 그때까지 폐쇄되어 있던 댐퍼(84)를 개방하여, 드라이 에어 공급부(80)로부터 덕트(211) 내에 드라이 에어의 공급을 개시한다. 이에 의해, 챔버(20) 내에 드라이 에어가 공급되게 된다. 드라이 에어의 공급 유량은, 약액 처리 공정에 있어서의 FFU(21)로부터의 청정 에어의 공급 유량과 동일(예컨대 0.5 ㎥/min)하여도 좋다. 또한, 삼방 밸브(60)의 상태 및 댐퍼(57, 58)의 개방도도 약액 처리 공정 시와 동일하여도 좋다. 따라서, 컵 배기로(53)를 통한 배기 유량은 예컨대 0.4 ㎥/min이 되고, 챔버 배기로(55)를 통한 배기 유량은 예컨대 0.1 ㎥/min이 된다. 상기와 같은 가스의 흐름을 형성함으로써, 챔버(20) 내 및 회수컵(50) 내에 있던 고습도의 에어는, 저습도의 드라이 에어로 치환되어 간다.
<저습도 유지 단계>
챔버(20)의 처리 공간(25)이 원하는 저습도가 되면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 그 저습도를 경제적으로 유지하기 위한 저습도 유지 단계로 이행한다. 즉, 삼방 밸브(60)를 전술한 제2 상태로 이행시킨다. 컵 배기로(53)의 댐퍼(57)의 상태는 저습도화 단계와 동일하게 유지한다. 또한, 챔버 배기로(55)의 댐퍼(58)의 개방도는, 후술하는 배기 유량을 실현시키기 위한 필요성에 따라 변경할 수 있다. 챔버(20)의 처리 공간(25)이 원하는 저습도가 된 것은, 예컨대 처리 공간(25) 내에 마련한 습도 센서(도시하지 않음)에 의해 검출할 수 있다. 혹은, 처리 공간(25)을 원하는 습도로 하기 위해 필요한 저습도화 단계의 실행 시간을 실험에 의해 미리 파악해 두고, 실제의 처리 시에는 이 파악된 실행 시간의 경과를 가지고, 처리 공간(25)이 원하는 저습도가 된 것으로 간주하여도 좋다. 또한, 상기 원하는 저습도의 구체적인 값은, 미리 실험에 의해 구할 수 있다. 상기 원하는 저습도란, 예컨대, 웨이퍼(W)의 패턴의 도괴 혹은 웨이퍼(W)의 표면에의 워터 마크의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 습도이다.
상기 조작을 행함으로써, 챔버 배기로(55)를 통해 배출된 챔버(20) 내의 가스(에어)는, 복귀로(59)를 향하게 된다. 이젝터(85)에는, 드라이 에어 공급부(80)로부터 공급된 드라이 에어가 흐르고 있기 때문에, 이젝터(85) 내에 복귀로(59) 내에 있는 에어가 인입되어 드라이 에어의 흐름과 합류하여, 덕트(211) 내에 공급된다. 덕트(211) 내에 공급된 에어는, ULPA 필터(212)를 통하여 챔버(20) 내에 공급된다. 이때, 챔버 배기로(55)를 통해 배출된 에어가 파티클을 포함하고 있었다고 해도, 파티클은 ULPA 필터(212)에 의해 제거된다.
저습도 유지 단계에 있어서, 컵 배기로(53)의 배기 유량을 저습도화 단계와 동일한 0.4 ㎥/min으로 하고[전술한 이유에 의해 컵 배기로(53)의 배기 유량은 변경하지 않는 것이 바람직함], 챔버 배기로(55)로부터 복귀로(59)를 향하는 배기 유량을 저습도화 단계와 동일한 0.1 ㎥/min으로 하는 것으로 한다. 여기서, 챔버 배기로(55)로부터 컵 배기로(53)를 향하는 배기 유량은 제로이다. 즉, 저습도화 단계에서 버려지고 있던 0.1 ㎥/min만큼의 드라이 에어가 재이용되게 된다. 따라서, 이때, 챔버(20) 내를 대략 상압으로 유지하기 위해 필요한 드라이 에어 공급부(80)로부터의 드라이 에어의 공급 유량은 0.4 ㎥/min이어도 좋으며, 이 값은 저습도화 단계에 있어서의 0.5 ㎥/min보다 20％나 낮은 값이다.
또한, 건조 공정의 종료 후, 처리가 끝난 웨이퍼(W)를 반출할 때까지의 동안의 적당한 타이밍에, 저습도 유지 단계를 종료하고 통상 급배기 상태로 복귀한다.
상기 실시형태에 따르면, 고습도 분위기로부터 저습도 분위기로의 이행에 있어서, 저습도화 단계를 실행한 후에 저습도 유지 단계를 실행함으로써, 신속한 분위기 치환과 경제적인 운용을 양립할 수 있다. 즉, 챔버(20) 내가 고습도인 경우에는, 비교적 대유량으로 신선한 드라이 에어를 챔버 내에 공급함으로써, 조속하게 챔버(20) 내의 분위기를 저습도 분위기로 치환하는 것을 가능하게 하고 있다. 한편, 챔버(20) 내가 충분히 저습도가 된 후는, 신선한 드라이 에어의 공급량을 낮춰도 저습도 분위기를 유지하는 데 있어서 문제는 없기 때문에, 챔버(20) 내에 공급한 드라이 에어의 일부를 리사이클하여, 고가이며 또한 공장 용력에 부담을 주는 드라이 에어의 사용량을 삭감하고 있다.
상기 실시형태에서는, 드라이 에어 공급로(82)의 하류단을 덕트(211)에 접속하였지만, 이것에는 한정되지 않는다. 드라이 에어 공급로(82)의 하류단을 챔버(20)의 버퍼 공간(24)에 접속하여도 좋다. 단, 이 경우에는, 상기 저습도 유지 단계에 챔버 배기구(54)로부터 배출되는 에어에 포함되는 파티클이 챔버(20)에 복귀되는 것을 방지하기 위해, 삼방 밸브(60)와 이젝터(85) 사이의 복귀로(59)에, 필터를 마련하는 것이 바람직하다. 또는, 이젝터(85)와 버퍼 공간(24) 사이의 드라이 에어 공급로(82)에, 필터를 마련하는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하여 제1 실시형태의 제1 변형예에 대해서 설명한다. 도 7에 있어서, 도 3의 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고, 이들 동일 부재에 대한 중복 설명은 생략한다. 이하에 도 3의 실시형태에 대한 상이점에 대해서 설명한다.
제1 변형예에서는, 드라이 에어 공급부(80)로부터 이젝터(85)가 제거되어 있다. 드라이 에어 공급부(80)의 하류단은, 챔버(20)의 버퍼 공간(24)에 접속되어 있다. 복귀로(59)는, 위치(27)에 있어서, 챔버(20)의 처리 공간(25)에 접속되어 있다. 위치(27)는, 챔버 배기구(54)보다 높은 위치에 있다. 위치(27)는, 예컨대, 회수컵(50)의 상단보다 약간 높은 위치에 마련할 수 있다. 복귀로(59)에는, 팬(61) 및 필터(62)(예컨대 ULPA 필터)가 순차 개재되어 있다.
통상 급배기 상태에 있어서의 가스의 흐름은 도 4에 나타낸 것과 동일하다. 이하에, 저습도화 단계 및 저습도 유지 단계의 가스의 흐름에 대해서 설명한다.
저습도화 단계에서는, FFU(21)의 팬(213)이 정지되며 댐퍼(214)가 폐쇄되어, 덕트(211) 내에의 클린 룸 공기의 취득이 정지되어 있다. 드라이 에어 공급부(80)로부터 챔버(20)의 버퍼 공간(24)에 드라이 에어가 공급되고, 이 드라이 에어는 정류판(23)을 통하여 처리 공간(25) 내에 유입된다. 드라이 에어의 공급 유량은, 약액 처리 공정에 있어서의 FFU(21)로부터의 청정 에어의 공급 유량과 동일한 0.5 ㎥/min이어도 좋다. 또한, 삼방 밸브(60)의 상태 및 댐퍼(57, 58)의 개방도도 약액 처리 공정 시와 동일하게 되어, 컵 배기로(53)를 통한 배기 유량은 0.4 ㎥/min이 되고, 챔버 배기로(55)를 통한 배기 유량은 0.1 ㎥/min이 된다. 상기와 같은 가스의 흐름을 형성함으로써, 챔버(20) 내 및 회수컵(50) 내에 있던 고습도의 에어는, 저습도의 드라이 에어로 치환되어 간다.
저습도 유지 단계로 이행할 때에는, 삼방 밸브(60)를 전술한 제2 상태로 이행시켜, 팬(61)을 동작시킨다. 이에 의해, 공간(26) 내의 가스가, 챔버 배기구(54)로부터 챔버 배기로(55)에 배출되고, 삼방 밸브(60) 및 복귀로(59)를 거쳐 처리 공간(25) 내에 복귀되게 된다. 챔버 배기로(55)의 댐퍼(58)의 개방도는, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량이 원하는 값이 되도록, 필요에 따라 변경할 수 있다. 컵 배기로(53)의 댐퍼(57)의 상태는 저습도화 단계와 동일하게 유지한다. 챔버 배기로(55)를 통해 배출된 에어에 포함되는 파티클은 필터(62)에 의해 제거된다.
이 제1 변형예에 있어서도, 저습도 유지 단계에 있어서, 컵 배기로(53)의 배기 유량을 저습도화 단계와 동일한 0.4 ㎥/min으로 하고, 챔버 배기로(55)로부터 복귀로(59)를 향하는 배기 유량을 저습도화 단계와 동일한 0.1 ㎥/min으로 한다. 여기서, 챔버 배기로(55)로부터 컵 배기로(53)를 향하는 배기 유량은 제로이다. 즉, 도 3에 나타내는 실시형태와 마찬가지로, 저습도화 단계에서 버려져 있던 0.1 ㎥/min만큼의 드라이 에어가 재이용되게 된다. 따라서, 이때, 챔버(20) 내를 대략 상압으로 유지하기 위해 필요한 드라이 에어 공급부(80)로부터의 드라이 에어의 공급 유량은 0.4 ㎥/min이어도 좋으며, 이 값은 저습도화 단계에 있어서의 0.5 ㎥/min보다 20％나 낮은 값이다.
상기 제1 변형예에 있어서도, 신속한 분위기 치환과 경제적인 운용을 양립시킬 수 있다. 제1 변형예에 있어서는, 복귀로(59)가 드라이 에어 공급부(80)와 접속되어 있지 않기 때문에, 저습도 유지 단계에 있어서 복귀로(59)를 통하여 흐르는 가스의 유량을 임의의 값으로 조정하는 것이 용이하다.
도 3에 나타내는 실시형태에서는, 복귀로(59)가 삼방 밸브(60)를 통해 챔버 배기로(55)로부터 분기하고 있었지만, 이것에는 한정되지 않는다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 챔버 배기로(55)와 복귀로(59)가 분리되어 있어도 좋다. 도 8에 나타내는 제2 변형예에서는, 챔버 배기로(55)는 전용의 챔버 배기구(54A)에 접속되고, 복귀로(59)는 전용의 챔버 배기구(54B)에 접속된다. 챔버 배기로(55)에는 댐퍼(58A) 및 개폐 밸브(60A)가 마련되고, 복귀로(59)에는 댐퍼(58B) 및 개폐 밸브(60B)가 마련된다. 도 8에 있어서, 도 3의 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고, 이들 동일 부재에 대한 중복 설명은 생략한다. 이 제2 변형예에서는, 개폐 밸브(60A)를 개방하며 개폐 밸브(60B)를 폐쇄함으로써 도 3의 실시형태에 있어서의 제1 상태와 실질적으로 등가의 상태를 실현시킬 수 있다. 또한, 개폐 밸브(60A)를 폐쇄하며 개폐 밸브(60B)를 개방함으로써 도 3의 실시형태에 있어서의 제2 상태와 실질적으로 등가의 상태를 실현시킬 수 있다.
도 3에 나타내는 실시형태에서는, 드라이 에어 공급로(82)가 FFU(21)의 덕트(211)에 접속되어 있지만, 이것에는 한정되지 않는다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 드라이 에어 공급로(82)를 챔버(20)의 버퍼 공간(24)에 접속하여도 좋다. 이 경우, 챔버 배기로(55)를 통해 배출된 에어에 포함되는 파티클을 제거하기 위해, 복귀로(59)에 필터(62)(예컨대 ULPA 필터)를 마련하는 것이 바람직하다. 도 9에 나타내는 제3 변형예에 있어서도, 신속한 분위기 치환과 경제적인 운용을 양립할 수 있다.
다음에, 도 10을 참조하여 이젝터(85)의 적합한 일실시형태에 대해서 설명한다. 이젝터(85)로서, 유체 기기 메이커로부터 공급되는 독립된 부품으로서의 이젝터를 사용할 수 있지만, 여기서는 간결한 구조의 이젝터를 이용한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 이젝터(85)는, 드라이 에어 공급로(82)와 복귀로(59)의 합류 부분에 의해 형성되어 있다. 드라이 에어 공급로(82)는 각형 단면의 덕트로 이루어지며, 복귀로(59)도 각형 단면의 덕트로 이루어진다. 드라이 에어 공급로(82)는 상기 합류 부분의 근방에 있어서 상류측으로부터 하류측을 향하여 직선형으로 연장되어 있다. 드라이 에어 공급로(82)의 직선형으로 연장되는 부분에 대하여 복귀로(59)가 접속되어 있다. 드라이 에어 공급로(82)의 직선형으로 연장되는 부분에 대하여 복귀로(59)는 소정의 각도, 여기서는 90도의 각도를 이루어 교차하고 있다. 드라이 에어 공급로(82)의 측벽에, 복귀로(59)의 단면 형상에 상당하는 개구(86)가 형성되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 드라이 에어 공급로(82) 내의 개구(86)의 근방을 드라이 에어(DA)가 흐르면, 드라이 에어(DA)의 흐름에 의해 복귀로(59) 내의 가스(RA1)[챔버(20) 내로부터 배출된 에어]가 인입되어[화살표(RA2)를 참조], 복귀로(59) 내의 개구(86)의 근방에 음압 영역(N)이 생긴다. 이 음압 영역(N)에 복귀로(59) 내의 가스가 유입됨으로써, 복귀로(59) 내에 개구(86)를 향하는 가스의 흐름(RA1)이 생긴다.
개구(86)의 면적을 조절하기 위해, 밸브 장치(87)가 마련되어 있다. 밸브 장치(87)는, 밸브체(87a)와, 밸브체(87a)를 구동시키는 밸브 액츄에이터(87b)를 갖는다. 밸브체(87a)는 강성이 높은 판형체로 구성하는 것이 바람직하다. 밸브 장치(87)는, 예컨대 게이트 밸브이다. 개구(86)의 면적을 크게 하면, 음압 영역(N)이 커지기 때문에, 가스의 흐름(RA1)의 유량이 증대한다. 한편, 개구(86)의 면적을 작게 하면 가스의 흐름(RA1)의 유량이 감소한다. 밸브체(87a)는 도 10의 상하 방향으로 이동함으로써 개구(86)의 면적을 변화시킨다. 그러나, 도 11에서는, 동작 원리의 설명을 보다 쉽게 하기 위해, 밸브체(87a)가 수평 방향(좌우 방향)으로 이동하는 것으로 하여 그려져 있다.
드라이 에어 공급로(82) 내의 개구(86)보다 하류측의 공간[즉 개구(86)와 챔버(20) 사이의 공간]의 압력을 측정하는 압력계(88)가 마련되어 있다. 밸브 액츄에이터(87b)는, 압력계(88)의 측정값에 기초하여, 밸브 컨트롤러(89)에 의해 제어된다. 상세하게는, 밸브 컨트롤러(89)의 상위 컨트롤러인 제어 장치(4)(도 1 참조)로부터 밸브 컨트롤러(89)에 압력계(88)의 측정값의 목표값이 부여되고 있다. 밸브 컨트롤러(89)는 상기 목표값에 대한 상기 측정값의 편차가 제로가 되도록, 밸브 액츄에이터(87b)를 제어하여 개구(86)의 면적을 변화시킨다. 밸브 컨트롤러(89)는 제어 장치(4)의 일부여도 좋다.
도 10 및 도 11에 기재한 드라이 에어 공급로(82)와 복귀로(59)의 합류 부분에 의해 형성되어 있는 이젝터(85)에 밸브 장치(87)를 마련함으로써, 이젝터(85) 자체의 구조가 매우 간결함에도 불구하고(단순히 2개의 덕트를 연결하였을 뿐), 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량을 안정적으로 일정한 값으로 유지할 수 있다. 이 때문에, 챔버(20)의 내압을 일정하게 유지할 수 있다.
챔버(20)의 내압은, 챔버(20)에의 가스의 총공급량과 챔버(20)로부터의 가스의 총배출량의 차분에 따라 변동한다. 이 때문에, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량이 변동되었다고 해도, 상기 차분은 변화하지 않기 때문에, 챔버(20) 내의 압력은 변동하지 않는 것 같이 생각될지도 모른다. 그러나, 가스(에어)가 압축성 유체이기 때문에, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량의 증감에 따른 챔버(20)로부터의 가스의 배출량의 증감과 챔버(20)에의 가스의 유입량의 증감 사이에 시간차가 생긴다. 이 때문에, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량이 변화하면 챔버(20) 내의 압력이 변화하여 버리기 때문에, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량은 가능한 한 일정한 값으로 유지하는 것이 바람직하다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 압력계(88)는 드라이 에어 공급로(82)와 복귀로(59)의 합류 위치보다 약간 하류측의 위치에 있어서의 드라이 에어 공급로(82) 내의 압력을 검출하도록 마련하는 것이 좋다. 이 위치의 압력은, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량의 변동에 따라 민감하게 변동하기 때문에, 이 위치의 압력 측정 결과에 기초하여 밸브 장치(87)의 개방도를 제어함으로써, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량을 보다 확실하게 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 도 3 등에 나타낸 댐퍼(58)를 이용하여도 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량을 조절하는 것은 가능하다. 그러나, 밸브 장치(87)를 이용하여 도 11에 나타낸 음압 영역(N)의 크기를 변경한 쪽이, 복귀로(59)를 흐르는 가스의 유량을 보다 정확 또한 보다 고리스폰스로 조절할 수 있다. 이 때문에, 챔버(20) 내의 압력 변동이 보다 생기기 어려워진다.
[제2 실시형태]
다음에 도 12 및 도 13을 참조하여 처리 유닛(16)의 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 12에 있어서, 도 3의 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고, 이들 동일 부재에 대한 중복 설명은 생략한다. 도시의 편의 상, 도 12에는 노즐(41∼43), 노즐 아암(44) 및 구동부(45)가 표시되어 있지 않지만, 이들 부재는 실제로는 처리 유닛(16)에 마련되어 있다. 이하에 도 3의 실시형태에 대한 상이점에 대해서 설명한다.
도 3과 도 12를 비교하면 알 수 있듯이, 챔버 배기로(55)의 댐퍼(58)가 삼방 밸브의 하류측에 이설되어 있다. 또한, 복귀로(59)는 드라이 에어 공급로(82)에 합류하고 있지 않고, 복귀로(59) 및 드라이 에어 공급로(82)는 각각의 접속점(216, 215)에 있어서 덕트(211)에 접속되어 있다.
회수컵(50)의 주위를 둘러싸도록 가스 처리부(90)가 마련되어 있다. 가스 처리부(90)는 평면에서 보아 회수컵(50)을 둘러싸는 대략 C자형(혹은 U자형)의 형상을 갖는다. 챔버(20)의 측벽의 C자의 끊어진 부분에 대응하는 위치에 웨이퍼 반출입구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 이에 의해, 가스 처리부(90)에 의해 처리 유닛(16)에 대한 웨이퍼의 반출입이 방해되지 않게 되어 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 가스 처리부(90)는, 하우징(91)과, 하우징(91) 내에 위로부터 순서대로 배치된 케미컬 필터(92), 실리카 겔층(제습제층)(93) 및 펠티에 소자 집합체(가열 요소)(94)를 가지고 있다. 하우징(91)의 천장벽(95)에는 개구(95a)가 마련되어 있다. 하우징(91)의 바닥벽(96)으로부터 하우징(91) 내에 배기관(97)이 삽입되어 있다. 배기관(97)은 펠티에 소자 집합체(94)의 일부를 관통하여 실리카 겔층(93)의 바닥부까지 연장되어 있다. 또한, 배기관(97)은 하우징(91)에 1개만(2개 이상이어도 좋지만) 마련되어 있고, 배기관(97)이 마련되어 있지 않은 부분에 있어서는, 단면에서 보아, 실리카 겔층(93)의 하면 전체가 펠티에 소자 집합체(94)의 상면 전체에 접촉하고 있다. 배기관(97)은 챔버 배기로(55)에 접속되어 있다.
케미컬 필터(92)는, 케미컬 필터(92)를 통과하는 가스(에어)로부터, ULPA 필터로 제거할 수 없는 분자형 오염 물질(예컨대 암모니아 분자)을 제거한다. 실리카 겔층(93)은, 실리카 겔층(93)을 통과하는 가스(에어)로부터, 수분을 제거한다. 펠티에 소자 집합체(94)는, 실리카 겔층(93)을 가열함으로써 수분을 흡착한 실리카 겔을 재생한다.
전술한 점 이외에는, 도 3의 실시형태(제1 실시형태)와 도 12의 실시형태(제2 실시형태)의 구성은 동일하다.
이 제2 실시형태에 있어서의 가스의 흐름에 대해서 이하에 설명한다. 전술한 약액 처리 공정, 린스 공정 및 IPA 치환 공정(IPA 치환 공정의 전반만이어도 좋음)을 행하고 있을 때에는, FFU(21)의 팬(213)이 회전함으로써 덕트(211) 내에 취입된 클린 룸 내의 에어가, ULPA 필터(212)를 통하여 챔버(20) 내에 공급된다. 챔버(20) 내에 공급된 에어의 일부는 회수컵(50) 내를 통하여 컵 배기로(53)로부터 배출된다.
챔버(20) 내에 공급된 가스(에어)의 나머지의 부분은, 가스 처리부(90)에 유입되어, 가스 처리부(90)에서 분자형 오염 물질 및 수분이 제거되어, 챔버 배기로(55)에 유출된다. 챔버 배기로(55)에 유출된 가스 즉 청정화 및 제습된 에어는, 삼방 밸브(60)를 거쳐, 복귀로(59)에 유입된다[챔버 배기로(55)의 삼방 밸브(60)의 하류측으로는 흐르지 않음]. 즉 ULPA 필터(212)를 통하여 챔버(20) 내에 공급되는 가스는, 클린 룸으로부터 취입된 에어와, 청정화 및 제습된 에어의 혼합 가스가 된다. 이 혼합 가스(에어)의 습도는, 클린 룸으로부터 취입된 에어보다 낮다. 이 때문에, 건조 공정 시에 필요로 되는 저습도 분위기로의 이행을 신속하게 행하는 것이 가능해진다.
건조 공정의 실행 개시 시 혹은 그 전 혹은 그 후에, 챔버(20) 내의 분위기를 저습도로 이행하며 또한 저습도로 유지할 때에는, FFU(21)의 팬(213)이 정지되며 댐퍼(214)가 폐쇄되어, 드라이 에어 공급부(80)로부터 덕트(211)를 통해 챔버(20) 내에 드라이 에어가 공급된다. 챔버(20) 내에 공급된 에어의 일부는 회수컵(50) 내를 통하여 컵 배기로(53)로부터 배출된다. 챔버(20) 내에 공급된 가스(에어)의 나머지의 부분은, 가스 처리부(90)에 유입되어, 가스 처리부(90)에서 분자형 오염 물질 및 수분이 제거되어, 챔버 배기로(55)에 유출된다. 챔버 배기로(55)에 유출된 가스 즉 청정화 및 제습된 에어는, 삼방 밸브(60)를 거쳐, 복귀로(59)에 유입된다[챔버 배기로(55)의 삼방 밸브(60)의 하류측으로는 흐르지 않음]. 즉 챔버(20) 내에 공급되는 가스는, 드라이 에어 공급부(80)로부터 공급된 드라이 에어와, 청정화 및 제습된 에어의 혼합 가스가 된다.
챔버(20) 내에는 처리액 등에 유래하는 수분이 표류하고 있기 때문에, 챔버(20) 내에 공급된 가스의 습도는, 챔버(20) 내에서 증대할 가능성이 높다. 그러나, 이 수분은 가스 처리부(90)에서 제거되기 때문에, 챔버 배기로(55) 및 복귀로(59)를 통해 리사이클되는 가스를 드라이 에어 공급부(80)로부터 공급된 드라이 에어와 혼합하여도, 그 혼합 가스의 습도는, 드라이 에어 공급부(80)로부터 공급된 드라이 에어의 습도와 큰 차이는 없다. 즉, 이 제3 실시형태에 따르면, 드라이 에어를 리사이클하였다고 해도, 챔버(20) 내의 습도를, 매우 낮은 레벨로 유지할 수 있다.
실리카 겔층(93)을 구성하는 실리카 겔을 재생하는 경우에는, 삼방 밸브(60)를 전환하여, 가스 처리부(90)로부터 챔버 배기로(55)에 유출된 가스가, 복귀로(59)로는 흐르지 않고 챔버 배기로(55)의 하류측으로 흐르도록 한다. 이 상태로 펠티에 소자 집합체(94)에 통전하여, 실리카 겔층(93)을 가열하여 실리카 겔층(93)으로부터 수분을 제거한다. 제거된 수분은, 챔버 배기로(55) 및 컵 배기로(53)를 거쳐, 공장 배기계에 폐기된다. 이러한 재생 처리는, 예컨대, 1장의 웨이퍼의 처리가 종료한 후에 다음 웨이퍼의 처리가 개시될 때까지의 동안, 혹은 어떤 제조 로트의 웨이퍼의 처리가 종료한 후, 다음 제조 로트의 웨이퍼의 처리가 개시될 때까지의 동안에 행할 수 있다.
상기 실시형태는, 건조 공정 시에 챔버(20) 내의 분위기를 조정하기 위해 드라이 에어 공급부(80)가 저습도(저노점) 가스인 드라이 에어를 공급하는 것이었다. 이 대신에, 건조 공정 시에 챔버(20) 내의 분위기를 조정하기 위해 저산소 가스 예컨대 질소 가스를 공급하는 구성도 채용할 수 있다. 이 경우, 드라이 에어 공급부(80)를 질소 가스 공급부로 하면[즉 단순히 드라이 에어 공급원(81)으로부터 공급되는 가스를 질소 가스로 하면], 그 외의 부분의 장치 구성은 동일하여도 좋다. 또한, 드라이 에어 대신에 질소 가스를 사용하는 점을 제외하면, 장치의 동작도 드라이 에어를 사용하고 있는 경우와 동일하여도 좋다. 즉 상기 설명문에 있어서, 드라이 에어를 질소 가스로 대체하고, 습도를 산소 농도로 대체함으로써, 질소 가스를 이용한 실시형태의 구성, 작용, 효과에 대해서 이해할 수 있다. 또한, 공업적으로 사용되는 질소 가스 중에 포함되는 수분량은, FFU(21)에 공급되는 청정 에어와 비교하여 대폭 낮기 때문에, 질소 가스는, 저습도 가스라고 볼 수도 있다.
상기 기판 처리 시스템(1)에 의해 처리되는 피처리 기판은, 반도체 웨이퍼(W)에 한정되지 않고, 유리 기판, 세라믹 기판 등의 임의의 기판으로 할 수 있다.
4 제어부(제어 장치)
20 처리실(챔버)
21 제2 가스 공급부(FFU)
211 제2 가스 공급로(FFU의 덕트)
31 기판 유지부
50 컵(회수컵)
53 컵 배기로
55 처리실 배기로(챔버 배기로)
59 복귀로
60 배기 전환 기구(삼방 밸브)
60A, 60B 배기 전환 기구(2개의 개폐 밸브)
80 제1 가스 공급부(드라이 에어 공급부)
81 제1 가스 공급로(드라이 에어 공급로)
85 이젝터
90 가스 처리부
213, 214 제2 가스 공급 제어 기기(팬, 댐퍼)
83, 84, 213, 214 공급 가스 전환 기구(팬, 댐퍼)

Claims (13)

  1. 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과,
    상기 컵 및 상기 기판 유지부를 수용하는 처리실과,
    상기 처리실 내에 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와,
    상기 컵 내의 가스를 배기하는 컵 배기로와,
    상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 배기하는 처리실 배기로와,
    상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 상기 처리실에 복귀시키는 복귀로와,
    상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 가스가 상기 처리실 배기로로부터 배기되는 제1 상태와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 가스가 상기 복귀로를 통하여 상기 처리실에 복귀되는 제2 상태를 전환하는 배기 전환 기구
    를 구비하고,
    상기 제1 가스 공급부는, 제1 가스의 공급원으로부터 상기 처리실을 향하여 가스를 공급하는 제1 가스 공급로를 가지고, 상기 복귀로는 상기 제1 가스 공급로에 합류하여, 상기 배기 전환 기구가 상기 제2 상태에 있을 때에, 상기 처리실로부터 배기된 가스는, 상기 제1 가스 공급로 내에서 상기 제1 가스의 공급원으로부터 공급되는 상기 제1 가스와 혼합된 후에 상기 처리실 내에 복귀되고,
    상기 복귀로와 상기 제1 가스 공급로의 합류 부분에 이젝터가 마련되고, 상기 배기 전환 기구가 상기 제2 상태에 있을 때에, 상기 제1 가스 공급로를 흐르는 상기 제1 가스의 흐름이 상기 이젝터의 구동류가 되고, 상기 복귀로를 흐르는 상기 처리실로부터 배기된 가스의 흐름이 상기 이젝터의 흡인류가 되는 것인, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급부로부터의 상기 제1 가스를 상기 처리실에 공급하고 있을 때에 상기 제1 상태로부터 상기 제2 상태로 전환하도록 상기 배기 전환 기구를 제어하는 제어부를 구비한, 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이젝터는, 상기 합류 부분의 근방에서 직선형으로 연장되는 상기 제1 가스 공급로의 직선형 부분과, 상기 직선형 부분에 대하여 각도를 이루며 교차하여 상기 직선형 부분에 접속되는 상기 복귀로의 말단 부분에 의해 형성되어 있는 것인, 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리실 배기로는 상기 처리실에 마련된 배기구에 접속되고, 상기 복귀로는 상기 처리실 배기로로부터 분기하고 있으며, 상기 제2 상태에 있어서 상기 처리실의 상기 배기구로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스는, 상기 배기 전환 기구를 통해 상기 복귀로에 유입되는 것인, 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리실 내에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와,
    상기 제1 가스가 상기 처리실 내에 공급되는 제1 공급 상태와 상기 제2 가스가 상기 처리실 내에 공급되는 제2 공급 상태를 전환하는 공급 가스 전환 기구를 더 구비하고,
    상기 제1 가스는, 상기 제2 가스보다 습도가 낮거나 혹은 산소 농도가 낮은 것인, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배기 전환 기구를 상기 제1 상태로 하며 상기 공급 가스 전환 기구를 상기 제2 공급 상태로 하면서, 처리액 공급부로부터 기판에 처리액을 공급하여, 상기 기판에 액 처리를 실시하는 공정과,
    그 후, 상기 배기 전환 기구를 상기 제1 상태로 하며 상기 공급 가스 전환 기구를 상기 제1 공급 상태로 하여, 상기 기판을 건조시키는 공정과,
    그 후, 상기 배기 전환 기구를 상기 제2 상태로 하며 상기 공급 가스 전환 기구를 상기 제1 공급 상태로 하여, 상기 기판을 건조시키는 공정
    이 실행되도록 제어를 행하는 제어부를 더 구비한, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리실 내에 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부를 더 구비하며, 상기 제1 가스는, 상기 제2 가스보다 습도가 낮거나 혹은 산소 농도가 낮고,
    상기 제2 가스 공급부는, 상기 제2 가스를 상기 처리실을 향하여 흐르게 하는 제2 가스 공급로와, 상기 제2 가스 공급로를 흐르는 공기로부터 파티클을 제거하는 필터와, 상기 제2 가스 공급로를 상기 제2 가스가 상기 처리실을 향하여 흐르는 상태와 흐르지 않는 상태를 전환하는 제2 가스 공급 제어 기기를 가지며,
    상기 복귀로는 상기 제2 가스 공급 제어 기기보다 하류측에서 상기 제2 가스 공급로에 접속되는 것인, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복귀로는 상기 제1 가스 공급로에 합류하며 상기 제1 가스 공급로를 통해 상기 제2 가스 공급로에 접속되어 있고, 상기 배기 전환 기구가 상기 제2 상태에 있을 때에, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스는, 상기 제1 가스 공급로 내에서 상기 제1 가스와 혼합된 후에 상기 제2 가스 공급로에 공급되는 것인, 기판 처리 장치.
  9. 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부의 주위를 둘러싸는 컵과,
    상기 컵 및 상기 기판 유지부를 수용하는 처리실과,
    상기 처리실 내의 분위기를 형성하는 제1 가스를 상기 처리실에 공급하는 제1 가스 공급부로서, 상기 제1 가스의 공급원으로부터 상기 처리실을 향하여 가스를 공급하는 제1 가스 공급로를 가지는 상기 제1 가스 공급부와,
    상기 처리실 내의 분위기를 형성하는 제2 가스를 상기 처리실에 공급하는 제2 가스 공급부와,
    상기 컵 내의 가스를 배기하는 컵 배기로와,
    상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를, 상기 처리실에 복귀시키지 않고 배출하는 처리실 배기로와,
    상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스를 상기 처리실에 복귀시키는 복귀로로서, 상기 제1 가스 공급로에 합류하는 상기 복귀로와,
    상기 복귀로와 상기 제1 가스 공급로의 합류 부분에 마련된 이젝터와,
    상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스가 상기 복귀로를 통하여 상기 처리실에 복귀되는 일없이 상기 처리실 배기로로부터 배기되는 제1 상태와, 상기 처리실로부터 배기된 상기 컵 밖의 상기 처리실 내의 가스가 상기 복귀로를 통하여 상기 처리실에 복귀되는 제2 상태를 전환하는 배기 전환 기구를 구비한 기판 처리 장치를 이용하여 행해지는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 제1 가스는, 상기 제2 가스보다 습도가 낮거나 혹은 산소 농도가 낮고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 제2 가스 공급부에 의해 상기 제2 가스를 상기 처리실에 공급하며, 또한 기판에 처리액을 공급하면서, 상기 기판에 액 처리를 실시하는 공정과,
    상기 제1 가스 공급부에 의해 상기 제1 가스를 상기 처리실에 공급하면서, 상기 액 처리가 실시된 상기 기판을 건조시키는 건조 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 가스 공급부에 의해 상기 제1 가스를 상기 처리실에 공급할 때에, 상기 제1 가스의 공급의 개시 시에 상기 배기 전환 기구를 상기 제1 상태로 하며, 그 후 제2 상태로 전환하고, 상기 배기 전환 기구가 상기 제2 상태에 있을 때에, 상기 처리실로부터 배기된 가스는, 상기 제1 가스 공급로 내에서 상기 제1 가스의 공급원으로부터 공급되는 상기 제1 가스와 혼합된 후에 상기 처리실 내에 복귀되고, 이때, 상기 제1 가스 공급로를 흐르는 상기 제1 가스의 흐름이 상기 이젝터의 구동류가 되고, 상기 복귀로를 흐르는 상기 처리실로부터 배기된 가스의 흐름이 상기 이젝터의 흡인류가 되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하여 제9항에 기재된 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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