KR102632770B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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마사야 가미야
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Abstract

[과제] 기판의 표면 및 이면을 순차 세정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
[해결수단] 실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 대략 원판형을 띠며 중앙 부분에 구멍을 갖는 배치대와, 상기 배치대의 측면에 접촉하여 상기 배치대를 회전시키는 롤러와, 상기 배치대에 마련되어 기판을 유지하는 복수의 유지 핀과, 상기 기판의 상기 배치대 측과는 반대측의 제1 면에 제1 액체를 공급하는 제1 액체 노즐과, 상기 제1 액체 노즐의 위치를 이동시키는 제1 구동부와, 상기 배치대의 상기 구멍으로부터 상기 기판의 상기 배치대 측의 제2 면에 제2 액체를 공급하는 제2 액체 노즐과, 상기 제2 액체 노즐의 위치를 이동시키는 제2 구동부와, 상기 배치대의 상기 구멍으로부터 상기 제2 면에 냉각 가스를 공급하는 냉각 노즐과, 상기 냉각 노즐의 위치를 이동시키는 제3 구동부와, 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 제2 면에 상기 냉각 가스를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 노즐을 상기 제2 면의 아래쪽에 배치하고, 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 액체 노즐의 후퇴 위치로 이동시킨다. 또는 상기 제2 면에 상기 제2 액체를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 면의 아래쪽으로 배치하고, 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 노즐을 상기 냉각 노즐의 후퇴 위치로 이동시킨다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 실시형태는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
임프린트용 템플릿, 포토리소그래피용 마스크 기판, 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면에는 미세한 요철부가 형성되어 있다.
여기서, 기판의 표면에 부착된 파티클 등의 오염물을 제거하는 방법으로서, 초음파 세정법이나 2유체 스프레이 세정법 등이 알려져 있다. 그러나, 기판에 초음파를 가하거나 기판의 표면에 유체를 분사하거나 하면, 기판의 표면에 형성된 미세한 요철부가 파손될 우려가 있다. 또한, 최근에는 요철부의 미세화가 진행되어, 요철부가 더 파손되기 쉽게 되었다.
그래서, 기판의 표면에 부착된 오염물을 제거하는 장치로서 동결 세정 장치가 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 1을 참조).
이러한 동결 세정 장치에는, 기판을 흡착 유지하는 원판형 부재와, 원판형 부재에 유지된 기판의 표면에 순수를 공급하는 순수 공급 노즐과, 원판형 부재의, 기판이 유지되는 측과는 반대측의 면에 냉각 매체를 공급하는 냉각 노즐이 마련되어 있다. 이 경우, 동결 세정이 이루어지는 것은 순수가 공급되는 기판의 표면이며, 순수가 공급되지 않는 기판의 이면은 동결 세정이 이루어지지 않는다.
최근에는, 기판의 이면에 부착된 파티클 등의 오염물도 제거할 것이 요구되고 있다. 이 경우, 기판의 표면을 동결 세정한 후에, 기판을 반전시켜 기판의 이면을 동결 세정하면, 기판의 이면에 부착된 파티클 등의 오염물도 제거할 수 있다. 그런데, 이와 같이 하면, 장치의 구성이 복잡하게 되고, 또한 기판의 세정에 걸리는 시간이 길어진다.
그래서, 기판의 표면 및 이면을 순차 세정할 수 있는 기판 처리 장치의 개발이 요구되고 있었다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 평11-31673호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 표면 및 이면을 순차 세정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 대략 원판형을 띠며 중앙 부분에 구멍을 갖는 배치대와, 상기 배치대의 측면에 접촉하여 상기 배치대를 회전시키는 롤러와, 상기 배치대에 마련되어 기판을 유지하는 복수의 유지 핀과, 상기 기판의 상기 배치대 측과는 반대측의 제1 면에 제1 액체를 공급하는 제1 액체 노즐과, 상기 제1 액체 노즐의 위치를 이동시키는 제1 구동부와, 상기 배치대의 상기 구멍으로부터 상기 기판의 상기 배치대 측의 제2 면에 제2 액체를 공급하는 제2 액체 노즐과, 상기 제2 액체 노즐의 위치를 이동시키는 제2 구동부와, 상기 배치대의 상기 구멍으로부터 상기 제2 면에 냉각 가스를 공급하는 냉각 노즐과, 상기 냉각 노즐의 위치를 이동시키는 제3 구동부와, 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 제2 면에 상기 냉각 가스를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 노즐을 상기 제2 면의 아래쪽에 배치하고, 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 액체 노즐의 후퇴 위치로 이동시킨다. 또는 상기 제2 면에 상기 제2 액체를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 면의 아래쪽에 배치하고, 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 노즐을 상기 냉각 노즐의 후퇴 위치로 이동시킨다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 기판의 표면 및 이면을 순차 세정할 수 있는 기판 처리 장치가 제공된다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 2는 냉각부, 제1 액체 공급부 및 제2 액체 공급부의 구성과 배치를 예시하기 위한 모식 평면도이다.
도 3은 기판 처리 장치의 작용을 예시하기 위한 타이밍 차트이다.
도 4는 동결 세정 공정(표면 세정 공정), 이면 세정 공정 및 건조 공정에 있어서의 온도 변화를 예시하기 위한 그래프이다.
도 5는 반입 공정 및 반출 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 6은 동결 세정 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 7은 이면 세정 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 8은 건조 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 10(a)는 배치부의 모식 평면도이다. 도 10(b)는 다른 실시형태에 따른 유지 핀 커버의 모식 평면도이다.
도 11은 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 12는 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 13(a)는 배치부의 모식 평면도이다. 도 13(b)는 다른 실시형태에 따른 유지 핀 커버의 모식 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 실시형태에 관해서 예시를 한다. 또한, 각 도면 중, 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 적절하게 생략한다.
이하에 예시하는 기판(100)은, 예컨대 반도체 웨이퍼, 임프린트용 템플릿, 포토리소그래피용 마스크 기판, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)에 이용되는 판형체 등으로 할 수 있다.
단, 기판(100)의 용도는 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)를 예시하기 위한 모식도이다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 기판 처리 장치(1)에는, 배치부(2), 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 하우징(6), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9)가 마련되어 있다.
배치부(2)는 배치대(21), 유지 핀(22), 승강부(23) 및 회전부(4)를 갖는다.
배치대(21)는 하우징(6)의 내부에 회전 가능하게 마련되어 있다. 배치대(21)는 예컨대 대략 원판형을 띠며, 측면(21c)이 테이퍼면으로 되어 있다. 배치대(21)의 중앙 부분에는 배치대(21)의 두께 방향을 관통하는 구멍(21a)이 형성되어 있다.
또한, 배치대(21)의 두께 방향을 관통하는 복수의 구멍(21b)이 형성되어 있다. 예컨대 복수의 구멍(21b)은 기판(100)의 둘레 가장자리를 형성할 수 있다. 예컨대 기판(100)의 평면 형상이 원인 경우에는, 기판(100)의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 복수의 구멍(21b)을 등간격으로 형성할 수 있다. 예컨대 기판(100)의 평면 형상이 사각형인 경우에는, 기판(100)의 코너부의 근방에 구멍(21b)을 형성할 수 있다.
복수의 구멍(21b)은, 기판(100) 측의 개구 직경이 기판(100) 측과는 반대측의 개구 직경보다도 큰 단차를 갖는 구멍으로 할 수 있다. 구멍(21b)의 내부에는 유지 핀(22)이 이동 가능하게 마련되어 있다.
유지 핀(22)은 복수 마련되며, 기판(100)의 측면(100a)과 기판(100)의 이면(100b)(제2 면의 일례에 상당한다)의 가장자리에 접촉할 수 있다. 즉, 복수의 유지 핀(22)은 배치대(21)에 마련되어 기판(100)을 유지한다. 기판(100)을 복수의 유지 핀(22)에 유지시킬 때는, 기판(100)의 표면(100c)(제1 면의 일례에 상당한다)이 배치대(21) 측과는 반대쪽을 향하게 한다.
유지 핀(22)은 기둥형을 띠며, 가이드부(22a), 지지부(22b), 유지부(22c) 및 완충부(22d)를 가질 수 있다. 가이드부(22a), 지지부(22b) 및 유지부(22c)는 일체로 형성할 수 있다. 가이드부(22a), 지지부(22b) 및 유지부(22c)는 예컨대 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
가이드부(22a)는 원주형을 띠며, 구멍(21b)의 내부에 마련할 수 있다. 가이드부(22a)와, 구멍(21b)의 기판(100) 측과는 반대측 부분의 내벽과의 사이에는 약간의 간극이 형성되고, 가이드부(22a)(유지 핀(22))가 구멍(21b)을 따라 이동 가능하게 되어 있다.
지지부(22b)는 원주형을 띠며, 가이드부(22a)의 한쪽의 단부에 마련할 수 있다. 지지부(22b)의 직경 치수는 가이드부(22a)의 직경 치수보다도 크게 할 수 있다. 지지부(22b)의 가이드부(22a) 측과는 반대측의 단부는 테이퍼면으로 되어 있다. 지지부(22b)의 단부가 테이퍼면으로 되어 있으면, 유지 핀(22)이 기판(100)의 이면(100b)의 가장자리에 접촉하고, 기판(100)의 이면(100b)에 접촉하지 않게 하기가 용이하게 된다.
유지부(22c)는 원주형을 띠며, 지지부(22b)의 가이드부(22a) 측과는 반대측의 단부에 마련할 수 있다. 유지부(22c)의 직경 치수는 지지부(22b)의 직경 치수보다도 작게 할 수 있다. 유지부(22c)의 선단은 테이퍼면으로 되어 있다. 유지부(22c)의 선단이 테이퍼면으로 되어 있으면, 복수의 유지 핀(22)이 마련된 영역에, 기판(100)을 위쪽에서 삽입하기가 용이하게 된다.
완충부(22d)는 원주형을 띠며, 가이드부(22a)의 지지부(22b) 측과는 반대측의 단부에 마련되어 있다. 완충부(22d)의 선단은 예컨대 반구형으로 할 수 있다. 완충부(22d)는 예컨대 실리콘 고무 등의 탄성체로 형성할 수 있다. 완충부(22d)는 예컨대 가이드부(22a)의 단부에 접착할 수 있다.
유지 핀(22)을 구멍(21b)의 내부에 장착했을 때는, 지지부(22b)의 가이드부(22a) 측의 단부가 구멍(21b)의 단차 부분의 바닥면과 접촉한다. 그 때문에, 배치대(21)에 대한 복수의 유지 핀(22)의 위치, 나아가서는 배치대(21)에 대한 기판(100)의 위치가 대략 일정하게 된다. 또한, 복수의 유지 핀(22)(유지부(22c))이 기판(100)의 측면(100a)과 접촉하기 때문에, 기판(100)이 회전했을 때에, 원심력에 의해 기판(100)의 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있다.
승강부(23)는 푸셔(23a) 및 구동부(23b)를 가질 수 있다.
푸셔(23a)는 하우징(6)의 내부에 마련할 수 있다. 푸셔(23a)는 복수의 유지 핀(22)과 대향하는 위치에 마련할 수 있다. 푸셔(23a)는 예컨대 평면 형상이 환형인 판형체로 할 수 있다. 상술한 것과 같이, 복수의 유지 핀(22)의 배치는 기판(100)의 평면 형상 및 평면 치수에 따라서 변경된다. 그 때문에, 푸셔(23a)의 평면 형상 및 평면 치수는 기판(100)의 평면 형상 및 평면 치수(복수의 유지 핀(22)의 배치)에 따라서 변경할 수 있다. 예컨대 기판(100)의 평면 형상이 원인 경우에는, 푸셔(23a)의 평면 형상은 원환형으로 할 수 있다. 예컨대 기판(100)의 평면 형상이 사각형인 경우에는, 푸셔(23a)의 평면 형상은 사각형의 환형으로 할 수 있다.
구동부(23b)는 하우징(6)의 외부에 마련할 수 있다. 구동부(23b)는 승강 방향에 있어서의 푸셔(23a)의 위치를 이동시킨다. 구동부(23b)는 푸셔(23a)를 승강시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정은 없다. 구동부(23b), 예컨대 에어 실린더나 서보 모터 등의 기기와 가이드 기구 등을 갖춘 것으로 할 수 있다.
예컨대 도시하지 않는 반송 장치와 배치부(2)의 사이에서 기판(100)의 전달을 행할 때는, 후술하는 도 5에 도시하는 것과 같이 구동부(23b)에 의해 푸셔(23a)를 상승시킨다. 푸셔(23a)가 상승하면, 푸셔(23a)에 의해 복수의 유지 핀(22)이 들어 올려지고, 기판(100)과 배치대(21) 사이의 거리가 커진다. 기판(100)과 배치대(21) 사이의 거리가 커지면, 도시하지 않는 반송 장치와 배치부(2) 사이에서의 기판(100)의 전달이 용이하게 된다.
예컨대 후술하는 동결 세정 등을 위해서 기판(100)을 회전시킬 때는, 구동부(23b)에 의해 푸셔(23a)를 하강시킨다. 푸셔(23a)가 하강하면, 복수의 유지 핀(22)이 하강하여, 기판(100)이 배치대(21) 위의 소정의 위치에 유지된다. 이때, 도 1에 도시하는 것과 같이, 유지 핀(22)과 푸셔(23a)의 사이에는 소정의 간극이 형성된다. 그 때문에, 배치대(21)(기판(100))가 회전했을 때에, 유지 핀(22)과 푸셔(23a)가 간섭하는 일이 없다.
회전부(4)는 배치대(21)의 중심축을 중심으로 하여 배치대(21)를 회전시킨다. 상술한 것과 같이, 기판(100)은 배치대(21)에 마련된 복수의 유지 핀(22)에 유지되어 있다. 그 때문에, 회전부(4)는 배치대(21) 및 복수의 유지 핀(22)을 통해 기판(100)을 회전시킨다. 이와 같이 하면, 기판(100)을 간접적으로 회전시킬 수 있기 때문에, 기판(100)의 측면 등에 찰상 등의 손상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 복수의 유지 핀(22)의 수나 배치를 변경하는 것만으로, 평면 형상이나 평면 치수가 다른 다양한 기판(100)에 대응할 수 있다. 또한, 회전부(4)는 배치대(21)를 지지한다.
회전부(4)는 롤러(24a), 구동부(24b) 및 지지부(24c)를 갖는다.
롤러(24a)는 배치대(21)의 측면(21c)에 접촉하여 배치대(21)를 회전시킨다. 예컨대 롤러(24a)는 배치대(21)의 중심축을 중심으로 하는 원주 상에 복수 마련할 수 있다. 예컨대 복수의 롤러(24a)는 등간격으로 설치할 수 있다. 롤러(24a)는 예컨대 측면의 중앙 근방이 우묵하게 들어간 형상(예컨대 북(鼓) 형상)을 가질 수 있다. 롤러(24a)의 측면 형상은 배치대(21)의 측면(21c) 형상에 맞게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 롤러(24a)의 측면과 배치대(21)의 측면(21c)의 접촉 부분을 크게 할 수 있기 때문에, 롤러(24a)의 회전력을 배치대(21)에 효율적으로 전할 수 있다.
구동부(24b)는 하우징(6)의 외부에 마련할 수 있다. 구동부(24b)는 복수의 롤러(24a) 중 하나와 접속할 수 있다. 이 경우, 구동부(24b)가 접속된 롤러(24a)를 구동 롤러로 하고, 다른 롤러(24a)를 가이드 롤러로 할 수 있다. 또한, 구동부(24b)가 접속된 롤러(24a)와 다른 롤러(24a)의 적어도 일부를 타이밍 벨트 등의 전동 부재에 의해 연결할 수도 있다. 구동부(24b)는 모터 등의 회전 기기를 가질 수 있다. 구동부(24b)는, 회전의 시작과 회전의 정지뿐만 아니라, 회전수(회전 속도)를 변화시킬 수 있다. 구동부(24b)는 예컨대 서보 모터 등의 제어 모터를 갖춘 것으로 할 수 있다. 다른 롤러(24a)는 지지부(24c)에 의해서 회전 가능하게 지지된다.
지지부(24c)는 롤러(24a)를 회전 가능하게 지지하는 부재이다. 예컨대 한쪽의 단부에 플랜지가 부착된 원주이다. 플랜지가 부착된 지지부(24c)의 한쪽의 단부는 하우징(6)에 고정된다. 지지부(24c)의 다른 쪽의 단부는, 롤러(24a)의 회전축과 지지부(24c)의 중심축이 일치하도록 롤러(24a)의 하면과 접속된다. 지지부(24c)의 재질은 예컨대 SUS나 알루미늄 등의 금속으로 할 수 있다. 그러나, 이들 재질에 한정되지 않는다. 배치대(21)의 하중에 의해서 꺾이지 않는 강도를 갖추고 있으면, 수지나 세라믹 등을 이용하여도 좋다.
지지부(24c)가 롤러(24a)와 함께 회전하는 경우, 지지부(24c)의 한쪽의 단부는 플랜지와 회전 가능하게 접속되어 있다. 예컨대 볼베어링을 통해 플랜지와 접속되어 있다. 지지부(24c)가 롤러(24a)와 함께 회전하지 않는 경우, 지지부(24c)의 다른 쪽의 단부는 롤러(24a)의 하면과 회전 가능하게 접속되어 있다. 예컨대 볼베어링을 통해 롤러(24a)의 하면과 접속되어 있다.
롤러(24a)가 구동부(24b) 및 지지부(24c)에 의해서 회전 가능하게 지지됨으로써, 롤러(24a)는 배치대(21)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 즉, 회전부(4)는 롤러(24a)를 통해 배치대(21)를 회전 가능하게 지지한다.
도 2는 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4) 및 제2 액체 공급부(5)의 구성과 배치를 예시하기 위한 모식 평면도이다.
냉각부(3)는 기판(100)의 이면(100b)에 냉각 가스(3a)를 직접 공급한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 것과 같이, 냉각부(3)는, 냉각액부(31), 필터(32), 유량 제어부(33), 냉각 노즐(34), 구동부(35)(제3 구동부의 일례에 상당한다) 및 배관(36)을 갖는다. 냉각액부(31), 필터(32) 및 유량 제어부(33)는 하우징(6)의 외부에 마련되어 있다.
냉각액부(31)는 냉각액의 수납 및 냉각 가스(3a)의 생성을 행한다. 냉각액은 냉각 가스(3a)를 액화한 것이다. 냉각 가스(3a)는 기판(100)의 재료와 반응하기 어려운 가스라면 특별히 한정은 없다. 냉각 가스(3a)는 예컨대 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등의 불활성 가스로 할 수 있다. 이 경우, 비열이 높은 가스를 이용하면 기판(100)의 냉각 시간을 단축할 수 있다. 예컨대 헬륨 가스를 이용하면 기판(100)의 냉각 시간을 단축할 수 있다. 또한, 질소 가스를 이용하면 기판(100)의 처리 비용을 저감시킬 수 있다.
냉각액부(31)는 냉각액을 수납하는 탱크와 탱크에 수납된 냉각액을 기화시키는 기화부를 갖는다. 탱크에는 냉각액의 온도를 유지하기 위한 냉각 장치가 마련되어 있다. 기화부는 냉각액의 온도를 상승시켜 냉각액으로부터 냉각 가스(3a)를 생성한다. 냉각 가스(3a)의 온도는 액체(101)(제1 액체의 일례에 상당한다)를 응고점 이하의 온도까지 냉각하여 과냉각 상태로 할 수 있을 정도의 온도면 된다. 예컨대 냉각 가스(3a)의 온도는 액체(101)의 응고점 이하의 온도이면 된다. 예컨대 냉각 가스(3a)의 온도는 -170℃로 할 수 있다.
필터(32)는 배관을 통해 냉각액부(31)에 접속되어 있다. 필터(32)는 냉각액에 포함되어 있던 파티클 등의 오염물이 기판(100) 측으로 유출되는 것을 억제한다.
유량 제어부(33)는 배관을 통해 필터(32)에 접속되어 있다. 유량 제어부(33)는 냉각 가스(3a)의 유량을 제어한다. 냉각액부(31)에 있어서 냉각액으로부터 생성된 냉각 가스(3a)의 온도는 거의 소정의 온도로 되어 있다. 그 때문에, 유량 제어부(33)는, 냉각 가스(3a)의 유량을 제어함으로써 기판(100)의 온도, 나아가서는 기판(100) 위의 액체(101)의 온도를 제어할 수 있다.
유량 제어부(33)는 예컨대 MFC(Mass Flow Controller) 등으로 할 수 있다. 또한, 유량 제어부(33)는 냉각 가스(3a)의 공급 압력을 제어함으로써 냉각 가스(3a)의 유량을 간접적으로 제어하는 것이라도 좋다. 이 경우, 유량 제어부(33)는 예컨대 APC(Auto Pressure Controller) 등으로 할 수 있다.
냉각 노즐(34)은 배치대(21)의 구멍(21a)으로부터 기판(100)의 이면(100b)에 냉각 가스(3a)를 공급한다. 냉각 노즐(34)의 한쪽의 단부는 배관(36)을 통해 유량 제어부(33)에 접속되어 있다. 냉각 노즐(34)은 유량 제어부(33)에 의해 유량이 제어된 냉각 가스(3a)를 기판(100)의 이면(100b)에 직접 공급한다.
냉각 노즐(34)은 통 형상을 띠며, 기판(100) 측으로 향함에 따라서 내경이 점증하는 테이퍼 부분을 가지고 있다. 냉각 노즐(34)은 예컨대 로트형을 띠는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 냉각 노즐(34)의 테이퍼 부분의 각도(θ)를 지나치게 크게 하면, 냉각 가스(3a)의 흐름이 테이퍼 부분의 내벽으로부터 떨어져 난류가 발생한다. 난류가 발생하면, 기판(100)과 배치대(21) 사이에 있는 공기가 감겨 들어가, 냉각 가스(3a)의 온도가 상승하거나 기판(100)의 온도에 면내 분포가 생기거나 할 우려가 있다. 한편, 냉각 노즐(34)의 테이퍼 부분의 각도(θ)를 지나치게 작게 하면, 기판(100)의 이면(100b)이 국소적으로 냉각되어, 기판(100)의 온도에 면내 분포가 생기기 쉽게 된다. 본 발명자가 얻은 지견에 의하면, 냉각 노즐(34)의 테이퍼 부분의 각도(θ)는 0°보다 크고 8° 이하로 하는 것이 바람직하다.
구동부(35)는 기판(100)에 대한 냉각 노즐(34)의 위치를 이동시킨다. 도 2에 도시하는 것과 같이, 예컨대 구동부(35)는 다관절 로봇 등으로 할 수 있다. 단, 구동부(35)는, 다관절 로봇에 한정되는 것은 아니고, 기판(100)의 아래쪽에 있어서 냉각 가스(3a)를 공급하는 위치와 기판(100) 외측의 후퇴 위치의 사이에서 냉각 노즐(34)을 이동할 수 있는 것이면 된다.
배관(36)은 열전도성이 좋은 재질로 형성된 배관이다. 배관(36)은 예컨대 SUS나 구리 등의 금속으로 이루어진다. 또한, 배관(36)은 배관의 일부가 주름상자로 된 형상으로 되어 있다. 배관(36)은 구동부(35)에 접속된다. 배관(36)은 배관의 일부가 주름상자 형상으로 되어 있기 때문에, 구동부(35)의 동작에 추종할 수 있다. 또한, 배관(36)은 단열재에 의해서 덮여 있더라도 좋다.
제1 액체 공급부(4)는 기판(100)의 표면(100c)(배치대(21) 측과는 반대측의 면)에 액체(101)를 공급한다. 액체(101)는 예컨대 물(예컨대 순수나 초순수 등)이나 물을 주성분으로 하는 액체 등으로 할 수 있다. 물을 주성분으로 하는 액체는 예컨대 물과 알코올의 혼합액, 물과 산성 용액의 혼합액, 물과 알칼리 용액의 혼합액 등으로 할 수 있다. 이 경우, 물 이외의 성분이 너무 많아지면, 후술하는 체적 증가에 따른 물리력을 이용하기가 어렵게 된다. 그 때문에, 물 이외의 성분의 농도는 5 wt% 이상 30 wt% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 액체(101)에는 가스를 용존시킬 수도 있다. 가스는 예컨대 탄산 가스, 오존 가스, 수소 가스 등으로 할 수 있다. 액체(101)의 온도는 예컨대 상온(20℃) 정도로 할 수 있다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 제1 액체 공급부(4)는 액체 수납부(41), 공급부(42), 유량 제어부(43), 액체 노즐(44)(제1 액체 노즐의 일례에 상당한다), 구동부(45) 및 배관(46)을 갖는다. 액체 수납부(41), 공급부(42) 및 유량 제어부(43)는 하우징(6)의 외부에 마련할 수 있다.
액체 수납부(41)는 액체(101)를 수납한다.
공급부(42)는 배관(46)을 통해 액체 수납부(41)에 접속되어 있다. 공급부(42)는 액체 수납부(41)에 수납되어 있는 액체(101)를 액체 노즐(44)로 향해서 공급한다.
유량 제어부(43)는 배관을 통해 공급부(42)에 접속되어 있다. 유량 제어부(43)는 공급부(42)에 의해 공급된 액체(101)의 유량을 제어한다. 유량 제어부(43)는 예컨대 유량 제어 밸브로 할 수 있다. 또한, 유량 제어부(43)는 액체(101)의 공급의 시작와 공급의 정지도 행할 수 있다.
액체 노즐(44)은 하우징(6) 내부에 마련되어 있다. 액체 노즐(44)은 기판(100)의 표면(100c)에 액체(101)를 공급한다. 액체 노즐(44)은 통 형상을 띠고 있다. 액체 노즐(44)의 한쪽의 단부는 배관을 통해 유량 제어부(43)에 접속되어 있다. 액체(101)를 기판(100)의 표면(100c)에 공급할 때는, 액체 노즐(44)의 다른 쪽의 단부는 배치대(21)에 배치된 기판(100)의 표면(100c)에 대치시킨다. 이 경우, 액체 노즐(44)의 다른 쪽의 단부(액체(101)의 토출구)는 기판(100)의 표면(100c)의 대략 중앙에 대치시킬 수 있다.
구동부(45)는 기판(100)에 대한 액체 노즐(44)의 위치를 이동시킨다. 도 2에 도시하는 것과 같이, 예컨대 구동부(45)는 다관절 로봇 등으로 할 수 있다. 단, 구동부(45)는 다관절 로봇에 한정된다는 것은 아니고, 기판(100) 위쪽에 있어서 액체(101)를 공급하는 위치와 기판(100) 외측의 후퇴 위치의 사이에서 액체 노즐(44)을 이동시킬 수 있는 것이면 된다.
배관(46)은 플렉시블 배관이다. 배관(46)은 예컨대 수지로 이루어지는 튜브이다. 예컨대 PU(폴리우레탄), 나일론, PVC(폴리염화비닐), PP(폴리프로필렌), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PVDF(폴리불화비닐리덴), CTFE(클로로트리플루오로에틸렌) 혹은 폴리올레핀 등으로 할 수 있다. 배관(46)은 구동부(45)의 동작에 추종할 수 있게 구동부(45)에 접속된다.
제2 액체 공급부(5)는 기판(100)의 이면(100b)에 액체(102)(제2 액체의 일례에 상당한다)를 공급한다. 액체(102)는 후술하는 이면 세정 공정에서 이용된다. 그 때문에, 액체(102)는 기판(100)의 재료와 반응하기 어려우며 또한 후술하는 건조 공정에서 기판(100)에 잔류하기 어려운 것이라면 특별히 한정은 없다. 액체(102)는 예컨대 물(예컨대 순수나 초순수 등)이나 물과 알코올의 혼합액 등으로 할 수 있다. 액체(102)의 온도는 예컨대 상온(20℃) 정도로 할 수 있다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 제2 액체 공급부(5)는 액체 수납부(51), 공급부(52), 유량 제어부(53), 액체 노즐(54)(제2 액체 노즐의 일례에 상당한다), 구동부(55)(제2 구동부의 일례에 상당한다) 및 배관(56)을 갖는다.
액체 수납부(51)는 상술한 액체 수납부(41)와 같은 식으로 할 수 있다. 공급부(52)는 상술한 공급부(42)와 같은 식으로 할 수 있다. 유량 제어부(53)는 상술한 유량 제어부(43)와 같은 식으로 할 수 있다. 액체 노즐(54)은 상술한 액체 노즐(44)과 같은 식으로 할 수 있다. 단, 액체 노즐(54)은 배치대(21)의 구멍(21a)으로부터 기판(100)의 이면(100b)에 액체(102)를 공급한다.
구동부(55)는 기판(100)에 대한 액체 노즐(54)의 위치를 이동시킨다. 도 2에 도시하는 것과 같이, 예컨대 구동부(55)는 다관절 로봇 등으로 할 수 있다. 단, 구동부(55)는 다관절 로봇에 한정된다는 것은 아니며, 기판(100)의 아래쪽에 있어서 액체(102)를 공급하는 위치와 기판(100) 외측의 후퇴 위치의 사이에서 액체 노즐(54)을 이동시킬 수 있는 것이면 된다.
또한, 액체(102)와 액체(101)가 동일한 경우에는, 예컨대 액체 수납부(51), 공급부(52) 및 유량 제어부(53)를 생략하고, 전환 밸브를 통해 유량 제어부(43)와 액체 노즐(54)을 접속하면 된다.
여기서, 후술하는 것과 같이, 기판(100)의 표면(100c)을 동결 세정할 때는, 예비 공정, 액막 형성 공정, 냉각 공정 및 해동 공정이 실행된다. 또한, 이 동결 세정 후에, 기판(100)의 이면(100b)의 세정 공정이 실행된다. 또한, 기판(100)의 이면(100b)의 세정 후에 건조 공정이 실행된다. 또한, 기판(100)의 이면(100b)의 세정 후에, 기판(100)의 표면(100c)을 동결 세정하여도 좋다. 더욱이, 세정 전의 기판(100)을 배치부(2)에 전달하는 반입 공정과, 세정이 끝난 기판(100)을 배치부(2)로부터 수취하는 반출 공정이 실행된다.
이 경우, 냉각 노즐(34), 액체 노즐(44) 및 액체 노즐(54)은 이들 공정의 내용에 따라서 적절한 위치에 배치할 필요가 있다. 그 때문에, 상술한 것과 같이, 냉각 노즐(34)은 구동부(35)에 의해 이동 가능하게 되고, 액체 노즐(44)은 구동부(45)에 의해 이동 가능하게 되고, 액체 노즐(54)은 구동부(55)에 의해 이동 가능하게 된다. 또한, 각 공정의 내용이나 각 공정에 있어서의 노즐의 배치에 관한 상세한 설명은 후술한다.
하우징(6)은 상자형을 띠고 있다. 하우징(6)의 내부에는 커버(61)를 마련할 수 있다. 커버(61)는 기판(100)이 회전함으로써 기판(100) 외측으로 배출된 액체(101)와 액체(102)를 받아낸다. 커버(61)가 마련되어 있으면, 액체(101)와 액체(102)의 포집을 효과적으로 행할 수 있다. 하우징(6)의 바닥면에는, 포집된 액체(101)와 액체(102)를 하우징(6) 외부로 배출하기 위한 드레인(63)을 설치할 수 있다.
송풍부(7)는 하우징(6)의 천장면에 마련되어 있다. 또한, 송풍부(7)는 하우징(6)의 천장 측의 측면에 마련할 수도 있다. 송풍부(7)는 팬 등의 송풍기와 필터를 갖춘 것으로 할 수 있다. 송풍부(7)가 마련되어 있으면, 하우징(6) 내부의 압력이 외부의 압력보다 높아진다. 그 결과, 사용이 끝난 냉각 가스(3a)를 배출구(62)로 유도하기가 용이하게 된다. 또한, 파티클 등의 오염물이 하우징(6) 내부로 침입하는 것을 억제할 수 있다.
배기부(8)는 하우징(6)의 바닥면 측에 형성된 배출구(62)에 접속되어 있다. 배기부(8)는, 사용이 끝난 냉각 가스(3a)와 송풍부(7)로부터 공급된 공기를, 배출구(62)로부터 하우징(6) 외부로 배출한다. 배기부(8)는 예컨대 블로워(blower) 등으로 할 수 있다.
컨트롤러(9)는 기판 처리 장치(1)에 마련된 각 요소의 동작을 제어한다. 컨트롤러(9)는 예컨대 CPU(Central Processing Unit) 등의 연산 소자와 반도체 메모리 등의 기억 소자를 가질 수 있다. 컨트롤러(9)는 예컨대 컴퓨터로 할 수 있다. 기억 소자에는, 기판 처리 장치(1)에 설치된 각 요소의 동작을 제어하는 제어 프로그램을 저장할 수 있다. 연산 소자는, 기억 소자에 저장되어 있는 제어 프로그램, 조작자에 의해 입력된 데이터 등을 이용하여, 기판 처리 장치(1)에 설치된 각 요소의 동작을 제어한다.
예컨대 액체(101)의 냉각 속도는 액막의 두께와 상관 관계가 있다. 예컨대 액막의 두께가 얇아질수록 액체(101)의 냉각 속도가 빨라진다. 반대로 액막의 두께가 두꺼워질수록 액체(101)의 냉각 속도가 느려진다. 그 때문에, 컨트롤러(9)는, 액체(101)의 두께(액막의 두께)에 기초하여 냉각부(3)를 제어하여, 냉각 가스(3a)의 유량, 나아가서는 액체(101)의 냉각 속도를 제어할 수 있다. 이 경우, 액체(101)의 냉각 속도와 액막 두께의 상관관계는 미리 실험이나 시뮬레이션을 행함으로써 구할 수 있다.
이어서, 기판 처리 장치(1)의 작용에 관해서 예시를 한다.
도 3은 기판 처리 장치(1)의 작용을 예시하기 위한 타이밍 차트이다.
도 4는 동결 세정 공정(표면 세정 공정), 이면 세정 공정 및 건조 공정에 있어서의 온도 변화를 예시하기 위한 그래프이다.
또한, 도 3 및 도 4는 기판(100)이 6025 쿼츠(Qz) 기판(152 mm×152 mm×6.35 mm), 액체(101) 및 액체(102)가 순수인 경우이다.
도 5는 반입 공정 및 반출 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 6은 동결 세정 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 7은 이면 세정 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
도 8은 건조 공정을 행할 때의 노즐의 배치를 예시하기 위한 모식도이다.
우선, 하우징(6)의 도시하지 않는 반입반출구를 통해 기판(100)이 하우징(6)의 내부에 반입된다. 반입 공정에서는, 도 5에 도시하는 것과 같이, 컨트롤러(9)가 구동부(23b)를 제어하여 푸셔(23a)를 상승시킨다. 푸셔(23a)가 상승하면, 복수의 유지 핀(22)이 들어 올려지기 때문에, 기판(100)의 복수의 유지 핀(22)에의 배치 위치와 배치대(21) 사이의 거리가 커진다. 그 때문에, 도시하지 않는 반송 장치와 배치부(2) 사이에서의 기판(100)의 전달이 용이하게 된다.
이어서, 컨트롤러(9)가 구동부(23b)를 제어하여 푸셔(23a)를 하강시킨다. 푸셔(23a)가 하강하면, 복수의 유지 핀(22)이 하강하여, 기판(100)이 배치대(21) 위쪽의 소정의 위치에 유지된다.
이어서, 도 6에 도시하는 것과 같이, 컨트롤러(9)가 구동부(45)를 제어하여, 액체 노즐(44)을 기판(100)의 표면(100c)의 대략 중심의 위쪽에 배치한다. 또한, 컨트롤러(9)가 구동부(35)를 제어하여, 냉각 노즐(34)을 기판(100)의 이면(100b)의 대략 중심의 아래쪽에 배치한다. 도 6에 도시하는 것과 같이, 냉각 노즐(34)이 설치된 부분의 치수 L2는 유지 핀(22)과 승강부(23) 사이의 간극 치수 L1보다도 작다. 그 때문에, 냉각 노즐(34)은 유지 핀(22)과 승강부(23) 사이의 간극을 통과할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시하는 것과 같이 예비 공정, 액막 형성 공정, 냉각 공정 및 해동 공정을 포함하는 동결 세정 공정이 이루어진다.
우선, 도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 예비 공정이 실행된다. 예비 공정에서는, 컨트롤러(9)가 공급부(42) 및 유량 제어부(43)를 제어하여, 기판(100)의 표면(100c)에 소정 유량의 액체(101)를 공급한다. 또한, 컨트롤러(9)가 유량 제어부(33)를 제어하여, 기판(100)의 이면(100b)에 소정 유량의 냉각 가스(3a)를 공급한다. 또한, 컨트롤러(9)가 구동부(24b)를 제어하여, 기판(100)을 소정의 회전수로 회전시킨다.
이때, 컨트롤러(9)는 구동부(45)를 제어하여, 액체(101)가 토출되고 있는 액체 노즐(44)을 기판(100)의 표면(100c)을 따라 요동시킬 수 있다. 이와 같이 하면, 기판(100)의 표면(100c)의 보다 넓은 영역에 액체(101)를 공급할 수 있기 때문에, 균일한 두께의 액막을 형성하기가 용이하게 된다.
또한, 컨트롤러(9)는 구동부(35)를 제어하여, 냉각 가스(3a)가 토출되고 있는 냉각 노즐(34)을 기판(100)의 이면(100b)을 따라 요동시킬 수 있다. 이와 같이하면, 기판(100)의 이면(100b)의 보다 넓은 영역에 냉각 가스(3a)를 공급할 수 있기 때문에, 기판(100)을 보다 균일하게 냉각할 수 있고, 나아가서는 기판(100)의 표면(100c)의 보다 넓은 영역에서 액체(101)를 균일하게 냉각할 수 있다.
여기서, 냉각 가스(3a)의 공급에 의해 하우징(6) 내부의 분위기가 차가워지면, 분위기 중의 더스트를 포함한 성에가 기판(100)에 부착되어, 오염의 원인이 될 가능성이 있다. 예비 공정에서는, 기판(100)의 표면(100c)에 액체(101)를 계속해서 공급하고 있기 때문에, 기판(100)을 균일하게 냉각하면서 기판(100)의 표면(100c) 에 성에가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
예컨대 도 3에 예시한 것인 경우에는, 제2 회전수를 20 rpm∼500 rpm 정도, 액체(101)의 유량을 0.1 L/min∼1.0 L/min 정도, 냉각 가스(3a)의 유량을 40 NL/min∼200 NL/min 정도, 예비 공정의 공정 시간을 1800초 정도로 할 수 있다. 또한, 예비 공정의 공정 시간은, 기판(100)의 면내 온도가 대략 균일하게 되는 시간이면 되며, 실험이나 시뮬레이션을 행함으로써 적절하게 결정한다.
예비 공정에 있어서의 액막의 온도는, 액체(101)가 흐르는 상태이기 때문에, 공급되는 액체(101)의 온도와 거의 동일하게 된다. 예컨대 공급되는 액체(101)의 온도가 상온(20℃) 정도인 경우에는, 액막의 온도는 상온(20℃) 정도가 된다.
이어서, 도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 액막의 형성 공정이 실행된다. 액막 형성 공정에 있어서의 기판(100)의 회전수는, 액막이 높은 제거율을 얻을 수 있는 소정의 두께가 되는 회전수(제1 회전수)로 한다. 예컨대 제1 회전수는 0 rpm∼100 rpm이다. 즉, 컨트롤러(9)는 예비 공정 시의 회전수보다도 적은 회전수로 기판(100)을 회전시킨다. 그리고, 도 4에 예시하는 것과 같이, 예비 공정에 있어서 공급되고 있었던 액체(101)의 공급을 정지한다. 제1 회전수는 원심력에 의해 액막의 두께가 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있는 회전수이면 된다. 또한, 액막 형성 공정 동안, 냉각 가스(3a)의 유량은 예비 공정과 동일한 공급량으로 유지되고 있다. 이로써, 기판(100)의 면내 온도를 대략 균일하게 한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 예비 공정에서부터 제1 회전수로 하여도 좋다. 이 경우, 액막 형성 공정에 있어서 예비 공정과 동일한 회전수를 유지하게 하면 된다. 또한, 제2 회전수를 제1 회전수 이하의 회전수로 하여도 좋다.
또한, 예비 공정에서 액막 형성 공정으로 이행할 때에, 액체(101)의 공급을 정지시킨 후, 예비 공정에 있어서 공급된 액체(101)를 기판(100)을 고속으로 회전시킴으로써 배출하여도 좋다. 이 경우, 액체(101)의 배출 후, 기판(100)의 회전수를 균일한 두께의 액막이 유지될 정도의 회전수(50 rpm) 이하, 혹은 기판(100)의 회전을 정지시킨 후에, 소정량의 액체(101)를 기판(100)에 공급하면 된다. 이와 같이 하면, 소정의 두께를 갖는 액막을 용이하게 형성할 수 있다.
예컨대 냉각 공정을 행할 때의 액막의 두께는 30 ㎛∼1300 ㎛ 정도로 할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(9)는 액체(101)의 공급량 및 기판(100)의 회전수를 제어하여, 기판(100)의 표면(100c) 상에 있는 액막의 두께를 30 ㎛∼1300 ㎛ 정도로 한다.
이어서, 도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 냉각 공정이 실행된다. 또한, 본 실시형태에서는, 냉각 공정 중, 과냉각 상태가 된 액체(101)의 동결이 시작되기 전까지의 사이를 「과냉각 공정」, 과냉각 상태의 액체(101)의 동결이 시작되어, 동결이 완전히 완료되기 전까지의 사이를 「동결 공정(고액상)」, 동결된 액체(101)를 더욱 냉각하여 균열을 생기게 할 때까지의 사이를 「동결 공정(고상)」이라고 부른다. 과냉각 공정에서는 기판(100)의 표면(100c)에 액체(101)만이 존재한다. 동결 공정(고액상)에서는 기판(100)의 표면(100c)에 액체(101)와 액체(101)가 동결된 것이 존재한다. 동결 공정(고상)에서는 기판(100)의 표면(100c)에 액체(101)가 동결된 것만이 존재한다.
여기서, 고액상이란, 액체(101)와 액체(101)가 동결된 것이 동시에 존재하고 있는 상태를 의미한다.
우선, 과냉각 공정에서는, 기판(100)의 이면(100b)에 계속해서 공급되고 있는 냉각 가스(3a)에 의해, 기판(100) 상의 액막의 온도가 액막 형성 공정에 있어서의 액막의 온도보다도 더욱 내려가, 과냉각 상태가 된다.
여기서, 액체(101)의 냉각 속도가 너무 빨라지면 액체(101)가 과냉각 상태로 되지 않고, 곧바로 동결되어 버린다. 그 때문에, 컨트롤러(9)는, 기판(100)의 회전수, 냉각 가스(3a)의 유량 및 액체(101)의 공급량의 적어도 어느 하나를 제어함으로써, 기판(100)의 표면(100c)의 액체(101)가 과냉각 상태가 되게 한다.
액체(101)가 과냉각 상태로 되는 제어 조건은 기판(100)의 크기, 액체(101)의 점도, 냉각 가스(3a)의 비열 등의 영향을 받는다. 그 때문에, 액체(101)가 과냉각 상태로 되는 제어 조건은, 실험이나 시뮬레이션을 행함으로써 적절하게 결정하는 것이 바람직하다.
과냉각 상태에서는, 예컨대 액막의 온도, 파티클 등의 오염물의 존재, 진동 등에 의해 액체(101)의 동결이 시작된다. 예컨대 파티클 등의 오염물이 존재하는 경우, 액체(101)의 온도(T)가 -35℃ 이상 -20℃ 이하가 되면 액체(101)의 동결이 시작된다.
과냉각 상태의 액체(101)의 동결이 시작되면, 과냉각 공정에서 동결 공정(고액상)으로 이행한다. 동결 공정(고액상)에서는 기판(100)의 표면(100c)에 액체(101)와 액체(101)가 동결된 것이 존재한다. 상술한 것과 같이, 과냉각 상태의 액체(101)에 있어서는, 오염물이 동결 시작의 기점이 되는 경우가 있으며, 오염물이 고체에 받아들여진다고 생각된다. 또한, 액체(101)가 고체로 변화되었을 때의 체적 변화에 따른 압력파나 체적 증가에 따른 물리력 등에 의해, 기판(100)의 표면(100c)에 부착되어 있는 오염물이 분리된다고 생각된다. 그 때문에, 오염물이 고체에 받아들여지거나 액체(101)의 일부가 동결되었을 때에 생긴 압력파나 물리력 등에 의해, 기판(100)의 표면(100c)에 부착되어 있는 오염물이 분리되거나 하여 세정이 이루어진다고 생각된다.
기판(100)의 표면(100c)의 액막이 완전히 동결되면, 동결 공정(고액상)에서 동결 공정(고상)으로 이행한다. 동결 공정(고상)에서는 기판(100)의 표면(100c)의 동결막의 온도가 더욱 저하한다. 여기서, 액체(101)에는 주로 물이 포함되어 있다. 그 때문에, 기판(100)의 표면(100c)의 액막이 완전히 동결되어 동결막이 형성되고, 동결막의 온도가 더욱 저하하면, 동결막의 체적이 축소되어 동결막에 응력이 발생한다.
이 경우, 예컨대 동결막의 온도가 -50℃ 이하가 되면, 동결막에 균열이 발생한다. 동결막에 균열이 발생하면, 기판(100)의 표면(100c)에 부착되어 있었던 오염물이 기판(100)의 표면(100c)으로부터 더욱 분리되기 쉽게 된다.
이어서, 동결막에 균열이 발생한 후에, 도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 해동 공정이 실행된다. 균열의 발생은 예컨대 도시하지 않는 센서 등에 의해 검출할 수 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 예시한 것은, 제1 액체 공급부(4)에 의해 액체(101)를 공급하여 동결막의 해동을 행하는 경우이다. 그 때문에, 컨트롤러(9)가 공급부(42) 및 유량 제어부(43)를 제어하여, 기판(100)의 표면(100c)에 소정 유량의 액체(101)를 공급한다.
또한, 컨트롤러(9)가 유량 제어부(33)를 제어하여, 냉각 가스(3a)의 공급을 정지시킨다. 또한, 컨트롤러(9)가 구동부(24b)를 제어하여, 기판(100)의 회전수를 제3 회전수로 한다. 제3 회전수는 예컨대 200 rpm∼700 rpm이다. 기판(100)의 회전이 빨라지면, 액체(101)를 원심력으로 뿌리칠 수 있다. 그 때문에, 액체(101)를 기판(100)의 표면(100c)으로부터 배출할 수 있다. 이때, 기판(100)의 표면(100c)으로부터 분리된 오염물도 액체(101)와 함께 배출된다.
또한, 액체(101)의 공급량은 해동을 할 수 있는 것이라면 특별히 한정은 없다. 또한, 기판(100)의 회전수는 액체(101) 및 오염물을 배출할 수 있는 것이라면 특별히 한정은 없다.
이어서, 도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 이면 세정 공정이 실행된다.
이면 세정 공정에서는, 도 7에 도시하는 것과 같이, 컨트롤러(9)가 구동부(45)를 제어하여, 액체 노즐(44)을 기판(100) 외측의 후퇴 위치로 이동시킨다. 컨트롤러(9)가 구동부(35)를 제어하여, 냉각 노즐(34)을 기판(100) 외측의 후퇴 위치로 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(9)가 구동부(55)를 제어하여, 액체 노즐(54)을 기판(100)의 이면(100b)의 대략 중심의 아래쪽에 배치한다.
이어서, 도 3에 도시하는 것과 같이, 컨트롤러(9)가 공급부(52) 및 유량 제어부(53)를 제어하여, 기판(100)의 이면(100b)에 소정 유량의 액체(102)를 공급한다. 또한, 컨트롤러(9)가 구동부(24b)를 제어하여, 기판(100)을 소정의 회전수로 회전시킨다.
이때, 컨트롤러(9)는 구동부(55)를 제어하여, 액체(102)가 토출되고 있는 액체 노즐(54)을 기판(100)의 이면(100b)을 따라 요동시킬 수 있다. 이와 같이 하면, 기판(100)의 이면(100b)의 보다 넓은 영역에 액체(102)를 공급할 수 있기 때문에, 기판(100)의 이면(100b)을 보다 균일하게 세정할 수 있다.
또한, 일례로서, 액체(102)의 유량을 0.1 L/min∼1.0 L/min 정도, 기판(100)의 회전수를 20 rpm∼500 rpm 정도로 했지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 액체(102)의 유량, 기판(100)의 회전수 및 세정 시간 등은, 기판(100)의 크기, 기판(100)의 이면(100b)의 오염 정도, 액체(102)의 성분 등에 따라서 적절하게 변경할 수 있다.
이어서, 도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 건조 공정이 실행된다.
건조 공정에서는, 컨트롤러(9)가 공급부(52) 및 유량 제어부(53)를 제어하여 액체(102)의 공급을 정지시킨다. 이어서, 도 8에 도시하는 것과 같이, 컨트롤러(9)가 구동부(55)를 제어하여, 액체 노즐(54)을 기판(100) 외측의 후퇴 위치로 이동시킨다.
그리고, 컨트롤러(9)가 구동부(24b)를 제어하여, 기판(100)의 회전수를 제3 회전수보다 빠른 제4 회전수로 증가시킨다. 기판(100)의 회전이 빨라지면, 기판(100)의 건조를 신속하게 행할 수 있다. 또한, 기판(100)의 회전수는 건조가 가능한 것이라면 특별히 한정은 없다.
이어서, 건조 공정이 종료된 기판(100)은, 도시하지 않는 반송 장치에 의해, 하우징(6)의 도시하지 않는 반입반출구를 통해 하우징(6)의 외부로 반출된다. 반출 공정에서는, 도 5에 도시하는 것과 같이, 컨트롤러(9)가 구동부(23b)를 제어하여 푸셔(23a)를 상승시킨다. 푸셔(23a)가 상승하면, 복수의 유지 핀(22)을 통해 기판(100)이 들어 올려지기 때문에, 기판(100)과 배치대(21) 사이의 거리가 커진다. 그 때문에, 도시하지 않는 반송 장치와 배치부(2) 사이에서의 기판(100)의 전달이 용이하게 된다.
이상과 같이 함으로써, 기판(100)의 표면(100c)과 기판(100)의 이면(100b)을 1회 세정할 수 있다. 또한, 표면(100c)의 세정 및 이면(100b)의 세정은 각각 여러 번 행할 수도 있다. 이 경우, 표면(100c)의 세정 횟수와 이면(100b)의 세정 횟수는 동일하더라도 좋고 다르더라도 좋다. 또한, 상술한 일련의 공정을 여러 번 행할 수도 있다.
이상에 설명한 것과 같이, 기판(100)의 이면(100b)에 냉각 가스(3a)를 공급하는 경우에는, 컨트롤러(9)는 구동부(35)를 제어하여, 냉각 노즐(34)을 기판(100)의 이면(100b)의 아래쪽에 배치하고, 구동부(55)를 제어하여, 액체 노즐(54)을 액체 노즐(54)의 후퇴 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 기판(100)의 이면(100b)에 액체(102)를 공급하는 경우에는, 컨트롤러(9)는 구동부(55)를 제어하여 액체 노즐(54)을 기판(100)의 이면(100b)의 아래쪽에 배치하고, 구동부(35)를 제어하여, 냉각 노즐(34)을 냉각 노즐(34)의 후퇴 위치로 이동시킬 수 있다.
기판(100)의 이면(100b)에 냉각 가스(3a)를 공급하는 경우에는, 컨트롤러(9)는 구동부(45)를 제어하여, 액체 노즐(44)을 기판(100)의 표면(100c)의 위쪽에 배치할 수 있다.
이 경우, 컨트롤러(9)는 구동부(45)를 제어하여, 기판(100)의 표면(100c)의 위쪽에 배치되어 액체(101)를 토출하고 있는 액체 노즐(44)을 기판(100)의 표면(100c)을 따라 요동시킬 수 있다.
또한, 기판(100)의 이면(100b)에 냉각 가스(3a)를 공급하는 경우에는, 컨트롤러(9)는 구동부(35)를 제어하여, 냉각 가스(3a)를 토출하고 있는 냉각 노즐(34)을 기판(100)의 이면(100b)을 따라 요동시킬 수 있다.
또한, 기판(100)의 이면(100b)에 액체(102)를 공급하는 경우에는, 컨트롤러(9)는 구동부(55)를 제어하여, 액체(102)를 토출하고 있는 액체 노즐(54)을 기판(100)의 이면(100b)을 따라 요동시킬 수 있다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1a)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
기판 처리 장치(1a)에는 배치부(202), 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 하우징(6), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9)가 마련되어 있다.
또한, 번잡하게 되는 것을 피하기 위해서, 도 9에서는 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9) 등을 적절하게 생략하여 도시하고 있다.
도 10(a)는 배치부(202)의 모식 평면도이다.
도 10(b)는 다른 실시형태에 따른 유지 핀 커버(26a)의 모식 평면도이다.
도 9 및 도 10(a)에 도시하는 것과 같이, 배치부(202)는 배치대(21), 유지 핀(222), 승강부(223), 회전부(4), 롤러 커버(25) 및 유지 핀 커버(26)를 갖는다.
기판(100)에 공급된 액체(101, 102)는, 배치대(21)의 상면, 혹은 구멍(21a)으로부터 배치대(21)의 하면을 흘러, 배치대(21)의 둘레 가장자리에서 외부로 배출된다. 그런데, 배치대(21)의 둘레 가장자리에는 회전부(4)가 마련되고, 배치대(21)의 표면과 이면을 관통하도록 유지 핀(22)이 마련되어 있다. 그 때문에, 롤러(24a), 지지부(24c) 및 유지 핀(22) 중 적어도 어느 하나에 있어서 액체(101, 102)가 부착될 우려가 있다. 냉각부(3)로부터 공급된 냉각 가스(3a) 혹은 냉각 가스(3a)에 의해 냉각된 배치대(21)에 의해, 롤러(24a), 지지부(24c) 및 유지 핀(22) 중 적어도 어느 하나에 부착된 액체(101, 102)가 동결되는 경우가 있다. 혹은 배치대(21)의 상면 또는 하면에 있는 액체(101, 102)가 동결되고, 배치대(21)의 상면 또는 하면에서 벗겨져, 롤러(24a), 지지부(24c) 및 유지 핀(22) 중 적어도 어느 하나와 충돌하는 경우가 있다.
그래서, 액체(101, 102)가 회전부(4)의 롤러(24a), 지지부(24c) 및 유지 핀(222)에 닿지 않도록 배치부(202)에는 롤러 커버(25)가 마련되어 있다.
도 9에 도시하는 것과 같이, 롤러 커버(25)는 예컨대 상부 롤러 커버(25a) 및 하부 롤러 커버(25b)를 갖는다.
상부 롤러 커버(25a)는, 배치대(21) 상면의 둘레 가장자리 근방, 롤러(24a)의 상면 및 롤러(24a)의 배치대(21) 측을 덮기 위한 부재이다. 상부 롤러 커버(25a)는 배치대(21)의 상면에 마련되어 있다. 상부 롤러 커버(25a)는 예컨대 한쪽의 단부에 플랜지를 갖는 원주 형상이다. 상부 롤러 커버(25a)에 있어서의 원주 형상 부분의 직경은, 롤러(24a)와의 접촉을 방지하기 위해서, 배치대(21)의 직경보다도 작다. 상부 롤러 커버(25a)의 다른 쪽의 단부는 배치대(21)와 접촉한다. 또한, 상부 롤러 커버(25a)에는 배치대(21)의 구멍(21a)과 대응하는 개구를 형성할 수 있다. 이 개구는 구멍(21a)과 동일한 형태, 동일한 크기로 하면 된다. 또한, 유지 핀(222)의 가이드부(22a)와 지지부(22b)가 삽입되는 구멍을 형성할 수 있다. 또한, 유지 핀(222)은 상부 롤러 커버(25a) 및 배치대(21)를 관통하도록 마련된다. 그 때문에, 유지 핀(22)과 비교하여 가이드부(22a)의 길이가 길다.
상부 롤러 커버(25a)는 예컨대 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
또한, 유지 핀(222)의 가이드부(22a)와 지지부(22b)가 삽입되는 구멍의 내부를 발액(撥液) 재료로 코팅하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 유지 핀(222)에 부착된 액체(101, 102)가 동결되어 버렸다고 해도 유지 핀(222)이 상부 롤러 커버(25a)로부터 벗겨지기 쉽게 된다.
상부 롤러 커버(25a)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 배치대(21)에 고정할 수도 있고, 배치대(21)와 일체로 형성할 수도 있다.
상술한 것과 같이, 액체(101, 102)가 배치대(21)의 구멍(21a)으로부터 배치대(21)의 하면으로 흘러, 배치대(21) 하면의 둘레 가장자리 근방으로부터 롤러(24a) 또는 지지부(24c)에 액체(101, 102)가 부착될 우려가 있다. 하부 롤러 커버(25b)는 롤러(24a) 및 지지부(24c)에 액체(101, 102)가 부착되는 것을 방지하는 역할을 갖는다.
하부 롤러 커버(25b)는 예컨대 원통 형상이며, 배치대(21) 하면의 둘레 가장자리 근방, 롤러(24a)의 배치대(21) 측 및 지지부(24c)의 배치대(21) 측을 덮고 있다.
하부 롤러 커버(25b)는 배치대(21) 하면의 둘레 가장자리 근방에 마련되어 있다. 하부 롤러 커버(25b)의 직경은 롤러(24a)와의 접촉을 방지하기 위해서 배치대(21)의 직경보다도 작다.
하부 롤러 커버(25b)의 하단(배치대(21) 측과는 반대측의 단부)은 롤러(24a)의 하단보다도 아래쪽에 위치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 지지부(24c)의 하단보다도 아래쪽에 위치하는 것이 바람직하다.
하부 롤러 커버(25b)는 예컨대 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
하부 롤러 커버(25b)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 배치대(21)에 고정할 수도 있고, 배치대(21)와 일체로 형성할 수도 있다.
롤러 커버(25)가 마련되어 있으면, 배치대(21)의 둘레 가장자리 근방, 롤러(24a) 및 지지부(24c)에 있어서, 액체(101, 102)의 동결이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 액체(101, 102)의 동결에 의해 배치대(21)의 회전이 방해를 받는 것을 막을 수 있다.
상술한 것과 같이, 액체(101, 102)가 배치대(21)의 구멍(21a)으로부터 배치대(21)의 하면으로 흐를 우려가 있다. 또한, 배치대(21) 및 상부 롤러 커버(25a)를 관통하도록 유지 핀(222)이 상부 롤러 커버(25a)에 마련되어 있다. 그 때문에, 가이드부(22a)에 있어서, 액체(101, 102)가 동결되면, 유지 핀(222)의 승강을 할 수 없게 될 우려가 있다. 그래서, 배치부(202)에는 유지 핀 커버(26)가 마련되어 있다.
유지 핀 커버(26)는 배치대(21) 하면의 유지 핀(222)의 근방에 마련되어 있다. 유지 핀 커버(26)는 하부 롤러 커버(25b)의 내측에 마련할 수 있다. 유지 핀 커버(26)는 배치대(21)의 하면으로부터 돌출하는 가이드부(22a)의 측면을 덮고 있다. 유지 핀 커버(26)는 통 형상을 띠며, 유지 핀(222)마다 설치할 수 있다(도 10(b) 참조).
또한, 유지 핀 커버(26)는 복수의 유지 핀(222)을 덮는 식으로 설치할 수 있다. 예컨대 도 10(a)에 도시하는 것과 같이, 유지 핀 커버(26)는, 인접하는 2개의 유지 핀(222)의 가이드부(22a)의 측면을 덮기 때문에, 원과 원이 겹친 것 같은 단면을 갖는 통 형상을 띤다.
또한, 유지 핀 커버(26)는, 복수의 유지 핀(222)의 내측에 형성된 네모난 환형 볼록부와, 복수의 유지 핀(222)의 외측에 형성된 네모난 환형 볼록부를 가지고 있어도 좋다.
예컨대 복수의 유지 핀(222)의 내측에 형성된 환형 볼록부는 배치대(21)의 구멍(21a)을 따라 마련된다. 또한, 복수의 유지 핀(222)의 외측에 형성된 환형 볼록부는, 복수의 유지 핀(222)의 내측에 형성된 환형 볼록부와 서로 닮은 형상의 환형 볼록부이며, 복수의 유지 핀(222)을 외측에서 둘러싸도록 마련된다.
또한, 도 10(b)에 도시하는 것과 같이, 유지 핀 커버(26a)는 인접하는 2개의 유지 핀(222)마다 마련되어, 유지 핀 커버(26a)끼리 겹치지 않게 할 수도 있다.
유지 핀 커버(26)는 예컨대 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
유지 핀 커버(26)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 배치대(21)에 고정할 수도 있고, 배치대(21)와 일체로 형성할 수도 있다.
유지 핀 커버(26)의 하단(배치대(21) 측과는 반대측의 단부)은 가이드부(22a)의 하단보다도 아래쪽에 위치하고 있다. 또한, 유지 핀 커버(26)의 하단은 기판(100)에 냉각 가스를 공급할 때의 냉각 노즐(34)의 분출구의 위치보다 아래쪽에 위치하고 있다. 또한, 유지 핀 커버(26)의 하단은 액체(101, 102)를 공급할 때의 액체 노즐(54)의 토출구의 위치보다 아래쪽에 위치하고 있다.
유지 핀 커버(26)가 마련되어 있으면, 가이드부(22a)에 있어서 액체(101, 102)의 동결이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 배치대(21)의 상면 측에서는 상부 롤러 커버(25a)에 의해 유지 핀(222)의 가이드부(22a)와 지지부(22b)가 덮여 있다. 그 때문에, 상부 롤러 커버(25a)에 의해 유지 핀(222)의 동결을 막을 수 있다.
승강부(223)는 푸셔(23a), 구동부(23b) 및 볼록부(23c)를 갖는다.
볼록부(23c)는 기둥형을 띠며, 푸셔(23a)의 상면에 복수 마련되어 있다. 볼록부(23c)는 유지 핀(222)의 가이드부(22a)와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 볼록부(23c)의 단면 치수는 유지 핀 커버(26)의 안목 치수보다도 작다. 그 때문에, 푸셔(23a)가 상승했을 때에, 볼록부(23c)를 유지 핀 커버(26)의 내부에 삽입할 수 있다. 볼록부(23c)를 유지 핀 커버(26)의 내부에 삽입할 수 있으면, 유지 핀 커버(26)의 내부에 있는 가이드부(22a)의 하단을 누를 수 있다.
또한, 컨트롤러(9)는 배치대(21)의 회전 위치를 감시하고 있다. 그 때문에, 컨트롤러(9)가 배치부(21)의 회전을 정지시킬 때에는, 유지 핀(222)이 볼록부(23c)에 대향하는 위치가 되도록 정지시킨다.
이상에 설명한 것과 같이, 롤러 커버(25) 및 유지 핀 커버(26)가 마련되어 있으면, 예비 공정, 액막 형성 공정, 해동 공정 및 이면 세정 공정에 있어서, 액체(101, 102)가 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등이 동결되는 것을 억제할 수 있다.
기판(100)의 반입 반출 공정, 액막 형성 공정 및 냉각 공정 등에 있어서는, 배치대(21)의 회전이 정지하는 경우가 있다. 배치대(21)의 회전이 정지하면, 액체(101, 102)가 배치대(21)에 머무르기 쉽게 된다. 그 때문에, 배치대(21)의 회전이 정지하는 경우에는, 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등의 동결이 발생하기 쉽게 된다. 롤러 커버(25) 및 유지 핀 커버(26)가 마련되어 있으면, 배치대(21)의 회전이 정지했다고 해도 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등이 동결되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 배치대(21)의 표면에서 동결된 액체(101, 102)가 배치대(21)의 표면으로부터 벗겨져 롤러(24a)와 충돌하여 배치대(21)의 회전을 방해하는 것도 방지할 수 있다.
도 11은 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1b)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
기판 처리 장치(1b)에는 배치부(302), 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 하우징(6), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9)가 마련되어 있다.
또한, 번잡하게 되는 것을 피하기 위해서, 도 11에서는 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9) 등을 적절하게 생략하여 도시하고 있다.
도 11에 도시하는 것과 같이, 배치부(302)는 배치대(21), 유지 핀(222), 승강부(223), 회전부(4), 롤러 커버(325) 및 유지 핀 커버(26)를 갖는다.
롤러 커버(325)는 예컨대 상부 롤러 커버(25c) 및 하부 롤러 커버(25b)를 갖는다.
상부 롤러 커버(25c)는 배치대(21) 상면의 둘레 가장자리 근방에 마련되어 있다. 상부 롤러 커버(25c)는 배치대(21) 상면의 둘레 가장자리 근방, 롤러(24a)의 상면 및 롤러(24a)의 배치대(21) 측을 덮고 있다. 상부 롤러 커버(25c)는 유지 핀(222)의 외측에 마련되어 있다. 상부 롤러 커버(25c)는 예컨대 원통형을 띠며, 상단의 바깥 가장자리 측이 롤러(24a)보다도 외측으로 튀어나온 형상을 가지고 있다. 또한, 상부 롤러 커버(25c)의 안쪽 가장자리 측의 두께는 바깥 가장자리 측의 두께보다도 작다. 그 때문에, 상부 롤러 커버(25c)의 안쪽 가장자리는 하단에서 상단으로 향해 직경이 확장되어 있다. 즉, 안쪽 가장자리 측의 단부는 바깥 가장자리 측의 상단에서 안쪽 가장자리 측의 하단으로 향하는 경사면으로 되도록 형성된다. 그 때문에, 상부 롤러 커버(25c)의 상면은 배치대(21)의 표면과 평행한 면과 경사면을 갖는다.
상부 롤러 커버(25c)는 예컨대 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
상부 롤러 커버(25c)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 배치대(21)에 고정할 수도 있고, 배치대(21)와 일체로 형성할 수도 있다.
롤러 커버(325) 및 유지 핀 커버(26)를 설치하면, 상술한 롤러 커버(25) 및 유지 핀 커버(26)와 마찬가지로, 배치대(21)의 회전이 정지했다고 해도 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등이 동결되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 배치대(21)의 표면에서 동결된 액체(101, 102)가 배치대(21)의 표면에서 벗겨져 롤러(24a)와 충돌하여 배치대(21)의 회전을 방해하는 것도 방지할 수 있다.
또한, 상부 롤러 커버(25c)의 안쪽 가장자리 측의 두께는 바깥 가장자리 측의 두께보다도 작다. 그 때문에, 상부 롤러 커버(25c)의 상면은 경사면을 갖는다. 상부 롤러 커버(25c)의 상면이 구멍(21a)에서 롤러(24a)로 향하여 경사지는 경사면을 가지고 있으면, 상부 롤러 커버(25c)의 내측에 있는 액체(101)를 원심력에 의해 상부 롤러 커버(25c) 외측으로 배출하기가 용이하게 된다.
또한, 상부 롤러 커버(25a)와 비교하여 중량을 가볍게 할 수 있다.
도 12는 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1c)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
기판 처리 장치(1c)에는 배치부(402), 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 하우징(6), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9)가 마련되어 있다.
또한, 번잡하게 되는 것을 피하기 위해서, 도 12에서는 냉각부(3), 제1 액체 공급부(4), 제2 액체 공급부(5), 송풍부(7), 배기부(8) 및 컨트롤러(9) 등을 적절하게 생략하여 도시하고 있다.
도 13(a)는 배치부(402)의 모식 평면도이다.
도 13(b)는 다른 실시형태에 따른 유지 핀 커버(26a)의 모식 평면도이다.
도 12 및 도 13(a)에 도시하는 것과 같이, 배치부(402)는 배치대(21), 유지 핀(222), 승강부(223), 회전부(4), 롤러 커버(425) 및 유지 핀 커버(26)를 갖는다.
롤러 커버(425)는 예컨대 상부 롤러 커버(25d) 및 하부 롤러 커버(25b)를 갖는다.
상부 롤러 커버(25d)는 배치대(21) 상면의 둘레 가장자리 근방에 마련되어 있다. 상부 롤러 커버(25d)는 배치대(21) 상면의 둘레 가장자리 근방, 롤러(24a)의 상면 및 롤러(24a)의 배치대(21) 측을 덮고 있다. 상부 롤러 커버(25d)는 예컨대 원통형을 띠며, 상단에 배치대(21)의 외측으로 튀어나온 판형체를 갖는다. 판형체는 롤러(24a)의 상면을 덮고 있다. 상부 롤러 커버(25d)는 유지 핀(222)의 외측에 마련되어 있다.
상부 롤러 커버(25d)는 예컨대 스테인리스 등의 금속으로 형성할 수 있다.
상부 롤러 커버(25d)는, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 배치대(21)에 고정할 수도 있고, 배치대(21)와 일체로 형성할 수도 있다.
롤러 커버(425) 및 유지 핀 커버(26)를 설치하면, 상술한 롤러 커버(25) 및 유지 핀 커버(26)와 마찬가지로, 배치대(21)의 회전이 정지했다고 해도 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등이 동결되는 것을 억제할 수 있다.
상술한 것과 같이, 상부 롤러 커버(25d)는 원통형을 띠며, 상단에 배치대(21)의 외측으로 튀어나온 판형체를 갖는다. 판형체는 롤러(24a)의 상면을 덮고 있다.
이러한 구성을 갖는 상부 롤러 커버(25d)로 하면, 상부 롤러 커버(25a, 25c)와 비교하여 중량을 가볍게 할 수 있다.
또한, 배치대(21)에는 적어도 하나의 구멍(21d)을 형성할 수 있다. 구멍(21d)은 배치대(21)의 상면과 하면 사이를 관통하고 있다. 구멍(21d)의 배치대(21)의 상면 측의 단부는 상부 롤러 커버(25d)의 내측면의 근방에 개구되어 있다. 구멍(21d)의 배치대(21)의 하면 측의 단부는 하부 롤러 커버(25b)와 유지 핀 커버(26) 사이에 개구되어 있다.
구멍(21d)이 형성되어 있으면, 상부 롤러 커버(25d)의 내측에 있는 액체(101)를 배치대(21)의 아래쪽으로 배출할 수 있다. 이 경우, 액체(101)는 하부 롤러 커버(25b)와 유지 핀 커버(26) 사이로 배출되기 때문에, 배출된 액체(101)가 롤러(24a) 및 지지부(24c)에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 롤러 커버(25) 및 유지 핀 커버(26)와 마찬가지로, 배치대(21)의 회전이 정지했다고 해도 롤러(24a)나 유지 핀(222) 등이 동결되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 배치대(21)의 표면에서 동결된 액체(101, 102)가 배치대(21)의 표면으로부터 벗겨져 롤러(24a)와 충돌하여 배치대(21)의 회전을 억제하는 것도 방지할 수 있다.
또한, 도 13(a)에 도시하는 것과 같이, 본 실시형태의 유지 핀 커버(26)는, 인접하는 2개의 유지 핀(222)의 가이드부(22a)의 측면을 덮기 때문에, 원과 원이 겹친 것 같은 단면을 갖는다.
또한, 도 13(b)에 도시하는 것과 같이, 유지 핀 커버(26a)는 인접하는 2개의 유지 핀(222)마다 마련되어, 유지 핀 커버(26a)끼리 겹치지 않게 할 수도 있다.
이상, 실시형태에 관해서 예시를 했다. 그러나, 본 발명은 이들 기술 내용에 한정되는 것이 아니다.
상술한 실시형태에 관해서 당업자가 적절하게 설계 변경을 가한 것도 본 발명의 특징을 갖추고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
예컨대 기판 처리 장치(1)가 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 수, 배치 등은 예시한 것에 한정되는 것은 아니며, 적절하게 변경할 수 있다.
예컨대 상술한 실시형태에서는, 냉각액을 기화시킴으로써 냉각 가스(3a)를 생성하는 냉각액부(31)로 했지만, 예컨대 냉각액부는 상온의 가스를 칠러 순환에 의해 냉각하는 것이라도 좋다.
예컨대 동결 공정(고상)은 동결막에 균열이 들어가기 전에 해동 공정을 행하도록 하여도 좋다.
예컨대 동결 공정(고액상) 후, 동결 공정(고상)을 실행하지 않고서 해동 공정을 행하도록 하여도 좋다.
1: 기판 처리 장치, 2: 배치부, 21: 배치대, 22: 유지 핀, 3: 냉각부, 3a: 냉각 가스, 34: 냉각 노즐, 35: 구동부, 4: 제1 액체 공급부, 44: 액체 노즐, 45: 구동부, 5: 제2 액체 공급부, 54: 액체 노즐, 55: 구동부, 9: 컨트롤러, 100: 기판, 100b: 이면, 100c: 표면, 101: 액체, 102: 액체.

Claims (18)

  1. 원판형을 띠며 중앙 부분에 구멍을 갖는 배치대와,
    상기 배치대의 측면에 접촉하여 상기 배치대를 회전시키는 롤러와,
    상기 배치대에 마련되어 기판을 유지하는 복수의 유지 핀과,
    상기 기판의 상기 배치대 측과는 반대측의 제1 면에 제1 액체를 공급하는 제1 액체 노즐과,
    상기 제1 액체 노즐의 위치를 이동시키는 제1 구동부와,
    상기 배치대의 상기 구멍으로부터 상기 기판의 상기 배치대 측의 제2 면에 제2 액체를 공급하는 제2 액체 노즐과,
    상기 제2 액체 노즐의 위치를 이동시키는 제2 구동부와,
    상기 배치대의 상기 구멍으로부터 상기 제2 면에 냉각 가스를 공급하는 냉각 노즐과,
    상기 냉각 노즐의 위치를 이동시키는 제3 구동부와,
    상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부를 제어하는 컨트롤러
    를 구비하고,
    상기 제2 면에 상기 냉각 가스를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 노즐을 상기 제2 면의 아래쪽에 배치하고, 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 액체 노즐의 후퇴 위치로 이동시키거나,
    또는
    상기 제2 면에 상기 제2 액체를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 면의 아래쪽에 배치하고, 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 노즐을 상기 냉각 노즐의 후퇴 위치로 이동시키는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배치대는 상기 배치대의 두께 방향을 관통하는 복수의 제2 구멍을 구비하고,
    상기 복수의 유지 핀은, 상기 제2 구멍의 내부에 마련되며 또한 상기 배치대에 있어서의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측에서 돌출한 가이드부를 구비하여, 상기 배치대에 대하여 상기 제1 면과는 직교하는 방향을 따라 개별로 이동 가능하고,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 복수의 유지 핀과는 별개로 마련되며, 상기 복수의 유지 핀의 상기 가이드부에 접근 또는 이격하도록 이동 가능하게 구성되어, 상기 복수의 유지 핀을 상기 제1 면과는 직교하는 방향으로 일괄적으로 이동시키는 승강부
    를 더 구비하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 노즐 및 상기 제2 액체 노즐은 상기 유지 핀의 상기 가이드부의 단부와 상기 승강부의 사이를 이동하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 면에 상기 냉각 가스를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제1 구동부를 제어하여, 상기 제1 액체 노즐을 상기 제1 면의 위쪽에 배치하는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 구동부를 제어하여, 상기 제1 면의 위쪽에 배치되어 상기 제1 액체를 토출하고 있는 상기 제1 액체 노즐을 상기 제1 면을 따라 요동시키는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2 면에 상기 냉각 가스를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 가스를 토출하고 있는 상기 냉각 노즐을 상기 제2 면을 따라 요동시키는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2 면에 상기 냉각 가스를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제3 구동부를 제어하여, 상기 냉각 가스를 토출하고 있는 상기 냉각 노즐을 상기 제2 면을 따라 요동시키는 것인 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 면에 상기 제2 액체를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체를 토출하고 있는 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 면을 따라 요동시키는 것인 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 면에 상기 제2 액체를 공급하는 경우에는, 상기 컨트롤러는 상기 제2 구동부를 제어하여, 상기 제2 액체를 토출하고 있는 상기 제2 액체 노즐을 상기 제2 면을 따라 요동시키는 것인 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 냉각 노즐은 상기 기판 측으로 향함에 따라 내경이 점증하는 테이퍼 부분을 가지고, 상기 테이퍼 부분의 각도가 0°보다 크고 8° 이하인 것인 기판 처리 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배치대의 상기 기판을 유지하는 측의 면에 마련되어, 상기 롤러의 상면 및 상기 롤러의 상기 배치대 측을 덮는 상부 롤러 커버
    를 더 구비한 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 상부 롤러 커버는 상기 복수의 유지 핀이 삽입되는 구멍을 갖는 것인 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 상부 롤러 커버는 원통형을 띠며, 상단의 바깥 가장자리 측이 상기 롤러보다도 외측으로 튀어나온 형상을 가지고,
    상기 상부 롤러 커버의 안쪽 가장자리 측의 단부는, 상기 단부의 바깥 가장자리 측의 상단에서 안쪽 가장자리 측의 하단으로 향하는 경사면이 되도록 형성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 상부 롤러 커버는 원통형을 띠며, 상단에 상기 배치대의 외측으로 튀어나온 판형체를 가지고,
    상기 판형체는 상기 롤러의 상면을 덮고 있는 것인 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 배치대의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측 면의 둘레 가장자리 근방에 마련되어, 상기 롤러의 상기 배치대 측을 덮는 하부 롤러 커버
    를 더 구비한 기판 처리 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 배치대의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측 면의 둘레 가장자리 근방에 마련되어, 상기 롤러의 상기 배치대 측을 덮는 하부 롤러 커버
    를 더 구비한 기판 처리 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 배치대의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측의 면에 마련되어, 상기 복수의 유지 핀의 상기 배치대에 있어서의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측에서 돌출된 가이드부의 측면을 덮는 유지 핀 커버
    를 더 구비하고,
    상기 승강부는 상기 가이드부와 대향하는 위치에 형성된 볼록부를 더 갖는 것인 기판 처리 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 배치대의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측의 면에 마련되어, 상기 복수의 유지 핀의 상기 배치대에 있어서의 상기 기판을 유지하는 측과는 반대측에서 돌출된 가이드부의 측면을 덮는 유지 핀 커버
    를 더 구비하고,
    상기 승강부는 상기 가이드부와 대향하는 위치에 형성된 볼록부를 더 갖는 것인 기판 처리 장치.
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