KR102652519B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 유지하는 스핀 척과, 상기 스핀 척에 유지되고 있는 기판의 주면에 대향하여 배치되는 유체 노즐을 구비한다. 상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향해 방사상으로 기체를 토출하는 기체 토출구와, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로이고, 상기 기판의 주면에 대한 교차 방향을 따른 통 형상을 갖는 기체 유로를 포함한다. 상기 기체 유로가, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부와, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고, 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조를 갖는다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 출원은, 2020년 12월 28일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2020-219432호에 대응하고 있고, 본 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치와, 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다. 처리의 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치 및 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
미국 특허 출원 공개 제2016/0214148호 명세서에는, 기판의 중심으로부터 둘레가장자리를 향해 기판의 상면과 평행한 불활성 가스류를 형성하고, 그 불활성 가스류에 의해 기판의 상면을 덮는 것에 의해, 액적 및 미스트가 기판의 상면에 부착되는 것을 억제 또는 방지할 수 있는 것이 개시되어 있다.
처리액의 액적 및 미스트의 기판의 상면에 대한 부착을 효율적으로 억제하기 위해서는, 토출구로부터 토출되어 기판의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측 을 향하는 기체의 확산의 균일성을 높일 필요가 있다. 그래서, 본 발명의 하나의 목적은, 기체 토출구로부터 방사상으로 기체를 토출하는 구성에 있어서, 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 일 양태는, 기판을 유지하는 스핀 척과, 상기 스핀 척에 유지되고 있는 기판의 주면에 대향하여 배치되는 유체 노즐을 구비하는, 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 유체 노즐은, 상기 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향해 방사상으로 기체를 토출하는 기체 토출구와, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로이고, 상기 기판의 주면에 대한 교차 방향을 따른 통 형상을 갖는 기체 유로를 포함한다. 그리고, 상기 기체 유로는, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부와, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고, 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조를 갖는다.
이 구성에 의하면, 기체 유로에는, 기체 유로에 있어서의 다른 지점의 유로 단면적보다 큰 기체 체류부가 형성되어 있으므로, 기체 체류부에 공급된 기체는 기체 체류부 내에서 분산된다. 그 때문에, 기체 체류부 내에 공급된 기체의 유속이 저감되고, 기체 유로의 둘레 방향의 각 위치에 있어서의 기체의 유속차가 저감된다. 또한, 기체 유로에 있어서 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성된 정류 구조에 의해 기체 유로 내의 기체가 정류된다. 이로써, 기체 유로 내의 기체의 이동 방향이 기체 토출구를 향하는 방향으로 정돈되고, 기체 유로 내의 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감된다. 그 때문에, 기체 토출구로부터 토출되어 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 기체 토출구로부터 방사상으로 토출되는 기체에 의해, 기판의 주면을 양호하게 보호할 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 유체 노즐은, 복수의 상기 기체 토출구와, 복수의 상기 기체 토출구로 각각 기체를 안내하는 복수의 상기 기체 유로를 포함한다. 그리고, 복수의 상기 기체 토출구가, 제 1 기체 토출구와, 상기 제 1 기체 토출구보다 상기 교차 방향에 있어서 상기 기판의 주면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 기체 토출구를 갖는다.
이 구성에 의하면, 제 1 기체 토출구에 부가하여, 제 1 기체 토출구보다 기판의 주면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 기체 토출구로부터도 기체가 토출되기 때문에, 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 층을 두껍게 할 수 있다. 따라서, 기판의 주면을 한층 양호하게 보호할 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 2 기체 토출구의 폭이, 상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 1 기체 토출구의 폭보다 좁다.
기체 토출구로부터 기체 유로로 공기가 들어가는 것에 의해, 기체 토출구로부터 토출되는 기체에 산소 및 수증기가 혼입되는 경우가 있다. 기체 토출구로부터 토출되는 기체에의 산소 및 수증기의 혼입에 의해 기판의 주면 부근의 분위기 중의 산소 농도 및 습도가 상승할 우려가 있다.
기체 토출구 (제 1 기체 토출구) 보다 기판으로부터 떨어진 위치에 기체 토출구 (제 2 기체 토출구) 가 하나 더 형성되어 있는 구성이면, 기판의 주면에 비교적 가까운 기체 토출구 (제 1 기체 토출구) 로의 공기의 진입이, 기판의 주면으로부터 비교적 먼 기체 토출구 (제 2 기체 토출구) 로부터 토출되는 기체에 의해 억제된다. 한편, 제 2 기체 토출구보다 기판의 주면으로부터 떨어진 위치에는 추가적인 기체 토출구가 형성되어 있지 않기 때문에, 제 2 기체 토출구로의 공기의 진입을 억제하는 기체의 흐름은 존재하지 않는다. 그래서, 교차 방향에 있어서의 제 2 기체 토출구의 폭이 교차 방향에 있어서의 제 1 기체 토출구의 폭보다 좁게 함으로써, 제 2 기체 토출구로의 공기의 진입을 억제할 수 있다. 이로써, 기판의 주면 부근의 분위기 중의 산소 농도의 상승을 억제할 수 있다. 이로써, 기판의 주면을 한층 양호하게 보호할 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 2 기체 토출구의 폭이, 상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 1 기체 토출구의 폭보다 넓다.
기판의 주면 부근의 기압이 비교적 낮은 경우에, 기판의 주면에 비교적 가까운 제 1 기체 토출구로부터 토출되는 기체가, 교차 방향에 있어서 기판의 주면 측으로 끌어당겨져, 제 1 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 확산의 균일성이 저하할 우려가 있다.
그래서, 제 1 기체 토출구의 폭을 제 2 기체 토출구의 폭보다 좁게 함으로써, 제 1 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 선속도를 높게 하면, 제 1 기체 토출구로부터 토출되는 기체가 기판의 주면으로 끌어당겨지는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되어 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 기체 유로의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 1 차폐부를 갖는다.
이 구성에 의하면, 둘레 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 제 1 차폐부에 의해, 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동이 차폐되고 있다. 그 때문에, 둘레 방향으로 이웃하는 2 개의 제 1 차폐부끼리의 사이를 통과할 때에, 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감된다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 토출 방향을 기체 유로의 반경 방향에 가깝게 할 수 있으므로, 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 한층 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 정류 구조가, 복수의 상기 제 1 차폐부보다 상기 기체 유로의 하류 측에 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부를 추가로 갖는다. 그리고, 상기 둘레 방향에 있어서의 복수의 상기 제 2 차폐부의 위치가, 상기 둘레 방향에 있어서의 복수의 상기 제 1 차폐부의 위치로부터 어긋나 있다.
복수의 제 1 차폐부에 의해, 둘레 방향으로 이웃하는 2 개의 제 1 차폐부끼리의 사이를 통과하는 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감되는 한편으로, 기체 유로에 있어서의 복수의 제 1 차폐부보다 하류 측에서는, 제 1 차폐부와 동일한 둘레 방향 위치를 흐르는 기체의 유량이 저감된다. 그래서, 복수의 제 1 차폐부보다 기체 유로의 하류 측에 있어서, 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부의 둘레 방향 위치가 복수의 제 1 차폐부의 둘레 방향 위치로부터 어긋나 있는 구성이면, 제 2 차폐부와 동일한 둘레 방향 위치를 흐르는 기체의 유량을 저감할 수 있고, 이로써, 둘레 방향의 각 위치에 있어서의 기체의 유량의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 제 1 차폐부에 부가하여 복수의 제 2 차폐부에 의해 기체의 속도의 둘레 방향 성분을 저감할 수 있다. 즉, 기체의 속도의 둘레 방향 성분을 2 단계로 저감할 수 있다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 토출 방향을 기체 유로의 반경 방향에 한층 가깝게 할 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 기체 유로가, 상기 교차 방향으로 직선적으로 연장되는 직선상 유로와, 상기 직선상 유로의 도중부를 굴곡시키는 굴곡 유로를 추가로 갖는다. 직선상 유로의 도중부에서 굴곡시킴으로써, 기체의 유속이 저감되고, 기체 유로의 둘레 방향의 각 위치에 있어서의 기체의 유속차가 저감된다. 또, 정류 구조를 굴곡 유로에 형성하는 것도 가능하다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면에 대향하는 대향면, 및 상기 대향면에 연결되고 상기 기체 토출구가 개구되는 측면을 갖고, 그 내부에 상기 기체 유로가 형성된 노즐 본체를 추가로 포함한다.
이 기판 처리 장치에 의하면, 기체 토출구가, 노즐 본체에 있어서 기판의 주면에 대향하는 대향면에 연결된 통상의 측면에 형성되어 있다. 그 때문에, 기체 토출구로부터 방사상으로 기체를 확산시키기 쉽다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면의 중심을 향하여 기체를 토출하는 중심 기체 토출구를 추가로 포함한다. 또한, 상기 유체 노즐의 상기 대향면에는, 상기 기판의 주면으로부터 멀어지는 방향으로 오목한 원뿔대상의 오목부가 형성되어 있고, 상기 중심 기체 토출구가, 상기 오목부 내에 위치하고 있다.
이 구성에 의하면, 중심 기체 토출구가 오목부 내에 위치하고 있으므로, 중심 기체 토출구로부터 기판의 주면의 중심을 향하여 토출된 기체는, 오목부 내에서 확산된다. 오목부가 원뿔대상으로 형성되어 있으므로, 오목부의 둘레가장자리의 전역으로부터 오목부의 외측으로 기체를 균등하게 확산시킬 수 있다. 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 유체 노즐이, 상기 오목부 내에 위치하고, 상기 기판의 주면을 향하여 처리액을 토출하는 처리액 토출구를 추가로 포함한다. 그 때문에, 처리액 토출구로부터 기판의 주면에 처리액을 토출하면서, 유체 노즐의 측면으로부터 개구되는 기체 토출구로부터 기체를 토출함으로써, 기판의 주면 상의 처리액을 외부의 분위기로부터 보호할 수 있다. 예를 들어, 외부의 분위기에 포함되는 산소 및 수증기가, 기판의 주면 상의 처리액에 용해되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 중심 기체 토출구로부터 기체를 토출시켜 처리액을 기판의 둘레가장자리를 향하여 밀어냄으로써, 기판의 둘레가장자리로부터 배제할 수 있다. 중심 기체 토출구로부터 토출된 기체는, 오목부의 둘레가장자리의 전역으로부터 오목부의 외측으로 균일하게 확산되기 때문에, 기판의 주면으로부터 처리액을 양호하게 제거할 수 있다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 노즐 본체가, 상기 기체 유로를 구획하는 표면을 각각 갖는 복수의 유로 구획 부재를 포함한다. 이 구성에 의하면, 유로 구획 부재의 표면에 의해, 기체 유로가 구획된다. 그 때문에, 단일 부재의 내부에 기체 유로를 형성하는 구성과 비교해, 기체 유로의 형성이 용이하다.
본 개시의 일 양태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 유체 노즐에 접속되고, 상기 기판의 주면에 대해 평행한 방향으로부터 상기 기체 유로에 기체를 공급하는 기체 배관을 추가로 구비한다.
그 때문에, 기판의 주면에 대해 평행한 방향으로부터 기체 유로에 공급된 기체는, 기체 유로 내에서 둘레 방향으로 선회한다. 기체 유로에 있어서 기체 체류부와는 상이한 부분에 정류 구조가 형성되어 있으므로, 기체 유로 내의 기체가 정류된다. 이로써, 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 다른 양태는, 기판을 유지하는 기판 유지 공정과, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 적어도 상기 처리액 공급 공정의 개시 후에 있어서, 기체를 토출하는 기체 토출구, 및, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로를 갖는 유체 노즐로서, 상기 기체 유로에는, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부, 및, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조가 형성되어 있는 유체 노즐의 상기 기체 토출구로부터 기체를 토출하고, 상기 기판의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 방사상의 기류를 형성하는 기류 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 구성에 의하면, 상기 서술한 기판 처리 장치와 동일한 효과를 발휘한다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확하게 된다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 는, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 3 은, 상기 처리 유닛에 구비된 유체 노즐의 모식적인 평면도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 IV-IV 선을 따른 단면도이다.
도 5 는, 도 4 에 나타내는 V 영역의 확대도이다.
도 6 은, 도 4 에 나타내는 VI-VI 선을 따른 단면도이다.
도 7 은, 도 4 에 나타내는 VII-VII 선을 따른 단면도이다.
도 8 은, 도 4 에 나타내는 VIII-VIII 선을 따른 단면도이다.
도 9 는, 도 4 에 나타내는 IX-IX 선을 따른 단면도이다.
도 10 은, 상기 기판 처리 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11 은, 상기 기판 처리 장치에 의한 구체적인 기판 처리의 흐름을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 12A ~ 도 12D 는, 상기 기판 처리에 있어서 실행되는 저표면장력 액체 처리의 양태를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 13 은, 제 1 실시형태에 관련된 정류 구조의 제 1 변형예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14 는, 제 1 실시형태에 관련된 정류 구조의 제 2 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 15 는, 도 14 에 나타내는 XV-XV 선을 따른 단면도이다.
도 16 은, 제 1 실시형태에 관련된 정류 구조의 제 3 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 17 은, 제 1 실시형태에 관련된 정류 구조의 제 4 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 18 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되어 있는 유체 노즐의 단면도이다.
도 19 는, 도 18 에 나타내는 XIX 영역의 확대도이다.
도 20 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되어 있는 유체 노즐의 단면도이다.
도 21 은, 도 20 에 나타내는 XXI 영역의 확대도이다.
도 22 는, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비되어 있는 유체 노즐의 단면도이다.
도 23 은, 도 22 에 나타내는 XXIII 영역의 확대도이다.
도 24 는, 변형예에 관련된 유체 노즐의 단면에 있어서, 복수의 측방 기체 토출구 및 그 주변의 확대한 도면이다.
＜기판 처리 장치의 구성＞
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식 장치이다. 이 실시형태에서는, 기판 (W) 은, 원판상의 기판이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액으로 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 에서 처리되는 복수 장의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어 (CA) 가 재치되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 컨트롤러 (3) 를 포함한다. 반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (CA) 와 반송 로봇 (CR) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다.
처리 유닛 (2) 에 있어서, 기판 (W) 은, 1 쌍의 주면을 갖고, 어느 주면을 상방을 향하게 한 자세로 처리된다. 1 쌍의 주면 중 적어도 일방이, 회로 패턴이 형성된 디바이스면이다. 1 쌍의 주면 중 일방은, 회로 패턴이 형성되어 있지 않은 비디바이스면이어도 된다.
회로 패턴은, 예를 들어, 미세한 트렌치에 의해 형성된 라인상의 패턴이어도 되고, 복수의 미세 구멍 (보이드 또는 포어) 을 형성하는 것에 의해 형성되어 있어도 된다.
도 2 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 처리 유닛 (2) 은, 1 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하면서, 기판 (W) 의 중앙부를 통과하는 연직인 회전축선 A1 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5) 과, 기판 (W) 을 하면 (하방 측의 주면) 측으로부터 가열하는 히터 유닛 (6) 과, 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 통상의 처리 컵 (7) 과, 기판 (W) 의 상면에 불산 등의 약액을 공급하는 약액 노즐 (9) 과, 기판 (W) 의 상면 (상방 측의 주면) 에 탈이온수 (DIW) 등의 린스액을 공급하는 린스액 노즐 (10) 과, 기판 (W) 의 하면에 처리 유체를 공급하는 하면 노즐 (11) 과, 기판 (W) 의 상면에 질소 가스 (N2) 등의 기체 및 IPA (이소프로필알코올) 등의 저표면장력 액체를 공급하는 유체 노즐 (12) 을 구비하고 있다. 저표면장력 액체란, DIW 등의 린스액보다 표면장력이 낮은 액체이다.
처리 유닛 (2) 은, 또한, 처리 컵 (7) 을 수용하는 챔버 (13) (도 1 참조) 를 포함한다. 도시는 생략하지만, 챔버 (13) 에는, 기판 (W) 을 반입/반출하기 위한 반입/반출구가 형성되어 있고, 이 반입/반출구를 개폐하는 셔터 유닛이 구비되어 있다.
스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 소정의 유지 위치에 유지하면서 기판 (W) 을 회전시킨다. 구체적으로는, 스핀 척 (5) 은, 기판 (W) 을 파지하는 복수의 척핀 (20) 과, 복수의 척핀 (20) 을 지지하는 스핀 베이스 (21) 와, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합된 회전축 (22) 과, 회전축 (22) 에 회전력을 부여하는 스핀 모터 (23) 를 포함한다.
회전축 (22) 은 회전축선 A1 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있고, 이 실시형태에서는 중공축이다. 스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따른 원반 형상을 가지고 있고, 회전축 (22) 의 상단 (上端) 에 결합되어 있다. 복수의 척핀 (20) 은, 스핀 베이스 (21) 의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 스핀 베이스 (21) 의 상면의 둘레가장자리부에 배치되어 있다. 복수의 척핀 (20) 은, 기판 (W) 의 둘레가장자리부에 접촉하여 기판 (W) 을 파지하는 폐쇄 위치와, 기판 (W) 의 둘레가장자리부로부터 퇴피한 개방 위치 사이에서 이동 가능하다. 복수의 척핀 (20) 은, 개방 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 둘레가장자리부의 하면에 접촉하여, 기판 (W) 을 하방으로부터 지지한다.
복수의 척핀 (20) 은, 척핀 구동 유닛 (25) 에 의해, 개폐 구동된다. 척핀 구동 유닛 (25) 은, 예를 들어, 스핀 베이스 (21) 에 내장된 링크 기구 (26) 와, 스핀 베이스 (21) 밖에 배치된 구동원 (27) 을 포함한다. 구동원 (27) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
히터 유닛 (6) 은, 원판상의 핫 플레이트 형태를 가지고 있다. 히터 유닛 (6) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상면과 기판 (W) 의 하면 사이에 배치되어 있다.
히터 유닛 (6) 은, 플레이트 본체 (60) 및 히터 (61) 를 포함한다. 플레이트 본체 (60) 는, 평면에서 볼 때, 기판 (W) 보다 약간 작다. 플레이트 본체 (60) 의 상면이 가열면 (6a) 을 구성하고 있다. 히터 (61) 는, 플레이트 본체 (60) 에 내장되어 있는 저항체여도 된다. 히터 (61) 에 통전함으로써, 가열면 (6a) 이 가열된다.
히터 유닛 (6) 의 하면에는, 회전축선 A1 을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축 (62) 이 결합되어 있다. 승강축 (62) 은, 스핀 베이스 (21) 의 중앙부에 형성된 관통공 (21a) 과, 중공의 회전축 (22) 에 삽입되어 있다. 승강축 (62) 내에는, 급전선 (63) 이 통과되고 있다.
히터 (61) 에는, 급전선 (63) 을 개재하여 히터 통전 유닛 (64) 으로부터 전력이 공급된다. 히터 통전 유닛 (64) 은, 예를 들어, 전원이다. 히터 유닛 (6) 은, 히터 승강 유닛 (65) 에 의해 승강된다.
히터 승강 유닛 (65) 은, 예를 들어, 승강축 (62) 을 승강 구동하는 전동 모터 또는 에어 실린더 등의 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다. 히터 승강 유닛 (65) 은, 히터 리프터라고도 한다.
히터 승강 유닛 (65) 은, 승강축 (62) 을 개재하여 히터 유닛 (6) 을 승강시킨다. 히터 유닛 (6) 은, 히터 승강 유닛 (65) 에 의해 승강되어, 하 위치 및 상 위치에 위치할 수 있다. 히터 승강 유닛 (65) 은, 하 위치 및 상 위치뿐만 아니라, 하 위치 및 상 위치 사이의 임의의 위치에 히터 유닛 (6) 을 배치하는 것이 가능하다.
히터 유닛 (6) 은, 상승할 때에, 개방 위치에 위치하는 복수의 척핀 (20) 으로부터 기판 (W) 을 수취하는 것이 가능하다. 히터 유닛 (6) 은, 히터 승강 유닛 (65) 에 의해, 기판 (W) 의 하면에 접촉하는 접촉 위치, 또는, 기판 (W) 의 하면에 비접촉으로 근접하는 근접 위치에 배치됨으로써, 가열면 (6a) 으로부터의 복사열에 의해 기판 (W) 을 가열할 수 있다. 히터 유닛 (6) 을 접촉 위치에 위치시킴으로써, 가열면 (6a) 으로부터의 열전도에 의해, 기판 (W) 을 보다 큰 열량으로 가열할 수 있다.
처리 컵 (7) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 받는다. 처리 컵 (7) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 바깥쪽으로 비산하는 액체를 받아내는 복수의 가드 (30) 와, 복수의 가드 (30) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아내는 복수의 컵 (31) 과, 복수의 가드 (30) 및 복수의 컵 (31) 을 둘러싸는 원통상의 외벽 부재 (32) 를 포함한다. 이 실시형태에서는, 2 개의 가드 (30) 와, 2 개의 컵 (31) 이 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
각 가드 (30) 는, 각각, 대략 원통 형상을 가지고 있다. 각 가드 (30) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 를 향하도록 안쪽으로 경사져 있다. 복수의 컵 (31) 은, 각각, 복수의 가드 (30) 의 하방에 배치되어 있다. 컵 (31) 은, 가드 (30) 에 의해 하방으로 안내된 처리액을 받아내는 환상의 수액구를 형성하고 있다.
각 가드 (30) 는, 가드 승강 유닛 (33) 에 의해 개별적으로 승강된다. 가드 승강 유닛 (33) 은, 상 위치부터 하 위치까지의 임의의 위치에 각 가드 (30) 를 위치시킨다. 도 2 는, 2 개의 가드 (30) 가 모두 하 위치에 배치되어 있는 상태를 나타내고 있다. 상 위치는, 가드 (30) 의 상단이 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 이 배치되는 유지 위치보다 상방에 배치되는 위치이다. 하 위치는, 가드 (30) 의 상단이 유지 위치보다 하방에 배치되는 위치이다.
가드 승강 유닛 (33) 은, 예를 들어, 복수의 가드 (30) 에 각각 결합된 복수의 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 각 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 복수의 모터 (도시 생략) 를 포함한다. 가드 승강 유닛 (33) 은, 가드 리프터라고도 한다.
회전하고 있는 기판 (W) 에 액체를 공급할 때는, 적어도 하나의 가드 (30) 가 상 위치에 배치된다. 이 상태에서, 액체가 기판 (W) 에 공급되면, 액체는, 기판 (W) 으로부터 바깥쪽으로 떨쳐진다. 떨쳐진 액체는, 기판 (W) 에 수평으로 대향하는 가드 (30) 의 내면에 충돌하고, 이 가드 (30) 에 대응하는 컵 (31) 으로 안내된다. 기판 (W) 의 반입 및 반출에 있어서 반송 로봇 (CR) (도 1 을 참조) 이 스핀 척 (5) 에 액세스할 때에는, 모든 가드 (30) 가 하 위치에 위치하고 있다.
약액 노즐 (9) 은, 이 실시형태에서는, 수평 방향으로 이동 가능한 이동 노즐이다. 약액 노즐 (9) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 에 의해, 수평 방향으로 이동된다. 약액 노즐 (9) 은, 수평 방향에 있어서, 중심 위치와, 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동할 수 있다. 약액 노즐 (9) 은, 중심 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향한다. 기판 (W) 의 상면의 회전 중심이란, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 회전축선 A1 과의 교차 위치이다. 약액 노즐 (9) 은, 홈 위치에 위치할 때, 기판 (W) 의 상면에는 대향하지 않고, 평면에서 볼 때, 처리 컵 (7) 의 바깥쪽에 위치한다.
약액 노즐 (9) 은, 약액 노즐 (9) 로 약액을 안내하는 약액 배관 (40) 에 접속되어 있다. 약액 배관 (40) 에는, 약액 배관 (40) 내의 유로를 개폐하는 약액 밸브 (50) 가 개재되어 있다. 약액 밸브 (50) 가 개방되면, 약액이, 약액 노즐 (9) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출된다. 약액 노즐 (9) 이 중심 위치에 위치할 때에 약액 밸브 (50) 가 개방되면, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심을 포함하는 중앙 영역에 약액이 공급된다.
약액 노즐 (9) 은, 이 실시형태와는 달리, 수평 위치 및 연직 위치가 고정된 고정 노즐이어도 된다. 또, 약액 노즐 (9) 은, 이 실시형태와는 달리, 액체와 기체를 혼합하여 토출할 수 있는 이류체 노즐의 형태를 가지고 있어도 된다.
약액 노즐 (9) 로부터 토출되는 약액의 구체예는, 에칭액 및 세정액이다. 더욱 구체적으로는, 약액은, 불산, APM 액 (암모니아 과산화수소수 혼합액), HPM 액 (염산 과산화수소수 혼합액), 버퍼드 불산 (불산과 불화암모늄의 혼합액) 등이어도 된다.
린스액 노즐 (10) 은, 이 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심을 향하여 린스액을 토출하도록 배치된 고정 노즐이다. 린스액 노즐 (10) 에는, 린스액 배관 (41) 내의 유로를 개폐하는 린스액 밸브 (51) 가 개재되어 있다. 린스액 밸브 (51) 가 개방되면, 린스액이 린스액 노즐 (10) 의 토출구로부터 하방으로 연속류로 토출되어 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다. 린스액 노즐 (10) 은 고정 노즐일 필요는 없고, 적어도 수평 방향으로 이동하는 이동 노즐이어도 된다.
린스액 노즐 (10) 로부터 토출되는 린스액은, DIW 에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 희석 암모니아수 (예를 들어, 10 ppm 이상 100 ppm 이하 정도) 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm 이상 100 ppm 이하 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
하면 노즐 (11) 은, 중공의 승강축 (62) 에 삽입되고, 또한, 히터 유닛 (6) 을 관통하고 있다. 하면 노즐 (11) 은, 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역에 대향하는 토출구 (11a) 를 상단에 가지고 있다. 하면 노즐 (11) 에는, 하면 노즐 (11) 로 처리 유체를 안내하는 유체 배관 (42) 이 접속되어 있다. 하면 노즐 (11) 에는, 유체 배관 (42) 내의 유로를 개폐하는 유체 밸브 (52) 가 개재되어 있다. 유체 밸브 (52) 가 개방되면, 처리 유체가 하면 노즐 (11) 의 토출구 (11a) 로부터 상방으로 연속류로 토출되어 기판 (W) 의 하면의 중앙 영역에 공급된다. 공급되는 처리 유체는, 액체여도 되고, 기체여도 된다.
유체 노즐 (12) 은, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 에 의해, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동된다. 유체 노즐 (12) 은, 수평 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 대향하는 중심 위치와, 기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 이동시킬 수 있다. 그 때문에, 유체 노즐 (12) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되고 있는 기판 (W) 의 상면에 대향하는 위치에 위치하는 것이 가능하다.
기판 (W) 의 상면에 대향하지 않는 홈 위치란, 평면에서 볼 때, 스핀 베이스 (21) 의 바깥쪽의 위치이며, 보다 구체적으로는, 처리 컵 (7) 의 바깥쪽의 위치여도 된다. 유체 노즐 (12) 은, 연직 방향으로의 이동에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근시키거나, 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 퇴피시키거나 할 수 있다.
제 2 노즐 이동 유닛 (36) 은, 예를 들어, 연직 방향을 따른 회동축 (36a) 과, 회동축 (36a) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (36b) 과, 아암 (36b) 을 구동하는 아암 구동 기구 (36c) 를 포함한다. 아암 구동 기구 (36c) 는, 회동축 (36a) 을 연직인 회동축선 둘레로 회동시키는 것에 의해 아암 (36b) 을 요동시키고, 회동축 (36a) 을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써, 아암 (36b) 을 상하동시킨다. 유체 노즐 (12) 은 아암 (36b) 에 고정되어 있다. 아암 (36b) 의 요동 및 승강에 따라, 유체 노즐 (12) 이 수평 방향 및 수직 방향으로 이동한다. 아암 구동 기구 (36c) 는, 예를 들어, 전동 모터 또는 에어 실린더 등의 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다.
유체 노즐 (12) 은, 이 실시형태에서는, 저표면장력 액체를 토출하는 저표면장력 액체 노즐 (처리액 노즐) 로서의 기능과, 기체를 토출하는 기체 노즐로서의 기능을 가지고 있다. 유체 노즐 (12) 에는, 저표면장력 액체 배관 (43) (처리액 배관), 중심 기체 배관 (44), 및, 복수의 측방 기체 배관 (45) (제 1 측방 기체 배관 (45A), 및, 제 2 측방 기체 배관 (45B)) 이 결합되어 있다.
저표면장력 액체 배관 (43) 에는, 그 유로를 개폐하는 저표면장력 액체 밸브 (53) (처리액 밸브) 가 개재되어 있다. 중심 기체 배관 (44) 에는, 그 유로를 개폐하는 중심 기체 밸브 (54) 가 개재되어 있다. 복수의 측방 기체 배관 (45) 에는, 복수의 측방 기체 밸브 (55) (제 1 측방 기체 밸브 (55A) 및 제 2 측방 기체 밸브 (55B)) 가 각각 개재되어 있다. 각 측방 기체 배관 (45) 내의 유로는, 대응하는 측방 기체 밸브 (55) 에 의해 개폐된다.
중심 기체 배관 (44) 에는, 중심 기체 밸브 (54) 에 부가하여, 중심 기체 배관 (44) 내의 유로를 흐르는 기체의 유량을 정확하게 조절하기 위한 매스 플로우 컨트롤러 (56) 가 개재되어 있다. 제 1 측방 기체 배관 (45A) 에는, 제 1 측방 기체 밸브 (55A) 에 부가하여, 제 1 측방 기체 배관 (45A) 내의 유로를 흐르는 기체의 유량을 조절하기 위한 제 1 유량 가변 밸브 (57A) 가 개재되어 있다. 제 2 측방 기체 배관 (45B) 에는, 제 2 측방 기체 밸브 (55B) 에 부가하여, 제 2 측방 기체 배관 (45B) 내의 유로를 흐르는 기체의 유량을 조절하기 위한 제 2 유량 가변 밸브 (57B) 가 개재되어 있다. 또한, 각 기체 배관 (중심 기체 배관 (44) 및 복수의 측방 기체 배관 (45)) 에는, 각각, 이물질을 제거하기 위한 필터 (58) 가 개재되어 있다.
유체 노즐 (12) 은, 저표면장력 액체 배관 (43) 으로부터 공급되는 저표면장력 액체를 하방으로 연속류로 토출하는 저표면장력 액체 토출구 (처리액 토출구) (70) 와, 중심 기체 배관 (44) 으로부터 공급되는 기체를 하방으로 직선상으로 토출하는 중심 기체 토출구 (71) 와, 대응하는 측방 기체 배관 (45) 으로부터 공급되는 기체를 수평 방향을 향하여 방사상으로 토출하는 복수의 측방 기체 토출구 (72) (제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B)) 를 포함한다. 복수의 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출된 기체는, 기판 (W) 의 상면과 평행하게 흐르는 가스류인 평행 기류 (100) (도 3 을 참조) 를 형성한다. 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 는, 모두, 기체 토출구의 일례이다.
유체 노즐 (12) 로부터 토출되는 저표면장력 액체는, 예를 들어, IPA 등의 유기 용제이다. 저표면장력 액체로서 기능하는 유기 용제는, 예를 들어, IPA, HFE (하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤, PGEE (프로필렌글리콜모노에틸에테르) 및 Trans-1,2-디클로로에틸렌 중 적어도 하나를 포함하는 액을 포함한다.
저표면장력 액체로서 기능하는 유기 용제는, 단체 성분만으로 이루어질 필요는 없고, 다른 성분과 혼합한 액체여도 된다. 예를 들어, IPA 와 DIW 의 혼합액이어도 되고, IPA 와 HFE 의 혼합액이어도 된다.
유체 노즐 (12) 로부터 토출되는 기체는, 질소 가스에 한정되지 않는다. 유체 노즐 (12) 로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다. 또, 유체 노즐 (12) 로부터 토출되는 기체는, 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 된다. 불활성 가스란, 질소 가스에 한정되지 않고, 기판 (W) 의 상면에 대해 불활성인 가스이다. 불활성 가스의 예로서는, 질소 가스 외에, 아르곤 등의 희가스류를 들 수 있다.
다음으로, 도 3 ~ 도 9 를 사용하여, 유체 노즐 (12) 의 구성에 대해 설명한다. 도 3 은, 유체 노즐 (12) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 도 3 은, 유체 노즐 (12) 이 중심 위치에 위치하는 상태를 나타내고 있다.
도 3 을 참조하고, 유체 노즐 (12) 이 중심 위치에 위치할 때, 중심 기체 토출구 (71) 가 기판 (W) 의 상면의 중심 C 와 대향하고 있다. 통상, 기판 (W) 의 상면의 중심 C 는, 기판 (W) 의 상면의 회전 중심과 일치하고 있다. 즉, 기판 (W) 의 상면의 중심 C 를 통과하는 연직인 중심축선 A2 는, 회전축선 A1 과 일치하고 있다. 유체 노즐 (12) 이 중심 위치에 위치할 때, 각 측방 기체 토출구 (72) 는, 기판 (W) 의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향해 방사상으로 기체를 토출한다. 이하에서는, 특별히 설명이 없는 경우에는, 유체 노즐 (12) 이 중심 위치에 위치하는 것을 전제로 하여 유체 노즐 (12) 의 구성에 대해 설명한다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 IV-IV 선을 따른 단면도이다. 도 5 는, 도 4 에 나타내는 V 영역의 확대도이다. 도 6 은, 도 4 에 나타내는 VI-VI 선을 따른 단면도이다. 도 7 은, 도 4 에 나타내는 VII-VII 선을 따른 단면도이다. 도 8 은, 도 4 에 나타내는 VIII-VIII 선을 따른 단면도이다. 도 9 는, 도 4 에 나타내는 IX-IX 선을 따른 단면도이다.
도 4 를 참조하고, 유체 노즐 (12) 은, 연직 방향으로 연장되는 대략 원기둥 형상을 갖는 노즐 본체 (75) 와, 복수의 측방 기체 토출구 (72) (제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B)) 에 각각 기체를 공급 (안내) 하는 복수의 기체 유로 (76) (제 1 기체 유로 (76A) 및 제 2 기체 유로 (76B)) 와, 대응하는 측방 기체 배관 (45) 으로부터 복수의 기체 유로 (76) 의 각각에 기체를 유입시키는 복수의 기체 유입구 (77) (제 1 기체 유입구 (77A) 및 제 2 기체 유입구 (77B)) 를 포함한다. 각 측방 기체 배관 (45) 은, 수평 방향 (기판 (W) 의 상면에 평행한 방향) 으로 연장되어 있고, 대응하는 기체 유입구 (77) 에 삽입되어 있다.
노즐 본체 (75) 는, 바닥면 (하면) (75a) 과, 바닥면 (75a) 에 연결되고 연직 방향으로 연장되는 대략 원통상의 측면 (75b) 을 갖는다. 바닥면 (75a) 은, 유체 노즐 (12) 이 중심 위치에 위치하는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대향하는 대향면이다. 복수의 측방 기체 토출구 (72) 및 복수의 기체 유로 (76) 는, 노즐 본체 (75) 내에 형성되어 있다.
각 기체 유로 (76) 는, 연직 방향을 따른 대략 원통 형상을 갖는다. 제 2 기체 유로 (76B) 는, 제 1 기체 유로 (76A) 보다 외측에서 제 1 기체 유로 (76A) 와 동축 상에 형성되어 있다. 제 1 기체 유로 (76A) 및 제 2 기체 유로 (76B) 는, 그 중심선 A3 둘레로 회전 대칭이다. 유체 노즐 (12) 이 중심 위치에 위치할 때, 기체 유로 (76) 의 중심선 A3 은, 회전축선 A1 및 중심축선 A2 와 일치하고 있다.
제 1 측방 기체 토출구 (72A) 는, 평면에서 볼 때 원환 형상을 가지고 있고, 측면 (75b) 의 하단부 (下端部) 로부터 개구되어 있다. 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 는, 평면에서 볼 때 원환 형상을 갖고, 측면 (75b) 에 있어서 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 보다 기판 (W) 의 상면으로부터 떨어진 위치 (바닥면 (75a) 으로부터 떨어진 위치) 에 형성되어 있다. 각 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출된 기체는, 측면 (75b) 의 바깥쪽을 향하여 방사상으로 확산된다. 복수의 측방 기체 토출구 (72) 에는, 복수의 기체 유로 (76) 가 각각 접속되어 있다.
제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 는, 모두, 기판 (W) 의 중심축선 A2 둘레 (기체 유로 (76) 의 중심선 A3) 로 회전 대칭이다. 바꾸어 말하면, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 는, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 와 동축 상에 위치한다. 측면 (75b) 은, 그 전체가 원통상일 필요는 없고, 측면 (75b) 에 있어서 복수의 측방 기체 토출구 (72) 가 개구되어 있는 영역만이 원통면을 구성하고 있어도 된다.
기판 (W) 의 상면에 대한 교차 방향 D1 (전형적으로는, 연직 방향) 에 있어서의 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 은, 기판 (W) 의 상면에 대한 교차 방향 D1 (전형적으로는, 연직 방향) 에 있어서의 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 보다 크다. 폭 W1 은, 예를 들어, 3 mm 이상 4 mm 이하이며, 폭 W2 는, 예를 들어, 2 mm 이상 3 mm 이하이다.
각 측방 기체 토출구 (72) 는, 노즐 본체 (75) 의 내부에 형성된 1 쌍의 토출구 구획면 (78) (상측 토출구 구획면 (78A) 및 하측 토출구 구획면 (78B)) 에 의해 구획되어 있다. 각 기체 유로 (76) 는, 노즐 본체 (75) 의 내부에 형성된 1 쌍의 유로 구획면 (79) (내측 유로 구획면 (79A) 및 외측 유로 구획면 (79B)) 에 의해 구획되어 있다. 1 쌍의 유로 구획면 (79) 은, 1 쌍의 토출구 구획면 (78) 의 각각과 연결되어 있다.
노즐 본체 (75) 의 바닥면 (75a) 에는, 노즐 본체 (75) 를 오목하게 한 대략 원뿔대상의 오목부 (75c) 가 형성되어 있다. 오목부 (75c) 는, 기판 (W) 의 상면으로부터 멀어지는 방향 (교차 방향 D1, 전형적으로는, 연직 방향.) 으로 오목하다.
노즐 본체 (75) 의 중앙부에는, 중심선 A3 과 평행하게, 중심 기체 배관 (44) 및 저표면장력 액체 배관 (43) 이 삽입되어 있고, 중심 기체 배관 (44) 및 저표면장력 액체 배관 (43) 의 하단부는, 노즐 본체 (75) 의 오목부 (75c) 에 위치 하고 있다. 중심 기체 배관 (44) 의 하단부는, 중심 기체 토출구 (71) 를 구성하고 있다. 저표면장력 액체 배관 (43) 의 하단부는, 저표면장력 액체 토출구 (70) 를 구성하고 있다. 중심 기체 토출구 (71) 및 저표면장력 액체 토출구 (70) 는, 오목부 (75c) 내에 위치하고 있다. 저표면장력 액체 토출구 (70) 는, 중심 기체 토출구 (71) 의 측방에 위치하고 있다.
각 기체 유로 (76) 는, 동일한 구성을 가지고 있다. 그 때문에, 이하에서는, 도 4 에 있어서의 제 1 기체 유로 (76A) 의 주변을 확대하여 나타내는 도 5 를 참조하여, 기체 유로 (76) 의 상세한 것에 대하여 설명한다. 각 기체 유로 (76) 는, 기체 유로 (76) 에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 크고, 그 내부에 기체 (G) 를 체류시키는 기체 체류부 (80) 와, 기체 체류부 (80) 및 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 를 연결하고, 기체 체류부 (80) 보다 유로 단면적이 작은 협소 유로 (81) 와, 협소 유로 (81) (기체 유로 (76) 에 있어서 기체 체류부 (80) 와는 상이한 부분) 에 형성되고, 기체 유로 (76) 의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조 (82) 를 포함한다.
유로 단면적이란, 기체 유로 (76) 를 따른 방향 (유로 방향) 에 대한 직교 방향을 따른 단면의 면적이다. 기체 체류부 (80) 의 유로 단면적 CA1 은, 수평 방향을 따른 기체 유로 (76) 의 단면적이다.
제 1 실시형태에서는, 협소 유로 (81) 는, 기체 체류부 (80) 의 하류단 및 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 의 상류단을 접속하고, 기체 유로 (76) 의 중심선 A3 둘레의 둘레 방향 CD 에 대한 교차 방향 D1 (전형적으로는, 직교 방향이며, 연직 방향이기도 하다.) 로 직선적으로 연장되는 직선상 유로 (85) 와, 직선상 유로 (85) 의 도중부를 굴곡시키는 굴곡 유로 (86) 를 포함한다. 직선상 유로 (85) 는, 기체 체류부 (80) 의 하류단 및 굴곡 유로 (86) 의 상류단에 접속되고, 교차 방향 D1 로 직선적으로 연장되는 상류 직선상 유로 (87) 와, 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 와 굴곡 유로 (86) 의 하류단에 접속되고, 교차 방향 D1 로 직선적으로 연장되는 하류 직선상 유로 (88) 를 포함한다. 굴곡 유로 (86) 는, 수평 방향으로 확장되는 평면에서 볼 때 원환상의 유로이다.
정류 구조 (82) 는, 기체 유로 (76) 의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 1 차폐부 (90) 와, 복수의 제 1 차폐부 (90) 보다 기체 유로 (76) 의 하류 측에 형성되고, 기체 유로 (76) 의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부 (91) 를 포함한다. 제 1 실시형태에서는, 복수의 제 1 차폐부 (90) 는, 상류 직선상 유로 (87) 에 형성되어 있고, 복수의 제 2 차폐부 (91) 는, 하류 직선상 유로 (88) 에 형성되어 있다.
도 6 을 참조하고, 복수의 제 1 차폐부 (90) 는, 둘레 방향 CD 로 서로 간격을 두고 형성되어 있다. 상류 직선상 유로 (87) 내의 기체 (G) (도 8 을 참조) 는, 이웃하는 제 1 차폐부 (90) 사이의 간극 (제 1 정류 유로 (95)) 을 통과하여, 하류 측으로 흐른다. 도 7 을 참조하고, 복수의 제 2 차폐부 (91) 도, 둘레 방향 CD 로 서로 간격을 두고 형성되어 있다. 하류 직선상 유로 (88) 내의 기체 (G) (도 8 을 참조) 는, 이웃하는 제 2 차폐부 (91) 사이의 간극 (제 2 정류 유로 (96)) 을 통과하여, 하류 측으로 흐른다.
도 8 을 참조하고, 둘레 방향 CD 에 있어서의 복수의 제 2 차폐부 (91) 의 위치 (제 2 차폐부 (91) 의 둘레 방향 위상) 가, 둘레 방향 CD 에 있어서의 복수의 제 1 차폐부 (90) 의 위치 (제 1 차폐부 (90) 의 둘레 방향 위상) 로부터 어긋나 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 제 2 차폐부 (91) 의 둘레 방향 위상이 복수의 제 1 차폐부 (90) 의 둘레 방향 위상과 상이하다. 이웃하는 제 1 차폐부 (90) 사이의 제 1 정류 유로 (95) 는, 교차 방향 D1 을 따른 직선상이다. 이웃하는 제 2 차폐부 (91) 사이의 제 2 정류 유로 (96) 는, 교차 방향 D1 을 따른 직선상이다. 둘레 방향 CD 에 있어서의 복수의 제 2 정류 유로 (96) 의 위치는, 둘레 방향 CD 에 있어서의 복수의 제 1 정류 유로 (95) 의 위치로부터 어긋나 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상이 복수의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상과 상이하다.
이와 같은 유체 노즐 (12) 을 사용함으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 각 기체 유입구 (77) 는, 기체 유로 (76) 의 둘레 방향 CD (기판 (W) 의 상면에 평행한 방향) 로부터, 대응하는 기체 유로 (76) 의 기체 체류부 (80) 에 기체 (G) 를 유입시킨다 (도 5 를 참조). 기체 체류부 (80) 에 공급되는 기체 (G) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향 CD 를 따라 기체 체류부 (80) 내에서 선회 기류 TG 를 형성한다. 기체 체류부 (80) 의 유로 단면적 CA1 은, 기체 유로 (76) 에 있어서의 다른 지점의 유로 단면적 CA2 보다 큰, 즉, 기체 체류부 (80) 의 내부가 넓은 공간이다. 그 때문에, 기체 (G) 는, 기체 체류부 (80) 내에서 분산된다. 그 때문에, 기체 체류부 (80) 내에 공급된 기체 (G) 의 유속이 저감되고, 기체 유로 (76) 의 둘레 방향 CD 의 각 위치에 있어서의 기체 (G) 의 유속차가 저감된다. 즉, 기체 체류부 (80) 에 유입된 기체가 기체 체류부 (80) 내에 체류한다.
기체 체류부 (80) 내의 기체 (G) 는, 그 하류단으로부터 협소 유로 (81) 로 유입된다. 협소 유로 (81) 내를 흐르는 기체 (G) 는, 정류 구조 (82) 에 의해 정류되어, 기체 (G) 의 유속의 둘레 방향 성분이 저감된다. 이로써, 기체 (G) 의 이동 방향이 기체 유로 (76) 를 따른 방향으로 정돈된다. 상세하게는, 복수의 제 1 차폐부 (90) 에 의해 둘레 방향 CD 에 있어서의 상류 직선상 유로 (87) 의 일부가 막혀 있기 때문에, 둘레 방향 CD 로 이웃하는 2 개의 제 1 차폐부 (90) 끼리의 사이 (제 1 정류 유로 (95)) 를 통과할 때에, 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감된다.
제 1 정류 유로 (95) 를 통과하는 기체 (G) 의 유속의 둘레 방향 성분이 저감되는 한편으로, 기체 유로 (76) 에 있어서 복수의 제 1 차폐부 (90) 보다 하류 측에서는, 제 1 차폐부 (90) 와 동일한 둘레 방향 위치를 흐르는 기체 (G) 의 유량이 저감된다. 제 1 실시형태에서는, 복수의 제 1 차폐부 (90) 보다 기체 유로 (76) 의 하류 측에 있어서, 기체 유로 (76) 의 하류 측으로의 기체 (G) 의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부 (91) 가 복수의 제 1 차폐부 (90) 의 둘레 방향 CD 로 어긋난 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 제 2 차폐부 (91) 와 동일한 둘레 방향 위치를 흐르는 기체 (G) 의 유량을 저감할 수 있고, 이로써, 둘레 방향 CD 의 각 위치에 있어서의 기체 (G) 의 유량의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또, 복수의 제 1 차폐부 (90) 및 복수의 제 2 차폐부 (91) 에 의해 기체 (G) 의 속도의 둘레 방향 성분이 2 단계로 저감된다. 이로써, 기체 유로 (76) 를 흐르는 기체 (G) 의 이동 방향을 반경 방향 RD 에 한층 가깝게 할 수 있다.
기체가 협소 유로 (81) 를 흐를 때, 상류 직선상 유로 (87) 로부터 굴곡 유로 (86) 로 유입된다. 그때, 기체는, 유로 구획면 (79) 에 있어서 굴곡 유로 (86) 를 구획하는 부분에 충돌하여, 기체의 유속이 저감된다. 이로써, 둘레 방향 CD 의 각 위치에 있어서의 기체의 유속차가 더욱 저감된다. 협소 유로 (81) 내를 통과한 기체는, 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 로부터 방사상으로 토출된다.
이와 같이, 기체 체류부 (80) 및 굴곡 유로 (86) 에 의해, 기체의 유속이 저감되어, 둘레 방향 CD 에 있어서의 기체의 유속차가 저감된다. 그 때문에, 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출되어 기판 (W) 의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체 (G) 의 확산 (평행 기류 (100)) 의 균일성을 향상시킬 수 있다. 정류 구조 (82) 에 의해, 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감되고 측방 기체 토출구 (72) 로부터의 기체의 토출 방향이 기체 유로 (76) 를 따른 방향 (여기서는, 반경 방향 RD) 으로 정돈된다. 그 결과, 기판 (W) 의 상면을 양호하게 보호할 수 있다.
기체 체류부 (80) 는, 기체 유로 (76) 의 가장 상류 측 (협소 유로 (81) 보다 상류 측) 에 형성되어 있다. 그 때문에, 기체 체류부 (80) 에 의해 유속이 저감된 기체 (G) 가 흐르는 유로를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 기체 (G) 를 원하는 방향으로 정류하기 쉽다.
제 1 측방 기체 토출구 (72A) 에 부가하여, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 보다 기판 (W) 의 상면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 로부터도 기체가 토출되기 때문에, 기판 (W) 의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 층 (평행 기류 (100)) 을 두껍게 할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 상면을 한층 양호하게 보호할 수 있다.
측방 기체 토출구 (72) 가, 노즐 본체 (75) 에 있어서 기판 (W) 의 상면에 대향하는 바닥면 (75a) 에 연결된 통상의 측면 (75b) 에 형성되어 있다. 그 때문에, 측방 기체 토출구 (72) 로부터 방사상으로 기체를 확산시키기 쉽다.
중심 기체 토출구 (71) 가 오목부 (75c) 내에 위치하고 있으므로, 중심 기체 토출구 (71) 로부터 기판 (W) 의 상면의 중심 C 를 향하여 토출된 기체는, 오목부 (75c) 내에서 확산되어, 기판 (W) 의 상면과 오목부 (75c) 사이에 충만한다. 오목부 (75c) 가 원뿔대상으로 형성되어 있으므로, 오목부 (75c) 의 둘레가장자리의 전역으로부터 오목부 (75c) 의 외측으로 기체를 균등하게 확산시킬 수 있다. 기판 (W) 의 상면의 중심 C 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 10 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러 (3) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 제어 프로그램에 따라, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다.
구체적으로는, 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (CPU) (3A) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함한다. 컨트롤러 (3) 는, 프로세서 (3A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
특히, 컨트롤러 (3) 는, 반송 로봇 (IR, CR), 스핀 모터 (23), 제 1 노즐 이동 유닛 (35), 제 2 노즐 이동 유닛 (36), 히터 통전 유닛 (64), 히터 승강 유닛 (65), 가드 승강 유닛 (33), 척핀 구동 유닛 (25), 약액 밸브 (50), 린스액 밸브 (51), 유체 밸브 (52), 저표면장력 액체 밸브 (53), 중심 기체 밸브 (54), 측방 기체 밸브 (55), 매스 플로우 컨트롤러 (56), 제 1 유량 가변 밸브 (57A), 제 2 유량 가변 밸브 (57B) 를 제어하도록 프로그램되어 있다. 컨트롤러 (3) 에 의해 밸브가 제어됨으로써, 대응하는 노즐로부터의 유체의 토출 유무나, 대응하는 노즐로부터의 유체의 토출 유량이 제어된다.
이하의 각 공정은, 컨트롤러 (3) 가 이들 구성을 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 컨트롤러 (3) 는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
도 11 은, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이며, 주로, 컨트롤러 (3) 가 동작 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 약액 처리 (스텝 S1), 린스 처리 (스텝 S2), 저표면장력 액체 처리 (스텝 S3), 건조 처리 (스텝 S4) 가 이 순서로 실행된다.
이하에서는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 처리에 대해, 주로 도 2 및 도 11 을 참조하여 설명한다.
미처리의 기판 (W) 은, 반송 로봇 (IR, CR) 에 의해 캐리어 (CA) 로부터 처리 유닛 (2) 에 반입되고, 스핀 척 (5) 에 건네진다 (기판 반입 공정). 이때, 히터 유닛 (6) 은, 하 위치에 배치되어 있다. 또, 척핀 구동 유닛 (25) 은, 척핀 (20) 이 개방 위치로 이동시킨다. 그 상태에서, 반송 로봇 (CR) 은, 기판 (W) 을 스핀 척 (5) 에 건네준다. 이 후, 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 에 의해 반출될 때까지, 스핀 척 (5) 에 유지된다 (기판 유지 공정). 그 후, 척핀 구동 유닛 (25) 은, 복수의 척핀 (20) 을 폐쇄 위치로 이동시킨다. 그것에 의해, 복수의 척핀 (20) 에 의해 기판 (W) 이 파지된다.
반송 로봇 (CR) 이 처리 유닛 (2) 밖으로 퇴피한 후, 약액 처리 (스텝 S1) 가 개시된다. 컨트롤러 (3) 는, 스핀 모터 (23) 를 구동하여 스핀 베이스 (21) 를 소정의 약액 회전 속도로 회전시킨다. 그 한편으로, 제 1 노즐 이동 유닛 (35) 이, 약액 노즐 (9) 을 기판 (W) 의 상방의 약액 처리 위치에 배치한다. 약액 처리 위치는, 중심 위치여도 된다. 그리고, 약액 밸브 (50) 가 개방된다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여, 약액 노즐 (9) 로부터 불산 등의 약액이 공급된다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 전체면에 퍼진다.
일정 시간의 약액 처리 후, 기판 (W) 상의 약액을 DIW 등의 린스액으로 치환함으로써, 기판 (W) 상으로부터 약액을 배제하기 위한 린스 처리 (스텝 S2) 가 실행된다. 구체적으로는, 약액 밸브 (50) 가 폐쇄되고, 그 대신에, 린스액 밸브 (51) 가 개방된다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액 노즐 (10) 로부터 린스액이 공급된다. 공급된 린스액은 원심력에 의해 기판 (W) 의 전체면으로 퍼진다. 이 린스액에 의해 기판 (W) 상의 약액이 씻겨진다. 이 동안에, 제 1 노즐 이동 유닛이 약액 노즐 (9) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 처리 컵 (7) 의 측방으로 퇴피시킨다.
일정 시간의 린스 처리 후, 기판 (W) 상의 린스액을, IPA 등의 저표면장력 액체로 치환하는 저표면장력 액체 처리 (스텝 S3) 가 실행된다. 도 12A ~ 도 12D 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 처리의 저표면장력 액체 처리의 양태를 설명하기 위한 모식도이다. 이하에서는, 도 2 및 도 11 에 부가하여, 도 12A ~ 도 12D 도 적절히 참조한다.
구체적으로는, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 이, 유체 노즐 (12) 을 기판 (W) 의 상방의 저표면장력 액체 처리 위치로 이동시킨다. 저표면장력 액체 처리 위치는, 유체 노즐 (12) 에 구비된 저표면장력 액체 토출구 (70) 로부터 토출되는 저표면장력 액체가 기판 (W) 의 상면의 회전 중심에 착액하는 위치여도 된다.
그리고, 린스액 밸브 (51) 가 폐쇄되어 린스액 노즐 (10) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 린스액 노즐 (10) 로부터의 린스액의 토출이 정지되어 있는 상태에서, 제 1 측방 기체 밸브 (55A) 및 제 2 측방 기체 밸브 (55B) 가 개방된다. 그것에 의해, 유체 노즐 (12) 의 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 로부터, 기판 (W) 의 중심 C 측으로부터 둘레가장자리 측을 향해, 방사상으로 기체가 토출된다 (기체 토출 공정). 그것에 의해, 도 12A 에 나타내는 바와 같이, 평행 기류 (100) 가 형성되고, 그 평행 기류 (100) 에 의해 기판 (W) 의 상면의 전역 (정확하게는 평면에서 볼 때 유체 노즐 (12) 의 외측 영역) 이 덮인다 (기류 형성 공정, 상면 피복 공정).
그 상태에서, 저표면장력 액체 밸브 (53) 가 개방된다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여, 유체 노즐 (12) (저표면장력 액체 토출구 (70)) 로부터 저표면장력 액체가 공급된다 (저표면장력 액체 공급 공정, 처리액 공급 공정). 공급된 저표면장력 액체는 원심력에 의해 기판 (W) 의 전체면으로 퍼지고, 기판 (W) 상의 린스액을 치환한다. 그것에 의해, 기판 (W) 의 상면에 저표면장력 액체의 액막 (110) 이 형성된다 (액막 형성 공정).
저표면장력 액체 처리에 있어서, 스핀 모터 (23) 가 스핀 척 (5) 의 회전을 감속하여 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 그리고, 저표면장력 액체 밸브 (53) 가 폐쇄되고, 저표면장력 액체의 공급이 정지된다. 그것에 의해, 도 12B 에 나타내는 바와 같이, 정지 상태의 기판 (W) 상에 액막 (110) 이 지지된 퍼들 상태가 된다. 회전이 정지된 상태에서, 척핀 구동 유닛 (25) 이 복수의 척핀 (20) 을 개방 위치로 이동시키고, 히터 승강 유닛 (65) 이 히터 유닛 (6) 을 기판 (W) 을 향하여 상승시킨다. 그것에 의해, 히터 유닛 (6) 이 복수의 척핀 (20) 으로부터 기판 (W) 을 수취한다. 히터 유닛 (6) 은, 기판 (W) 을 들어올린 상태에서 가열한다. 기판 (W) 의 가열에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접하고 있는 저표면장력 액체의 일부가 증발하고, 그것에 의해, 액막 (110) 과 기판 (W) 의 상면 사이에 기상층이 형성된다. 그 기상층에 지지된 상태의 액막 (110) 이 배제된다. 기상층은, 기판 (W) 의 상면의 회로 패턴의 오목부 (트렌치, 미세 구멍) 에 저표면장력 액체가 들어가지 않는 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 그러면, 회로 패턴에 작용하는 저표면장력 액체의 표면장력을 저감할 수 있다.
저표면장력 액체의 액막 (110) 의 배제 시에, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 은, 유체 노즐 (12) 을 중심 위치로 이동시킨다. 그리고, 중심 기체 밸브 (54) 가 개방된다. 이로써, 도 12C 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 상의 액막 (110) 을 향하여 기체를 중심 기체 토출구 (71) 로부터 직선상으로 토출시킨다 (수직 가스 토출 공정). 기체의 토출을 받는 위치, 즉, 기판 (W) 의 중심 C 에 있어서, 액막 (110) 이 기체에 의해 배제되고, 액막 (110) 의 중앙에, 기판 (W) 의 상면을 노출시키는 개구 (111) 가 형성된다 (개구 형성 공정). 기판 (W) 의 상면을 향하여 공급된 기체는, 기판 (W) 의 상면을 따라 방사상으로 확산되는 평행 기류 (101) 를 형성한다. 도 12D 에 나타내는 바와 같이, 중심 기체 토출구 (71) 로부터의 기체의 토출을 계속함으로써, 평행 기류 (101) 에 의해 저표면장력 액체가 기판 (W) 의 둘레가장자리를 향하여 밀려나고, 개구 (111) 가 확대된다. 개구 (111) 를 확대함으로써, 기판 (W) 상의 저표면장력 액체가 기판 (W) 밖으로 배출된다 (개구 확대 공정, 액막 배제 공정).
이렇게 하여, 저표면장력 액체 처리를 끝낸 후, 스핀 모터 (23) 가, 기판 (W) 을 건조 회전 속도로 고속 회전시킨다. 그것에 의해, 기판 (W) 상의 액 성분을 원심력에 의해 떨치기 위한 건조 처리 (스텝 S4) 가 실시된다.
그 후, 제 2 노즐 이동 유닛 (36) 이 유체 노즐 (12) 을 퇴피시키고, 또한, 스핀 모터 (23) 가 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시킨다. 또, 히터 승강 유닛 (65) 이, 히터 유닛 (6) 을 하 위치로 이동시킨다. 또한, 척핀 구동 유닛 (25) 이 척핀 (20) 을 개방 위치로 이동시킨다. 그 후, 도 1 도 참조하고, 반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하여, 스핀 척 (5) 으로부터 처리 완료된 기판 (W) 을 건져내어, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (기판 반출 공정). 그 기판 (W) 은, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 건네지고, 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (CA) 에 수납된다.
도 12A ~ 도 12D 에 나타내는 저표면장력 액체 처리에서는, 평행 기류 (100) 가 형성되어 있는 상태에서, 유체 노즐 (12) 로부터의 저표면장력 액체의 공급이 개시되지만, 반드시 저표면장력 액체의 공급에 앞서 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 로부터 기체를 토출할 필요는 없다. 즉, 저표면장력 액체의 토출을 기체의 토출보다 먼저 개시해도 되고, 저표면장력 액체의 토출 종료 후, 즉, 퍼들 상태가 형성된 후에, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 및 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 로부터의 기체의 토출이 개시되어도 된다.
제 1 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12) 을 사용하면, 상기 서술한 바와 같이, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 기체를 토출시켜 기판 (W) 의 상면의 중심 C 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체 (평행 기류 (100)) 의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 방사상으로 토출되는 기체에 의해, 기판 (W) 의 상면을 양호하게 보호할 수 있다.
여기서, 측방 기체 토출구 (72) 로부터 대응하는 기체 유로 (76) 로 공기가 들어가는 것에 의해, 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출되는 기체에 산소 및 수증기가 혼입하는 경우가 있다. 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출되는 기체에의 산소 및 수증기의 혼입에 의해 기판 (W) 의 상면 부근의 분위기 중의 산소 농도 및 습도가 상승할 우려가 있다.
제 1 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12) 에서는, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 보다 기판 (W) 으로부터 떨어진 위치에 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 가 하나 더 형성되어 있다. 그 때문에, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 와 동일하게, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 로부터 기체를 토출시켜 기판 (W) 의 상면의 중심 C 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체 (평행 기류 (100)) 의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 2 측방 기체 토출구 (72B) 가 형성되어 있으므로, 기판 (W) 의 상면에 비교적 가까운 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 에의 공기의 진입이, 기판 (W) 의 상면으로부터 비교적 먼 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 로부터 토출되는 기체에 의해 억제된다. 한편, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 보다 기판 (W) 의 상면으로부터 떨어진 위치에는 추가적인 측방 기체 토출구 (72) 가 형성되어 있지 않기 때문에, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 에의 공기의 진입을 억제하는 기체의 흐름은 존재하지 않는다. 그래서, 교차 방향 D1 에 있어서의 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 가 교차 방향 D1 에 있어서의 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 보다 좁게 함으로써, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 에의 공기의 진입을 억제할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 부근의 분위기 중의 산소 농도 및 습도의 상승을 억제할 수 있다.
그 결과, 기판 (W) 상의 저표면장력 액체에의 산소의 용해 및 기판 (W) 상의 저표면장력 액체에의 물의 혼입을 억제할 수 있다. 저표면장력 액체에 물이 혼입함으로써 회로 패턴에 작용하는 표면장력이 증대한다. 따라서, 기판 (W) 의 상면에 형성된 회로 패턴의 의도하지 않은 산화, 및, 회로 패턴의 도괴를 억제할 수 있다.
또, 상기 서술한 바와 같이, 중심 기체 토출구 (71) 가 원뿔대상의 오목부 (75c) 내에 위치하기 때문에, 중심 기체 토출구 (71) 로부터 토출되는 기체는, 방사상으로 균일하게 확산되기 쉽다. 그 때문에, 액막 (110) 을 기판 (W) 의 둘레가장자리로 균등하게 확산시킬 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 상면으로부터 저표면장력 액체 (처리액) 를 양호하게 제거할 수 있다.
다음으로, 도 13 ~ 도 17 을 참조하여, 제 1 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12) 의 정류 구조 (82) 의 제 1 변형예 ~ 제 4 변형예에 대해 설명한다. 예를 들어, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 유로 방향의 하류 측 (교차 방향 D1 의 하측) 을 향해 둘레 방향 CD 에 있어서의 제 1 정류 유로 (95) 의 폭이 좁게 되어 있어도 된다. 동일하게, 유로 방향의 하류 측 (교차 방향 D1 의 하측) 을 향해 둘레 방향 CD 에 있어서의 제 2 정류 유로 (96) 의 폭이 좁게 되어 있어도 된다.
또, 도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 제 1 정류 유로 (95) 가 유로 방향 (교차 방향 D1) 을 따른 원통상을 가지고 있고, 제 2 정류 유로 (96) 가 유로 방향 (교차 방향 D1) 을 따른 원통상을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 인접하는 제 1 차폐부 (90) 의 둘레 방향 단부가 연결되어 있고, 복수의 제 1 차폐부 (90) 가 전체적으로, 복수의 관통공 (제 1 정류 유로 (95)) 이 형성된 차폐판을 구성하고 있다. 도시는 생략하지만, 인접하는 제 2 차폐부 (91) 의 둘레 방향 단부가 연결되어 있고, 복수의 제 2 차폐부 (91) 가 전체적으로, 복수의 관통공 (제 2 정류 유로 (96)) 이 형성된 차폐판을 구성하고 있다.
또, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 1 차폐부 (90) 가, 반경 방향 RD 로 직선적으로 연장되는 직선 날개 형상을 가지고 있어도 된다. 또, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 제 1 차폐부 (90) 가, 반경 방향 RD 의 외측단이 내측단보다 둘레 방향 CD 의 일방 측에 위치하도록 만곡되는 만곡 날개 형상을 가지고 있어도 된다. 제 2 차폐부 (91) 도, 제 1 차폐부 (90) 와 동일하게, 날개 형상을 가지고 있어도 된다.
＜제 2 실시형태＞
도 18 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 의 처리 유닛 (2) 에 구비되는 유체 노즐 (12P) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 19 는, 도 18 에 나타내는 XIX 영역의 확대도이다. 도 18 및 도 19 에 있어서, 전술한 도 1 ~ 도 17 에 나타낸 구성과 동등의 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1P) 는, 유체 노즐 (12P) 을 제외하고, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 구성을 갖는다. 제 2 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12P) 이, 제 1 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12) 과 주로 상이한 점은, 협소 유로 (81) 가, 복수의 굴곡 유로 (86) 를 포함하는 점이다 (도 19 를 참조). 유체 노즐 (12P) 의 협소 유로 (81) 는, 기체 체류부 (80) 의 하류단 및 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 의 상류단을 접속하는 직선상 유로 (85) 와, 직선상 유로 (85) 의 도중부를 굴곡시키는 복수의 굴곡 유로 (86) (제 1 굴곡 유로 (86A) 및 제 2 굴곡 유로 (86B)) 를 포함한다. 각 굴곡 유로 (86) 는, 수평 방향으로 확장되는 평면에서 볼 때 원환 형상을 갖는다.
직선상 유로 (85) 는, 기체 체류부 (80) 의 하류단과 제 1 굴곡 유로 (86A) 의 상류단에 접속되고, 교차 방향 D1 로 직선적으로 연장되는 상류 직선상 유로 (87) 와, 제 1 굴곡 유로 (86A) 의 하류단과 제 2 굴곡 유로 (86B) 의 상류단에 접속되고, 교차 방향 D1 로 직선적으로 연장되는 중류 직선상 유로 (89) 와, 제 2 굴곡 유로 (86B) 의 하류단과 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 에 접속되고, 교차 방향 D1 로 직선적으로 연장되는 하류 직선상 유로 (88) 를 포함한다. 상류 직선상 유로 (87), 중류 직선상 유로 (89) 및 하류 직선상 유로 (88) 는, 각각, 교차 방향 D1 로 연장되는 원통 형상을 갖는다.
제 2 실시형태에서는, 정류 구조 (82) 의 복수의 제 1 차폐부 (90) 는, 중류 직선상 유로 (89) 에 형성되어 있고, 복수의 제 2 차폐부 (91) 는, 하류 직선상 유로 (88) 에 형성되어 있다.
제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다. 제 2 실시형태에 의하면, 추가로, 굴곡 유로 (86) 가 복수 형성되어 있다. 그 때문에, 굴곡 유로 (86) 가 단일인 구성과 비교해, 기체의 유속이 저감되어, 둘레 방향 CD 에 있어서의 기체의 유속차를 한층 저감할 수 있다. 그 때문에, 대응하는 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출되어 기판 (W) 의 상면의 중심 C 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
＜제 3 실시형태＞
도 20 은, 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 의 처리 유닛 (2) 에 구비되는 유체 노즐 (12Q) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 21 은, 도 20 에 나타내는 XXI 영역의 확대도이다. 도 20 및 도 21 에 있어서, 전술한 도 1 ~ 도 19 에 나타낸 구성과 동등의 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1Q) 는, 유체 노즐 (12Q) 을 제외하고, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 구성을 갖는다. 제 3 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12Q) 이, 제 2 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12P) 과 주로 상이한 점은, 협소 유로 (81) 가, 기체 체류부 (80) 의 반경 방향 안쪽단보다 반경 방향 바깥쪽단에 가까운 위치에 접속되어 있는 점이다. 유체 노즐 (12Q) 에서는, 제 2 실시형태의 유체 노즐 (12P) 과 동일하게 굴곡 유로 (86) 가 복수 형성되어 있지만, 제 2 실시형태의 유체 노즐 (12P) 과는 달리, 중류 직선상 유로 (89) 가, 상류 직선상 유로 (87) 및 하류 직선상 유로 (88) 보다 반경 방향 안쪽에 위치한다.
제 3 실시형태에 의하면, 제 2 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.
＜제 4 실시형태＞
도 22 는, 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1R) 의 처리 유닛 (2) 에 구비되는 유체 노즐 (12R) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 23 은, 도 22 에 나타내는 XXIII 영역의 확대도이다. 도 22 및 도 23 에 있어서, 전술한 도 1 ~ 도 21 에 나타낸 구성과 동등의 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1R) 는, 유체 노즐 (12R) 을 제외하고, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 구성을 갖는다. 제 4 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12R) 이, 제 1 실시형태에 관련된 유체 노즐 (12) 과 주로 상이한 점은, 정류 구조 (82) 가, 굴곡 유로 (86) 에 형성되어 있는 점이다. 상세하게는, 정류 구조 (82) 의 일부를 구성하는 복수의 제 1 차폐부 (90) 가, 굴곡 유로 (86) 에 형성되어 있다. 그 때문에, 당연히, 복수의 제 1 정류 유로 (95) 도 굴곡 유로 (86) 의 도중부에 형성되어 있다.
＜그 밖의 실시형태＞
본 발명은, 이상에 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 제 2 실시형태 ~ 제 4 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태의 각 변형예 (도 13 ~ 도 17) 를 적용할 수 있다. 또, 각 실시형태를 조합하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제 2 실시형태의 유체 노즐 (12P) 또는 제 3 실시형태의 유체 노즐 (12Q) 에 있어서, 제 4 실시형태와 동일하게, 정류 구조 (82) 가 굴곡 유로 (86) 에 형성되어 있어도 된다. 유체 노즐 (12P) 또는 유체 노즐 (12Q) 이면, 복수의 제 1 차폐부 (90) 및 복수의 제 2 차폐부 (91) 를, 각각, 복수의 굴곡 유로 (86) 에 형성할 수 있다.
상기 서술한 각 실시형태에서는, 노즐 본체 (75) 가 일부재로 구성되어 있고, 그 내부에 기체 유로 (76) 가 형성되어 있다. 그러나, 상기 서술한 각 실시형태와는 달리, 노즐 본체 (75) 가 복수의 부재에 의해 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 노즐 본체 (75) 가, 기체 유로 (76) 를 구획하는 표면을 각각 갖는 복수의 유로 구획 부재를 포함하고 있어도 된다. 그렇다면, 단일 부재의 내부에 기체 유로 (76) 를 형성하는 구성과 비교해, 기체 유로 (76) 의 형성이 용이하다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1) 가, 반송 로봇 (IR, CR) 과, 복수의 처리 유닛 (2) 과, 컨트롤러 (3) 를 구비하고 있다. 그러나, 기판 처리 장치 (1, 1P) 는, 단일의 처리 유닛 (2) 과 컨트롤러 (3) 에 의해 구성되어 있고, 반송 로봇 (IR, CR) 을 포함하고 있지 않아도 된다. 혹은, 기판 처리 장치 (1) 는, 단일의 처리 유닛 (2) 에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 처리 유닛 (2) 이 기판 처리 장치의 일례여도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 유체 노즐 (12, 12P, 12Q, 12R) 이, 기판 (W) 의 상면에 대향하고 있다. 그러나, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 유체 노즐 (12, 12P, 12Q, 12R) 이, 기판 (W) 의 하면에 대향하도록 구성되어 있어도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 협소 유로 (81) 의 직선상 유로 (85) 는, 연직 방향으로 연장되어 있다. 그러나, 직선상 유로 (85) 는, 반드시 연직 방향으로 연장되어 있을 필요는 없고, 직선상 유로 (85) 가 연장되는 방향은, 둘레 방향 CD 에 대해 교차하는 방향 (기판 (W) 의 상면에 대해 교차하는 방향) 이면, 연직 방향에 대해 경사지는 방향이어도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기체 유로 (76A) 의 복수의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상과, 제 2 기체 유로 (76B) 의 복수의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상이 대략 겹치고 있고, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기체 유로 (76A) 의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상과, 제 2 기체 유로 (76B) 의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상이 대략 겹치고 있다. 그러나, 도 6 및 도 7 에 나타내는 예와는 달리, 제 1 기체 유로 (76A) 의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상이, 제 2 기체 유로 (76B) 의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상과 상이해도 되고, 제 1 기체 유로 (76A) 의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상이, 제 2 기체 유로 (76B) 의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상과 상이해도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 각 기체 유로 (76) 에 있어서, 복수의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상이 복수의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상과 상이하다. 그러나, 도 8 에 나타내는 예와는 달리, 복수의 제 1 정류 유로 (95) 의 둘레 방향 위상과 복수의 제 2 정류 유로 (96) 의 둘레 방향 위상이 겹치고 있어도 된다.
상기 서술한 각 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 가, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 보다 좁다. 그러나, 도 4 에 나타내는 예와는 달리, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 가, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 보다 넓어도 된다.
중심 기체 토출구 (71) 로부터 토출되는 기체의 유량이 비교적 낮은 경우 (예를 들어, 5 L/min 이상 15 L/min 이하인 경우) 에는, 기판 (W) 의 상면 부근의 기압이 저하하기 쉽다. 기판 (W) 의 상면 부근의 기압이 비교적 낮은 경우에는, 기판 (W) 의 상면에 비교적 가까운 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 토출되는 기체가, 기판 (W) 의 상면 측으로 끌어당겨져, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 토출되는 기체의 확산의 균일성이 저하할 우려가 있다.
그래서, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 을 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 보다 좁게 함으로써, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 토출되는 기체의 선속도를 높게 하면, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 토출되는 기체가 기판 (W) 의 상면으로 끌어당겨지는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 로부터 토출되는 기체의 균일성을 향상시킬 수 있다. 나아가서는, 복수의 측방 기체 토출구 (72) 로부터 토출되어 기판 (W) 의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
중심 기체 토출구 (71) 로부터 토출되는 기체의 유량이 비교적 큰 경우 (예를 들어, 50 L/min 정도인 경우) 에는, 상기 서술한 각 실시형태와 같이, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 가, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 보다 좁은 구성이 바람직하다.
도 24 에 나타내는 구성, 즉, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 가, 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 보다 넓은 구성은, 상기 서술한 각 실시형태에 적용할 수 있다. 또, 도 4 및 도 24 와는 달리, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 의 폭 W2 와 제 1 측방 기체 토출구 (72A) 의 폭 W1 이 동일해도 된다.
또, 상기 서술한 기판 처리 장치 (1, 1P, 1Q, 1R) 에서는, 히터 유닛 (6) 이 형성되어 있지만, 반드시 히터 유닛 (6) 이 형성되어 있을 필요는 없고, 히터 유닛 (6) 이외의 수단으로 기판 (W) 을 가열할 수도 있다. 또, 애초에 기판 (W) 을 가열하는 수단이 형성되어 있지 않아도 된다.
또, 상기 서술한 기판 처리에 있어서의 저표면장력 액체 처리 (도 12A ~ 도 12C 를 참조) 에서는, 히터 유닛 (6) 에 의해 기판 (W) 을 가열하여 액막 (110) 과 기판 (W) 사이에 기상층이 형성되어 있는 상태에서 저표면장력 액체가 기판 (W) 상으로부터 제거된다. 그러나, 저표면장력 액체 처리는, 기상층을 형성하지 않고 액막 (110) 을 기판 (W) 상으로부터 배제하는 처리여도 된다. 유체 노즐 (12) 은, 기상층을 형성하지 않고, 가열에 의해 액막 (110) 내에 발생하는 대류의 작용, 기체의 분사력 및 기판 (W) 의 회전의 원심력 중 적어도 어느 것에 의해 기판 (W) 상으로부터 저표면장력 액체를 배제하는 저표면장력 액체 처리에 적용할 수도 있다.
또, 유체 노즐 (12, 12P, 12Q, 12R) 에 있어서, 단일의 기체 토출구 (제 1 측방 기체 토출구 (72A)) 가 형성되어 있어도 되고, 제 2 측방 기체 토출구 (72B) 가 형성되어 있지 않아도 된다. 그 경우, 유체 노즐 (12) 의 노즐 본체 (75) 에 형성되는 기체 유로 (76) 는, 단일이다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 「따른다」, 「수평」, 「직교」, 「연직」이라는 표현을 사용했지만, 엄밀하게 「따른다」, 「수평」, 「직교」, 「연직」인 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 이들 각 표현은, 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 어긋남을 허용하는 것이다.
본 명세서 및 첨부 도면으로부터는, 특허 청구 범위에 기재한 특징 이외에도, 이하와 같은 특징이 추출될 수 있다. 이들 특징은, 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재한 특징과 임의로 조합 가능하다.
(부기 1-1)
바닥면 및 바닥면에 연결되는 측면을 갖는 노즐 본체와,
상기 노즐 본체의 내부에 형성된 통상의 기체 유로와,
상기 노즐 본체의 상기 측면으로부터 개구되고, 상기 측면의 바깥쪽을 향하여 방사상으로 기체를 토출하는 환상의 기체 토출구를 포함하고,
상기 기체 유로가, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부와, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고, 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조를 갖는, 유체 노즐.
부기 1-1 에 의하면, 기체 유로에는, 기체 유로에 있어서의 다른 지점의 유로 단면적보다 큰 기체 체류부가 형성되어 있으므로, 기체 체류부에 공급된 기체는 기체 체류부 내에서 분산된다. 그 때문에, 기체 체류부 내에 공급된 기체의 유속이 저감되어, 기체 유로의 둘레 방향의 각 위치에 있어서의 기체의 유속차가 저감된다. 또한, 기체 유로에 있어서 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성된 정류 구조에 의해 기체 유로 내의 기체가 정류된다. 이로써, 기체 유로 내에서 기체가 이동하는 방향이 기체 유로를 따른 방향으로 정돈된다. 그 때문에, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 방사상의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 예를 들어, 노즐 본체의 바닥면을 기판의 주면에 대향시키고 기체 토출구로부터 기체를 토출함으로써, 기판의 주면을 보호할 수 있다.
(부기 1-2)
상기 유체 노즐은, 복수의 상기 기체 토출구와, 복수의 상기 기체 토출구로 각각 기체를 안내하는 복수의 상기 기체 유로를 포함하고,
복수의 상기 기체 토출구가, 환상의 제 1 기체 토출구와, 상기 제 1 기체 토출구보다 상기 바닥면으로부터 떨어진 위치에 형성된 환상의 제 2 기체 토출구를 갖는, 부기 1-1 에 기재된 유체 노즐.
부기 1-2 에 의하면, 제 1 기체 토출구에 부가하여, 제 1 기체 토출구보다 노즐 본체의 바닥면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 기체 토출구로부터도 기체가 토출되기 때문에, 방사상으로 확산되는 기체의 층을 두껍게 할 수 있다.
(부기 1-3)
상기 제 2 기체 토출구의 폭이, 상기 제 1 기체 토출구의 폭보다 좁은, 부기 1-2 에 기재된 유체 노즐.
기체 토출구 (제 1 기체 토출구) 보다 노즐 본체의 바닥면으로부터 떨어진 위치에 기체 토출구 (제 2 기체 토출구) 가 하나 더 형성되어 있으므로, 노즐 본체의 바닥면에 비교적 가까운 기체 토출구 (제 1 기체 토출구) 에의 공기의 진입이, 노즐 본체의 바닥면으로부터 비교적 먼 기체 토출구 (제 2 기체 토출구) 로부터 토출되는 기체에 의해 억제된다. 한편, 제 2 기체 토출구보다 노즐 본체의 바닥면으로부터 떨어진 위치에는 추가적인 기체 토출구가 형성되어 있지 않기 때문에, 제 2 기체 토출구에의 공기의 진입을 억제하는 기체의 흐름은 존재하지 않는다. 그래서, 환상의 제 2 기체 토출구의 폭이 환상의 제 1 기체 토출구의 폭보다 좁게 함으로써, 제 2 기체 토출구에의 공기의 진입을 억제할 수 있다. 그 때문에, 예를 들어, 노즐 본체의 바닥면을 기판의 주면에 대향시킨 경우에는, 기판의 주면 부근의 분위기 중의 산소 농도의 상승을 억제할 수 있어, 기판의 주면을 한층 양호하게 보호할 수 있다.
(부기 1-4)
상기 제 2 기체 토출구의 폭이, 상기 제 1 기체 토출구의 폭보다 넓은, 부기 1-2 에 기재된 유체 노즐.
부기 1-4 에 의하면, 제 1 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 선속도가 높아진다. 그 때문에, 예를 들어, 노즐 본체의 바닥면을 기판의 주면에 대향시킨 경우에는, 제 1 기체 토출구로부터 토출되는 기체가 기판의 주면으로 끌어당겨지는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되어 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
(부기 1-5)
상기 정류 구조가, 상기 기체 유로의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 1 차폐부를 갖는, 부기 1-1 ~ 부기 1-4 중 어느 하나에 기재된 유체 노즐.
부기 1-5 에 의하면, 둘레 방향으로 간격을 두고 형성된 복수의 제 1 차폐 부에 의해, 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동이 차폐되고 있다. 그 때문에, 둘레 방향으로 이웃하는 2 개의 제 1 차폐부끼리의 사이를 통과할 때에, 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감된다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 토출 방향을 기체 유로의 반경 방향에 가깝게 할 수 있으므로, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 확산의 균일성을 한층 향상시킬 수 있다.
(부기 1-6)
상기 정류 구조가, 복수의 제 1 차폐부보다 상기 기체 유로의 하류 측에 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부를 추가로 갖고,
상기 둘레 방향에 있어서의 복수의 상기 제 2 차폐부의 위치가, 상기 둘레 방향에 있어서의 복수의 상기 제 1 차폐부의 위치로부터 어긋나 있는, 부기 1-5 에 기재된 유체 노즐.
복수의 제 1 차폐부에 의해, 둘레 방향으로 이웃하는 2 개의 제 1 차폐부끼리의 사이를 통과하는 기체의 유속의 둘레 방향 성분이 저감되는 한편으로, 기체 유로에 있어서의 복수의 제 1 차폐부보다 하류 측에서는, 제 1 차폐부와 동일한 둘레 방향 위치를 흐르는 기체의 유량이 저감된다. 그래서, 복수의 제 1 차폐부보다 기체 유로의 하류 측에 있어서, 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부의 둘레 방향 위치가 복수의 제 1 차폐부의 둘레 방향 위치로부터 어긋나 있는 구성이면, 제 2 차폐부와 동일한 둘레 방향 위치를 흐르는 기체의 유량을 저감할 수 있고, 이로써, 둘레 방향의 각 위치에 있어서의 기체의 유량의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 확산의 균일성을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 제 1 차폐부에 부가하여 복수의 제 2 차폐부에 의해 기체의 속도의 둘레 방향 성분을 저감할 수 있다. 즉, 기체의 속도의 둘레 방향 성분을 2 단계로 저감할 수 있다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 토출 방향을 기체 유로의 반경 방향에 한층 가깝게 할 수 있다.
(부기 1-7)
상기 기체 유로가, 상기 기체 유로의 둘레 방향에 대한 교차 방향으로 직선적으로 연장되는 직선상 유로와, 상기 직선상 유로의 도중부를 굴곡시키는 굴곡 유로를 추가로 갖는, 부기 1-1 ~ 부기 1-6 중 어느 하나에 기재된 유체 노즐. 부기 1-7 에 의하면, 직선상 유로의 도중부에서 굴곡시키는 것에 의해, 기체의 유속이 저감되고, 기체 유로의 둘레 방향의 각 위치에 있어서의 기체의 유속차가 저감된다.
(부기 1-8)
상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면의 중심을 향하여 기체를 토출하는 중심 기체 토출구를 추가로 포함하고,
상기 유체 노즐의 상기 바닥면에는, 원뿔대상의 오목부가 형성되어 있고,
상기 중심 기체 토출구가, 상기 오목부 내에 위치하고 있는, 부기 1-1 ~ 부기 1-7 중 어느 하나에 기재된 유체 노즐.
부기 1-8 에 의하면, 중심 기체 토출구가 원뿔대상의 오목부 내에 배치되어 있다. 그 때문에, 예를 들어, 노즐 본체의 바닥면을 기판의 주면에 대향시킨 경우에는, 노즐 본체의 바닥면을 기판의 주면에 대향시키고 중심 기체 토출구로부터 기체를 토출함으로써, 기판의 주면의 중심에 공급된 기체는, 오목부 내에서 확산되면서, 기판의 둘레가장자리 측으로 향한다. 오목부가 원뿔대상으로 형성되어 있으므로, 오목부의 둘레가장자리의 전역으로부터 오목부의 외측으로 기체를 균등하게 확산시킬 수 있다. 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
(부기 1-9)
상기 오목부 내에 위치하고, 상기 기판의 주면을 향하여 처리액을 토출하는 처리액 토출구를 추가로 포함하는, 부기 1-7 에 기재된 유체 노즐. 그 때문에, 예를 들어, 노즐 본체의 바닥면을 기판의 주면에 대향시킨 경우에는, 처리액 토출구로부터 기판의 주면에 처리액을 토출하면서, 유체 노즐의 측면으로부터 개구되는 기체 토출구로부터 기체를 토출함으로써, 기판의 주면 상의 처리액을 외부의 분위기로부터 보호할 수 있다. 예를 들어, 외부의 분위기에 포함되는 산소가, 기판의 주면 상의 처리액에 용해되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 중심 기체 토출구로부터 기체를 토출시켜 처리액을 기판의 둘레가장자리를 향하여 밀어냄으로써, 기판의 둘레가장자리로부터 배제할 수 있다. 중심 기체 토출구로부터 토출된 기체는, 오목부의 둘레가장자리의 전역으로부터 오목부의 외측으로 균일하게 확산되기 때문에, 기판의 주면으로부터 처리액을 양호하게 제거할 수 있다.
(부기 1-10)
상기 기체 유로의 둘레 방향으로부터 상기 기체 유로에 기체를 유입시키는 기체 유입구를 추가로 포함하는, 부기 1-1 ~ 부기 1-9 중 어느 하나에 기재된 유체 노즐.
그 때문에, 기체 유로의 둘레 방향으로부터 기체 유로에 공급된 기체는, 기체 유로 내에서 둘레 방향으로 선회한다. 기체 유로에 있어서 기체 체류부와는 상이한 부분에 정류 구조가 형성되어 있으므로, 기체 유로 내의 기체가 정류된다. 이로써, 기체 토출구로부터 토출되는 기체의 확산의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명하게 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (19)

  1. 기판을 유지하는 스핀 척과,
    상기 스핀 척에 유지되고 있는 기판의 주면에 대향하여 배치되는 유체 노즐을 구비하고,
    상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향해 방사상으로 기체를 토출하는 기체 토출구와, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로이고, 상기 기판의 주면에 대한 교차 방향을 따른 통 형상을 갖는 기체 유로를 포함하고,
    상기 기체 유로가, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부와, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고, 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조를 갖고,
    상기 정류 구조가, 상기 기체 유로의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 1 차폐부를 갖는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 노즐은, 복수의 상기 기체 토출구와, 복수의 상기 기체 토출구에 각각 기체를 공급하는 복수의 상기 기체 유로를 포함하고,
    복수의 상기 기체 토출구가, 제 1 기체 토출구와, 상기 제 1 기체 토출구보다 상기 교차 방향에 있어서 상기 기판의 주면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 기체 토출구를 갖는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 2 기체 토출구의 폭이, 상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 1 기체 토출구의 폭보다 좁은, 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 2 기체 토출구의 폭이, 상기 교차 방향에 있어서의 상기 제 1 기체 토출구의 폭보다 넓은, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정류 구조가, 복수의 상기 제 1 차폐부보다 상기 기체 유로의 하류 측에 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 2 차폐부를 추가로 갖고,
    상기 둘레 방향에 있어서의 복수의 상기 제 2 차폐부의 위치가, 상기 둘레 방향에 있어서의 복수의 상기 제 1 차폐부의 위치로부터 어긋나 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체 유로가, 상기 교차 방향으로 직선적으로 연장되는 직선상 유로와, 상기 직선상 유로의 도중부를 굴곡시키는 굴곡 유로를 추가로 갖는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정류 구조가, 상기 굴곡 유로에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면에 대향하는 대향면, 및, 상기 대향면에 연결되고 상기 기체 토출구가 개구되는 측면을 갖고, 그 내부에 상기 기체 유로가 형성된 노즐 본체를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면의 중심을 향하여 기체를 토출하는 중심 기체 토출구를 추가로 포함하고,
    상기 유체 노즐의 상기 대향면에는, 상기 기판의 주면으로부터 멀어지는 방향으로 오목한 원뿔대상의 오목부가 형성되어 있고,
    상기 중심 기체 토출구가, 상기 오목부 내에 위치하고 있는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유체 노즐이, 상기 오목부 내에 위치하고, 상기 기판의 주면을 향하여 처리액을 토출하는 처리액 토출구를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 노즐 본체가, 상기 기체 유로를 구획하는 표면을 각각 갖는 복수의 유로 구획 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 노즐에 접속되고, 상기 기판의 주면에 대해 평행한 방향으로부터 상기 기체 유로에 기체를 공급하는 기체 배관을 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  13. 기판을 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    적어도 상기 처리액 공급 공정의 개시 후에 있어서, 기체를 토출하는 기체 토출구, 및, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로를 갖는 유체 노즐이고, 상기 기체 유로에는, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부, 및, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조가 형성되어 있는 유체 노즐의 상기 기체 토출구로부터 기체를 토출하고, 상기 기판의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 방사상의 기류를 형성하는 기류 형성 공정을 포함하고,
    상기 정류 구조가, 상기 기체 유로의 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 형성되고, 상기 기체 유로의 하류 측으로의 기체의 이동을 차폐하는 복수의 제 1 차폐부를 갖는, 기판 처리 방법.
  14. 기판을 유지하는 스핀 척과,
    상기 스핀 척에 유지되고 있는 기판의 주면에 대향하여 배치되는 유체 노즐을 구비하고,
    상기 유체 노즐이, 상기 기판의 주면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향해 방사상으로 기체를 토출하는 기체 토출구와, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로이고, 상기 기판의 주면에 대한 교차 방향을 따른 통 형상을 갖는 기체 유로를 포함하고,
    상기 기체 유로가, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부와, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고, 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조와, 상기 교차 방향으로 직선적으로 연장되는 직선상 유로와, 상기 직선상 유로의 도중부를 굴곡시키는 굴곡 유로를 갖고,
    상기 굴곡 유로는 수평 방향으로 확장되는 평면에서 볼 때 원환 형상의 유로를 갖는, 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 노즐은, 복수의 상기 기체 토출구와, 복수의 상기 기체 토출구에 각각 기체를 공급하는 복수의 상기 기체 유로를 포함하고,
    복수의 상기 기체 토출구가, 제 1 기체 토출구와, 상기 제 1 기체 토출구보다 상기 교차 방향에 있어서 상기 기판의 주면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 기체 토출구를 갖는, 기판 처리 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 기체 유로가, 상기 굴곡 유로를 복수 갖는, 기판 처리 장치.
  17. 기판을 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    적어도 상기 처리액 공급 공정의 개시 후에 있어서, 기체를 토출하는 기체 토출구, 및, 상기 기체 토출구에 기체를 공급하는 기체 유로를 갖는 유체 노즐이고, 상기 기체 유로에는, 상기 기체 유로에 있어서의 다른 지점보다 유로 단면적이 큰 기체 체류부, 상기 기체 유로에 있어서 상기 기체 체류부와는 상이한 부분에 형성되고 상기 기체 유로 내의 기체의 흐름을 정류하는 정류 구조, 상기 기체 유로에 있어서 교차 방향으로 직선적으로 연장되는 직선상 유로, 상기 직선상 유로의 도중부를 굴곡시키는 굴곡 유로가 형성되고, 상기 굴곡 유로는 수평 방향으로 확장되는 평면에서 볼 때 원환 형상의 유로인 유체 노즐의 상기 기체 토출구로부터 기체를 토출하고, 상기 기판의 상면의 중심 측으로부터 둘레가장자리 측을 향하는 방사상의 기류를 형성하는 기류 형성 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유체 노즐은, 복수의 상기 기체 토출구와, 복수의 상기 기체 토출구에 각각 기체를 공급하는 복수의 상기 기체 유로를 포함하고,
    복수의 상기 기체 토출구가, 제 1 기체 토출구와, 상기 제 1 기체 토출구보다 상기 교차 방향에 있어서 상기 기판의 주면으로부터 떨어진 위치에 형성된 제 2 기체 토출구를 갖는, 기판 처리 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 기체 유로에 있어서, 상기 굴곡 유로를 복수 갖는, 기판 처리 방법.
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