KR20050019928A - 기판 처리 용기 - Google Patents

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KR20050019928A
KR20050019928A KR10-2005-7001397A KR20057001397A KR20050019928A KR 20050019928 A KR20050019928 A KR 20050019928A KR 20057001397 A KR20057001397 A KR 20057001397A KR 20050019928 A KR20050019928 A KR 20050019928A
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

기판 처리 용기는 용기 본체(100)와, 용기 본체(100)에 밀봉하여 걸어 맞춰지는 덮개(130)를 갖는다. 용기 본체(100)에는 복수의 기판 지지 로드(102)가 부착되어 있고, 기판 지지 로드(102)는 축부(103)와, 축부(103) 상단에 설치된 대직경의 헤드부(104)를 갖는다. 축부(103)는 용기 본체(100)를 관통하여 상하 방향으로 연장되어 있다. 기판 지지 로드(102)가 하강 위치에 있는 경우에, 헤드부(104)는 축부(103)가 통과된 구멍(108)의 입구를 기밀하게 폐색한다. 기판 지지 로드(102)가 상승 위치에 있는 경우, 용기 본체(100)의 상면과 기판 지지 로드(102)에 의해 지지되어 있는 웨이퍼(W) 사이에 웨이퍼 반송 아암(14a)의 진입을 허용하는 큰 간극이 형성된다. 이 구성에 의해 기판 처리 용기내의 처리 공간의 상하 방향 두께를 매우 작게 할 수 있고, 처리 유체의 사용량의 삭감 및 작업 처리량의 향상을 도모할 수 있다.

Description

기판 처리 용기{SUBSTRATE PROCESSING CONTAINER}
본 발명은 그 내부에 구획되는 밀폐 공간 내에 있어서 반도체 웨이퍼나 LCD 유리 기판 등의 기판이 처리되는 기판 처리 용기에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 포토리소그래피 기술을 이용하여 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함)에 소정의 회로 패턴을 형성하고 있다. 회로 패턴의 형성은 세정 처리된 웨이퍼에 포토레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정, 이 레지스트막을 소정의 패턴으로 노광하는 공정, 노광된 레지스트막을 현상하는 공정, 필요에 따라 에칭이나 불순물 주입을 행하는 공정, 웨이퍼로부터 필요 없게 된 레지스트막을 제거하는 공정을 포함한다.
최근, 웨이퍼로부터 레지스트막을 제거하는 방법으로서, 수증기 및 오존을 함유하는 처리 가스를 이용하여 레지스트막을 수용성으로 변질시키고, 그 후에 수세를 행함으로써 레지스트막을 웨이퍼로부터 제거하는 방법이 제안되어 있다.
도 15는 레지스트막을 수용성으로 변질시키는 처리를 행하기 위해서 이용되는 처리 용기(200)의 개략 단면도이다. 처리 용기(200)는 고정된 용기 본체(201)와 승강이 자유 자재로운 덮개(202)를 가지며, 덮개(202)의 상하 이동에 의해 처리 용기(200)의 개폐가 행해진다. 용기 본체(201)에는 스테이지(203)가 설치되어 있고, 스테이지(203)의 표면에는 웨이퍼(W)를 지지하는 복수의 지지핀(203a)이 설치되어 있다. 또한 용기 본체(201)의 측벽에는 처리 가스를 처리 용기(200) 내로 도입하기 위한 가스 도입구(204)와, 처리 가스를 배기하기 위한 배기구(205)가 대향하여 설치되어 있다. 덮개(202)와 스테이지(203)에는 각각 히터(206a, 206b)가 매설되어 있어, 지지핀(203a)에 지지된 웨이퍼(W)를 소정 온도로 가열한다. 지지핀(203a)에의 웨이퍼(W)의 적재 및 제거는 웨이퍼(W)를 반송하는 도시하지 않은 반송 아암에 의해 행해진다.
그러나, 이러한 구조를 갖는 처리 용기(200)에서는, 반송 아암이 스테이지(203)에 충돌하는 일없이 반송 아암과 지지핀(203a) 사이에서의 웨이퍼(W)의 교환이 원활하게 행해지도록, 지지핀(203a)의 길이를 예컨대 10 ㎜ 이상으로 길게 해야만 한다. 이 경우에는, 처리 용기(200)내의 처리 공간의 높이, 즉 처리 공간의 내부 용적이 커진다. 이 때문에, 1회의 처리에 필요한 처리 가스의 양이 많아져 운전 비용이 비싸진다. 또한, 처리 용기 내에서의 처리 가스의 흐름이 불균일해지고, 처리의 면 내 균일성이 저하된다. 또한 복수의 처리 용기를 구비한 처리 시스템을 구축할 때에, 시스템의 대형화를 초래한다. 더욱이, 스테이지(203)로부터 웨이퍼(W)까지의 거리가 멀기 때문에 웨이퍼(W)의 가열 효율이 저하되고, 작업 처리량이 저하된다. 또한, 웨이퍼(W)의 면 내 온도 분포가 불균일해지고, 처리의 면 내 균일성이 저하된다.
도 1은 레지스트 제거 시스템의 개략 평면도.
도 2는 도 1의 레지스트 제거 시스템의 개략 정면도.
도 3은 도 1의 레지스트 제거 시스템의 개략 배면도.
도 4는 도 1의 레지스트 제거 시스템의 레지스트 수용화(水溶化) 처리 유닛에 설치되는 기판 처리 용기의 일 실시예를 도시한 개략 단면도로서, 덮개 및 기판 지지 로드가 하강 위치에 있는 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 처리 용기에 있어서 덮개 및 기판 지지 로드가 상승 위치에 있는 상태를 도시한 개략 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 처리 용기의 주연부의 확대 단면도.
도 7은 도 4에 도시된 처리 용기에 부설되는 록 기구의 배치를 도시한 개략 평면도.
도 8은 도 7에 도시된 록 기구의 압압 롤러의 이동을 도시한 설명도.
도 9는 도 1의 레지스트 제거 시스템의 레지스트 수용화 처리 유닛에 적용 가능한 처리 용기의 다른 실시예를 도시한 개략 단면도.
도 10은 도 1의 레지스트 제거 시스템의 레지스트 수용화 처리 유닛에 적용 가능한 처리 용기의 또 다른 실시예를 도시한 개략 단면도.
도 11은 도 1의 레지스트 제거 시스템의 레지스트 수용화 처리 유닛에 적용 가능한 처리 용기의 또 다른 실시예를 도시한 개략 단면도.
도 12는 도 1의 레지스트 제거 시스템의 레지스트 수용화 처리 유닛에 적용 가능한 처리 용기의 또 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 도 13에 도시한 용기 본체의 XII-XII선을 따른 단면을 덮개와 함께 도시한 단면도.
도 13은 도 12에 도시된 처리 용기의 용기 본체를 도시한 도면으로서, 도 12에 있어서의 XIII 방향에서 본 평면도.
도 14는 도 13에 도시된 용기 본체의 XVI-XVI선을 따른 단면을 덮개와 함께 도시한 단면도.
도 15는 종래의 처리 용기의 구조를 도시한 개략 단면도.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 내부 용적이 작은 박형의 기판 처리 용기의 실현을 가능하게 하는 기판 지지 구조를 구비한 기판 처리 용기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명은 처리의 균일성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 용기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
더욱이, 본 발명은 작업 처리량을 향상시킬 수 있는 기판 처리 용기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 내부에서 처리 유체를 이용하여 기판에 처리가 실시되는 기판 처리 용기에 있어서, 용기 본체와, 상기 용기 본체와 분리 가능하게 밀봉하여 걸어 맞춰져, 상기 처리 용기와 함께 처리 공간을 구획하는 덮개와, 상기 용기 본체에 설치된 복수의 기판 지지 로드와, 상기 기판 지지 로드를 제1 높이와 제2 높이 사이에서 승강시킬 수 있는 구동 장치를 구비하고, 상기 각 기판 지지 로드는 기판을 하측에서 지지할 수 있는 헤드부와, 상기 헤드부로부터 아래쪽으로 연장되는 축부를 갖고 있으며, 상기 용기 본체에 상기 처리 공간으로 개구하는 상단을 갖는 동시에 연직 방향으로 연장되는 복수의 구멍이 형성되어 있고, 상기 각 구멍에 상기 각 기판 지지 로드의 축부가 연직 방향으로 이동 가능하게 관통하고 있으며, 상기 각 기판 지지 로드의 헤드부는 상기 용기 본체의 구멍을 통과할 수 없도록 치수가 부여되어 있고, 상기 기판 지지 로드가 제1 높이에 위치하고 있을 때에 상기 구멍의 상단을 막는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기를 제공한다.
적합하게는, 상기 기판 지지 로드의 헤드부는 상기 기판 지지 로드가 제1 높이에 위치하고 있을 때에 상기 용기 본체의 상기 구멍의 상단 근방 부분에 접촉하여 상기 처리 공간으로부터 상기 구멍으로의 상기 처리 유체의 침입을 방지하는 탄성 시일 부재를 갖고 있다. 이 경우, 적합하게는, 상기 용기 본체의 상면에 상기 제1 높이에 위치하고 있는 상기 기판 지지 로드의 헤드부를 수용하는 오목부가 형성되어 있고, 상기 용기 본체의 구멍은 상기 오목부의 바닥면으로부터 아래쪽으로 연장되며, 상기 탄성 시일 부재는 상기 오목부의 바닥면에 접촉하도록 설치되어 있다.
상기 대신에, 상기 기판 지지 로드의 헤드부가 아래쪽을 향해 끝이 가늘어지는 외주면을 갖고 있고, 상기 처리 용기의 구멍의 상기 상단 근방의 내주면은 상기 헤드부의 끝이 가는 외주면과 상보적인 형상을 갖고 있으며, 이에 따라 상기 기판 지지 로드가 제1 높이에 위치하고 있을 때에 상기 외주면과 상기 내주면이 밀접하여 상기 처리 공간으로부터 상기 구멍으로의 상기 처리 유체의 침입을 방지하는 시일이 형성되도록 하여도 좋다.
상기 기판 처리 용기는 상기 용기 본체에 설치되고, 기판의 하면을 지지할 수 있는 복수의 기판 지지 부재를 더 구비하여 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 기판 지지 부재의 기판 지지면의 높이는 상기 기판 지지 로드가 상기 제1 높이에 위치하고 있는 경우의 상기 기판 지지 로드의 헤드부의 기판 지지면의 높이보다 높고, 이에 따라, 상기 기판 지지 로드가 상기 제1 높이에 위치하고 있는 경우에, 기판이 상기 기판 지지 로드에 의해 지지되는 일없이 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된다.
상기 구동 장치는 상기 용기 본체의 구멍의 하단으로부터 돌출하는 상기 복수의 기판 지지 로드의 축부에 연결되는 동시에 상기 용기 본체의 바닥면의 아래쪽에 설치된 아암과, 상기 아암을 승강시키는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 기판 처리 용기는, 바람직하게는, 상기 용기 본체의 구멍의 하단으로부터 돌출하는 상기 복수의 기판 지지 로드의 축부를 둘러싸는 벨로즈를 더 구비하여 구성되고, 상기 벨로즈의 상단이 상기 용기 본체의 상기 구멍의 하단 근방 부분에 기밀하게 접속되며, 상기 벨로즈의 하단은 상기 아암에 기밀하게 접속된다.
또한, 상기 액츄에이터의 고장에 기인한 사고를 방지하기 위해서 상기 아암과 분리 가능하게 걸어 맞춰져 상기 아암의 운동을 록하는 스토퍼를 갖는 아암 록 기구를 설치할 수 있다.
상기 기판 처리 용기는 상기 덮개를 승강시키는 액츄에이터를 구비하여 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 액츄에이터의 고장에 기인한 사고를 방지하기 위해서 상기 덮개 또는 상기 덮개에 고착된 부재와 분리 가능하게 걸어 맞춰져 상기 덮개의 운동을 록하는 스토퍼를 갖는 덮개 록 기구를 설치하는 것이 적합하다.
적합한 일 실시예에 있어서는, 상기 기판 처리 용기는 상기 처리 공간으로부터 처리 유체가 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 부분을 갖고 있다. 바람직하게는, 상기 기판 처리 용기는 상기 시일 부분에 있어서의 처리 유체의 누출을 검출하기 위한 수단을 갖는다. 상기 수단은 상기 시일 부분의 상기 처리 공간과 반대측에 설치된 밀폐 공간과, 상기 밀폐 공간을 흡인하는 흡인 라인과, 상기 흡인 라인에 설치된 압력계를 포함한다. 이 구성에 따르면, 상기 시일 부분에 있어서 처리 유체의 누출이 발생하면, 상기 밀폐 공간의 압력이 변동하고, 이 압력 변동이 상기 압력계에 의해 검출된다. 이에 따라 누출을 검출할 수 있다.
상기 밀폐 공간은 상기 기판 지지 로드의 축부가 삽입 관통되는 상기 처리 용기의 구멍으로 할 수 있다. 또한, 적합한 일 실시예에 있어서는, 상기 용기 본체와 상기 덮개와의 접촉면은 제1 시일 부재와, 제1 시일 부재의 외측에 배치된 제2 시일 부재에 의해 시일된다. 이 경우, 상기 밀폐 공간은 상기 제1 시일 부재와 상기 제2 시일 부재 사이의 공간으로 할 수 있다.
상기 흡인 라인에 오존 킬러가 설치된 오존 처리 라인을 접속할 수 있다. 이것에 따르면, 처리 유체가 오존을 함유하는 경우에, 누출된 처리 유체에 의해 기판 처리 용기 주변이 유독 가스 분위기가 되는 것을 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 장치의 상기 기판 지지 로드용 상기 구동 장치는 상기 기판 지지 로드에 연결된 피스톤과, 상기 피스톤 주위를 둘러싸는 실린더와, 상기 실린더에 작동 유체를 공급하는 작동 유체 공급 장치를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 기판 처리 용기는 상기 덮개를 승강시키는 액츄에이터와, 상기 기판 지지 로드를 위쪽을 향해 힘을 가하는 스프링을 더 구비하여 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 덮개는 상기 덮개를 하강시켰을 때에 상기 기판 지지 로드의 헤드부에 접촉하여 상기 스프링의 탄성력에 대항하여 상기 기판 지지 로드를 밀어 내릴 수 있는 압압 부재를 갖는다. 이 경우, 상기 구동 장치는 상기 스프링, 상기 액츄에이터 및 상기 압압 부재를 포함하여 구성된다.
상기 기판 처리 용기는 상기 덮개가 상기 용기 본체에 접촉하고 있을 때에, 상기 용기 본체와 상기 덮개를 밀접시키는 동시에 상기 덮개의 상기 용기 본체로부터의 분리를 저지하는 용기 록 기구를 더 구비하여 구성할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다. 이하의 설명은 수증기(순수의 증기)와 오존(O3)을 함유하는 처리 가스에 의해 웨이퍼의 표면에 형성되어 있는 레지스트막을 수용성으로 변질시키는 처리(이하, 「레지스트 수용화 처리」라 함)와, 수용화 처리된 레지스트를 수세 제거하는 동시에 레지스트가 제거된 웨이퍼(W)를 세정하여 청정한 상태로 하는 세정 처리를 행하는 레지스트 제거 시스템(기판 처리 시스템)을 예를 들어 행한다.
도 1은 레지스트 제거 시스템(1)의 개략 평면도이고, 도 2는 그 정면도이며, 도 3은 그 배면도이다. 레지스트 제거 시스템(1)은 처리 스테이션(2)과, 반송 스테이션(3)과, 캐리어 스테이션(4)과, 케미컬 스테이션(5)을 구비하고 있다. 캐리어 스테이션(4)에는 다른 처리 시스템 등으로부터 웨이퍼(W)가 수용된 캐리어가 반입되고, 또한, 캐리어 스테이션(4)으로부터 이 레지스트 제거 시스템(1)에 있어서 소정의 처리가 종료한 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어가 다음 처리를 행하는 다른 처리 시스템으로 반출된다. 처리 스테이션(2)은 레지스트 수용화 처리 및 그 후의 레지스트 제거 처리 및 수세/건조 처리 등을 웨이퍼(W)에 행하기 위한 복수의 처리 유닛을 갖고 있다. 반송 스테이션(3)에는 처리 스테이션(2)과 캐리어 스테이션(4) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 장치가 설치되어 있다. 케미컬 스테이션(5)에서는, 처리 스테이션(2)에서 사용하는 약액이나 가스 등의 생성 및 저류가 행해진다.
웨이퍼(W)는 캐리어(C) 내에 대략 수평 자세로 상하 방향(Z 방향)으로 일정한 간격으로 수용되어 있다. 웨이퍼(W)는 캐리어(C)의 일 측면에 형성된 개구를 통해 캐리어(C)에 반출입되고, 이 개구는 착탈이 자유 자재로운 덮개(10a; 도 1에는 도시하지 않음. 도 2 및 도 3에 덮개(10a)가 떼어내진 상태를 도시함)에 의해 개폐된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 캐리어 스테이션(4)은 도면 중 Y 방향을 따라 3지점에 캐리어(C)를 적재할 수 있는 적재대(6)를 갖고 있다. 캐리어(C)는 덮개가 설치된 측면이 캐리어 스테이션(4)과 반송 스테이션(3) 사이의 경계벽(8a)을 향하도록 하여 적재대(6)에 적재된다. 경계벽(8a)의 캐리어(C)의 적재 장소에 대응하는 위치에는 창(9a)이 형성되어 있고, 각 창(9a)의 반송 스테이션(3)측에는 창(9a)을 개폐하는 셔터(10)가 설치되어 있다. 셔터(10)에는 캐리어(C)의 덮개(10a)를 파지하는 파지 수단(도시하지 않음)이 부설되어 있다. 파지 수단은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 캐리어(C)로부터 덮개(10a)를 떼어내어 반송 스테이션(3) 내로 후퇴시킨다.
반송 스테이션(3)에 설치된 웨이퍼 반송 장치(7)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 반송픽(7a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(7)는 반송 스테이션(3)의 바닥 위에 Y 방향으로 연장되어 있는 가이드(11; 도 2 및 도 3 참조)를 따라 Y 방향으로 이동 가능하다. 웨이퍼 반송픽(7a)은 수평 방향으로 이동 가능하고, 또한, Z 방향으로 승강 가능하며, 또한, X-Y 평면 내에서 회전이 자유 자재(θ 회전)롭다.
셔터(10)를 개방하여 캐리어(C)의 내부와 반송 스테이션(3)이 창(9a)을 통해 연통했을 때, 웨이퍼 반송픽(7a)은 적재대(6)에 적재된 모든 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)에 액세스 가능하고, 캐리어(C) 내의 임의의 높이 위치에 있는 웨이퍼(W)를 캐리어(C)로부터 반출할 수 있으며, 또한 반대로 캐리어(C)의 임의의 위치에 웨이퍼(W)를 반입할 수 있다.
처리 스테이션(2)은 반송 스테이션(3)측에 2대의 웨이퍼 적재 유닛(TRS; 13a, 13b)을 갖고 있다. 웨이퍼 적재 유닛(13b)은 반송 스테이션(3)으로부터 처리 스테이션(2)에 미처리의 웨이퍼(W)가 반입될 때에, 이 미처리의 웨이퍼(W)를 일시적으로 유지한다. 웨이퍼 적재 유닛(13a)은 처리 스테이션(2)으로부터 반송 스테이션(3)에 처리를 끝낸 웨이퍼(W)가 복귀될 때에, 이 처리를 끝낸 웨이퍼(W)를 일시적으로 유지한다. 처리 스테이션(2) 내에서 필터 팬 유닛(FFU; 18)으로부터 청정한 공기가 다운 플로되기 때문에, 처리를 끝낸 웨이퍼(W)를 상단의 웨이퍼 적재 유닛(13a)에 적재함으로써, 이 처리를 끝낸 웨이퍼(W)의 오염이 억제된다.
반송 스테이션(3)과 처리 스테이션(2) 사이의 경계벽(8b)의 웨이퍼 적재 유닛(13a, 13b) 위치에 창(9b)이 설치되어 있다. 웨이퍼 반송픽(7a)은 창(9b)을 통해 웨이퍼 적재 유닛(13a, 13b)에 액세스 가능하다. 따라서, 웨이퍼 반송픽(7a)은 캐리어(C)와 웨이퍼 적재 유닛(13a, 13b) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(2)에는 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 레지스트막을 수용성으로 변질시키는 처리를 행하는 8대의 레지스트 수용화 처리 유닛(VOS; 15a∼15h)이 2열 4단으로 레지스트 제거 시스템(1)의 배면측에 배치되어 있다. 추가로 처리 스테이션(2)에는 레지스트 수용화 처리 유닛(15a∼15h)에 의해 수용화된 레지스트막을 웨이퍼(W)로부터 제거하고, 이 웨이퍼(W)를 청정한 상태로 세정하며, 그리고 이 웨이퍼(W)를 건조하는 일련의 처리를 행하는 세정 처리 유닛(CLN; 12a∼12d)이 2열 2단으로 레지스트 제거 시스템(1)의 정면측에 배치되어 있다. 처리 스테이션(2)의 거의 중앙부에는 처리 스테이션(2) 내에 있어서 웨이퍼(W)를 반송하는 주웨이퍼 반송 장치(14)가 설치되어 있다.
처리 스테이션(2) 내의 주웨이퍼 반송 장치(14)를 사이에 두고 웨이퍼 적재 유닛(13a, 13b)과 대향하는 위치에는 세정 처리 유닛(12a∼12d)에서의 처리를 끝낸 웨이퍼(W)를 가열하여 건조하는 핫 플레이트 유닛(HP; 19a∼19d)이 4단으로 중첩되어 배치되어 있다. 웨이퍼 적재 유닛(13a)의 상측에는 가열 건조 처리된 웨이퍼(W)를 냉각하는 쿨링 플레이트 유닛(COL; 21a, 21b)이 중첩되어 있다. 웨이퍼 적재 유닛(13a)은 쿨링 플레이트 유닛으로서의 기능도 갖는다. 처리 스테이션(2)의 상부에는 처리 스테이션(2)의 내부로 청정한 공기를 송풍하는 필터 팬 유닛(FFU; 18)이 설치되어 있다.
주웨이퍼 반송 장치(14)는 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 아암(14a)을 갖고 있다. 주웨이퍼 반송 장치(14)의 본체는 Z축 둘레로 회전이 자유 자재롭다. 웨이퍼 반송 아암(14a)은 수평 방향으로 진퇴가 자유 자재로우며, 또한 Z 방향으로 승강이 자유 자재롭다. 웨이퍼 반송 장치(14)는 처리 스테이션(2)에 설치된 각 유닛에 액세스 가능하고, 이들 각 유닛 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
레지스트 수용화 처리 유닛(15a∼15d)과 레지스트 수용화 처리 유닛(15e∼15h)은 그 경계벽(22b)에 관해서 거의 대칭인 구조를 갖고 있다. 뒤에 상세히 설명하는 바와 같이, 레지스트 수용화 처리 유닛(15a∼15h)은 웨이퍼(W)를 수평 자세로 수용하는 밀폐식 처리 용기를 갖고 있다. 이 처리 용기 내에 수증기 및 오존을 함유하는 처리 가스가 공급되고, 이에 따라 웨이퍼(W)의 표면에 형성되어 있는 레지스트막이 웨이퍼(W)로부터 용이하게 제거할 수 있도록 변질된다.
세정 처리 유닛(12a, 12b)은 세정 처리 유닛(12c, 12d)과는 경계벽(22a)에 관해서 거의 대칭인 구조를 갖고 있다. 이에 따라, 주웨이퍼 반송 장치(14)의 구조를 간단한 것으로 할 수 있고, 웨이퍼 반송 아암(14a)의 세정 처리 유닛에의 액세스가 용이해진다. 세정 처리 유닛(12a∼12d)은 웨이퍼(W)를 유지하여 회전하는 스핀 척과, 스핀 척을 둘러싸는 컵과, 스핀 척으로 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 세정액(순수, 유기 용매)을 분사하는 세정액 분사 노즐과, 웨이퍼(W)의 표면에 건조 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 갖고 있다. 이러한 세정 처리 유닛은 공지이며, 여기서는 상세한 설명은 행하지 않는다.
케미컬 스테이션(5)에는 수증기와 오존을 함유하는 처리 가스를 생성하여 레지스트 수용화 처리 유닛(15a∼15h)에 공급하는 처리 가스 공급 장치(16)와, 세정 처리 유닛(12a∼12d)에서 사용하는 세정액을 저장하는 동시에 거기에서 송액하는 세정액 공급 장치(17)가 설치되어 있다. 처리 가스 공급 장치(16)는 산소 가스를 오존화하는 오존 발생기(도시하지 않음)와, 순수한 물을 기화시켜 수증기를 발생시키는 수증기 발생기(도시하지 않음)와, 오존 및 질소의 혼합 가스와 수증기를 혼합하여 처리 유체를 생성하는 믹서(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 또한, 처리 가스 공급 장치(16)에는 질소 가스 공급 라인(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 질소 가스는 오존의 희석 및 처리 용기의 퍼지 등에 이용된다.
다음에, 레지스트 수용화 처리 유닛(15a)의 구성에 대해서 상세히 설명한다. 레지스트 수용화 처리 유닛(15a)은 하우징(도시하지 않음)의 내부에 웨이퍼(W)를 수용하는 밀폐식 처리 용기가 배치된 구성을 갖고 있다. 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 처리 용기(30)의 개략 단면도이고, 도 6은 처리 용기(30)의 주연부를 확대하여 도시한 단면도이다.
처리 용기(30)는 수용화 처리 유닛(15a)의 도시하지 않은 하우징에 부동으로 부착된 용기 본체(41a)와, 용기 본체(41a)의 상면을 덮는 덮개(41b)로 구성되어 있다. 덮개(41b)는 상기 하우징을 구성하는 프레임 또는 상벽(도시하지 않음)에 고정된 에어실린더 등의 승강 기구(42)에 의해 승강이 자유 자재롭다. 도 4 및 도 6은 덮개(41b)를 용기 본체(41a)에 밀접시킨 상태를 나타내고, 도 5는 덮개(41b)를 용기 본체(41a)의 상측으로 이격시킨 상태를 나타내고 있다.
용기 본체(41a)의 주연부(44c)의 상면에는 O링(43)이 배치되어 있다. 덮개(41b)의 주연부(45c)의 하면은 거의 평탄한 면으로 되어 있다. 덮개(41b)를 강하시키면, O링(43)이 압축되어 덮개(41b)의 주연부(45c)의 하면과 용기 본체(41a)의 주연부(44c)의 상면 사이가 시일된다. 이렇게 해서 처리 용기(30) 내에 밀폐된 처리 공간(32)이 형성된다.
용기 본체(41a)의 주연부(44c)에는 처리 공간(32)에 수증기 및 오존을 함유하는 처리 가스를 공급하기 위한 공급구(46a)와, 처리 공간(32)에서의 처리에 제공된 처리 가스를 배출하기 위한 배출구(46b)가 설치되어 있다. 공급구(46a)로부터는, 처리 공간(32)으로의 처리 가스의 공급 전후에 있어서 처리 공간(32)을 퍼지하기 위해서 사용되는 각종 가스, 예컨대 질소 가스나 질소 가스와 오존의 혼합 가스를 공급할 수 있다.
승강 기구(42)가 발생하는 압압력에 의해 용기 본체(41a)와 덮개(41b)를 밀접하게 하는 것이 가능하다. 그러나, 용기 본체(41a)와 덮개(41b)와의 밀접을 보다 확실한 것으로 하기 위해서 및 승강 기구(42)의 예기치 않은 일시적인 작동 불량에 대응하기 위해서, 처리 용기(30)에 용기 본체(41a)와 덮개(41b)를 강고하게 결합하는 록 기구(35)를 설치하는 것이 바람직하다.
도 7은 처리 용기(30)에 록 기구(35)를 설치한 경우의, 처리 용기(30)를 덮개(41a)의 상측에서 본 개략 평면도이다. 덮개(41b)의 주연부(45c)에 4지점의 노치(61)가 형성되어 있고, 이에 따라 덮개(41b)의 주연부(45c)에 원호형의 4개의 플랜지(45d)가 형성된다. 용기 본체(41a)의 주연부(44c)에도 덮개(41b)와 동일한 각도 위치에 4지점의 노치(61)가 형성되어 있고, 이에 따라 용기 본체(41a)의 주연부(44c)에 원호형의 4개의 플랜지(44d)가 형성된다. 상방향에서 본 경우, 용기 본체(41a)의 플랜지(44d)는 덮개(41b)의 플랜지(45d)와 겹치는 위치에 있다. 록 기구(35)는 덮개(41b)의 주연부를 따라 동기하여 이동하는 4개의 끼움 장치(57)를 갖고 있다. 각 끼움 장치(57)는 회전축(58) 주위에 회전이 자유 자재로운 압압 롤러(59a, 59b)와, 회전축(58)을 유지하는 롤러 유지 부재(60)를 갖고 있다.
도 8은 용기 본체(41a) 및 덮개(41b)의 플랜지(44d, 45d) 및 압압 롤러(59a, 59b)만을 표시한 개략 측면도이다. 노치(61)의 위치에 끼움 부재(57)가 위치하고 있을 때에는 덮개(41b)의 승강을 자유롭게 행할 수 있다. 덮개(41b)의 중심을 중심으로 하고, 4개의 끼움 부재(57)를 동시에 덮개(41b)의 주연부를 따라 원주 방향으로 45도만큼 이동시키면, 압압 롤러(59a)는 회전하면서 덮개(41b)의 플랜지(45d) 상면의 슬로프를 따라 이동하고, 압압 롤러(59b)는 회전하면서 용기 본체(41a)의 플랜지(44d)의 하면의 슬로프를 따라 이동한다. 압압 롤러(59a, 59b)가 노치(61) 내에 위치하고 있을 때의 압압 롤러(59a, 59b) 사이의 간극은 플랜지(44d)의 하면과 플랜지(45d)의 상면 사이의 거리보다 작다. 따라서, 압압 롤러(59a, 59b)는 플랜지(44d, 45d)의 중앙부 위에 놓여 있을 때, 플랜지(44d, 45d)를 이들이 서로 근접하는 방향으로 꽉 누른다. 이에 따라 덮개(41b)는 용기 본체(41a)에 강하게 눌려진다.
회전축(58)을 스프링을 통해 롤러 유지 부재(60)에 상하 방향 이동 가능하게 부착하여 압압 롤러(59a, 59b)에 의한 압압력을 조정 가능하게 하여도 좋다. 노치(61)를 형성하는 위치는 도 7에 도시된 4지점에 한정되지 않지만, 노치(61)는 3지점 이상으로 등간격으로 형성하는 것이 바람직하다.
용기 본체(41a)의 중앙에는 원반 형상의 스테이지(44a)가 설치되어 있다. 스테이지(44a)와 주연부(44c) 사이에는 원환형의 홈(44b)이 형성되어 있다. 홈(44b)에는 3지점에 관통 구멍(47)이 형성되어 있다. 관통 구멍(47)은 홈(44b)의 바닥면으로부터 아래쪽으로 연장되어 용기 본체를 관통하고 있다. 관통 구멍(47)의 하부의 직경은 상부의 직경보다 크다.
각 관통 구멍(47)에는 웨이퍼(W)의 주연부를 지지하는 지지 부재(헤드부; 48)를 선단에 갖는 기판 지지 로드(49)가 배치되어 있다. 지지 부재(48)는 도시되어 있는 바와 같이 로드 부분과 별도의 부품이어도 좋고, 로드 부분과 일체로 성형된 것이어도 좋다. 지지 로드(49)를 승강시키는 로드 승강 기구(50)가 용기 본체(41a)의 하면에 부착되어 있다.
지지 부재(48)는 상면에서 웨이퍼(W)를 지지하는 몸통부(48a)와, 몸통부(48a)의 상면에 설치된 가이드(48b)를 갖고 있다. 가이드(48b)에 의해 본체부(48a)에 지지된 웨이퍼(W)의 수평 방향에서의 이동이 억제된다. 몸통부(48a)의 하부는 아래쪽을 향해 끝이 가는(테이퍼 형성된) 원추대 형상으로 되어 있다. 관통 구멍(47)의 상단 부분은 몸통부(48a)의 하부와 상보적인 원추대 형상으로 되어 있다(도 6 참조). 로드 승강 기구(50)를 동작시켜 지지 부재(48)를 관통 구멍(47) 입구에 꽉 누름으로써, 관통 구멍(47)은 지지 부재(48)에 의해 기밀하게 폐색된다. 이에 따라, 처리 용기(30)의 처리 공간(32)에 처리 가스를 공급한 경우에, 관통 구멍(47)을 통한 처리 가스의 처리 용기(30) 외부로의 누출이 방지된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 로드 승강 기구(50)는 원주형의 내부 공간을 갖는 실린더(51)와, 실린더(511)의 내부 공간에 배치된 승강 로드(52)를 갖고 있다. 승강 로드(52)의 상단은 기판 지지 로드(49)의 하단에 접속되어 있다. 승강 로드(52)는 중앙부에 직경 확장부(즉 피스톤)를 갖고 있고, 이에 따라 실린더(51)의 내부 공간은 이 직경 확장부의 상하에 각각 위치하는 실(54b, 54a)로 분리된다. 승강 로드(52)의 직경 확장부의 외주면에는 시일 링(53)이 장착되어 있다.
실린더(51)에는 하측실(54a)과 연통하도록 제1 공기 통로(55a)가 설치되고, 제1 공기 통로(55a)는 공기 공급 기구(31a)와 배관에 의해 연결되어 있다. 상측실(54b)과 연통하도록 제2 공기 통로(55b)가 설치되고 있고, 제2 공기 통로(55b)는 공기 공급 기구(31b)와 배관에 의해 연결되어 있다.
제1 공기 통로(55a)로부터 하측실(54a)로 공기를 도입하면 승강 로드(52)가 상승하고, 제2 공기 통로(55b)로부터 상측실(54b)로 공기를 도입함으로써 승강 로드(52)가 강하한다. 승강 로드(52)의 상하 이동에 따라 기판 지지 로드(49) 및 지지 부재(48)가 승강한다. 지지 로드(49)의 하단에는 직경 확장부가 설치되어 있고, 이 직경 확장부가 관통 구멍(47)의 소직경 부분의 출구에 충돌하면 지지 로드(49)는 그 이상 상승할 수 없고, 이에 따라 지지 부재(48)의 상한 위치가 결정된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 기판 지지 로드(49) 및 지지 부재(48)를 상승시키면, 지지 부재(48)의 웨이퍼 지지면과 스테이지(44a)의 상면과의 상하 방향 거리가 커진다. 이에 따라, 웨이퍼 반송 아암(14a; 도 5에는 도시하지 않음)은 용기 본체(41a)와 충돌하는 일없이, 지지 부재(48) 사이에서 웨이퍼(W)의 교환을 행할 수 있다. 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 승강 로드(52)를 강하시키면, 지지 부재(48)는 관통 구멍(47)의 상측 입구를 폐색하고, 이 때, 웨이퍼(W)가 스테이지(44a)에 근접하여 지지 부재(48)에 의해 유지된다.
이상 기술한 바와 같이, 처리 용기(30)에 있어서는, 도 15에 도시한 종래의 처리 용기(200)와 같이, 처리 공간으로 항상 돌출하는 긴 기판 지지핀(203a)을 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 처리 용기(30)를 박형으로 하여 내부 용적을 작게 할 수 있다. 또한, 지지 부재(48)가 하강했을 때에는 지지 부재(48)는 용기 본체(41a)의 홈(44b) 내에 수용되고, 또한, 지지 부재(48)에 지지되어 있는 웨이퍼(W)는 스테이지(44a)와 근접한다. 이것에 의해, 처리 공간(32)의 내부 용적을 더욱 작게 할 수 있다. 처리 공간(32)이 작아지면, 처리에 필요한 처리 가스의 양을 저감할 수 있다.
전술한 바와 같이, 하강 위치에 있는 지지 부재(48)에 의해 관통 구멍(47) 입구가 폐색되기 때문에, 관통 구멍(47)을 통해서 처리 가스가 처리 용기(30) 외부로 새는 것이 방지된다. 그러나, 지지 부재(48)에의 이물 부착이나 로드 승강 기구(50)의 일시적인 동작 불량 등의 예측할 수 없는 사태에 대비하여 관통 구멍(47)의 하단을 폐색하는 링형의 다이어프램(56)이 설치되어 있다. 다이어프램(56)의 내주면은 지지 로드(49)의 외주면에 기밀하게 접속되고, 다이어프램(56)의 외주면은 처리 용기(30)의 하면의 관통 구멍(47)의 주위 부분과, 실린더(51)의 상면과의 사이에 끼워져 있다. 다이어프램(56)은 적합하게는 PTFE 등의 내식성이 우수한 불소수지로 이루어진다.
용기 본체(41a)의 스테이지(44a)에는 웨이퍼(W)를 가열하는 히터(39a)가 매설되어 있다. 처리 중에는 웨이퍼(W)는 하강 위치에 있는 지지 부재(48)에 의해 스테이지(44a)에 근접한 상태로 유지되기 때문에, 웨이퍼(W)의 승온을 단시간에 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 온도 분포의 균일성도 또한 높일 수 있다. 따라서, 작업 처리량을 향상시키면서, 처리 품질을 높일 수 있다. 덮개(41b)에도 히터(39b)가 설치되어 있다. 히터(39b)를 설치함으로써, 웨이퍼(W)의 승온을 보다 빠르고 균일하게 행할 수 있다. 또, 도 6에 있어서는 히터(39a, 39b)의 도시를 생략하고 있다.
레지스트 제거 시스템(1)에 의해 실행되는 일련의 처리 공정을 이하에 설명한다. 처음에 에칭 처리를 끝낸 웨이퍼(W)가 수용된 캐리어(C)가 오퍼레이터에 의해 또는 자동 반송 장치에 의해 적재대(6)에 적재된다. 이 웨이퍼(W)에는 에칭 처리에 있어서, 에칭 마스크로서 이용된 레지스트막이 부착되어 있다. 계속해서, 셔터(10)가 하강하여 창(9a)이 열리고, 추가로 캐리어(C)로부터 덮개(10a)가 떼어내진다. 계속해서 웨이퍼 반송픽(7a)에 의해 캐리어(C)의 소정 위치에 있는 1장의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 적재 유닛(13b)으로 반송된다.
다음에, 웨이퍼 반송 아암(14a)이, 웨이퍼 적재 유닛(13b)에 적재된 웨이퍼(W)를, 레지스트 수용화 처리 유닛(15a; 또는 15b∼15h 중 어느 하나)으로 반입한다. 레지스트 수용화 처리 유닛(15a)으로의 웨이퍼(W)의 반입은 다음과 같이 하여 행해진다. 우선, 처리 용기(30)의 덮개(41b)를 용기 본체(41a)로부터 분리하고, 용기 본체(41a) 상측으로 후퇴시킨다. 그 후에, 로드 승강 기구(50)를 동작시켜 지지 부재(48)를 상승시킨다. 계속해서, 웨이퍼(W)를 유지한 웨이퍼 반송 아암(14a)이 지지 부재(48)의 상측을 진입하여 강하하고, 그 후 수평 방향으로 후퇴한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 아암(14a)으로부터 지지 부재(48)로 전달된다.
웨이퍼 반송 아암(14a)을 레지스트 수용화 처리 유닛(15a)으로부터 후퇴시킨 후에, 로드 승강 기구(50)를 동작시켜 지지 부재(48)를 강하시킨다. 이에 따라 웨이퍼(W)는 소정의 처리 위치에 위치하고, 또한, 관통 구멍(47)이 지지 부재(48)의 몸통부(48a)에 의해 폐색된다. 계속해서, 덮개(41b)를 강하시켜 덮개(41b)를 용기 본체(41a)에 밀착시킨다. 계속해서 록 기구(35)를 동작시켜 용기 본체(41a) 및 덮개(41b)를 강고하게 결합하고, 처리 용기(30)를 밀폐 상태로 한다.
용기 본체(41a)와 덮개(41b)의 히터(39a, 39b)를 통전하여 용기 본체(41a)의 스테이지(44a)와 덮개(41b)의 중앙 부분을 소정의 온도로 유지한다. 예컨대, 스테이지(44a)의 온도를 100℃로 하고, 덮개(41b)의 온도는 스테이지(44a)의 온도보다 높은 110℃로 한다. 이에 따라, 후에 처리 용기 내에 수증기와 오존을 함유하는 처리 가스를 공급했을 때의 수증기의 결로가 방지된다. 또한, 처리 용기(30) 내에 있어서의 수증기의 밀도가 덮개(41b)측보다도 스테이지(44a)측에서 높아지기 때문에, 수증기를 효율적으로 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다.
또, 스테이지(44a)와 덮개(41b)의 온도차가 너무 커지면, 스테이지(44a) 및 웨이퍼(W)에 결로가 생기기 쉬워지고, 이 온도차가 작으면 웨이퍼(W)의 상측과 하측의 수증기 밀도의 차가 생기지 않는다. 이 때문에 스테이지(44a)와 덮개(41b)의 온도차는 5℃∼15℃, 바람직하게는 약 10℃로 한다.
스테이지(44a) 및 덮개(41b)가 소정 온도에서 안정되고, 또한, 웨이퍼(W)의 면 내 온도 분포가 거의 균일해지면, 우선 처음에 처리 가스 공급구(46a)로부터 오존 및 질소의 혼합 가스를 처리 용기[30; 처리 공간(32)] 내에 공급하여, 처리 용기(30)의 내부가 상기 혼합 가스로 퍼지되고, 또한, 소정의 양압, 예컨대 게이지압으로 0.2 MPa가 되도록 한다. 그 후, 오존 및 질소의 혼합 가스에 추가로 수증기를 혼합한 혼합 처리 유체(즉 처리 가스)를 처리 용기(30) 내에 공급한다. 이 처리 가스에 의해 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 레지스트막은 산화되어 수용성으로 변질된다. 이 처리중, 처리 용기(30) 내가 소정의 양압으로 유지되도록, 공급구(46a)로부터의 처리 공간(32)에의 처리 가스의 공급 유량과 배출구(46b)로부터의 처리 가스의 배기 유량이 적절하게 조정된다. 이에 따라, 레지스트막의 수용화에 필요한 시간을 단축하고, 작업 처리량을 향상시킬 수 있다.
웨이퍼(W)의 처리중, 관통 구멍(47)은 지지 부재(48)에 의해 폐색되어 있기 때문에, 처리 가스가 처리 용기(30)의 외부로 누출되는 것이 방지된다. 또한 만일, 관통 구멍(47)을 처리 가스가 통과하여도 다이어프램(56)에 의해 처리 가스의 처리 용기(30)의 외부로의 누출이 방지되기 때문에, 처리 스테이션(2)에 배치된 각종 장치나 처리 유닛의 처리 가스에 의한 손상이 방지된다.
레지스트의 수용화 처리가 종료되면, 처리 가스의 공급을 정지한다. 계속해서 처리 가스 공급 장치(16)로부터 처리 용기(30) 내로 질소 가스를 공급하여 처리 용기(30) 내를 질소 가스로 퍼지한다. 질소 가스에 의한 퍼지 처리가 종료된 상태에 있어서, 처리 용기(30)의 내압이 외기압과 동일하게 되어 있는 것을 확인한다. 이것은, 처리 용기(30)의 내부 압력이 대기압보다도 높은 상태로 처리 용기(30)를 개방하면, 처리 용기(30)가 손상될 우려가 있기 때문이다. 처리 용기(30)의 내압 확인 후에 록 기구(35)를 해제하고, 덮개(41b)를 상승시킨다. 계속해서, 로드 승강 기구(50)를 동작시켜 지지 부재(48)를 상승시킨다. 계속해서, 웨이퍼 반송 아암(14a)을 웨이퍼(W)의 하측으로 진입시킨 후에 상승시킴으로써, 웨이퍼(W)는 지지 부재(48)로부터 웨이퍼 반송 아암(14a)으로 전달된다.
레지스트 수용화 처리 유닛(15a)에 있어서의 처리에 있어서는, 레지스트는 수용성으로 변질되지만, 웨이퍼(W)로부터 제거되지 않는다. 웨이퍼(W)는 세정 처리 유닛(12a∼12d) 중 어느 하나에 반입되고, 수용화한 레지스트의 제거 처리가 세정액을 이용하여 행해진다.
세정 처리 유닛(12a∼12d)에 있어서 세정된 웨이퍼(W)는 핫 플레이트 유닛(19a∼19d) 중 어느 하나로 반송되어 가열 건조된다. 그 후 웨이퍼(W)는 쿨링 플레이트 유닛(21a, 21b) 중 어느 하나로 반송되어 냉각 처리된다. 소정의 온도까지 냉각된 웨이퍼(W)는 주웨이퍼 반송 장치(14)에 의해 웨이퍼 적재 유닛(13a)으로 반송되고, 거기에서 웨이퍼 반송 장치(7)에 의해 캐리어(C)의 소정의 위치에 수용된다.
다음에, 레지스트 수용화 처리 유닛(15a)에 적용 가능한 처리 용기의 다른 실시예에 대해서 설명한다. 도 9는 처리 용기(30A)의 개략 단면도이다. 처리 용기(30A)의 용기 본체(41a)의 구조는 처리 용기(30)의 용기 본체(41a)와 동일하다. 처리 용기(30A)는 웨이퍼 지지 기구(33)를 갖고 있다. 웨이퍼 지지 기구(33)는 관통 구멍(47)으로 삽입 관통되고, 웨이퍼(W) 주연부를 지지하는 지지 부재(헤드부; 63)를 상단에 갖는 기판 지지 로드(64)와, 지지 로드(64)를 위쪽으로 힘을 가하는 바이어스 기구(65)를 갖고 있다.
지지 부재(63)는 먼저 나타낸 지지 부재(48)의 몸통부(48a)와 동일한 구조를 갖고 있다. 후술하는 압압 부재(74)에 의해 지지 부재(63)를 관통 구멍(47)측으로 꽉 눌렀을 때에, 지지 부재(63)가 관통 구멍(47) 입구를 기밀하게 폐색한다.
바이어스 기구(65)는 원주형의 내부 공간을 갖는 통체(71)와, 이 내부 공간에 배치된 승강 로드(72)와, 승강 로드(72)를 위쪽으로 힘을 가하는 스프링(73)을 갖고 있다. 용기 본체(41a)에 형성된 관통 구멍(47)의 출구를 막도록 통체(71)는 용기 본체(41a)의 이면에 부착되어 있다. 승강 로드(72)는 지지 로드(64)에 연결되어 있다. 승강 로드(72)는 베어링(75)을 통해 통체(71)에 접촉하고, 통체(71) 내를 상하로 슬라이드할 수 있다.
승강 로드(72)는 스프링(73)에 삽입 관통되어 있다. 승강 로드(72)에는 직경 확장부가 설치되어 있고, 직경 확장부의 하면이 스프링(73)의 상단에 접촉하고 있다. 스프링(73)의 하단은 통체(71)의 저벽에 접촉하고 있다. 통체(71)의 저벽에는 승강 로드(72)의 하단부를 가이드하기 위해서 승강 로드(72)의 하단부보다 약간 큰 직경의 관통 구멍이 형성되어 있다.
덮개(41b)를 위쪽으로 후퇴시킨 상태에서는, 스프링(73)에 의해 승강 로드(72)가 위쪽으로 힘이 가해진다. 그러나, 지지 로드(64)의 하단부에는 직경 확장부가 형성되어 있기 때문에, 이 직경 확장부가 관통 구멍(47)의 소직경 부분의 출구에 충돌하면 지지 로드(64)는 그 이상 상승할 수 없고, 이에 따라 지지 부재(63)의 상한 위치가 결정된다.
덮개(41b)의 하면에는 압압 부재(74)가 부착되어 있다. 덮개(41b)를 하강시키면, 압압 부재(74)가 지지 부재(63)와 접촉하여 스프링(73)을 수축시키면서, 지지 부재(63), 지지 로드(64) 및 승강 로드(72)를 일체적으로 아래쪽으로 이동시킨다. 도 9에는 덮개(41b)가 하강하여 용기 본체(41a)와 걸어 맞춰지고, 또한, 압압 부재(74)에 의해 지지 부재(63)가 아래쪽으로 눌려져 관통 구멍(47)을 폐색하고 있는 상태가 실선으로 도시되어 있다. 또, 도 9로부터 밝혀진 바와 같이, 압압 부재(74)는 지지 부재(73)에 접촉한 상태에 있어서, 웨이퍼(W)의 수평 방향의 이동을 억제하는 가이드의 기능을 다한다. 또한, 도 9에는 덮개(41b)가 용기 본체(41a)로부터 위쪽으로 떨어져 스프링(73)에 의해 지지 부재(63)가 위쪽으로 들어 올려진 상태가 점선으로 도시되어 있다.
바이어스 기구(65)는 간단한 구조를 갖고 있고, 먼저 도시한 로드 승강 기구(50)에 요구되는 공기 공급 기구가 필요 없으며, 또한 그 동작의 제어도 필요 없다고 하는 이점이 있다.
또, 도 4 내지 도 6에 도시하는 실시예와 마찬가지로, 처리 용기(30A)에는 관통 구멍(47)을 통한 처리 가스의 누출을 보조적으로 방지하는 링형의 다이어프램(76)이 설치되어 있다. 다이어프램(76)의 내주면은 지지 로드(64)의 외주면에 기밀하게 접속되고, 다이어프램(76)의 외주면은 처리 용기(30)의 하면의 관통 구멍(47)의 주위 부분과, 통체(71)의 상면 사이에 끼워져 있다.
도 10은 본 발명에 따른 처리 용기의 또 다른 실시예인 처리 용기(30B)의 개략 단면도이다. 처리 용기(30B)는 용기 본체(81a)와 덮개(81b)를 갖고 있다. 용기 본체(81a) 및 덮개(81b)에는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(69a, 69b)가 각각 매설되어 있다. 덮개(81b)는 승강 기구(82)에 의해 승강이 자유 자재롭다. 도 10의 좌측은 덮개(81b)를 용기 본체(81a)로부터 분리하여 위쪽으로 후퇴시킨 상태를 나타내고 있고, 도 10의 우측은 덮개(81b)를 용기 본체(81a)에 밀접시킨 상태를 나타내고 있다.
용기 본체(81a)의 주연부의 상면에는 O링(84)이 배치되어 있다. 덮개(81b)를 강하시키면 덮개(81b)의 주연부의 하면이 O링(84)을 압압하여 용기 본체(81a)와 덮개(81b)가 기밀하게 접속되고, 처리 용기(30B) 내에 밀폐된 처리 공간(34)이 구획된다. 용기 본체(81a)에는 처리 가스를 처리 공간(34)으로 공급하는 가스 공급구(83a)와, 처리 공간(34)으로부터의 배기를 행하는 가스 배기구(83b)가 설치되어 있다.
처리 용기(30B)에 있어서의 웨이퍼(W)의 지지는 용기 본체(81a)에 부착된 웨이퍼 지지 기구(36)에 의해 행해진다. 웨이퍼 지지 기구(36)는 용기 본체(81a)에 고정된 베이스(85)와, 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 플레이트(86)와, 하단이 베이스(85)에 고정되고 상단이 지지 플레이트(86)에 고정된 다단식 신축 로드(87)와, 신축 로드(87)를 둘러싸는 동시에 하단이 베이스(85)에 고정되고 상단이 지지 플레이트(86)에 고정된 스프링(88)과, 지지 플레이트(86)에 부착되는 동시에 덮개(81b)와 이접 가능한 단면이 거의 L자형인 아암(89)을 갖고 있다. 아암(89)은 지지 플레이트(86)에 지지된 웨이퍼(W)의 하측을 통과하여 반경 방향 외측으로 연장되고, 그 다음에 상측을 향해 굴곡하여 웨이퍼(W)의 상면보다 높은 위치까지 상향으로 연장되어 있다.
지지 플레이트(86)의 상면에 소직경의 지지핀을 돌출 설치하는 것이 바람직하다. 이에 따라 웨이퍼(W)와 지지 부재의 접촉 면적을 작게 할 수 있고, 웨이퍼(W)의 이면의 오염을 억제할 수 있다. 덮개(81b)가 위쪽으로 후퇴한 상태에 있어서는, 지지 플레이트(86)는 스프링(88)의 압압력에 의해 상승하고, 소정의 높이로 유지된다(도 10 좌측 참조). 이 상태에서, 웨이퍼 반송 아암(14a)과 지지 플레이트(86) 사이에서 웨이퍼(W)의 교환이 행해진다.
덮개(81b)를 강하시키면, 아암(89)의 상단이 덮개(81b)의 하면에 형성된 오목부(90)에 꼭 맞고, 아암(89)은 덮개(81b)에 의해 아래쪽으로 눌려진다. 이에 따라, 아암(89)과 연결된 지지 플레이트(86)가 스프링(88)을 수축시키면서 하강한다. 웨이퍼 지지 기구(36)를 구성하는 각 부재의 치수는 덮개(81b)가 용기 본체(81a)에 접촉했을 때에, 용기 본체(81a)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면 사이 및 용기 본체(81a)의 하면과 웨이퍼(W)의 표면 사이에 약 1 ㎜의 작은 간극이 형성되도록 정해진다(도 10 우측 참조). 이 상태에서, 처리 가스가 처리 공간(34)으로 공급되어 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트막의 수용화 처리가 행해진다.
또, 신축 로드(87)는 스프링(88)이 자립 가능하면 설치하지 않아도 좋다. 웨이퍼 지지 기구(36)를 구성하는 각 부재에는 처리 가스에 대하여 내식성을 갖는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 각 부재의 표면을, 처리 가스에 대하여 내식성을 갖는 재료로 코팅하는 것도 바람직하다.
도 11은 본 발명에 따른 처리 용기의 또 다른 실시예인 처리 용기(30C)의 개략 단면도이다. 처리 용기(30C)는 용기 본체(91a)와 덮개(91b)를 갖고 있다. 용기 본체(91a) 및 덮개(91b)에는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(79a, 79b)가 각각 매설되어 있다. 덮개(91b)는 승강 기구(92)에 의해 승강이 자유 자재롭다. 도 11의 좌측은 덮개(91b)를 용기 본체(91a)로부터 분리하여 위쪽으로 후퇴시킨 상태를 나타내고 있고, 도 11의 우측은 덮개(91b)를 용기 본체(91a)에 밀접시킨 상태를 나타내고 있다.
용기 본체(91a)의 주연부의 상면에는 O링(94)이 배치되어 있다. 덮개(91b)를 강하시키면 덮개(91b)의 주연부의 하면이 O링(94)을 압압하여 용기 본체(91a)와 덮개(91b)가 기밀하게 접속되고, 처리 용기(30C) 내에 밀폐된 처리 공간(37)이 구획된다. 용기 본체(91a)에는 처리 가스를 처리 공간(37)으로 공급하는 가스 공급구(93a)와, 처리 공간(37)으로부터의 배기를 행하는 가스 배기구(93b)가 설치되어 있다. 용기 본체(91a)의 저벽에는 복수의 관통 구멍(95)이 형성되어 있다.
처리 용기(30B)에 있어서, 웨이퍼(W)의 지지와 승강은 용기 본체(91a)에 부착된 웨이퍼 승강 기구(38)에 의해 행해진다. 웨이퍼 승강 기구(38)는 승강 기구(96a)에 의해 승강 가능한 승강 플레이트(96)와, 웨이퍼(W)를 지지하는 기판 지지 플레이트(98)와, 승강 플레이트(96)와 지지 플레이트(98)를 연결하는 동시에 용기 본체(91a)에 형성된 관통 구멍(95)을 관통하는 지지 로드(97)와, 지지 플레이트(98)의 표면에 배치된 지지핀(98a)과, 관통 구멍(95)으로부터 처리 용기(30C) 외부로의 처리 가스의 누출을 방지하기 위한 벨로즈(99)를 갖고 있다, 벨로즈(99)는 지지 로드(97)를 둘러싸고 있고, 양단이 용기 본체(91a)의 하면과 승강 플레이트(96)의 상면에 각각 기밀하게 접속되어 있다.
관통 구멍(95) 내에는 지지 로드(97)의 원활한 승강을 허용하면서, 관통 구멍(95)으로부터 처리 용기(30C) 외부로의 처리 가스의 누출을 방지하는 시일 링(95a)이 설치되어 있다.
덮개(91b)를 덮개(91a)로부터 분리하여 위쪽으로 후퇴시킨 상태에 있어서는, 승강 기구(96a)에 의해 승강 플레이트(96)를 상승시킬 수 있다. 이에 따라 벨로즈(99)가 수축하여 지지 플레이트(98)는 용기 본체(91a)로부터 소정 거리만큼 상측으로 이격된다(도 11 좌측 참조). 이 상태에 있어서, 웨이퍼 반송 아암(14a)과 지지 플레이트(98) 사이에서 웨이퍼(W)의 교환이 행해진다.
승강 기구(96a)에 의해 승강 플레이트(96) 및 지지 플레이트(98)를 강하시키면, 덮개(91b)를 강하시켜 용기 본체(91a)에 밀착시킬 수 있다. 이에 따라 처리 공간(37)이 구획되는 동시에, 처리 공간(37)의 내부에 웨이퍼(W)가 수용된다(도 10 우측 참조). 이 상태에서, 웨이퍼(W)가 가열되는 동시에 처리 가스가 처리 공간(37)으로 공급되어 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트막의 수용화 처리가 행해진다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 처리 용기의 또 다른 실시예인 처리 용기(30D)를 도시한 도면이다. 처리 용기(30D)는 수용화 처리 유닛의 도시하지 않은 하우징 또는 프레임에 부동으로 부착된 용기 본체(100)와, 용기 본체(100)의 상면을 덮어 용기 본체(100) 사이에 처리 공간(S1)을 형성하는 덮개(130)를 갖는다.
용기 본체(100)는 히터(101)가 내장된 대략 원반 형상의 블록으로 형성되어 있다. 용기 본체(100)에는 제1 직경의 원주를 3등분한 위치에 각각 기판 지지 로드(102)가 1개씩 배치되어 있다. 각 기판 지지 로드(102)는 연직 방향으로 연장되는 가늘고 긴 원주 형상의 축부(103)와, 축부(103)의 상단에 설치된 축부(103)와 동축의 원주형의 헤드부(104)를 갖는다. 헤드부(104)의 직경은 축부(103)의 직경보다 크다. 헤드부(104)의 정상면의 중앙에는 기판의 이면을 지지하는 지지핀(105)이 돌출 설치되어 있다. 헤드부(104)의 바닥면에는 O링(106)이 장착되어 있다.
헤드부(104)는 스테인리스강으로 이루어지고, 헤드부(104) 표면에는 실리카 피복이 행해져 있다. 실리카 피복은 오존 및 수증기를 포함하는 처리 유체 분위기 내에서의 스테인리스강의 부식을 방지한다. 지지핀(105)은 상기 처리 유체 분위기에 노출되어진 경우에, 웨이퍼(W)의 처리에 유해한 성분이 그곳에서 용출하지 않도록, 불소계수지, 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 의해 형성되어 있다.
용기 본체(100)의 상면에는 헤드부(104)보다 약간 큰 직경을 가지며, 헤드부(104)의 높이 방향 길이와 거의 같은 깊이의 오목부(107)가 형성되어 있다. 오목부(107)의 바닥면에는 축부(103)보다 크고 또한 헤드부(104)보다 작은 직경을 갖는 구멍(108)이 형성되어 있다. 구멍(108)은 용기 본체(100)를 관통하여 용기 본체(100)의 바닥면으로 개구하고 있다. 또, 헤드부(104)의 바닥면에 O링(106)을 설치하는 대신에 오목부(107)의 바닥면에 O링(106)을 설치하는 것도 가능하다. 그러나, O링(106)의 수명 향상 및 메인터넌스성의 향상을 고려하면, O링(106)은 헤드부(104)에 설치하는 것이 바람직하다.
용기 본체(100)의 아래쪽에는 에어실린더(109) 즉 리니어 엑츄에이터가 설치된다. 에어실린더(109)의 실린더 로드(110)의 선단에는 각 기판 지지 로드(102)를 향해 연장되는 로드 승강 아암(111)이 부착되어 있다. 아암(111)의 선단은 기판 지지 로드(102)의 축부(103)의 하단에 고착되어 있다. 에어실린더(109)를 동작시킴으로써, 기판 지지 로드(102)를 도 12 좌측에 도시하는 상승 위치와 도 12 우측에 도시하는 하강 위치 사이에서 승강시킬 수 있다. 각 기판 지지 로드(102)의 축부(103)의 주위에는 벨로즈(112)가 설치되어 있다. 벨로즈(112)의 양단은 용기 본체(100)의 바닥면과 로드 승강 아암(111)의 상면에 각각 기밀하게 고착되어 있다. 벨로즈(112)는 O링(106)의 파손 등의 이상이 생긴 경우, 처리 용기(30D) 내에서 처리 유체가 외부로 유출되는 것을 방지한다.
용기 본체(100)에는 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경의 원주를 4등분한 위치에 처리 용기(30D) 내에서 웨이퍼(W)가 처리될 때에 웨이퍼(W)의 이면을 지지하는 지지 부재(113)가 설치되어 있다. 도 14에 도시한 바와 같이, 지지 부재(113)는 본체부(114)와, 본체부(114)의 정상면(114a)에 돌출 설치된 가이드(115)를 갖는 본체부(114)는 용기 본체(100)에 형성된 오목부에 매립되어 있다. 지지 부재(113)는 PTFE에 의해 형성되어 있거나 혹은 PTFE 피복이 행해진 스테인리스강에 의해 형성되어 있다. 특히 도 14에 도시한 바와 같이, 본체부(114)의 정상면(114a; 즉 웨이퍼 지지면)의 높이는 하강 위치에 있는 기판 지지 로드(102)의 지지핀(105)의 정상면(즉 웨이퍼 지지면)보다 높다.
용기 본체(100)의 상면의 주연 부분에는 약간 직경이 다른 동심원을 따라 2개의 원주 홈이 마련되어 있고, 거기에는 O링(116, 117)이 각각 장착되어 있다.
용기 본체(100)의 상면의 주연 부분으로서 O링(l16, 117)이 배치되어 있는 위치보다 내측에는 직경 방향으로 대향하는 위치에 원호형의 홈(118, 119)이 각각 형성되어 있다. 홈(118, 119)에는 각각 용기 본체(100)의 측둘레면으로 개구하는 공급 구멍(120) 및 배출 구멍(121)이 접속되어 있다. 공급 구멍(120)에는 처리 유체 공급 배관(122)이 접속되어 있고, 배관(122)은 처리 가스 공급 장치(16; 도 1 참조)에 연통하고 있다. 배출 구멍(121)에는 처리 유체 배출관(123)이 접속되어 있고, 배출관(123)에는 도시하지 않은 미스트 트랩 및 오존 킬러가 설치되어 있다. 공급 구멍(120)으로부터 처리 용기(30D)에 공급된 수증기 및 오존을 함유하는 처리 유체는 홈(118)을 통해 홈(118)의 둘레 방향으로 확산하고, 처리 공간(S1) 내에 구석구석까지 균일하게 공급된다. 또한, 처리 공간(S1) 내의 처리 유체는 홈(119)을 통해 배출 구멍(121)으로 유도되고, 처리 용기(30D) 밖으로 배출된다. 홈(118, 119)을 마련함으로써, 처리 공간(S1) 내의 처리 유체의 흐름이 균일화된다.
덮개(130)는 히터(131)가 내장된 거의 원반 형상의 블록으로 형성된다. 덮개(130)의 하면 주연 부분에는 원주 방향을 따라 연장되는 둘레벽(132)이 아래쪽으로 돌출하고 있다.
덮개(130)는 덮개(130) 위쪽에 설치된 원반 형상의 덮개 지지 부재(133)에 고정되어 있다. 덮개 지지 부재(133)의 주연 부분은 에어실린더(134) 즉 리니어 액츄에이터의 실린더 로드(135)의 선단에 고정되어 있다. 에어실린더(134)를 동작시킴으로써, 덮개(130)는 도 12 좌측에 도시하는 상승 위치와, 도 12 우측에 도시하는 하강 위치 사이를 승강할 수 있다. 에어실린더(134)는 처리 용기(30D)의 중심을 중심으로 하는 원주를 등분한 위치에 복수 설치하는 것이 적합하다. 에어실린더(109) 및 에어실린더(134)가 모두 용기 본체(100)의 아래쪽에 배치되어 있기 때문에, 레지스트 수용화 처리 유닛 전체의 높이를 작게 할 수 있다.
다음에, 작용에 대해서 설명한다.
도 12 좌측에 도시한 바와 같이, 덮개(101) 및 기판 지지 로드(102)가 상승 위치에 있을 때에, 주웨이퍼 반송 장치(14)의 웨이퍼 반송 아암(14a; 도 1 참조)이 웨이퍼(W)를 얹어 놓은 상태로 기판 지지 로드(102)의 상측에 위치하고, 그 후 하강한다. 이에 따라, 아암(14a)에 얹어 놓여져 있는 웨이퍼(W)는 기판 지지 로드(102)의 지지핀(105)으로 다시 옮겨진다. 다음에, 아암(14a)은 용기 본체(100)의 상측 위치로부터, 수평 방향으로 후퇴한다. 또, 덮개(130)가 상승 위치에 있을 때에 예측할 수 없는 에어다운(에어실린더(134)에의 작동 에어를 공급하는 공기 공급계의 고장)에 의해 덮개(130)가 아래쪽에 있는 아암(14a), 기판 지지 로드(102) 및 웨이퍼 등에 충돌하는 것을 방지하기 위해서 록 기구(140)가 설치되어 있다. 록 기구(140)는 록핀(141) 즉 스토퍼와, 록핀(141)을 수평 방향으로 진퇴시키는 액츄에이터(142)로 이루어진다. 록핀(141)은 덮개 지지 부재(133)의 아래쪽으로 돌출하고, 덮개(130)의 하강을 방지한다.
다음에, 기판 지지 로드(102)는 도 12 우측에 도시한 바와 같이 헤드부(104)가 오목부(107) 내로 들어가는 하강 위치까지 하강한다. 이 때, 헤드부(104)의 바닥면에 설치된 O링(106)이 오목부(107)의 바닥면에 눌려진다. 이에 따라 구멍(108)의 입구 부분이 시일되고, 처리 공간(S1)으로부터 구멍(108) 내로 처리 유체가 침입하는 것이 방지된다. 기판 지지 로드(102)가 하강해 가는 과정에 있어서, 지지핀(105)상에 적재되어 있는 웨이퍼(W)는 지지 부재(113)의 본체부(114)의 정상면(114a)으로 다시 옮겨진다(도 14 참조). 이 때, 만일 웨이퍼(W)의 위치 어긋남이 있었다고 해도, 가이드(115)의 둘레면을 따라 웨이퍼(W)의 주연부가 가이드됨으로써, 웨이퍼(W)는 올바른 적재 위치로 유도된다. 또한, 가이드(115)는 처리중에 있어서의 웨이퍼(W)의 수평 방향의 위치 어긋남을 방지한다.
다음에, 록 기구(140)가 해제되고, 덮개(130)가 하강하여, 덮개(130)의 둘레벽(132)이 용기 본체(100)에 배치된 O링(116, 117)에 눌려진다. 이에 따라 용기 본체(100)와 덮개(130)는 기수밀하게 걸어 맞춰지고, 처리 용기(30D) 내에 밀봉된 처리 공간(S1)이 구획된다. 용기 본체(100)와 덮개(130)가 걸어 맞춰졌을 때, 용기 본체(100)의 상면과 덮개(130)의 하면 사이의 간극은 바람직하게는 4∼5 ㎜이다. 또한, 용기 본체(100)의 상면과 웨이퍼(W)의 하면 사이의 간극(G1)은 바람직하게는 0.1∼1 ㎜이다. 덮개(130)의 하면과 웨이퍼(W)의 상면(레지스트막이 형성되어 있는 면) 사이의 간극(G2)은 바람직하게는 2∼4 ㎜이다. G2를 G1보다 크게 함으로써, 주된 피처리면인 웨이퍼(W) 상면측에 처리 유체가 우선적으로 흐른다. 또, 웨이퍼(W) 하면측에도 처리 유체를 흐르게 하도록 하고 있는 것은 웨이퍼(W)의 이면에도 레지스트막이 부착하고 있는 경우가 있기 때문이다. 이상 설명한 바와 같이 처리 공간(S1)은 박형(low profile)이며, 처리 공간(S1)의 높이(4∼5 mm)는 웨이퍼(W)의 두께(통상 1 ㎜ 정도)의 약 5배 이하에 불과하다.
덮개(130) 및 기판 지지 로드(102)가 하강 위치에 있는 경우, 예측할 수 없는 에어다운에 의해 기판 지지 로드(102)가 상승하여 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하기 위해서 록 기구(145)가 설치되어 있다. 록 기구(145)는 록핀(146) 즉 스토퍼와, 록핀(146)을 수평 방향으로 진퇴시키는 액츄에이터(147)로 이루어진다. 록핀(146)은 로드 승강 아암(111)에 설치된 구멍과 걸어 맞춰져 아암(111)을 록한다.
이 상태에서, 히터에 의해 웨이퍼(W)가 가열되고, 그리고 배출 구멍(121)으로부터 처리 유체를 배출하면서 공급 구멍(120)으로부터 오존 및 수증기를 함유하는 처리 유체가 소정 유량으로 처리 공간(S1) 내로 공급되며, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 수용화 처리가 행해진다.
웨이퍼(W)의 수용화 처리중, 누출 감시 장치(150)가 시일 불량을 감시한다. 누출 감시 장치(150)는 감시용 주라인(151) 즉 흡인 라인을 갖는다. 주라인(151)의 상류단은 분기 라인(151a) 및 복수의 분기 라인(151b)으로 분기하고 있다. 분기 라인(151a)은 용기 본체(100)를 관통하여 연장되고, O링(116)과 O링(117) 사이에 형성되는 밀폐 공간으로 개구하고 있다. 각 분기 라인(151b)은 용기 본체(100)를 관통하여 연장되며, 각 구멍(108) 내로 개구하고 있다. 도면의 간략화를 위해 도 12에는 분기 라인(151b)을 하나만 표시하고 있다. 또, 구멍(108)의 내부 공간은 상측이 O링(106)에 의해 시일되는 동시에 하측이 벨로즈(112)에 접속되어 있기 때문에, 밀폐 공간이다. 주라인(151)에는 상류측으로부터, 압력계(152), 개폐 밸브(153), 이젝터(154) 및 전환 밸브(155)가 순차 설치되어 있다. 전환 밸브(155) 부분에서 주라인(151)으로부터 오존 처리 라인(156)이 분기하고 있다. 오존 처리 라인(156)에는 상류측으로부터, 오존 킬러(157) 및 이젝터(158)가 순차 설치되어 있다. 오존 처리 라인(156)의 하류단은 주라인(151)에 합류하고 있다.
덮개(130) 및 기판 지지 로드(102)가 하강 위치에 위치하여 웨이퍼(W)가 처리 용기(30D)에 수용되고, 처리 유체의 공급이 시작되면, 개폐 밸브(153)가 개방 상태로 되어 이젝터(154)가 작동한다. O링(116, 117) 및 O링(106)에 의한 시일이 적정하게 행해지고 있었다고 하면, 압력계(152)에 의해 검출되는 압력은 소정의 부압이다. 시일이 적정히 행해지고 있지 않으면, 압력계(152)에 의해 검출되는 압력은 정압 또는 상기 소정의 부압과 다른 부압이 된다. 이러한 압력 이상이 검출되면, 기판 처리 시스템은 오퍼레이터에 대하여 경고를 발한다. 그리고 동시에 전환 밸브(155)의 위치가 전환되어 오존 킬러(157) 및 이젝터(158)가 작동한다. 이에 따라, 주라인(151)을 흘러 온 유체는 오존 처리 라인(156)으로 유입된다. 누출 유체에 포함되는 오존은 오존 킬러(157)에 의해 무독화된 후, 주라인(151)으로 유출되고, 도시하지 않은 공장 배기계로 배출된다. 또, 주라인(151)에 오존 센서를 설치하고, 이 오존 센서에 의해 오존이 검출된 경우에만 누출 유체를 오존 처리 라인(156)에 흐르게 하여도 좋다.
수용화 처리를 종료한 후, 처리 용기(30D) 내가 질소 가스에 의해 퍼지된다. 그 후, 덮개(130)가 상승하고, 추가로, 기판 지지 로드(102)가 상승하여 웨이퍼(W)가 들어 올려진다. 계속해서 웨이퍼 반송 아암(14a)이 웨이퍼(W)의 아래쪽으로 침입한 후 상승하고, 웨이퍼(W)를 기판 지지 로드(102)로부터 제거하며, 세정 유닛으로 반송한다. 그 후에는 먼저 다른 실시예에서 설명한 것과 같은 순서가 실행된다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 전술한 각각의 실시예에 한정되는 것이 아니다. 각 실시예의 특징적 구성 부분은 다른 실시예에 적절하게 받아들일 수 있다. 예컨대 도 4 내지 도 6에 도시하는 처리 용기(30)의 용기 본체(41a)의 스테이지(44a)의 표면에 도 12 내지 도 14에 도시하는 처리 용기(30D)에 설치되는 지지 부재(113)에 해당하는 부재를 설치하여도 좋다. 이 경우, 웨이퍼를 지지한 지지 부재(48)를 강하시키면, 그 도중에 지지 부재(48)로부터 상기 지지 부재(113)에 해당하는 부재에 웨이퍼(W)가 이동 탑재되고, 지지 부재(48)는 더욱 강하하여 관통 구멍(47)을 폐색한다. 또한, 처리 용기(30A∼30D)에도 도 7 및 도 8에 도시하는 록 기구(35)를 설치할 수 있다.
상기 설명에 있어서는 피처리 기판이 반도체 웨이퍼였지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 기판은 액정 표시 장치(LCD)에 사용되는 유리 기판이어도 좋다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래와 같이 처리 공간에 항상 돌출하는 긴 기판 지지핀을 설치할 필요가 없다. 이 때문에 처리 용기의 내부를 기판의 형상에 맞추어 얇게 형성하여 내부 용적이 작은 기판 처리 용기를 얻을 수 있다. 이에 따라, 기판 처리 용기에 공급하는 처리 가스의 양을 저감하여 유효하게 처리 가스를 이용하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기판 처리 장치의 운전 비용을 낮추고, 또한, 작업 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 기판 처리 용기에 히터가 설치되는 경우에는, 기판을 신속히 가열하는 것이 가능해지고, 또한, 기판의 온도 균일성을 높일 수 있다. 이것에 의해 기판 처리 품질을 높일 수 있고, 또한 작업 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 처리 유체의 처리 용기 밖으로의 누출을 간단한 구조에 의해 방지하고 있기 때문에, 그 부속 부품을 포함한 기판 처리 용기 전체를 박형으로 형성할 수 있다. 이 때문에, 기판 처리 용기를 다단으로 겹쳐서 기판 처리 시스템을 구축할 때에, 시스템 전체의 소형화를 도모할 수 있다.

Claims (16)

  1. 내부에서 처리 유체를 이용하여 기판에 처리가 행해지는 기판 처리 용기에 있어서,
    용기 본체와,
    상기 용기 본체와 분리 가능하게 밀봉하여 걸어 맞춰져, 상기 처리 용기와 함께 처리 공간을 구획하는 덮개와,
    상기 용기 본체에 설치된 복수의 기판 지지 로드와,
    상기 기판 지지 로드를 제1 높이와 제2 높이 사이에서 승강시킬 수 있는 구동 장치
    를 구비하고,
    상기 각 기판 지지 로드는 기판을 아래쪽에서 지지할 수 있는 헤드부와, 상기 헤드부로부터 아래쪽으로 연장되는 축부를 갖고 있으며,
    상기 용기 본체에 상기 처리 공간으로 개구하는 상단을 갖는 동시에 연직 방향으로 연장되는 복수의 구멍이 형성되어 있고, 상기 각 구멍에 상기 각 기판 지지 로드의 축부가 연직 방향으로 이동 가능하게 관통하고 있으며,
    상기 각 기판 지지 로드의 헤드부는 상기 용기 본체의 구멍을 통과할 수 없도록 치수가 부여되어 있고, 상기 기판 지지 로드가 제1 높이에 위치하고 있을 때에 상기 구멍의 상단을 막는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 로드의 헤드부는 상기 기판 지지 로드가 상기 제1 높이에 위치하고 있을 때에 상기 용기 본체의 상기 구멍의 상단 근방 부분에 접촉하여 상기 처리 공간으로부터 상기 구멍으로의 상기 처리 유체의 침입을 방지하는 탄성 시일 부재를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용기 본체의 상면에 상기 제1 높이에 위치하고 있는 상기 기판 지지 로드의 헤드부를 수용하는 오목부가 형성되어 있고, 상기 용기 본체의 구멍은 상기 오목부의 바닥면으로부터 아래쪽으로 연장되며, 상기 탄성 시일 부재는 상기 오목부의 바닥면에 접촉하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 로드의 헤드부는 아래쪽을 향해 끝이 가늘어지는 외주면을 갖고 있고,
    상기 처리 용기의 구멍의 상기 상단 근방의 내주면은 상기 헤드부의 끝이 가는 외주면과 상보적인 형상을 갖고 있으며, 이에 따라 상기 기판 지지 로드가 상기 제1 높이에 위치하고 있을 때에 상기 외주면과 상기 내주면이 밀접하여 상기 처리 공간으로부터 상기 구멍으로의 상기 처리 유체의 침입을 방지하는 시일이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 용기 본체에 설치되고, 기판의 하면을 지지할 수 있는 복수의 기판 지지 부재를 더 구비하며,
    상기 기판 지지 부재의 기판 지지면의 높이는 상기 기판 지지 로드가 상기 제1 높이에 위치하고 있는 경우의 상기 기판 지지 로드의 헤드부의 기판 지지면의 높이보다 높고, 이에 따라, 상기 기판 지지 로드가 상기 제1 높이에 위치하고 있는 경우에, 기판이 상기 기판 지지 로드에 의해 지지되는 일없이 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구동 장치는 상기 용기 본체의 구멍의 하단으로부터 돌출하는 상기 복수의 기판 지지 로드의 축부에 연결되는 동시에 상기 용기 본체의 바닥면의 아래쪽에 설치된 아암과, 상기 아암을 승강시키는 액츄에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 용기 본체의 구멍의 하단으로부터 돌출하는 상기 복수의 기판 지지 로드의 축부를 둘러싸는 벨로즈를 더 구비하고, 상기 벨로즈의 상단이 상기 용기 본체의 상기 구멍의 하단 근방 부분에 기밀하게 접속되어 있으며, 상기 벨로즈의 하단은 상기 아암에 기밀하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 아암과 분리 가능하게 걸어 맞춰져 상기 아암의 운동을 록하는 스토퍼를 갖는 아암 록 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 덮개를 승강시키는 액츄에이터와,
    상기 덮개 또는 상기 덮개에 고착된 부재와 분리 가능하게 걸어 맞춰 상기 덮개의 운동을 록하는 스토퍼를 갖는 덮개 록 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판 처리 용기는 상기 처리 공간으로부터 처리 유체가 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 부분을 갖고 있고, 상기 시일 부분의 상기 처리 공간과 반대측에 밀폐 공간이 구획되어 있으며,
    상기 기판 처리 용기는 상기 밀폐 공간을 흡인하는 흡인 라인과, 상기 흡인 라인에 설치된 압력계를 더 구비하고 있고,
    상기 압력계의 검출치에 기초하여 상기 시일 부분에 누출이 생기고 있는 것을 확인할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 밀폐 공간은 상기 기판 지지 로드의 축부가 삽입 관통되는 상기 처리 용기의 구멍인 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 용기 본체와 상기 덮개와의 접촉면은 제1 시일 부재와, 제1 시일 부재의 외측에 배치된 제2 시일 부재에 의해 시일되어 있고,
    상기 밀폐 공간은 상기 제1 시일 부재와 상기 제2 시일 부재 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  13. 제10항에 있어서, 상기 흡인 라인에 오존 킬러가 설치된 오존 처리 라인이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  14. 제1항에 있어서, 상기 구동 장치는 상기 기판 지지 로드에 연결된 피스톤과, 상기 피스톤 주위를 둘러싸는 실린더와, 상기 실린더에 작동 유체를 공급하는 작동 유체 공급 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  15. 제1항에 있어서, 상기 덮개를 승강시키는 액츄에이터와, 상기 기판 지지 로드를 위쪽을 향해 힘을 가하는 스프링을 더 구비하고,
    상기 덮개는 상기 덮개를 하강시켰을 때에 상기 기판 지지 로드의 헤드부에 접촉하여 상기 스프링의 탄성력에 대항하여 상기 기판 지지 로드를 밀어 내릴 수 있는 압압 부재를 갖고 있으며,
    상기 구동 장치는 상기 스프링, 상기 액츄에이터 및 상기 압압 부재를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
  16. 제1항에 있어서, 상기 덮개가 상기 용기 본체에 접촉하고 있을 때에, 상기 용기 본체와 상기 덮개를 밀접시키는 동시에 상기 덮개의 상기 용기 본체로부터의 분리를 저지하는 용기 록 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 용기.
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