KR20070102475A

KR20070102475A - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20070102475A
Application number: KR1020077007950A
Authority: KR
Inventors: 히로시 키자와; 다카히로 코가; 가츠요시 나카츠카사; 가즈히사 오가사와라; 히로시 야마구치
Original assignee: 에스.이.에스 카부시키가이샤
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2007-10-18
Also published as: TW200629393A; CN101061574A; US20080105286A1; JP2006108512A; WO2006038341A1

Abstract

본 발명은, 사방(四方)을 측벽(2b, ~ 2e)로 둘러싸인 상부가 개구(開口)된 바닥을 가진 용기로 이루어지는 처리조(處理槽)(1)와, 이 처리조(1)에 처리액을 공급하는 제 1, 제 2 공급 노즐관(10a ~ 10d)을 구비한 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 각각 중공 통 모양체의 길이 방향의 측면에 소정 간격으로 1열에 배열된 복수 개의 분사구(11)를 가지는 공급 노즐관으로 이루어지고, 이 중 제 1 공급 노즐관(10b, 10d)은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키고, 제 2 공급 노즐관(10a, 10c)은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시켜서, 상기 처리조(1)의 일측벽면(2b)에 소정 간격을 두고 대략 수평으로 설치한 것을 특징으로 한다. 처리조 내에서의 처리액의 고임을 없게 하고, 균일한 기판 처리를 가능하게 하며, 또한 파티클의 제거를 용이하게 한 기판 처리 장치가 제공된다.

Description

기판 처리 장치 {SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}

본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 기록 디스크용 기판, 혹은 마스크용 기판이나, 그 외의 각종 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.

각종 기판의 제조 공정, 예를 들면 반도체의 제조 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 표면에 부착하고 있는 오염 물질의 제거, 혹은 불필요한 산화막, 레지스트(resist)막의 박리 등은, 각종 약액(藥液)에 의한 약액 처리 및 린스(rinse)액에 의한 세척 처리에 의해서 행해지고 있다.

이와 같은 처리는, 단일한 처리조(處理槽)로 실시하는 경우, 처리조 내에 복수 매의 웨이퍼를 가로로 나란히 세워 설치하여 수용하고, 처리조의 바닥부로부터 약액 및 린스액을 공급하며, 이러한 액을 조(槽) 내에서 순환시켜 약액 및 세척에 의한 처리를 실시하고 있다.

그런데 , 공급된 약액 및 린스액이 조 내에서 고이거나 혹은 난류로 되거나 하면, 웨이퍼 표면에 부착하고 있는 오염 물질 등의 불필요한 물질을 제거하지 못하고, 게다가 한 번 제거한 불필요한 물질이 재차 웨이퍼 표면에 부착한다는 문제점이 있다.

그래서, 이와 같은 문제점을 회피하기 위해서, 조 내에서의 처리액의 고임 혹은 난류의 발생을 방지한 기판 처리 장치가 개발되어 오고 있고, 이와 같은 처리 장치는 넓게 사용되며, 또 특허문헌에서도 많이 소개되고 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1, 2, 3 참조)

도 9는, 공지한 기판 처리 장치에 설치된 처리조의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 10은, 도 9의 기판 처리 장치를 설명하는 도로서, 도 10(A)는 처리조 내에 형성되는 유로를 나타낸 도, 도 10(B)는 이 기판 처리 장치에 의해 처리를 한 기판을 나타내는 도이다.

이 처리조(20)는, 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 처리액 중에 복수 매의 원판형 기판(W)을 일정 간격으로 나란히 세운 상태로 침지(浸漬)시켜 처리하기 위한 사방을 측벽으로 둘러싸인 내부조(21)와, 이 내부조(21)의 외주에 설치되고, 내부조(21)로부터 오버플로우(overflow)하는 처리액을 수용하는 외부조(도시 생략)와, 내부조(21) 내에 처리액을 공급하기 위한 복수 개의 공급 노즐관(22a ~ 22e)을 구비하고, 각 공급 노즐관(22a ~ 22e)은, 각각 통 모양체의 측면에 복수 개의 분사구(22a' ~ 22e')를 가진 것으로 구성되어 있다.

이러한 공급 노즐관(22a ~ 22e)은, 내부조(21)의 바닥부(21a) 부근의 중앙부와 그 양측부, 및 양(兩)경사면(21b) 부근에 설치되고, 내부조(21) 내를 횡단하도록 배치되며, 각 공급 노즐관(22a ~ 22e)으로부터 피처리 기판(W)의 중심으로 향하여 처리액을 분사시키고, 내부조(21) 내에서 처리액을 순환시켜서, 피처리 기판(W)의 표면 처리를 실시하고 있다.

또, 복수 개의 공급 노즐관을 처리조의 바닥부가 아니고 측벽면에 설치한 기판 처리 장치도 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조).

도 11은, 하기 특허문헌 1에 기재된 처리조를 나타내는 단면도이다.

이 처리조(30)는, 처리조의 왼쪽 위, 왼쪽 아래, 오른쪽 위 및 오른쪽 아래에 4개의 공급 노즐관(31a ~ 31d)이 배치되고, 각 공급 노즐관은, 각각 밸브(32a ~ 32d)를 통하여, 처리액의 공급원(33a ~ 33d)에 접속된 구성을 가지고 있다.

각 공급 노즐관(31a ~ 31d)으로부터의 처리액은, 피처리 기판(W)에 대하여 각각 소정의 방향을 향해서 공급되도록 되어 있다. 즉, 공급관 31a에서부터는, 기판(W)의 왼쪽 위로, 공급관 31b에서부터는 왼쪽 아래, 공급관 31c에서부터는 오른쪽 위, 및 공급관 31d에서부터는 오른쪽 아래로 향하여 각각 소정의 순서로 공급되도록 되어 있다. 또, 처리조(30)의 바닥부에는, 배액구(排液口)가 형성되고, 이 배액구는 밸브(34)를 통하여 배액 처리부(35)로 배관에 의해 접속되어 있다.

또한, 처리조 내에서 처리액을 간단히 순환시키지 않고, 와류(渦流)를 발생시켜서, 이 와류에 의해서 표면 처리를 실시하는 기판 처리 장치도 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 2 참조).

도 12는, 하기 특허문헌 2에 기재된 처리조를 나타내는 단면도이다.

이 처리조(40)는, 조 내벽면이 전체에서 나선 형상을 한 요철로 형성되고, 처리액의 공급부가 처리조의 바닥부 영역에 설치되며, 이 공급부에 나선 형상에 따라서 처리액의 토출을 방향 짓는 2개의 공급구(41, 42)가 설치된 구성을 가지고 있다. 또, 각 공급구(41, 42)의 주변에는, 처리액의 토출 방향을 제어하는 정류(整流) 핀(fin)(43, 44)이 부가되어 있다.

그리고, 각 공급구(41, 42)로부터 공급되는 처리액의 토출력에 의해서, 적극적으로 저장조 내에 소정 방향의 흐름을 가지는 처리액의 와류를 발생시켜서, 피처리 기판의 표면 처리를 실시하고 있다.

또한, 처리조 내에서 와류를 발생시키는 대신에 기판을 회전시켜 처리하는 기판 처리 장치도 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 3 참조).

특허문헌 1 : 특개2001-274133호 공보(도 3, 단락 [0029], [0035] ~ [0038])

특허문헌 2 : 특개2003-282512호 공보(도 1, 단락 [0022] ~ [0025])

특허문헌 3 : 특개2000-114233호 공보(도 3, 단락 [0027], [0028])

<발명이 해결하고자 하는 과제>

상기 도 9 및 도 10에 나타낸 공지한 처리조(20)에 의하면, 각 공급 노즐관(22a ~ 22e)으로부터 공급되는 처리액에 의해서, 도 10(A)에 나타내는 화살표 A ~ C의 수류(水流)가 형성되어, 피처리 기판(W)의 표면 처리를 한다.

즉, 경사면(21b)에 설치된 각 공급 노즐관 22d, 22e의 분사구 22d', 22e'에서부터는, 화살표 A와 같이 피처리 기판(W)의 대략 중심부를 지나, 내부조(21)의 측벽면에 따른 와류로 된 수류가 형성되고, 내부조(21) 바닥부의 양단의 분사구 22a', 22c'에서부터는, 피처리 기판(W)의 중심부로 향한 수류(화살표 B), 또한 내부조(21)의 바닥부의 중앙부에 위치하는 분사구 22b'에서부터는, 피처리 기판(W)의 바닥부에 닿는 수류(화살표 C)가 각각 형성된다.

그런데 , 이와 같은 처리조(20)에서는, 도 10(B)에 나타내는 바와 같이, 피처리 기판(W)의 바깥 둘레 부근의 부분(Wa ~ Wc)에 있어서, 파티클(particle)이나 반응 생성물이 체류하기 쉽고, 또, 처리액의 농도 분포가 균일하게 되지 않아 유니포미티(uniformity)가 나빠지는 경향이 있는 것이 판명되었다.

그 원인은, 여러 가지 있다고 추측되지만, 그 주된 원인은, 피처리 기판(W)의 상부(Wa)에 있어서는, 처리조 내의 수류가 이르지 않고 좌우로 달아나 버리기 때문에, 소망의 세척 효과를 얻지 못하고 있는 것, 또, 피처리 기판의 하부(Wb)에서는, 분사구의 각도가 너무 상향(上向)되어 수류로부터 벗어나, 세척 효과가 반감 혹은 소멸하고 있는 것, 또한, 피처리 기판의 양측부(Wc)에서는, 수류가 와류가 되어, 그 중심 부근에 고여 버리고 있는 것, 에 있는 것으로 추정된다.

또, 도 11에 나타낸 상기 특허문헌 1에 기재된 처리조(30)에서는, 공급 노즐관(31a ~ 31d)은 4개의 노즐관의 어느 한쪽으로부터 처리액이 공급되고 있을 때라도 동일한 방향의 와류를 발생할 뿐으로, 와류의 흐름 방향을 바꾸는 것은 하고 있지 않다. 이 때문에, 처리액이 고인 위치는 대체로 정해져 버리고, 그 웅덩이에 파티클이 집중하여 도 10 등과 비교해서 큰 효과는 얻을 수 없다. 또, 대향하는 측벽면에 공급 노즐관(31a ~ 31d)이 배치되어 있기 때문에, 양측면의 공급 노즐관으로부터 동시에 처리액을 공급하는 것이 어렵고, 따라서, 처리액의 공급량이 한정되어 유속을 높일 수 없다. 또, 처리조(30)의 측벽의 높이가 대략 동일하게 되어 있으므로, 처리액의 공급을 늘려 유속을 높이려고 하면, 처리액이 조로부터 밖으로 비산(飛散)할 우려가 있다. 또한, 처리조(30)의 바닥부에 배액구가 형성되어 있기 때문에, 다른 부속 설비, 예를 들면 초음파 발생기 등을 부설하는 것이 어려워지고 있다.

또한, 도 12에 나타낸 상기 특허문헌 2에 기재된 장치와 같이 와류를 발생시키는 처리조(40)는, 그 구조가 복잡하고, 또, 상기 특허문헌 3에 기재된 장치와 같이 처리조 내에서 기판을 회전시키게 되면 더욱 구조가 복잡하여, 어느 쪽도 사용 및 보수 등이 번거롭고, 게다가 상기의 과제를 해결하는데 충분하지 않다.

최근, 이와 같은 기판 처리 장치에 있어서는, 대구경화(大口徑化)한 기판을 대량으로 한 번에 처리하는 것이 요구되어 오고 있다. 예를 들면 기판 직경이 300 mm이상의 기판을 한 번에 대량, 예를 들면 50매 이상을 취급하게 되고, 그것을 위한 처리조도 대형화하고 있으므로, 이와 같은 처리조 내에서의 유속은, 지금까지 이상의 유속이 필요하게 되며, 게다가 비중의 큰 이물 등을 제거하기 위해서는, 이것도 또 상당한 유속이 필요하게 된다.

한편, 이와 같은 유속을 확보하기 위해서는, 대량의 처리액이 필요하게 되어, 처리 비용이 커지게 된다.

그래서, 본원의 발명자는, 상기 각 처리조는, 어느 쪽도 조 내에서 처리액이 순환 내지 와류가 되고 있는 것에 착안하여, 이 와류의 유속을 더욱 빨라 지도록 함과 동시에, 그 와류의 방향을 소정 사이클로 변경시키는 것에 의해서, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시키기에 이른 것이다.

즉, 본 발명의 목적은, 처리조 내에서의 처리액의 웅덩이를 없애, 균일한 기판 처리를 가능하게 한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 목적에 더하여, 파티클의 제거를 용이하게 한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

(1) 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 한 형태에 의하면, 기판 처리 장치는, 사방을 측벽으로 둘러싸여 상부가 개구된 바닥을 가진 용기로 이루어지는 처리조와, 이 처리조에 처리액을 공급하는 제 1, 제 2 공급 노즐관을 구비한 기판 처리 장치에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 중공 통 모양체로 길이 방향의 측면에 소정 간격으로 1열로 배열된 복수 개의 분사구를 가지는 공급 노즐관으로 이루어지고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키며, 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시켜, 상기 처리조의 일측벽면에 소정 간격을 두고 대략 수평으로 설치한 것을 특징으로 한다.

(2) 또, 이러한 (1)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 상기 제 1 공급 노즐관과 제 2 공급 노즐관과는 소정 간격을 두고 서로 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(3) 또, 이러한 (1)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 이 수평선의 위쪽에, 제 2 공급 노즐관은 이 수평선의 아래쪽에 위치시킨 것이 바람직하다.

(4) 또, 이러한 (1)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 이 수평선의 아래쪽에, 제 2 공급 노즐관은 이 수평선의 위쪽에 위치시킨 것이 바람직하다.

(5) 또, 이러한 (1)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 상기 처리조의 일측벽면의 외측에 설치되어 있고, 측면에 배열된 복수 개의 분사구는, 상기 처리조의 내측에 연통하고 있는 것이 바람직하다.

(6) 또, 이러한 (1)의 형태에 있어서는, 상기 처리조는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관이 설치된 측벽을 높게 하고, 그 이외의 측벽을 낮게 하여 내부조를 형성하고, 이 내부조의 바깥 둘레에 상기 내부조로부터 오버플로우하는 처리액을 수용하는 외부조를 설치한 것이 바람직하다.

(7) 또, 이러한 (6)의 형태에 있어서는, 상기 낮게 한 측벽의 상단면에는 복수의 노치(notch) 홈이 새겨 설치되어 있는 것이 바람직하다.

(8) 또, 이러한 (1) ~ (7)의 형태에 있어서는, 상기 처리조는, 그 바닥벽의 외벽면에 초음파 발생기가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

(9) 또, 이러한 (1) ~ (7)의 형태에 있어서는, 또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하는 제어 수단을 설치하고, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시켜서, 이 와류에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것이 바람직하다.

(10) 또, 이러한 (8)의 형태에 있어서는, 또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하고, 또한 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시켜, 이 와류 및 상기 초음파 발생기로부터의 초음파를 적당히 조합하는 것에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것이 바람직하다.

(11) 또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 주위가 측벽으로 둘러싸인 상부가 개구하고 바닥을 가진 용기로 이루어지는 처리조와, 이 처리조에 처리액을 공급하는 제 1, 제 2 공급 노즐관을 구비한 기판 처리 장치에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 중공 통 모양체로 길이 방향의 측면에 소정 간격으로 적어도 1열로 배열된 복수 개의 분사구를 가지는 공급 노즐관으로 이루어지고, 상기 처리조의 대향하는 각 측벽면에 소정 간격을 두고 대략 수평에 배치되며, 또한, 일측벽면에 배치된 상기 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키고, 동일하게 일측벽면에 배치된 상기 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시키고, 대향하는 타측벽면에 배치된 상기 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시키며, 동일하게 대향하는 타측벽면에 배치된 상기 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시켜 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

(12) 또, 이러한 (11)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 상기 제 1 공급 노즐관과 제 2 공급 노즐관과는 소정 간격을 두고 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

(13) 또, 이러한 (11)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 일측면에서는 이 수평선의 위쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 아래쪽에 위치시키고, 제 2 공급 노즐관은 일측면에서는 이 수평선의 아래쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 위쪽에 위치시킨 것이 바람직하다.

(14) 또, 이러한 (11)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 일측면에서는 이 수평선의 아래쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 위쪽에 위치시키고, 제 2 공급 노즐관은 일측면에서는 이 수평선의 위쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 아래쪽에 위치시킨 것이 바람직하다.

(15) 또, 이러한 (11)의 형태에 있어서는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 상기 처리조의 대향하는 양측 벽면의 외측에 설치되어 있고, 측면에 배열된 복수 개의 분사구는, 상기 처리조의 내측에 연통하고 있는 것이 바람직하다.

(16) 또, 이러한 (11)의 형태에 있어서는, 상기 처리조는 피처리 기판이 수용되는 내부조와, 상기 내부조의 바깥 둘레에 상기 내부조로부터 오버플로우하는 처리액을 수용하기 위한 외부조로 이루어지고, 상기 내부조의 상단면에는 복수의 절개 홈이 새겨 설치되어 있는 것이 바람직하다.

(17) 또, 이러한 (11) ~ (16)의 형태에 있어서는, 상기 처리조는, 그 바닥벽의 외벽면에 초음파 발생기가 설치되고 있는 것이 바람직하다.

(18) 또, 이러한 (11) ~ (16)의 형태에 있어서는, 또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하는 제어 수단을 설치하고, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시켜, 이 와류에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것이 바람직하다.

(19) 또, 이러한 (17)의 형태에 있어서는, 또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하고, 또한 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시키고, 이 와류 및 상기 초음파 발생기로부터의 초음파를 적당하게 조합하는 것에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것이 바람직하다.

<발명의 효과>

본 발명은 상기 구성을 구비하는 것에 의해, 이하에 나타내는 효과를 나타낸다. 즉, 본 발명의 한 형태에 의하면, 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키고, 또, 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시켜서, 처리조의 일측벽면에 소정 간격을 두고 각각 수평으로 설치함으로써, 제 1, 제 2 공급 노즐관의 어느 한쪽으로부터 처리액을 공급하는 것에 의해, 처리조 내에서 시계 방향 및 반시계 방향의 어느 한쪽의 와류를 발생시킬 수 있다.

또, 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 처리조의 일측벽면에 설치함으로써 와류를 발생시킬 수 있으므로, 종래 기술과 같이 처리조를 복잡한 형상으로 하지 않고, 처리조를 간단한 구조로 염가로 제작할 수 있다.

또, 이러한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 공급 노즐관의 개수를 늘림으로써, 처리조 내에 있어서 다른 패턴의 와류가 형성되기 쉬워지고, 또 그 유속을 증대시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이와 같은 유속이 빠른 와류에 의해서, 처리 효율을 올릴 수 있음과 동시에, 대구경(大口徑)의 기판을 대량으로 처리하는 것이 가능하게 된다. 또, 제 1, 제 2 공급 노즐관의 설치 위치를 여러 가지 변경하는 것에 의해, 보다 바람직한 기판 처리를 실시할 수 있게 된다.

또, 이러한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 공급 노즐관을 처리조 측벽의 외측에 설치함으로써, 공급 노즐관에 의해서 처리조 내의 처리액의 흐름을 방해하는 것이 없어짐과 동시에, 처리조 내에 공급 노즐관이 설치되지 않은 것에 의해 처리조의 용적을 줄일 수 있고, 이는 기판 처리에 이용하는 처리액을 절약할 수 있게 된다.

또, 이러한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 내부조의 측벽 내의 일면이 낮게 되어 있으므로, 내부조로부터 오버플로우 하는 처리액은, 부드럽게 외부조에 수용할 수 있다. 또, 높게 한 측벽면에 공급 노즐관이 배치되어 있으므로, 처리액의 비산을 줄여 와류를 발생시키는 것이 가능하게 된다.

즉, 와류는 높게 한 측벽으로부터 낮게 한 측벽으로 향하여 형성된다. 이 때내부조로부터 오버플로우하는 처리액은, 그 대부분이 낮게 한 측벽면의 외부조로 흘러들어가고, 높게 한 측벽으로 흐르는 것이 대부분 없어진다. 이와 같이, 외부조로 흘러나가는 액체의 방향을 결정할 수 있는 것에 의해, 와류의 회전 방향에서부터 와류의 축 방향으로의 흐름이 억제되어 보다 균일한 와류로 할 수 있고, 조의 중심부에 위치하는 기판과 조의 끝에 위치하는 기판과의 차이를 없게 할 수 있다. 또, 이 높게 한 측벽 부분으로부터의 처리액의 유출을 저지할 수 있으므로, 배액 처리를 고려한 처리조의 설치가 용이하게 된다. 또, 측벽 상단면에 복수의 절개 홈을 설치함으로써, 내부조로부터 오버플로우하는 처리액을 1개소에 치우치지 않고 균일하게 배출하게 되어, 처리액이 1개소에서부터 외부조로 한 번에 대량으로 흘러나오지 않게 되어, 처리액의 비산을 방지할 수 있다.

또, 이러한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 종래 기술에서는, 일반적으로 바닥벽에 공급 노즐관 등이 설치되어 있으므로, 이 바닥벽에 초음파 발생기를 설치하면, 공급 노즐관이 초음파의 전파 장해, 이른바 반사 작용이 가능하게 되지만, 이 발명은 측벽면에 공급 노즐관을 설치함으로써, 바닥벽을 이용해 초음파 발생기를 설치할 수 있어, 효율적으로 기판에 초음파를 조사하는 것이 가능하게 된다.

이 초음파 발생기의 부착에 의해, 처리조 내에서는, 피처리 기판에 대해서 처리액에 의한 화확적 처리에 더하여, 초음파 진동에 의한 물리적인 처리도 가능하게 되어, 고품질의 처리를 할 수 있게 된다.

또, 이러한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 제 1, 제 2 공급 노즐관의 어느 한쪽으로부터 처리액을 공급하는 것에 의해, 처리조 내에서 시계 방향 및 반시계 방향의 어느 한쪽의 와류를 발생시킬 수 있다.

또, 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터의 처리액의 공급을 소정 사이클로 전환하여 실시함으로써, 처리조 내에서의 처리액의 와류의 방향을 교대로 반전시킬 수 있다.

그 결과, 이러한 와류에 의해, 처리조 내에서의 처리액의 고임이 없어져, 효율적으로 균일한 기판 표면의 처리가 가능하게 된다.

또, 이러한 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 피처리 기판에 대해서 처리액에 의한 화확적 처리에 더하여, 초음파 진동에 의한 물리적인 처리도 가능하게 되어, 이러한 처리를 조합함으로써, 보다 고품질의 처리를 할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 일측벽면에 배치시킨 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키고, 동일하게 일측벽면에 배치시킨 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시키며, 타측벽면에 배치시킨 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시키고, 동일하게 타측벽면에 배치시킨 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키며, 처리조의 대향하는 양측 벽면에 소정 간격을 두고 각각 수평으로 설치함으로써, 양측 벽면에 설치된 제 1, 제 2 공급 노즐관 중 한쪽으로부터 처리액을 공급하는 것에 의해, 처리조 내에서 시계 방향 및 반시계 방향의 어느 한쪽의 와류를 발생시킬 수 있다.

또, 이러한 본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 공급 노즐관의 개수를 늘림으로써, 처리조 내에 있어서 다른 패턴의 와류가 형성되기 쉬워지고, 또 그 유속을 증대시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이와 같은 유속이 빠른 와류에 의해서, 처리 효율을 올릴 수 있음과 동시에, 대구경의 기판을 대량으로 처리하는 것이 가능하게 된다. 또, 제 1, 제 2 공급 노즐관의 설치 위치를 여러 가지 변경함으로써, 보다 바람직한 기판 처리를 실시할 수 있게 된다.

또, 이러한 본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 공급 노즐관을 처리조 측벽의 외측에 설치한 것에 의해, 공급 노즐관에 의해서 처리조 내의 처리액의 흐름을 방해하는 것이 없어짐과 동시에, 처리조 내에 공급 노즐관이 설치되지 않은 것에 의해 처리조의 용적을 줄일 수 있고, 이는 기판 처리에 이용하는 처리액을 절약할 수 있게 된다.

또, 이러한 본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 처리조가 내부조와 외부조로 구성하고, 내부조의 상단면에 복수의 절개 홈을 설치함으로써, 내부조로부터 오버플로우하는 처리액을 1개소에 치우치지 않고 균일하게 배출하게 되어, 1개소에서부터 외부조로 처리액이 한 번에 대량으로 흘러나오는 것이 없어져, 오버플로우시의 처리액의 비산을 방지할 수 있다.

또, 이러한 본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 종래 기술에서는, 일반적으로 바닥벽에 공급 노즐관 등이 설치되고 있으므로, 이 바닥벽에 초음파 발생기를 설치하면, 공급 노즐관이 초음파의 전파 장해, 이른바 반사가 가능하게 되지만, 이 발명은 측벽면에 공급 노즐관을 설치함으로써, 바닥벽을 이용하여 초음파 발생기를 설치하는 것이 가능하게 된다.

이 초음파 발생기의 부착에 의해, 처리조 내에서는, 피처리 기판에 대하여 처리액에 의한 화확적 처리에 더하여, 초음파 진동에 의한 물리적인 처리도 가능하게 되어, 고품질의 처리를 할 수 있게 된다.

또, 이러한 본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 양측 벽면에 설치된 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 처리액을 공급함으로써, 처리조 내에서 시계 방향 및 반시계 방향의 어느 한쪽의 와류를 발생시킬 수 있다.

또, 이러한 본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면, 피처리 기판에 대해서 처리액에 의한 화확적 처리에 더하여, 초음파 진동에 의한 물리적인 처리도 가능하게 되고, 이러한 처리를 조합함으로써, 보다 고품질의 처리를 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 기판 처리 장치에 사용되는 처리조를 나타내고, 도 1a는 측단면도, 도 1b는 표면도,

도 2는 도 1의 처리조 내에 배치되는 공급 노즐관의 측면도,

도 3은 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향의 한 형태를 나타내는 설명도,

도 4는 처리조 내에서의 처리액의 흐름을 설명하는 단면도,

도 5는 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향의 변경예를 나타내는 설명도,

도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 기판 처리 장치에 사용되는 처리조를 나타내고, 도 6(A)는 측단면도, 도 6(B)는 표면도,

도 7은 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향의 한 형태 및 변경예를 나타내는 설명도,

도 8은 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향의 다른 변경예를 나타내는 설명도,

도 9는 공지의 기판 처리 장치에 사용되고 있는 처리조의 단면도,

도 10은 도 9의 기판 처리 장치를 설명하는 도이고, 도 10(A)는 처리조 내에 형성되는 유로를 나타낸 도, 도 10(B)는 이 기판 처리 장치에 의해 처리가 행해진 기판을 나타내는 도,

도 11은 선행 기술의 기판 처리 장치에 사용되고 있는 처리조의 단면도,

도 12는 선행 기술의 기판 처리 장치에 사용되고 있는 처리조의 단면도.

<부호의 설명>

1, 1A 처리조

2 내부조

2a 바닥벽

2b ~ 2e 측벽

3 외부조

4 (V자 모양의) 절개 홈

5 배액구

6 용기

7 초음파 발생기

10a ~ 10d공급 노즐관

10a' ~ 10d' 공급 노즐관

11 분사구

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 기판 처리 장치를 예시하는 것으로서, 본 발명을 이 기판 처리 장치에 특정하는 것을 의도하는 것이 아니고, 특허 청구의 범위에 포함되는 그 외의 실시 형태의 것도 동일하게 적응 할 수 있는 것이다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 기판 처리 장치에 사용되는 처리조를 나타내고, 도 1a는 측단면도, 도 1b는 표면도, 도 2는 도 1의 처리조 내에 배치되는 공급 노즐관의 측면도, 도 3은 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향의 한 형태를 나타내는 설명도, 도 4는 처리조 내에서의 처리액의 흐름을 설명하는 설명도, 도 5는 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향의 변경예를 나타내는 설명도이다.

이 기판 처리 장치는, 예를 들면 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 기록 디스크용 기판, 혹은 마스크용 기판 등의 각종 기판의 표면 처리를 약액 및 세척에 이르는 일련의 처리를 1개의 조로 실시할 수 있는 처리조(1)를 구비하고 있다. 이하, 각종 기판을 대표하여, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 대해 설명한다. 또, 이하의 설명에서 용어 「처리액」은, 웨이퍼 표면을 에칭 처리 등 하는 약액 및 상기 약액의 세척을 실시하는 세척액을 포함한 총칭으로서 사용한다.

이 처리조(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 대략 사각형의 바닥벽 2a와, 이 바닥벽 2a의 바깥 둘레로부터 세워 설치한 사방을 둘러싸는 측벽 2b ~ 2e를 가지고, 상부가 개구된 상자 모양 용기로 내부조(2)가 형성되며, 이 내부조(2)의 바깥 둘레에 소정의 폭을 두고 측벽 3b ~ 3e로 둘러싸인 바닥벽 3a를 가지는 외부조(3)가 형성된 구성을 가지고 있다.

각 측벽 2b ~ 2e 가운데, 후술하는 공급 노즐관이 설치되는 측벽 2b는, 대향하는 측벽 2c보다 높게 되어 있고, 대향하는 측벽 2b, 2c의 양측단은, 측벽 2d, 2e 에서 연결된다. 따라서, 각 측벽 2d, 2e의 상단부는, 높게 한 측벽 2b로부터 낮게 한 측벽 2c에 향하여 경사져 있다.

또, 각 측벽 2b ~ 2e 가운데, 높게 한 측벽 2b 이외의 측벽 2c ~ 2e에는, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 상단부에 V자 모양의 절개 홈(4)이 복수 형성된다. 이 절개 홈(4)을 설치함으로써, 내부조(2)로부터 오버플로우하는 처리액이, 치우치지 않고 외부조(3) 내에 수용되어 외부로 비산하지 않는다.

또, 처리조(1)의 바닥벽 2a와 측벽면 2c와의 접합부에 배액구(5)가 형성되고, 이 배액구(5)는, 배관에 의해 배액 처리 설비(도시 생략)에 접속된다.

처리조(1)의 바닥부 2a에는, 얕은 바닥의 상자 모양 용기(6)를 통하여 초음파 발생기(7)가 설치된다.

상자 모양 용기(6)는, 내부조(2)의 바닥 벽면보다 약간 넓은 바닥벽 6a와, 낮게 한 측벽 6b ~ 6e를 가지는 것으로 이루어지고, 내부조(2)의 바닥 벽면과 용기(6)의 바닥부와의 사이에 약간의 틈새를 설치하여 내부조(2)에 장착된다. 이 용기(6)에는, 초음파 전달 매체, 예를 들면 물이 저장된다. 또, 초음파 발생기(7)는, 소정 주파수, 예를 들면 10KHz ~ 수MHz를 발하는 발생기가 사용되다.

처리조(1)의 바닥부 2a에 초음파 발생기(7)를 장착함으로써, 발생기로부터 방사된 초음파는, 물 및 내부조(2)의 바닥부 2a를 투과하여 처리액에 전달된다. 그리고, 이 초음파는, 처리액을 진동시켜, 웨이퍼의 표면으로 물리적인 힘으로서 작용하여, 웨이퍼 표면에 부착하고 있는 이물, 오염 물질 등의 파티클을 제거한다.

또, 높게 한 측벽 2b의 내측에는, 관 모양의 파이프로 이루어지는 복수 개( 도에서는 4개)의 공급 노즐관(10a ~ 10d)이 소정의 간격을 두고 수평으로 설치된다. 이 4개의 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 각각 1개의 파이프에 복수 개의 구멍으로 이루어지는 처리액 분사구(11)가 소정 피치로 1열에 형성되어 있어 동일한 형상을 가지고 있다. 또, 각 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 예를 들면, 직경 20mm의 파이프에 직경 1.2mm의 구멍(분사구)을 5mm간격으로 설치한 것을 사용한다.

덧붙여, 본 실시예에 있어서는 공급 노즐관(10a ~ 10d)을 측벽 2b의 내측에 부착하였으나, 측벽 2b의 외측에 부착하여, 분사구(11)만을 내부조(2)에 연통하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 공급 노즐관(10a ~ 10d) 자체가 내부조(2) 내에 형성되는 와류의 방해가 되는 것이 없어짐과 동시에, 공급 노즐관(10a ~ 10d)을 부착하는 스페이스를 내부조(2) 내에 설치할 필요가 없어져, 내부조(2)의 용량을 작게 할 수 있고, 이는 처리액의 사용량을 삭감할 수 있다.

4개의 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 각각의 분사구(11)가 소정 방향을 향하도록 하여 측벽 2b에 면하여 대략 등간격으로 대략 수평으로 설치된다. 예를 들면, 최상단에 설치하는 공급 노즐관 10a의 분사구(11)는, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 수평선에 대해서 위쪽으로 5°, 공급 노즐관 10a의 아래쪽에 설치하는 공급 노즐관 10b의 분사구(11)는, 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 수평선에 대해서 아래쪽으로 20°, 또, 공급 노즐관 10b의 아래쪽에 설치하는 공급 노즐관 10c의 분사구(11)는, 도 2(C)에 나타내는 바와 같이, 수평선에 대해서 위쪽으로 20°, 공급 노즐관 10c의 아래쪽에 설치하는 최하단의 공급 노즐관 10d의 분사구(11)는, 도 2(D) 에 나타내는 바와 같이, 수평선에 대해서 아래쪽에 5°각각 경사시켜 높게 한 측벽 2b의 면에 소정 간격을 두고 수평으로 설치된다. 이것에 의해, 공급 노즐관(10a ~ 10d) 가운데, 위쪽으로 향하여 분사구가 설치된 2개의 제 2 공급 노즐관 10a, 10c(도 중에서는, 위에서부터 홀수 단째의 공급 노즐관)와, 아래쪽으로 향하여 분사구가 설치된 2개의 제 1 공급 노즐관 10b, 10d(도 중에서는, 위에서부터 짝수 단째의 공급 노즐관)가 교대로 배치되게 된다.

따라서, 4개의 공급 노즐관(10a ~ 10d) 가운데, 홀수단에 위치하는 제 2 공급 노즐관 10a, 10c의 분사구(11)를 수평선에 대해서 위쪽으로 소정 각도 경사지게 설치하고, 또, 짝수단에 위치하는 제 1 공급 노즐관 10b, 10d의 분사구(11)를 수평선에 대해서 아래쪽으로 소정 각도 경사지게 설치함으로써, 제 1 또는 제 2 공급 노즐관에 처리액을 공급하면, 내부조(2) 내에 반시계 방향 또는 시계 방향의 와류를 발생시킬 수 있다.

각 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 처리액 공급원에 밸브를 통하여 배관에 의해 접속되고, 각 공급 노즐관으로의 처리액의 공급은, 제어 수단(도시 생략)에 의해, 밸브(도시 생략)의 개폐 제어에 의해서 행해진다.

이 처리조에서는, 각종 약액에 의한 웨이퍼에 부착하고 있는 오염 물질의 제거, 산화막의 에칭 처리, 레지스터막의 박리 처리, 및 린스액으로 실시하는 세척 처리를 한다.

각종 약액에는, 에칭 처리에서는, 예를 들면 플루오르산((fluorinated acid))을 이용하고 또, 레지스터막의 박리 처리에서는, 오존을 순수한 물에 용해한 오존수, 오존수와 탄산수소나트륨 등의 중탄산(重炭酸) 이온을 포함한 첨가물과의 혼합물, 황산과 과산화 수소와의 혼합액, 황산과 오존과의 혼합액 등을 이용한다. 또한, 린스액에는 순수한 물을 이용한다. 따라서, 각 공급 노즐관은, 이러한 약액 공급원 및 세척액 공급원에 접속되어 각종 처리액을 공급한다.

이하에, 도 3, 도 4를 참조하여, 처리조 내에 각 공급 노즐관(10a ~ 10d)으로부터 처리액을 공급하고, 와류에 의해서 웨이퍼 표면 처리를 실시하는 방법을 설명한다.

I, 처리액 공급에 의한 처리

4개의 공급 노즐관(10a ~ 10d) 가운데, 짝수단의 2개의 제 1 공급 노즐관 10b, 10d와 홀수단의 2개의 제 2 공급 노즐관 10a, 10c로부터, 교대로 처리액을 공급한다.

(i) 제 1 공급 노즐관 10b, 10d로부터의 처리액 공급

먼저, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 짝수단에 위치하는 2개의 제 1 공급 노즐관 10b, 10d로부터 내부조(2) 내에 처리액을 공급한다. 그러면, 공급 노즐관 10b의 분사구(11)가 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 20°, 공급 노즐관 10d의 분사구(11)가 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 5° 경사져 있으므로, 내부조(2) 내에서는, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 반시계 방향의 와류 A가 발생한다. 이 와류 A는, 소정의 유속을 가지고, 이 반시계 방향의 와류에 의해 웨이퍼(W)의 표면의 처리가 이루어진다.

(ii) 제 2 공급 노즐관 10a, 10c로부터의 처리액 공급

다음으로, 제 1 공급 노즐관 10b, 10d로부터의 처리액의 공급을 예를 들면 10초간 계속한 후에, 이 처리액의 공급을 정지하고, 홀수단에 위치하는 2개의 제 2 공급 노즐관 10a, 10c로부터 처리액을 공급한다. 그러면, 공급 노즐관 10a의 분사구(11)는 수평 방향에 대해서 위쪽으로 5°, 공급 노즐관 10c의 분사구(11)는 수평 방향에 대해서 위쪽으로 20° 경사져 있으므로, 제 2 공급 노즐관 10a, 10c로부터 공급되는 처리액으로, 내부조(2) 내의 와류는, 시계 방향 회전의 와류(도 4(C) 부호 F 참조)로 바뀌려고 한다.

이 때, 제 2 공급 노즐관 10a, 10c로부터의 위로 향한 분사가 제 1 공급 노즐관 10b, 10d에 의해 생성된 반시계 방향의 와류 A'(잔존 와류)에 영향을 받고, 제 2 공급 노즐관 10a, 10c로부터의 공급 직후는, 아래로 향한 분사로 변경된다(도 4(B) 부호 B 참조). 이 상태가 몇 초 계속 되고, 그 후는, 이 분사의 흐름이 변화하여, 위로 향하여 서서히 돌아와(도 4(B) 부호 C ~ E 참조), 시계 방향의 와류 F가 형성된다. 이것에 의해, 흐름이 서서히 변화함과 동시에 웅덩이부(도시 생략)도 서서히 이동한다. 따라서 파티클이 부착하기 쉬운 웅덩이부는 1개소에 머무르지 않으므로, 파티클의 부착을 방지할 수 있다.

(iii) 상기(i), (ii)의 전환 공급

그 후, 상기(i), (ii)의 공급을 전환하여, 시계 방향의 와류 F로부터 반시계 방향의 와류 A, 또한 와류 F로의 전환을 반복하여, 소정의 시간, 예를 들면 1분간 실시한다.

이 방법에 의하면, 약 1분간의 세척으로, 웨이퍼(W)의 표면에 파티클이나 반 응성 생물이 체류하는 일 없이, 효율적으로 세척할 수 있다.

상기 4개의 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 제 1, 제 2 공급 노즐관이 위쪽에서부터 아래쪽으로 교대로 배치되어 있지만, 이 각도 및 순서를 변경하여, 조 내에서 소정 방향의 와류를 발생시켜 처리할 수도 있다.

이하에는 처리조에 장착되는 제 1, 제 2 공급 노즐의 설치 위치 및 설치 방향을 변경한 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 도 5는 각 공급 노즐의 설치 위치의 변경예를 나타내는 설명도이다.

먼저, 도 5(A)에 나타내는 변경예에 있어서는, 4개의 공급 노즐관(10a ~ 10d)은, 각각의 분사구 각도를 이하와 같이 변경하여 높게 한 측벽 2b에 배치된다.

내부조 상단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b는, 수평선에 대해서 각각 위쪽으로 5°, 20°, 마찬가지로 하단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d는, 수평선에 대해서 각각 아래쪽으로 20°, 5° 경사지게 한다. 즉, 상단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b를 제 2 공급 노즐관으로 하고, 하단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d를 제 1 공급 노즐관으로 한 것이다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관 마다 처리액을 공급하여, 내부조(2) 내에서 와류를 발생시켜, 웨이퍼(W)의 표면 처리 및, 세척 등을 실시한다.

또, 도 5(B)에 나타내는 변경예는, 내부조 상단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b는, 수평선에 대해서 각각 아래쪽으로 45°, 40°, 마찬가지로 하단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d는, 수평선에 대해서 각각 위쪽으로 40°, 45° 경사지게 한다. 즉, 상단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b를 제 1 공급 노즐관으로 하고, 하단에서 인접하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d를 제 2 공급 노즐관으로 한 것이다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관 마다 처리액을 공급하여, 내부조(2) 내에서 와류를 발생시켜, 웨이퍼(W)의 표면 처리 및 세척 등을 실시한다.

또한, 공급 노즐관의 개수 및 부착시의 분사구의 각도는, 상술한 것으로 한정되지 않고, 임의의 개수 및 각도를 선택할 수 있다.

II, 초음파에 의한 처리

다음으로 초음파에 의한 기판의 표면 처리에 대하여 설명한다.

이 처리는, 먼저 초음파 발생기(7)를 작동시킨다. 그러면, 이 발생기(7)로부터 방사된 초음파는, 용기(6) 내의 물 및 내부조(2)의 바닥부 2a를 투과하여 처리액에 전달시켜 처리액을 진동시킨다. 이 처리액의 진동에 의해, 웨이퍼(W)의 표면으로 물리적인 힘이 작용한 처리가 이루어진다. 본 실시예에 있어서 이 초음파 처리는, 처리조 내에 암모니아 및 과산화 수소를 공급하여, 웨이퍼(W)에 부착하고 있는 이물, 오염 물질 등의 파티클 제거하는 처리, 및 각종 약액에 의한 처리가 종료한 후의 최종의 세척 공정에 있어서, 상기 I의 공정과 동시에 실시하는 것이 바람직하다.

상술의 처리를 실시함으로써, 처리액에 의한 화확적 처리에 더하여, 초음파 진동에 의한 물리적인 처리도 가능하게 되어, 이러한 처리를 조합시키는 것에 의해, 보다 고품질의 기판 처리를 실현할 수 있다.

실시예 2

상기 실시예 1의 기판 처리 장치에서는, 내부조의 일측면에 복수 개의 공급 노즐관이 배치된 것이지만, 대향하는 양측벽에 복수 개의 공급 노즐관을 설치하여도 좋다.

도 6은, 본 발명의 실시예 2에 관한 기판 처리 장치에 사용되는 처리조를 나타내고, 도 6(A)는 측단면도, 도 6(B)는 표면도, 도 7, 도 8은 각 공급 노즐관으로부터 공급되는 처리액의 분사 방향을 나타내는 설명도이다.

이 처리조(1A)는, 실시예 1의 처리조(1)와 공통의 구성을 구비하고 있으므로, 공통되는 부분에는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 인용하여 중복 설명을 생략하며, 주로 다른 구성에 대해 상술한다.

처리조(1A)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 내부조(2)를 구성하는 각 측벽 2b' ~ 2e'의 높이가 같은 높이로 형성되고, 내부조(2)에 수용되는 웨이퍼(W) 표면에 직행하며, 대향하는 측벽 2b', 2c'에 각각 복수 개(도 중에서는 양측벽에 4개씩)의 공급 노즐관 10a ~ 10d, 10a' ~ 10d'가 장착된다. 그리고, 각 측벽 2b', 2c'에 장착되는 공급 노즐관 10a ~ 10d, 10a' ~ 10d'는, 그러한 분사구가 내부조의 내측으로 향하여 소정 방향으로 향하도록 장착된다. 예를 들면, 도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 대향하는 일측벽 2b'에는, 홀수단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10c가, 수평 방향에 대해서 위쪽으로 5°, 20°, 짝수단에 위치하는 공급 노즐관 10b, 10d가, 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 20°, 5°각각 경사지게 설치된다. 또, 대향하는 다른 측벽 2c'에도, 마찬가지로 홀수단의 2개의 공급 노즐관 10a', 10c'가, 수평 방향에 대해서 위쪽으로 5°, 20°, 짝수단의 2개의 공급 노즐관 10b', 10d'가, 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 20°, 5°각각 경사지게 설치된다.

따라서, 각 측벽 2b', 2c'에, 각각 4개의 공급 노즐관 10a ~ 10d, 10a' ~ 10d'를 각 분사구의 각도가 상기의 각도로 설정되고, 서로 대향시켜 장착함으로써, 각 4개의 공급 노즐관 10a ~ 10d와 10a' ~ 10d'는, 대향하는 측벽의 중간의 수직선에 대해서 좌우 대칭으로 배치되게 된다.

각 측벽 2b', 2c'의 4개의 공급 노즐관 10a ~ 10d, 10a' ~ 10d'는, 예를 들면 도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 측벽 2b'의 짝수단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10b, 10d 및 측벽 2c'의 홀수단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a', 10c'를 제 1 공급 노즐관으로서 처리액의 공급 타이밍을 동기(同期)시키고, 마찬가지로 측벽 2b'의 홀수단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10c 및 측벽 2c'의 짝수단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10b', 10d'를 제 2 공급 노즐관으로서 처리액의 공급 타이밍을 동기시켜 처리액을 공급함으로써 내부조(2) 내에 와류를 발생시킨다. 구체적으로는, 예를 들면 먼저 제 2 공급 노즐관 10a, 10c, 10b', 10d'로부터 동시에 처리액을 소정 시간 공급하여, 내부조 내에서 시계 방향의 와류를 발생시키고, 소정 시간 후에 상기 제 2 공급 노즐관으로부터의 공급을 정지하며, 이어서 제 1 공급 노즐관 10b, 10d 및 공급 노즐관 10a', 10c'로부터 동시에 처리액을 공급하여, 내부조 내에서 반시계 방향의 와류를 발생시킨다. 그리고, 상술의 공급 노즐관의 전환을 복수 회 실시함으로써, 웨이퍼(W)의 처리가 양호하게 행해진다. 상술에 의하면, 실시예 1과 마찬가지로 흐름이 서서히 변화하여, 파티클이 부착하기 쉬운 웅덩이부도 서서히 이동한다. 이것에 의해 웅덩이부가 1개소에 머물지 않기 때문에, 파티클의 부착을 방지할 수 있다.

본 실시예에 있어서는 상술과 같은 공급 노즐관 및 처리액의 공급 각도에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지 변경이 가능하다. 이하에는 본 실시예의 기판 처리 장치에 설치되는 공급 노즐관의 변경예를 설명한다.

먼저, 도 7(B)에 나타낸 변경예에서는, 대향하는 일측벽 2b'에는, 상단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b가, 수평 방향에 대해서 위쪽으로 5°, 20°, 하단에 위치하는 공급 노즐관 10c, 10d가, 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 20°, 5° 각각 경사지게 설치되고, 대향하는 다른 측벽 2c'에도, 마찬가지로 상단의 2개의 공급 노즐관 10a', 10b'가, 수평 방향에 대해서 위쪽으로 5°, 20°, 하단의 2개의 공급 노즐관 10c', 10d'가, 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 20°, 5°가 각각 경사지게 설치된다.

그리고, 각 측벽의 4개의 공급 노즐관 10a ~ 10d, 10a' ~ 10d'는, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 측벽 2b'의 하단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d 및 측벽 2c'의 상단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a', 10b'를 제 1 공급 노즐관으로서 처리액의 공급 타이밍을 동기시키고, 동일하게 측벽 2b'의 상단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b 및 측벽 2c'의 하단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10c', 10d'를 제 2 공급 노즐관으로서 처리액의 공급 타이밍을 동기시켜 처리액을 공급함으로써 내부조(2) 내에 와류를 발생시킨다. 구체적으로는, 예를 들면, 먼저 제 2 공급 노즐관 10a, 10b, 10c', 10d'로부터 동시에 처리액을 소정 시간 공급하여, 내부조 내에서 시계 방향의 와류를 발생시키고, 소정 시간 후에, 제 2 공급 노 즐관으로부터의 공급을 정지하며, 제 1 공급 노즐관 10c, 10d, 10a', 10b'로부터 동시에 처리액을 공급하여, 내부조 내에서 반시계 방향의 와류를 발생시킨다. 그리고, 상술의 공급 노즐관의 전환을 여러 차례 실시함으로써, 웨이퍼(W)의 처리가 양호하게 행해진다.

또한, 도 8에 나타낸 또 다른 변경예에서는, 대향하는 일측벽 2b'에는, 상단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b가, 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 45°, 40°, 하단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d가, 수평 방향에 대해서 위쪽으로 40°, 45° 각각 경사지게 설치되고, 대향하는 다른 측벽 2c'에도, 마찬가지로 상단의 2개의 공급 노즐관 10a', 10b'가, 수평 방향에 대해서 아래쪽으로 45°, 40°, 하단의 2개의 공급 노즐관 10c', 10d'가, 수평 방향에 대해서 위쪽에 40°, 45°각각 경사지게 설치된다.

그리고, 각 측벽의 4개의 공급 노즐관 10a ~ 10d, 10a' ~ 10d'는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 측벽 2b'의 상단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a, 10b 및 측벽 2c'의 하단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10c', 10d'를 제 1 공급 노즐관으로서 처리액의 공급 타이밍을 동기시키고, 동일하게 측벽 2b'의 하단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10c, 10d 및 측벽 2c'의 상단에 위치하는 2개의 공급 노즐관 10a', 10b'를 제 2 공급 노즐관으로서 처리액의 공급 타이밍을 동기시켜 처리액을 공급함으로써 내부조(2) 내에 와류를 발생시킨다. 구체적으로는, 예를 들면, 먼저 제 2 공급 노즐관 10c, 10d, 10a', 10b'로부터 동시에 처리액을 소정 시간 공급하여, 내부조 내에서 시계 방향의 와류를 발생시키고, 소정 시간 후에, 제 2 공급 노즐관으 로부터의 공급을 정지하며, 제 1 공급 노즐관 10a, 10b, 10c', 10d'로부터 동시에 처리액을 공급하du, 내부조 내에서 반시계 방향의 와류를 발생시킨다. 그리고, 상술의 공급 노즐관의 전환을 여러 차례 실시함으로써, 웨이퍼(W)의 처리가 양호하게 행해져, 파티클 부착 방지 효과를 얻는다.

또한, 공급 노즐관의 개수 및, 부착시의 분사구의 각도는, 상기의 개수 및 각도로 한정되지 않고, 임의의 개수 및, 각도를 선택하여도 좋다.

이와 같이, 본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 기록 디스크용 기판, 혹은 마스크용 기판이나, 그 외의 각종 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치에 이용 가능하다.

Claims

사방을 측벽으로 둘러싸인 상부가 개구된 바닥을 가진 용기로 이루어지는 처리조(處理槽)와, 이 처리조에 처리액을 공급하는 제 1, 제 2 공급 노즐관을 구비한 기판 처리 장치에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 중공 통 모양체로 길이 방향의 측면에 소정 간격으로 1열에 배열된 복수 개의 분사구를 가지는 공급 노즐관으로 이루어지고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키고, 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시켜, 상기 처리조의 일측벽면에 소정 간격을 두고 대략 수평으로 배치되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 상기 제 1 공급 노즐관과 제 2 공급 노즐관과는 소정 간격을 두고 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심 부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 이 수평선의 위쪽에, 제 2 공급 노즐관은 이 수평선의 아래쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 이 수평선의 아래쪽에, 제 2 공급 노즐관은 이 수평선의 위쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 상기 처리조의 일측벽면의 외측에 설치되어 있고, 측면으로 배열된 복수 개의 분사구는, 상기 처리조의 내측에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항에 있어서,

상기 처리조는, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관이 설치된 측벽을 높게 하고, 그 이외의 측벽을 낮게 하여 내부조를 형성하고, 이 내부조의 바깥 둘레에 상기 내부조로부터 오버플로우(overflow)하는 처리액을 수용하는 외부조를 설치한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 6항에 있어서,

상기 낮게 한 측벽의 상단면에는 복수의 절개 홈이 새겨 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 처리조는, 그 바닥벽의 외벽면에 초음파 발생기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하는 제어 수단을 설치하고, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시켜서, 이 와류에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 8항에 있어서,

또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하고, 또한 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시키며, 이 와류 및 상기 초음파 발생기로부터의 초음파를 적당히 조합하는 것에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
주위가 측벽으로 둘러싸인 상부가 개구(開口)되고 바닥을 가진 용기로 이루어지는 처리조와, 이 처리조에 처리액을 공급하는 제 1, 제 2 공급 노즐관을 구비한 기판 처리 장치에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 중공 통 모양체로 길이 방향의 측면으로 소정 간격으로 적어도 1열에 배열된 복수 개의 분사구를 가지는 공급 노즐관으로 이루어지고, 상기 처리조의 대향하는 각 측벽면에 소정 간격을 두고 대략 수평에 배치되며, 또한, 일측벽면에 배치된 상기 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시키고, 동일하게 일측벽면에 배치된 상기 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시키며, 대향하는 타측벽면에 배치된 상기 제 1 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 위쪽으로 경사시키고, 동일하게 대향하는 타측벽면에 배치된 상기 제 2 공급 노즐관은, 그 분사구를 수평 방향에 대해서 소정 각도로 기울기 아래쪽으로 경사시켜 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 상기 제 1 공급 노즐관과 제 2 공급 노즐관과는 소정 간격을 두고 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 일측면에서는 이 수평선의 위쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 아래쪽에 위치시키며, 제 2 공급 노즐관은 일측면에서는 이 수평선의 아래쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 위쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 각각 복수 개의 공급 노즐관으로 구성되고, 이 중 제 1 공급 노즐관은, 상기 처리조 내에 수직으로 배치된 피처리 기판의 중심부를 지나는 수평선을 경계로 하여, 일측면에서는 이 수평선의 아래쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 위쪽에 위치시키고, 제 2 공급 노즐관은 일측면에서는 이 수평선의 위쪽에, 대향하는 타측면에서는 이 수평선의 아래쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 공급 노즐관은, 상기 처리조의 대향하는 양측 벽면의 외측에 설치되어 있고, 측면에 배열된 복수 개의 분사구는, 상기 처리조의 내측에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항에 있어서,

상기 처리조는 피처리 기판이 수용되는 내부조와, 상기 내부조의 바깥 둘레에 상기 내부조로부터 오버플로우하는 처리액을 수용하기 위한 외부조로 이루어지고, 상기 내부조의 상단면에는 복수의 절개 홈이 새겨 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 처리조는, 그 바닥벽의 외벽면에 초음파 발생기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 11항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,

또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하는 제어 수단을 설치하고, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시켜서, 이 와류에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제 17항에 있어서,

또한, 상기 제 1, 제 2 공급 노즐관으로부터 상기 처리조에 처리액을 소정 시간 간격으로 교대로 전환하여 공급하도록 제어하고, 또한 상기 초음파 발생기를 제어하는 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단에 의해 상기 처리조 내에서 서로 다른 방향의 와류를 발생시키고, 이 와류 및 상기 초음파 발생기로부터의 초음파를 적당히 조합하는 것에 의해서 기판의 표면 처리를 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.