KR20100089752A - 기판 반송 장치 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴 붕괴의 발생을 억제하고, 간소한 구성을 갖는 기판 반송 장치 등을 제공한다.
기판 반송 장치의 반송 트레이(50)는 기판을 유지하는 바닥판(511, 521)과, 그 주위에 설치된 둘레 측벽(512, 522)으로 구성되며, 바닥판(511, 521)에는 기판의 전달 상대인 승강 부재가 통과하기 위한 개구부(53)가 설치되어 있다. 또한 반송 트레이(50)에는, 개구부(53) 내의 승강 부재를 반송 트레이(50)의 외측으로 통과시키는 공간(54)이 일시적으로 형성되고, 기판의 반송 시에는 반송 트레이(50) 내에 액체가 저류(貯留)되며, 기판의 상면측이 그 액체에 접한 상태로 기판을 반송한다.

Description

기판 반송 장치 및 기판 처리 시스템{SUBSTRATE TRANSFER APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 표면에 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 세정 처리나 초임계 처리 등을 행하는 기판 처리 장치에 기판을 반송하는 기술에 관한 것이다.
기판, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 함)의 표면에 집적 회로의 적층 구조를 형성하는 반도체 장치의 제조 공정 등에 있어서는, 웨이퍼 표면의 미소한 먼지나 자연 산화막 등을 약액에 의해 제거하는 액처리 공정이 포함되어 있다.
이러한 액처리 공정에 이용되는 액처리 장치의 하나인 매엽식의 스핀 세정 장치는, 노즐을 이용하여 웨이퍼의 표면에 예컨대 알칼리성이나 산성의 약액을 공급하면서 웨이퍼를 회전시킴으로써 웨이퍼 표면의 먼지나 자연 산화막 등을 제거한다. 이 경우에는 웨이퍼의 표면에 남은 약액은 예컨대 순수 등에 의한 린스 세정을 행한 후, 웨이퍼를 회전시킴으로써 털기 건조 등에 의해 제거된다.
그런데 반도체 장치의 고집적화에 따라, 이러한 약액 등을 제거하는 처리에 있어서, 소위 패턴 붕괴의 문제가 커지고 있다. 패턴 붕괴는, 예컨대 웨이퍼의 표면에 남은 약액을 건조시킬 때에, 패턴을 형성하는 요철의 예컨대 볼록부의 좌우에 남아 있는 약액이 불균일하게 건조되면, 이 볼록부를 좌우로 인장하는 표면 장력의 밸런스가 무너져 약액이 많이 남아 있는 방향으로 볼록부가 쓰러지는 현상이다.
이러한 패턴의 붕괴를 억제하면서 웨이퍼의 표면에 남은 약액을 제거하는 방법으로서 초임계 상태의 유체(초임계 유체)를 이용한 건조 방법이 알려져 있다. 초임계 유체는, 액체와 비교해서 점도가 작고, 또한 액체를 용해하는 능력도 높은데 더하여, 액체-기체 간의 계면이 존재하지 않는다. 따라서 약액이 부착된 상태의 웨이퍼를 초임계 유체와 접촉시키고, 웨이퍼 표면의 약액을 초임계 유체에 용해시키면, 표면 장력의 영향을 받는 일이 없이 약액을 건조시킬 수 있다.
여기서 초임계 상태는 고온 고압의 조건을 필요로 하므로, 예컨대 약액에 의한 세정, 린스를 끝낸 웨이퍼는, 액체가 부착된 상태 그대로 초임계 건조를 행하기 위한 초임계 처리 장치에 반송된다. 그러나, 액처리 장치로부터 초임계 처리 장치로 웨이퍼를 반송하는 동안에 웨이퍼 표면의 액체가 자연 건조하면, 이 자연 건조의 과정에서 패턴의 붕괴가 발생할 우려가 있다.
표면의 자연 건조를 억제하면서 웨이퍼를 반송하는 기술로서 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 덮개형의 부재에 의해 웨이퍼의 표면을 덮고, 이들 덮개형의 부재와 웨이퍼 사이의 공간을 액체로 채운 상태로 웨이퍼를 반송하는 기술이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 평성 제7-17628호 공보: 제0011단락, 도 1 일본 특허 등록 제3933507호 공보: 제0030단락, 도 3의 (b)
여기서 특허문헌 1에 기재된 기술은, 덮개형 부재와 웨이퍼 사이에 채워진 액체에 의해 웨이퍼를 흡착 유지하고, 웨이퍼의 하면을 유지하는 일 없이 반송하는 기술이지만, 웨이퍼와 덮개형 부재의 간극으로부터 액체가 넘쳐 흐를 우려가 높다. 이러한 점에서, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 웨이퍼의 하방으로 넘쳐 흐르는 액체를 받는 받침 접시가 설치되어 있지만, 웨이퍼의 상하를 양면에서 덮어야 하기 있기 때문에, 장치의 구성이나 동작의 제어가 복잡해지고, 반송 시간이 길어져 작업 처리량 저하 등의 문제가 생긴다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 패턴 붕괴의 발생을 억제하며, 간소한 구성의 기판 반송 장치 및 이 장치를 구비한 기판 처리 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 기판 반송 장치는, 기판의 상면측에 액체가 접한 상태로 기판을 반송하고, 기판의 하면을 지지하는 승강 부재와의 사이에서 기판을 전달하는 기판 반송 장치로서,
상면에 기판을 유지하는 바닥판과, 이 바닥판에 있어서 기판이 유지되는 영역의 주위에 설치된 둘레 측벽을 구비하는 반송 트레이와,
상기 반송 트레이의 바닥면에 형성되고, 상기 승강 부재가 통과하기 위한 개구부와,
상기 반송 트레이를 수평 이동시키는 이동 기구와,
상기 반송 트레이를 수평 이동시켰을 때에, 상기 승강 부재가 상기 개구부와 반송 트레이의 외측 사이에서 통과할 수 있도록 일시적으로 공간을 형성하는 공간 형성부를 구비하고,
기판 반송 시에는, 상기 바닥판 및 이 바닥판에 유지된 기판과 상기 둘레 측벽으로 둘러싸이는 액저류(液貯留) 공간 내에 상기 액체를 저류하는 것을 특징으로 한다.
기판 반송 장치는, 이하의 특징을 구비하여도 좋다.
(a) 상기 반송 트레이는, 상기 개구부를 사이에 두고 2개로 분할된 트레이 부재를 포함하고, 상기 공간 형성부는, 이들 트레이 부재를, 상호 접합되는 위치와 양 트레이 부재의 사이에 상기 승강 부재의 통과를 위한 공간이 형성되는 위치의 사이에서 이동시키는 트레이 부재 이동부를 구비하는 것.
(b) 상기 액저류 공간 내에 저류된 액체에 침지한 상태로 기판을 반송하는 것.
(c) 상기 둘레 측벽과 상기 기판이 유지되는 영역 사이의 바닥판에는, 상기 액저류 공간 내의 액체를 배출하기 위한, 개폐 밸브를 구비한 배액 라인이 설치되어 있는 것.
계속해서, 다른 발명에 따른 기판 처리 시스템은, 기판의 표면에 액체를 공급하여 표면을 세정하는 제1 처리 장치인 액처리 장치와,
상기 액처리 장치로부터 처리 용기 내로 반입된 기판을 초임계 상태의 처리 유체에 의해 처리함으로써, 상기 액처리 장치에 의해 기판의 표면에 부착된 액체를 제거하는 제2 처리 장치인 초임계 처리 장치와,
상기 액처리 장치 및 상기 초임계 처리 장치와의 사이에서 기판을 반송하는 전술한 각 기판 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
기판 처리 시스템은, 이하의 특징을 구비하여도 좋다.
(d) 상기 액처리 장치는, 상기 반송 트레이에 유지된 기판에, 상기 초임계 처리 장치에 의해 초임계 상태가 되는 유체와 동종의 물질을 액체 상태로 공급하고, 상기 기판 반송 장치는, 기판의 상면측에 액체인 상기 물질이 접한 상태로 기판을 반송하는 것.
(e) 상기 액처리 장치는, 상기 반송 트레이에 유지된 기판에, 상기 초임계 처리 장치에 의해 초임계 상태가 되는 유체와는 별종의 액체를 공급하고, 상기 기판 반송 장치는, 기판의 상면측에 상기 별종의 액체가 접한 상태로 기판을 반송하는 것.
본 발명에 따르면, 기판을 유지한 반송 트레이에 액체를 저류하고, 이 액체가 기판의 상면에 접한 상태로 기판을 반송하기 때문에, 간단한 구성의 장치로 예컨대 기판의 표면에 형성된 패턴의 붕괴의 발생을 억제할 수 있으며, 예컨대 기판을 상하 양면에서 덮은 공간 내에 액체를 채운 상태로 기판을 반송하는 경우 등과 비교하여, 장치의 구성이나 동작이 간소해지고, 반송 시간의 단축에 따른 작업 처리량의 향상에 기여할 수 있다. 또한 이 반송 트레이의 바닥판에는 기판의 전달 상대인, 기판 처리 장치에 설치된 승강 부재를 통과시키기 위한 개구부가 마련되어 있고, 또한 이 반송 트레이에는 기판의 전달 시에, 승강 부재를 상기 개구부와 반송 트레이의 외측 사이에서 통과시키기 위한 공간이 일시적으로 형성되기 때문에, 승강 부재와 간섭하지 않고 반송 트레이를 수평 이동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 액처리 시스템의 전체 구성을 나타내는 횡단 평면도이다.
도 2는 상기 액처리 시스템에 설치되어 있는 액처리 장치의 구성을 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은 상기 액처리 시스템에 설치되어 있는 초임계 처리 장치의 구성을 나타내는 종단 측면도이다.
도 4는 상기 액처리 시스템에 설치되어 있는 웨이퍼 반송 장치의 외관 구성을 나타내는 측면도이다.
도 5는 상기 웨이퍼 반송 장치의 사시도이다.
도 6은 상기 웨이퍼 반송 장치에 설치된 제2 반송 아암의 사시도이다.
도 7은 상기 제2 반송 아암에 설치되어 있는 반송 트레이를 구동시키는 기구를 나타내는 설명도이다.
도 8은 상기 반송 트레이를 구동시키는 기구를 나타내는 제2 설명도이다.
도 9는 반송 트레이에 액이 저류되어 있는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 10은 제2 반송 아암을 이용하여 웨이퍼를 전달하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 11은 상기 액처리 시스템의 작용을 나타내는 제1 작용도이다.
도 12는 상기 액처리 시스템의 작용을 나타내는 제2 작용도이다.
도 13은 상기 액처리 시스템의 작용을 나타내는 제3 작용도이다.
도 14는 상기 액처리 시스템의 작용을 나타내는 제4 작용도이다.
도 15는 제2 반송 아암의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 16은 상기 다른 예에 따른 반송 트레이를 구동시키는 기구의 구성예를 나타내는 제1 설명도이다.
도 17은 상기 다른 예에 따른 반송 트레이를 구동시키는 기구의 제2 설명도이다.
도 18은 상기 다른 예에 따른 반송 트레이를 구동시키는 기구의 제3 설명도이다.
도 19는 제2 반송 아암의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 20은 상기 또 다른 예에 따른 반송 트레이를 구동시키는 기구의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 21은 상기 또 다른 예에 따른 반송 트레이를 구동하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 22는 제2 반송 아암의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 초임계 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템의 일례로서, 기판인 웨이퍼(W)에 약액을 공급하여 액처리를 행한 후, 초임계 건조를 행하는 액처리 시스템(1)의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 액처리 시스템(1)의 전체 구성을 나타내는 횡단 평면도이고, 이 도면에 있어서 좌측을 전방이라고 하면, 액처리 시스템(1)은 복수매의 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)가 배치되는 캐리어 배치부(11)와, 이 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 추출하여 액처리 시스템(1) 내에 반입하는 반송부(12)와, 반송부(12)에 의해 추출된 웨이퍼(W)를 후단의 액처리부(14)에 전달하기 위한 전달부(13)와, 전달부(13)로부터 전달된 웨이퍼(W)를 각 액처리 장치(3), 초임계 처리 장치(4) 내에 순서대로 반입하여 액처리 및 초임계 건조를 실행하는 액처리부(14)를 전방으로부터 이 순서대로 접속한 구조로 되어 있다.
캐리어 배치부(11)는, 예컨대 4개의 캐리어(C)를 배치할 수 있는 배치대로서 구성되고, 배치대 상에 배치된 각 캐리어(C)를 고정하여, 반송부(12)에 접속하는 역할을 한다. 반송부(12)는, 각 캐리어(C)와의 접속면에 설치된 개폐 도어를 개폐하는 도시하지 않는 개폐 기구와, 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 추출하여 전달부(13)로 반송하기 위한 반송 기구(121)를 공통의 케이스 내에 설치한 구조로 되어 있다. 반송 기구(121)는 예컨대 전후 방향으로 진퇴 가능하고, 좌우 방향으로 이동 가능하며, 회동 및 승강 가능하게 구성된 반송 아암 및 그 구동부로 구성되어 있고, 반송부(12)와 전달부(13)를 구획하는 구획벽에 설치된 제1 개구부(122)를 통해, 웨이퍼(W)를 전달부(13)에 반출입하는 역할을 한다.
전달부(13)는, 전후가 반송부(12)와 액처리부(14) 사이의 위치에 설치된 케이스 내의 공간이며, 예컨대 반송부(12)측의 전술한 제1 개구부(122)와, 액처리부(14)측의 구획벽에 설치된 제2 개구부(132) 사이에, 액처리 전후의 웨이퍼(W)를 배치하기 위한 전달 선반(131)이 설치되어 있다. 전달 선반(131)에는 예컨대 8장의 웨이퍼(W)를 배치할 수 있고, 전달 선반(131)은 반송부(12)측으로부터 반입된 웨이퍼(W)와, 액처리부(14)측으로부터 반출된 웨이퍼(W)를 일시적으로 배치하는 버퍼로서의 역할을 하고 있다.
액처리부(14)는 전달부(13)의 후단에 접속된 케이스 내에, 웨이퍼(W)에 대한 액처리를 실행하는 액처리 장치(3) 및 이 액처리에 의해 웨이퍼(W)에 부착된 처리액을 제거하는 초임계 처리 장치(4)를 구비하고 있다. 액처리부(14) 내에는, 전달부(13)와의 구획벽에 설치된 전술한 제2 개구부(132)로부터 전후 방향으로 연장하는 웨이퍼(W)의 반송로(141)가 설치되어 있고, 예컨대 제2 개구부(132)에서 보아 좌측에는 예컨대 6대의 액처리 장치(3)가 반송로(141)를 따라 열을 이루어 설치되어 있으며, 우측에는 예컨대 마찬가지로 6대의 초임계 처리 장치(4)가 액처리 장치(3)에 대향하도록 열을 이루어 설치되어 있다.
반송로(141) 내에는, 반송로(141)를 따라 이동 가능하고, 반송로(141)의 좌우에 설치된 각 액처리 장치(3) 및 초임계 처리 장치(4)를 향하여 진퇴 가능하며, 회동 및 승강 가능하게 구성된 본 실시형태에 따른 웨이퍼 반송 장치(2)가 설치되어 있고, 이 웨이퍼 반송 장치는 전술한 전달 선반(131), 각 액처리 장치(3) 및 초임계 처리 장치(4)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 본 실시형태에 따른 웨이퍼 반송 장치(2)는 웨이퍼(W)의 패턴 붕괴의 발생을 억제하기 위해, 액체에 접한 상태 그대로 액처리 장치(3)로부터 초임계 처리 장치(4)에 웨이퍼(W)를 반송하는 기능을 갖고 있지만, 그 상세한 구성에 대해서는 후술한다. 여기서 도 1에는 1조의 웨이퍼 반송 장치(2)를 설치한 예를 나타냈지만, 설치되어 있는 액처리 장치(3)나 초임계 처리 장치(4)의 대수에 따라 액처리부(14)는 2조 이상의 웨이퍼 반송 장치(2)를 구비하고 있어도 좋다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 액처리 장치(3)는, 웨이퍼(W)에 대한 액처리, 린스 세정 처리가 각각 실행되는 밀폐된 처리 공간을 형성하는 외측 챔버(31; outer chamber)와, 이 외측 챔버(31) 내에 설치되며, 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지한 상태로 회전시키는 웨이퍼 유지 기구(33)와, 웨이퍼 유지 기구(33)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면측에 약액 및 린스액을 공급하는 노즐 및 후술하는 HFE를 공급하는 노즐을 구비한 노즐 아암(34)과, 웨이퍼 유지 기구(33)를 둘러싸도록 외측 챔버(31) 내에 설치되고, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 주위로 비산된 약액을 받기 위한 내측컵(32; inner cup)을 구비하고 있다. 액처리 장치(3)는 웨이퍼 반송 장치(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고 받는 본 실시형태에서의 제1 처리 장치에 해당한다.
외측 챔버(31)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 상호 인접한 다른 액처리 장치(3)와는 구획된 케이스 내에 설치되어 있고, 도시하지 않는 웨이퍼 반출입구를 통해 웨이퍼 반송 장치(2)에 의해 웨이퍼(W)가 반출입된다. 도면 중, 도면 부호 311은 외측 챔버(31)의 바닥부에 저류되는 약액 등을 배출하는 배액구이고, 도면 부호 312는 외측 챔버(31) 내를 배기하는 배기구이다.
웨이퍼 유지 기구(33)는, 수평 유지된 웨이퍼(W)의 하면에 대향하도록 설치된 언더 플레이트(331)를 그 상단부에 구비한 원통 형상의 부재이다. 웨이퍼 유지 기구(33)는, 내부에 설치된 약액 공급로(361)를 통해 회전하는 웨이퍼(W)의 하면에, 웨이퍼(W) 표면의 파티클이나 유기성 오염 물질을 제거하기 위한 알칼리성의 약액인 SC1액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액), 웨이퍼(W) 표면의 자연 산화막을 제거하는 산성 약액인 희석된 플루오르화수소산 수용액[이하, DHF(Diluted HydroFluoric acid)액이라고 함] 및 이들 약액을 린스 세정하기 위한 순수를 공급할 수 있도록 되어 있다.
전술한 약액 공급로(361)는, 상세히는 웨이퍼 유지 기구(33) 내에 설치된 리프터(36) 내에 형성되어 있다. 리프터(36)의 상단부에는, 웨이퍼 반송 장치(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한, 예컨대 원판 형상으로 형성된 웨이퍼 유지부(362)가 설치되어 있고, 약액 공급로(361)는 예컨대 이 웨이퍼 유지부(362)의 상면측 중앙부에 개구되어 있다. 약액 공급로(361)의 하단측은 승강 기구(363)에 접속되어 있고, 웨이퍼 유지부(362)는 이 승강 기구(363)에 의해 언더 플레이트(331)의 상면에 대하여 돌출 및 몰입 가능하게 구성되어 있다. 웨이퍼 유지부(362)는, 돌출시에는 웨이퍼 반송 장치(2)와의 웨이퍼(W) 전달 위치까지 상승하고, 몰입 시에는 웨이퍼 유지부(362)의 상면이 언더 플레이트(331)의 상면과 동일면이 된다. 리프터(36) 및 웨이퍼 유지부(362)는 본 실시형태에서의 승강 부재에 해당한다.
노즐 아암(34)은, 선단부에 약액 공급용의 노즐을 구비하고 있고, 이 노즐로부터는 전술한 SC1액, DHF액, 및 이들 약액을 린스 세정하기 위한 순수를 웨이퍼(W)의 상면에 공급할 수 있다. 노즐 아암(34)은, 웨이퍼 유지 기구(33)에 유지된 웨이퍼(W)의 중앙측의 상방 위치와, 외측 챔버(31)의 외부에 설치된 대기 위치 사이에서, 도시하지 않는 구동 기구에 의해 이동 가능하게 구성되어 있다.
내측컵(32)은, 웨이퍼 유지 기구(33)에 유지된 웨이퍼(W)를 둘러싸는 처리 위치와, 이 처리 위치의 하방으로 후퇴한 후퇴 위치 사이에서 승강할 수 있도록 되어 있다. 내측컵(32)의 바닥부에는, 웨이퍼(W)의 주위로 비산되어, 처리 위치에서 받은 약액을 배출하기 위한 배액구(321)가 설치되어 있다.
다음에 도 3을 참조하면서 초임계 처리 장치(4)의 구성에 대해서 설명한다. 초임계 처리 장치(4)는, 웨이퍼(W)에 대한 초임계 건조가 행해지는 처리 용기(41) 및 그 바닥판(42)과, 이 처리 용기(41) 내에 웨이퍼(W)를 수용하는 기구와, 처리 용기(41)에 처리액을 공급하여 초임계 상태로 하기 위한 기구를 구비하고 있다. 초임계 처리 장치(4)는 웨이퍼 반송 장치(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고 받는 본 실시형태에서의 제2 처리 장치에 해당한다.
처리 용기(41)는, 웨이퍼(W)를 수용하며 웨이퍼(W)에 대한 초임계 건조가 행해지는 처리 공간(40)을 이루는 오목부가 하면측에 형성된 예컨대 편평한 원반 형상의 내압 용기이고, 예컨대 스테인레스강 등으로 구성된다. 처리 용기(41)의 하면측에 설치된 오목부는, 후술하는 웨이퍼(W)의 배치대(421)와 결합하여 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)를 수용하는 처리 공간(40)을 구성한다.
처리 용기(41)에는, 처리 공간(40)의 측면을 향하여 개구되는 3개의 유로(411, 412, 413)가 형성되어 있다. 도면 부호 411은 처리 공간(40) 내에 처리 유체인 하이드로플루오로에테르(비점이 예컨대 70℃ 정도. 이하, HFE라고 기재)를 액체의 상태로 공급하는 HFE 공급로이고, 도면 부호 412는 처리 공간(40)으로부터 HFE를 배출하는 HFE 배출로이고, 도면 부호 413은 처리 공간(40)으로부터의 배기를 행하기 위한 배기로이며, 이 배기로(413)는 처리 공간(40)으로부터의 HFE의 배출 시에는 그 배기로(413)로부터 처리 용기(41)의 외부의 분위기를 받아들여 처리 공간(40) 내를 퍼지하는 역할도 한다.
처리 용기(41)는 들보형의 압박 부재(481)를 통해 케이스(48)의 상면에 고정되어 있고, 이 압박 부재는 고압이 되는 처리 공간(40) 내의 초임계 유체로부터 받는 힘에 대항하여 처리 용기(41)를 하방측을 향하여 압박할 수 있다.
바닥판(42)은 처리 용기(41)의 오목부를 바닥면측에서 폐쇄하여, 처리 공간(40)을 형성하고, 웨이퍼(W)를 유지하는 역할을 한다. 바닥판(42)은, 예컨대 스테인레스강 등으로 구성되고, 처리 용기(41)의 오목부의 개구면보다도 예컨대 한 치수 큰 원판형의 부재로서 형성되어 있다. 바닥판(42)의 상면에는 처리 용기(41)의 오목부 내에 결합 가능한 원판형으로 형성된 예컨대 스테인레스강제의 배치대(421)가 고정되어 있다. 배치대(421)의 상면에는 웨이퍼 배치 영역(424)을 이루는 오목부가 형성되어 있다.
또한 바닥판(42)은, 지지봉(451)과 그 구동 기구(452)로 이루어지는 바닥판 승강 기구(45)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있고, 웨이퍼 반송 장치(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 하방측의 전달 위치와, 처리 용기(41)의 오목부를 폐쇄하여 처리 공간(40)을 형성하고, 웨이퍼(W)에 대하여 초임계 건조를 행하는 처리 위치의 사이에서 이동할 수 있다. 도면 중, 도면 부호 44는 승강 시에 바닥판(42)의 승강 궤도를 가이드하는 가이드 부재이고, 가이드 부재(44)는 바닥판(42)의 둘레 방향을 따라 예컨대 3부분에 거의 등간격으로 배치되어 있다.
여기서 초임계 건조를 실행 중인 처리 공간(40) 내의 압력은, 예컨대 절대압으로 3 ㎫의 고압이 되어, 바닥판(42)에는 하향의 큰 힘이 작용하기 때문에, 바닥판(42)의 하방에는 바닥판(42)의 바닥면을 지지하는 지지 기구(43)가 설치되어 있다. 지지 기구(43)는, 바닥판(42)의 바닥면을 지지하여 처리 용기(41)측으로 압박하며, 바닥판(42)의 승강 동작에 맞추어 승강하는 지지 부재(431)와, 이 지지 부재(431)의 승강 궤도를 이루는 가이드 부재(432)와, 예컨대 유압 펌프 등으로 구성되는 구동 기구(433)로 구성된다. 지지 기구(43)는, 전술한 가이드 부재(44)와 마찬가지로, 바닥판(42)의 둘레 방향을 따라 예컨대 3부분에 거의 등간격으로 배치되어 있다.
바닥판(42)의 중앙부에는, 웨이퍼 반송 장치(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 리프터(461)가 설치되어 있다. 리프터(461)는 바닥판(42) 및 배치대(421)의 거의 중앙을 상하 방향으로 관통하고, 그 상단부에는 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하기 위한 예컨대 원판형으로 형성된 웨이퍼 유지부(463)가 고정되어 있으며, 하단부에는 구동 기구(462)가 설치되어 있다. 배치대(421)의 상면에는, 전술한 웨이퍼 유지부(463)를 수용하는 오목부가 설치되어 있고, 바닥판(42)과는 독립적으로 리프터(461)를 상승 및 하강시킴으로써, 이 바닥판(42)으로부터 웨이퍼 유지부(463)가 돌출 및 몰입되어, 웨이퍼 반송 장치(2)와 웨이퍼 배치 영역(424) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다. 바닥판(42)의 오목부 내에 수용되었을 때, 웨이퍼 유지부(463)의 상면은 웨이퍼 배치 영역(424)인 배치대(421)의 상면과 동일면이 된다. 리프터(461) 및 웨이퍼 유지부(463)는 본 실시형태에서의 승강 부재에 해당한다.
또한 바닥판(42)의 내부에는, 처리 공간(40) 내에 공급된 처리 유체인 HFE를 예컨대 300℃로 승온하며, 이 유체의 팽창을 이용하여 처리 공간(40) 내를 예컨대 전술한 3 ㎫로 승압하여 처리 유체를 초임계 상태로 하기 위한, 예컨대 저항 발열체로 이루어지는 히터(423)가 매설되어 있다. 히터(423)는 도시하지 않는 전원부에 접속되어 있고, 이 전원부로부터 공급되는 전력에 의해 발열하여 배치대(421) 및 그 상면에 배치된 웨이퍼(W)를 통해 처리 공간(40) 내의 처리 유체를 가열할 수 있다.
이상에 설명한 액처리 장치(3)에 의해 액처리를 행한 웨이퍼(W)에 대하여 초임계 처리 장치(4)에 의해 초임계 건조를 실행하는데 있어서, 본 실시형태에 따른 웨이퍼 반송 장치(2)는 자연 건조에 의한 패턴 붕괴의 발생을 방지하기 위하여, 액체에 접한 상태 그대로(젖은 상태 그대로) 웨이퍼(W)를 액처리 장치(3)로부터 초임계 처리 장치(4)에 반송하는 기능을 갖고 있다. 이하, 도 1, 도 4∼도 9를 참조하면서 웨이퍼 반송 장치(2)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 반송 장치(2)는 액처리부(14)의 반송로(141) 내에 설치되어 있고, 이 반송로(141)에 설치된 주행 레일(201)을 전후 방향으로 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 또한 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 웨이퍼 반송 장치(2)는, 액체가 부착되어 있지 않은 상태의 웨이퍼(W)를 유지하는 제1 반송 아암(21)과, 액체가 부착된 상태로 웨이퍼(W)를 유지하는 제2 반송 아암(5)의 예컨대 2개의 반송 아암(21, 5)을 구비하고 있다.
제1 반송 아암(21) 및 제2 반송 아암(5)은, 그 기단측에 설치된 아암 지지 부재(221, 222)를, 베이스(23)의 양측면에 길이 방향으로 설치된 안내홈(231)을 따라 슬라이드시킴으로써, 각각 독립적으로 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 제2 반송 아암(5)을 슬라이드시키기 위한 안내홈(231)은, 도 4에서 보아 지면의 반대측에 위치하는 베이스(23)의 측면에 설치되어 있다. 아암 지지 부재(221, 222)를 안내홈(231)의 선단까지 이동시킨 위치가, 각 처리 장치(3, 4)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 전달 위치에 해당하고, 마찬가지로 안내홈(231)의 후단까지 후퇴시킨 위치는, 반송 시에 웨이퍼(W)를 유지하는 반송 위치에 해당한다. 베이스(23)나 그 내부의 구동 기구, 및 아암 지지 부재(222)는 본 발명의 이동 기구에 해당한다. 이와 같이 본 예에서는 웨이퍼 반송 장치(2)는 2개의 반송 아암(21, 5)을 구비한 구성으로 하고 있지만, 예컨대 액체가 부착된 상태로 웨이퍼(W)를 유지할 수 있는 반송 아암(5)을 1개만 구비한 웨이퍼 반송 장치(2)로서 구성하여도 좋다.
도 4, 도 5는 양 반송 아암(21, 5)을 반송 위치까지 후퇴시킨 상태를 나타내고 있고, 이 상태에서는, 각 반송 아암(21, 5)은 상하 방향으로 상호 겹쳐지도록 배치되어 있다.
또한 도 4에 나타내는 바와 같이 베이스(23)는 구동 기구(24)를 통해 주행 레일(201) 상에 설치되어 있고, 구동 기구(24)는 연직축 둘레에 회전, 승강 가능하게 구성되며 전술한 주행 레일(201)을 주행할 수 있게 되어 있다. 이 결과, 웨이퍼 반송 장치(2)는 연직축 둘레에 회전 가능하고, 승강 가능하며, 주행 레일(201)을 따라 진퇴 가능하게 되어 있다.
도 1, 도 5에 나타내는 바와 같이 제1 반송 아암(21)은, 웨이퍼(W)의 이면측 둘레 가장자리 영역을 지지하는, 예컨대 거의 원환 형상의 박판이고, 그 기단측으로부터는 제1 반송 아암(21)을 지지하는 부재가 연장하여 전술한 아암 지지 부재(221)에 접속되어 있다. 한편, 반송 아암(21)의 선단측은 액처리 장치(3)의 리프터(36)나 초임계 처리 장치(4)의 리프터(461)와 교차할 수 있도록 원환의 일부를 절취한 형상으로 되어 있다.
다음에 제2 반송 아암(5)의 상세한 구성에 대해서 설명하면, 도 6에 나타내는 바와 같이 제2 반송 아암(5)은 액처리 후의 웨이퍼(W)가 배치되는 반송 트레이(50)와, 이 반송 트레이(50)를 지지하는 지지 부재(56)와, 액처리 장치(3)나 초임계 처리 장치(4)의 리프터(36, 461)가 반송 트레이(50)와 간섭하지 않고 웨이퍼(W)를 전달하기 위해, 이들 리프터(36, 461)를 통과시키기 위한 공간을 일시적으로 형성하기 위한 기구를 구비하고 있다.
반송 트레이(50)는 전술한 아암 지지 부재(222)로부터, 제2 반송 아암(5)의 슬라이드 방향으로 연장하는 지지 부재(56)의 선단부에 지지된 트레이 형상의 부재이며, 지지 부재(56)의 기단측에서 보아 좌우로 분할된 2개의 트레이 부재(51, 52)로 이루어진다. 각 트레이 부재(51, 52)는 거의 반원 형상의 바닥판(511, 521)으로 구성되어 있고, 각 바닥판(511, 521)의 외부 가장자리부에는, 원주를 따라 둘레 측벽(512, 522)이 형성되어 있으며, 둘레 측벽(512, 522)의 높이는, 후술하는 액저류 공간 내에 액을 저류하였을 때에, 웨이퍼(W) 전체를 액 내에 침지시킬 수 있는 높이로 되어 있다. 그리고 이들 트레이 부재(51, 52)를 절단면에서 접합시킴으로써, 전술한 바와 같이 예컨대 300 ㎜의 웨이퍼(W)를 배치할 수 있고, 주위에 둘레 측벽(512, 522)이 설치된 반송 트레이(50)가 형성된다.
반송 트레이(50)의 바닥판(511, 521)의 중앙 영역에는, 웨이퍼(W)의 전달 시에 액처리 장치(3)나 초임계 처리 장치(4)의 리프터(36, 461)나 웨이퍼 유지부(362, 463)를 통과시키기 위한 예컨대 원형으로 개구된 개구부(53)가 설치되어 있다. 또한 반송 트레이(50)에는, 웨이퍼(W)를 유지한 상태의 리프터(36, 461)를 개구부(53)로부터 반송 트레이(50)의 외측을 향하여 통과시키기 위한 통과 공간(54)을 일시적으로 형성하는 기구가 설치되어 있다. 이하, 이 기구의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
통과 공간(54)을 형성하는 기구에 관하여, 각 트레이 부재(51, 52)는 고정 부재(651, 652)를 통해 지지 부재(56)에 고정되어 있고, 이들 고정 부재(651, 652)는 지지 부재(56) 내에 설치된 기구에 의해, 지지 부재(56)가 연장하는 방향과 직교하는 방향에 수평으로 슬라이드할 수 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이 지지 부재(56)의 내부는 공동(空洞)으로 되어 있고, 이 공동 내의 선단 부분에는 고정 부재(651, 652)를 주행시키기 위한 주행 레일(61)이 설치되어 있다.
주행 레일(61)은 고정 부재(651, 652)의 주행 방향을 따라 배치된 예컨대 봉형상의 부재이고, 이 주행 레일(61)의 고정 부재(651, 652)가 주행하는 영역에는 상호 역방향의 수나사가 형성되어 있다. 그리고 이들 역방향의 수나사가 형성된 부위는, 대응하는 암나사가 형성된 주행 링(632, 635)에 삽입되어 있고, 이들 각 주행 링(632, 635)에는, 상방을 향하여 연장하도록 지지 부재(641, 642)가 설치되어 있다. 전술한 고정 부재(651, 652)는 이들 지지 부재(641, 642)의 선단부에 고정되어 있다.
또한 지지 부재(56)의 내부에는, 주행 레일(61)과 거의 평행이 되도록 예컨대 둥근 봉형의 가이드 레일(62)이 배치되어 있고, 이 가이드 레일(62)은 2개의 가이드 링(633, 636)에 삽입되어 있다. 그리고, 도 7에 나타내는 바와 같이 한측의 주행 링(632)과 가이드 링(633)이 연결 부재(631)를 통해 접속되며, 또한 다른측의 주행 링(635)과 가이드 링(636)이 연결 부재(634)를 통해 접속되어 있고, 주행 레일(61)을 회전시켜도 주행 링(632, 635) 자체가 회전하지 않도록 되어 있다. 주행 레일(61)의 일단에는 모터(67)가 설치되어 있어, 이 모터(67)에 의해 주행 레일(61)을 회전시킴으로써, 각 주행 링(632, 635)을 주행 레일(61) 및 가이드 레일(62)을 따라 주행시키는 것이 가능하게 된다.
이때 주행 링(632, 635)이 주행하는 영역의 주행 레일(61)에는 전술한 바와 같이 상호 역방향으로 수나사가 형성되어 있기 때문에, 주행 레일(61)을 소정의 방향으로 회전시키면, 2개의 주행 링(632, 635)은 상호 근접하는 방향으로 주행하고, 이와는 반대의 방향으로 주행 레일(61)을 회전시키면 2개의 주행 링(632, 635)은 상호 이격하는 방향으로 주행한다.
이 결과, 각 주행 링(632, 635)에 접속된 고정 부재(651, 652)는 도 8에 나타내는 바와 같이 상호 근접하는 방향과 이격하는 방향으로 전환하여 주행하는 것이 가능하게 되고, 이들 고정 부재(651, 652)에 고정된 각 트레이 부재(51, 52)에 대해서도 고정 부재(651, 652)의 이동에 따라 슬라이드한다. 이러한 구성에 따라 반송 트레이(50)는, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이 2개의 트레이 부재(51, 52)가 상호 접합되는 위치와, 도 6에 나타내는 바와 같이 이들 2개의 트레이 부재(51, 52) 사이에 통과 공간(54)이 형성되는 위치 사이를 슬라이드할 수 있다. 본 예에서는, 지지 부재(56) 내의 주행 레일(61)이나 주행 링(632, 635), 모터(67)나 고정 부재(651, 652) 등이 제2 반송 아암(5)에 통과 공간(54)을 형성하는 공간 형성부이고, 또한, 트레이 부재(51, 52)를 이동시키는 트레이 부재 이동부에 해당한다.
이상에 설명한 구성을 구비한 제2 반송 아암(5)에 있어서, 웨이퍼(W)는 도 5에 나타내는 바와 같이 2개의 트레이 부재(51, 52)를 접합시킨 상태의 반송 트레이(50) 상에 유지된다. 반송 트레이(50)에는 예컨대 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 그 중앙 영역에 오목부(501)가 형성되어 있고, 웨이퍼(W)는 이 오목부(501) 내에 배치된다. 또한 도 5, 도 6 등에서는 오목부(501)의 표시는 생략하였다.
여기서 반송 트레이(50)의 중앙 영역에 개구되는 개구부(53)는, 웨이퍼(W)의 직경보다도 개구 직경이 작고, 또한, 전술한 오목부(501) 내에 개구되어 있으며, 반송 트레이(50) 상에 웨이퍼(W)가 배치된 상태에서는 웨이퍼(W)에 의해 막힌 상태가 된다. 이 결과, 예컨대 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 바닥판(521, 522) 및 이들 바닥판(521, 522)에 유지된 웨이퍼(W)와 둘레 측벽(512, 522)으로 둘러싸인 공간(액저류 공간) 내에 액체, 예컨대 초임계 건조 처리에서 이용되는 HFE를 저류하여, 예컨대 이 HFE 저류액 내에 침지시킨 상태[웨이퍼(W)의 상면에 액체가 접한 상태]로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
여기서 상면에 액체가 접한 상태에서의 웨이퍼(W)의 반송은, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)를 액체 내에 침지하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)의 상면 전체에 액체를, 소위 액 적재된 상태로 반송하는 경우도 포함된다. 이하, 본 실시형태에서는 도 9의 (a)의 경우에 대해서 설명한다.
반송 트레이(50)의 예컨대 한측의 트레이 부재(52)에는, 예컨대 도 6이나 도 9의 (a) 등에 나타내는 바와 같이, 액저류 공간 내의 HFE를 배출하기 위한 배액 라인(55)이 더 설치되어 있다. 배액 라인(55)에는 개폐 밸브(551)가 설치되어 있고, 이 개폐 밸브(551)의 개폐 동작에 의해, 예컨대 초임계 처리 장치(4)의 케이스(48) 내에 설치된 후술하는 액받이부(49)를 향하여 HFE를 배출할 수 있다.
여기서 액처리 시스템(1) 전체의 작용을 설명하기 전에, 전술한 구성을 구비한 제2 반송 아암(5)의 동작에 대해서, 예컨대 초임계 처리 장치(4)의 리프터(461)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 동작을 예로 들어, 도 10의 (a)∼도 10의 (c)를 참조하면서 간단히 설명한다. 웨이퍼(W)의 전달 시에 있어서, 리프터(461)는 웨이퍼(W)가 배치되는 배치대(421)의 상면으로부터 웨이퍼 유지부(463)를 돌출시킨 상태로 대기하고 있고, 제2 반송 아암(5)은 반송 트레이(50)에 웨이퍼(W)를 유지한 상태로 웨이퍼 유지부(463)의 상방을 향하여 수평 방향으로 진입한다[도 10의 (a)].
반송 트레이(50)가 웨이퍼(W)의 전달 위치에 도달하면, 리프터(461)를 상승시키고, 반송 트레이(50)와 리프터(461)를 상하 방향으로 교차시켜, 개구부(53) 내로 웨이퍼 유지부(463)를 통과시키고, 반송 트레이(50)로부터 웨이퍼 유지부(463) 상에 웨이퍼(W)를 전달한다[도 10의 (b)].
웨이퍼(W)의 전달을 끝내면, 트레이 부재(51, 52)를 좌우로 이동시켜 통과 공간(54)을 형성하고, 리프터(461)가 이 통과 공간(54)을 통과하도록 반송 트레이(50)를 수평 방향으로 후퇴시켜 웨이퍼(W)의 전달을 완료한다[도 10의 (c)].
이상, 제2 반송 아암(5)으로부터 초임계 처리 장치(4)의 리프터(461)에 웨이퍼(W)를 전달할 때의 동작에 대해서 설명하였지만, 액처리 장치(3)의 웨이퍼 유지부(362)로부터 제2 반송 아암(5)에 웨이퍼(W)를 전달하는 경우에는, 전술한 전달 동작과는 반대로 도 10의 (c)→도 10의 (b)→도 10의 (a)의 순서로 제2 반송 아암(5) 및 리프터(36)를 동작시킨다. 또한 후술하는 바와 같이, 반송 트레이(50)와 리프터(36)를 상하 방향으로 교차시키는 동작은, 반송 트레이(50)측을 상승시킴으로써 행해진다는 점이, 전술한 제2 반송 아암(5)과 초임계 처리 장치(4) 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달 동작과는 다르다.
액처리 시스템(1)의 구성의 설명으로 되돌아가면, 액처리 시스템(1)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 제어부(7)가 접속되어 있다. 제어부(7)는 예컨대 도시하지 않는 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지며, 기억부에는 해당 액처리 시스템(1)의 작용, 즉 각 액처리 장치(3)나 초임계 처리 장치(4) 내에 웨이퍼(W)를 순서대로 반입하고, 액처리 장치(3)로 액처리를 시행하고 나서, 초임계 처리 장치(4)로 초임계 건조를 행하고, 반출하기까지의 동작에 따른 제어에 대한 단계(명령)군을 갖는 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드디스크, 컴팩트디스크, 광자기디스크, 메모리카드 등의 기억 매체에 저장되며, 기억매체로부터 컴퓨터에 설치된다.
이상의 구성을 구비한 본 실시형태에 따른 액처리 시스템(1)의 작용에 대해서 설명한다. 액처리 시스템(1)이 처리를 시작하면, 반송 기구(121)는 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 추출하여, 전달부(13) 내의 전달 선반(131)에 순차적으로 배치한다.
웨이퍼 반송 장치(2)는 제1 반송 아암(21)을 이용하여 전달 선반(131)으로부터 처리 대상인 웨이퍼(W)를 추출하고, 예컨대 도 1에 나타내는 액처리 장치(3)의 하나에 수평으로 진입한다. 이때 리프터(36)는 웨이퍼 유지 기구(33)의 언더 플레이트(331)로부터 웨이퍼 유지부(362)를 돌출시킨 상태로 대기하고 있고, 도 11의 (a)에 나타내는 바와 같이 액처리 장치(3) 내에 진입한 제1 반송 아암(21)은 웨이퍼 유지부(362)의 상방에 도달하고 나서 하강한다.
그리고 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이 제1 반송 아암(21)으로부터 웨이퍼 유지부(362)에 웨이퍼(W)가 전달되면, 제1 반송 아암(21)을 액처리 장치(3)의 밖으로 후퇴시키고, 계속해서 리프터(36)를 하강시켜 웨이퍼 유지부(362)를 언더 플레이트(331)의 오목부 내에 수용함으로써 웨이퍼(W)가 웨이퍼 유지 기구(33)에 유지된다[도 11의 (c)].
액처리 장치(3) 내로의 웨이퍼(W)의 반입을 끝내면 노즐 아암(34)을 웨이퍼(W) 중앙측의 상방 위치까지 이동시키고, 내측컵(32)을 처리 위치까지 상승시켜, 웨이퍼 유지 기구(33)에 의해 회전시키면서 웨이퍼(W)의 상면측 및 하면측에 SC1액을 공급한다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 상하면에 약액의 액막이 형성되어 알칼리성 약액 세정이 행해진다.
알칼리성 약액 세정이 종료하면, 내측컵(32)이 후퇴 위치로 이동하고, 또한 노즐 아암(34) 및 웨이퍼 유지 기구(33)의 약액 공급로(361)에 순수를 공급함으로써 웨이퍼(W) 표면의 SC1액을 제거하는 린스 세정이 실행되고, 계속해서 웨이퍼(W)에의 순수의 공급을 정지한다.
린스 세정 후, 내측컵(32)을 다시 처리 위치까지 상승시키고, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 노즐 아암(34) 및 약액 공급로(361)로부터, 웨이퍼(W)의 상하면에 DHF액을 공급한다. 이에 따라 이들 면에 DHF액의 액막이 형성되고, 산성 약액 세정이 행해진다. 그리고 소정 시간의 경과 후, 내측컵(32)을 후퇴 위치로 하강시키고, 약액의 공급 계통을 순수로 전환하여 재차 린스 세정을 행한다.
린스 세정 후, 노즐 아암(34)에 설치된 HFE 공급용의 노즐로부터, 웨이퍼 유지 기구(33)에 유지된 기판의 표면에 HFE를 공급하여, 웨이퍼(W) 표면의 액체를 HFE로 치환하고, 액처리를 끝낸다.
액처리를 끝내면, 웨이퍼 반송 장치(2)는 제1 반송 아암(21) 대신에 선단부에 반송 트레이(50)를 구비한 제2 반송 아암(5)을 액처리 장치(3) 내에 진입시키고, 액처리 후의 웨이퍼(W)를 전달한다. 웨이퍼(W)의 전달에 있어서는, 액처리 장치(3)는 리프터(36)를 상승시켜, HFE 액이 적재된 상태의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 유지부(362) 상에 유지한 상태로 대기하고 있다. 제2 반송 아암(5)은 도 6에 나타내는 바와 같이 각 트레이 부재(51, 52)를 이동시켜 통과 공간(54)을 형성하고, 액처리 장치(3)측의 리프터(36)가 이 통과 공간(54) 내를 통과하도록 반송 트레이(50)를 수평 방향으로 이동시켜, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이 반송 트레이(50)의 개구부(53)가 웨이퍼 유지부(362)의 하방에 도달하는 위치까지 진입한다.
소정의 위치까지 반송 트레이(50)를 진입시키면, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이 리프터(36)를 하강시켜 웨이퍼(W)를 반송 트레이(50)의 오목부(501) 내에 전달하고, 계속해서 예컨대 노즐 아암(34)의 선단에 설치된 HFE 공급용의 전용 노즐로부터 반송 트레이(50)를 향하여 HFE를 공급한다. 이 결과, 반송 트레이(50) 내에 HFE 액이 저류되고, 이 저류된 HFE 액 내에 웨이퍼(W)가 침지된 상태가 되면, 도 12의 (c)에 나타내는 바와 같이 반송 트레이(50)를 후퇴시켜 웨이퍼(W)를 액처리 장치(3)로부터 반출한다.
액처리 장치(3)로부터 웨이퍼(W)를 반출한 웨이퍼 반송 장치(2)는, 반송로(141) 내를 주행하고, 도 1에 나타내는 초임계 처리 장치(4) 중 하나에 수평으로 진입한다. 이때 웨이퍼(W)는 HFE 저류액 내에 침지되어, 그 상면측이 액체와 접한 상태로 되어 있기 때문에 자연 건조에 의한 패턴 붕괴가 발생하기 어려운 상태로 반송이 행해진다. 또한 반송 트레이(50)를 구성하는 트레이 부재(51, 52)는 상호 접합한 상태로 되어 있고, 개구부(53)는 웨이퍼(W)에 의해 막혀있으며, 반송 트레이(50)에는 주위에 둘레 측벽(512, 522)이 형성되어 있기 때문에 반송 트레이(50) 상에 저류된 HFE가 반송로(141) 등에 넘쳐 흐르는 일이 거의 없다.
웨이퍼(W)의 반입 시에 있어서, 초임계 처리 장치(4)는 바닥판(42) 및 리프터(461)를 하강시켜 반송 트레이(50)의 진입 경로와 간섭하지 않는 위치까지 후퇴시키고 있다. 제2 반송 아암(5)은 초임계 처리 장치(4)의 반출입구(482)를 통해 케이스(48) 내에 진입하고, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이 케이스(48) 내에 설치된 액받이부(49)의 상방에 배액 라인(55)의 하단부가 도달한 위치에서 제2 반송 아암(5)을 정지시키고, 도 9의 (a)에 나타낸 개폐 밸브(551)를 개방으로 하여 반송 트레이(50) 내의 HFE를 배출한다. 이때 예컨대 반송 트레이(50)를 배액 라인(55)을 향하여 경사질 수 있게 구성하여, HFE를 배출하기 쉽게 하여도 좋다. 또한 도 13, 도 14 중, 도면 부호 483은 반출입구(482)의 셔터이다.
도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이 HFE의 배출은, 웨이퍼(W)의 측방에 설치된 개폐 밸브(551)에 의해 행해지고, 액저류 공간으로부터의 HFE의 배출을 끝낸 후에도 웨이퍼(W)의 상면에는 HFE 액이 적재된 상태로 남게 된다. 이렇게 하여 HFE의 배출을 끝내면 반송 트레이(50)를 더 진입시켜, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이 반송 트레이(50)의 개구부(53)가 웨이퍼 유지부(463)의 상방에 도달한 위치에서 정지한다. 계속해서 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이 리프터(461)를 상승시켜, 개구부(53) 내로 웨이퍼 유지부(463)를 통과시키고, 반송 트레이(50)로부터 웨이퍼 유지부(463)에 웨이퍼(W)를 전달한 후, 웨이퍼 유지부(463)를 반송 트레이(50)의 이동 경로와 간섭하지 않는 위치까지 더 상승시킨다.
그리고, 제2 반송 아암(5)은 도 6에 나타내는 바와 같이 각 트레이 부재(51, 52)를 이동시켜 통과 공간(54)을 형성하고, 초임계 처리 장치(4)측의 리프터(461)가 이 통과 공간(54) 내를 통과하도록 반송 트레이(50)를 수평 방향으로 후퇴시켜, 초임계 처리 장치(4)의 케이스(48) 내로부터 제2 반송 아암(5)을 후퇴시킨다.
계속해서 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이 초임계 처리 장치(4)는 가이드 부재(44)로 가이드하면서 바닥판(42)을 상승시켜 리프터(461)의 웨이퍼 유지부(463)를 배치대(421)의 오목부 내에 수용하고, 웨이퍼(W)를 배치대(421) 상에 배치하며, 배치대(421)를 처리 용기(41)의 개구부에 결합시켜 웨이퍼(W)를 처리 공간(40) 내에 수용한다. 이때 지지 기구(43)의 지지 부재(431)는 바닥판(42)의 동작에 맞추어 상승하며, 바닥판(42)의 바닥면을 지지 고정한다. 또한, 도시의 편의 상, 도 13의 (a), 도 13의 (b) 및 도 14의 (a), 도 14의 (b)에서는 지지 기구(43)와 가이드 부재(44)를 1조씩 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 반송 트레이(50)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)는 처리 공간(40) 내에 수용되기 직전까지 HFE 내에 침지된 상태로 되어 있고, 또한 반송 트레이(50) 내의 HFE를 배출하여, 처리 공간(40) 내로의 웨이퍼(W)의 수용을 끝낸 후에도, 웨이퍼(W)의 표면에는 HFE 액이 적재되어, 표면이 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 액체의 자연 건조에 기인하는 패턴 붕괴가 발생하기 어려운 상태로 초임계 처리 장치(4)에서의 초임계 건조를 시작할 수 있다.
처리 공간(40) 내에 웨이퍼(W)가 수용되고 히터(423)가 설치된 배치대(421) 상에 배치되면, HFE 공급로(411) 및 배기로(413)를 개방하여, HFE 공급로(411)로부터 처리 공간(40) 내에 HFE를 공급하며 처리 공간(40) 내의 분위기를 배기로(413)로부터 배출하여 처리 공간(40) 내를 HFE로 치환한다. 처리 공간(40) 내에 소정량, 예컨대 처리 공간(40)의 용량의 80％ 정도의 HFE를 공급하면, HFE 공급로(411), HFE 배출로(412) 및 배기로(413)를 폐쇄하여 처리 공간(40)을 밀폐한다.
히터(423)에 의해, 밀폐한 처리 공간(40) 내에서 HFE의 가열을 계속함으로써, HFE가 승온되고, 팽창하여 초임계 상태가 된다. 그리고 소정 시간이 경과하면, HFE 배출로(412), 배기로(413)를 개방하여 처리 공간(40) 내를 감압하면서 처리 공간(40)으로부터 HFE를 배출한다. 이때, HFE는 초임계 상태 그대로 처리 공간(30)으로부터 배출되기 때문에, 웨이퍼(W) 표면의 패턴에는 표면 장력이 거의 작용하지 않아, 패턴 붕괴를 발생시키지 않고 HFE를 배출하며, 웨이퍼(W) 표면을 건조 상태로 할 수 있다.
HFE를 배출하고, 처리 공간 내가 감압되면, 이번엔 건조한 웨이퍼(W)를 반송하는 제1 반송 아암(21)을 초임계 처리 장치(4) 내에 진입시켜, 반입시와는 반대의 경로로 웨이퍼(W)를 반출한다. 초임계 처리 장치(4)로부터 추출된 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(21)에 유지된 상태로, 웨이퍼 반송 장치(2)에 의해 전달 선반(131)에 반송된 후, 반송 기구(121)에 의해 추출되어 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C) 내에 수용된다. 이들 동작을 연속적으로 행함으로써 액처리 시스템(1)은 각 액처리 장치(3) 및 초임계 처리 장치(4)에서 병행하여 액처리 및 초임계 건조를 실행하면서 복수매의 웨이퍼(W)를 세정, 건조할 수 있다.
본 실시형태에 따른 액처리 시스템(1)에 따르면 이하의 효과가 있다. 웨이퍼(W)를 유지한 반송 트레이(50)에 HFE를 저류하며, 이 저류된 HFE 액에 웨이퍼(W)를 침지한 상태[웨이퍼(W)의 상면이 HFE에 접한 상태]로 웨이퍼(W)를 반송하고, 또한 웨이퍼(W)의 상면에 액이 실린 상태(점착된 상태)로 초임계 건조를 시작할 수 있기 때문에, 간단한 구성의 장치로 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 패턴의 붕괴의 발생을 억제할 수 있다. 또한 반송 트레이(50)가 제2 반송 아암(5)과 일체로 구성되어 있기 때문에, 예컨대 배경기술에서 예시한 웨이퍼(W)의 상하 양면을 덮어 반송하는 타입의 기판 반송 장치와 비교하여 장치 구성이나 동작 제어가 간소해진다. 그리고, 이들 반송 트레이(50)와 제2 반송 아암(5)이 일체로 구성되어 있음으로써, 웨이퍼(W)의 전달 후, 즉시 반송 트레이(50)에 액체(본 예에서는 HFE)를 공급하고, 웨이퍼(W)를 반출하며, 직접, 초임계 처리 장치(4)에 웨이퍼(W)를 반입할 수 있기 때문에, 반송 시간 전체의 작업 처리량의 향상에 기여할 수 있다. 또한 이 반송 트레이(50)의 트레이 부재(51, 52)에는 웨이퍼(W)의 전달 상대인 액처리 장치(3) 및 초임계 처리 장치(4)에 설치된 승강 부재[리프터(36, 461), 웨이퍼 유지부(362, 463)]를 통과시키기 위한 개구부(53)가 설치되어 있고, 또한 이 반송 트레이(50)에는 웨이퍼(W)의 전달 시에, 승강 부재를 상기 개구부(53)와 반송 트레이(50)의 외측 사이에서 통과시키기 위한 통과 공간(54)이 일시적으로 형성되기 때문에, 승강 부재와 간섭하지 않고 반송 트레이(50)를 수평 이동시킬 수 있다.
전술한 실시형태에서는, 초임계 건조를 행할 때에 이용되는 유체와 동종의 유체인 HFE를 반송 트레이(50)에 공급하여 HFE 액을 저류하고, 이 속에 웨이퍼(W)를 침지한 상태로 웨이퍼(W)를 반송하는 예를 나타냈지만, 반송 트레이(50)에 공급하는 액체는 초임계 처리 장치(4) 내에서 초임계 상태가 되는 유체와 동종의 물질에 한정되지 않는다. 해당 유체와 별종의 액체, 예컨대 IPA를 공급하여 IPA 액을 저류하고, 웨이퍼(W)의 상면이 이 IPA에 접한 상태로 웨이퍼(W)를 반송하여도 좋다.
여기서 개구부(53)와 반송 트레이(50)의 외측 사이를 액처리 장치(3)나 초임계 처리 장치(4)의 승강 부재[리프터(36, 461), 웨이퍼 유지부(362, 463)]가 통과할 수 있도록 하기 위한 통과 공간(54)을 형성하는 방법은, 도 6∼도 8을 이용하여 설명한 바와 같이 각 트레이 부재(51, 52)를 수평 방향으로 슬라이드시키는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 도 15에 나타내는 바와 같이, 접촉선이 펼쳐지도록 트레이 부재(51, 52)를 회전시킴으로써 통과 공간(54)을 형성하여도 좋다.
이 경우의 트레이 부재(51, 52)의 구동 기구에 대해서 간단히 설명해 두면, 도 16∼도 18에 나타내는 바와 같이, 각 트레이 부재(51, 52)는 예컨대 가늘고 긴 판형의 지지 부재(56)의 선단부에 설치된 제1 작동편(81)과, 제2 작동편(82)의 선단에 부착되어 있다. 트레이 부재(52)를 지지하는 제1 작동편(81)은, 도 17에 나타내는 바와 같이 기단측이 굴곡된 L자 형상의 부재로서 구성되고, 또한 트레이 부재(51)를 지지하는 제2 작동편(82)은 기단측이 제1 작동편(81)과는 반대 방향으로 굴곡된 역 L자 형상의 부재로서 구성되어 있다.
이들 2개의 작동편(81, 82)은 굴곡 부분끼리가 겹치도록 상하로 배치되며, 각 굴곡 부분에는 공통의 회전축(84)이 관통되어 있고, 이 회전축(84)의 하단은 지지 부재(56)의 상면에 고정되어 있어, 각 작동편(81, 82)은 회전축(84)의 둘레에서 회전할 수 있다.
지지 부재(56)의 상면에는 작동편(81, 82)의 후방측이면서, 지지 부재(56)의 폭방향 중앙 위치에, 제1 작동편(81)의 상면과 동일한 높이의 부착 부재(83)가 거의 수직 방향으로 설치되어 있다. 한편, 도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이 각 작동편(81, 82)의 후단 위치에 있어서, 각 굴곡부의 선단부에는, 상기 부착 부재(83)와 거의 동일한 높이의 돌기(811, 821)가 지지 부재(56)의 상면에 대하여 거의 수직이 되도록 설치되어 있다. 제1 작동편(81)측의 돌기(811)와 부착 부재(83) 사이와, 제2 작동편(82)측의 돌기(821)와 부착 부재(83) 사이에는, 각각 항시 수축 후퇴 방향으로 편향된 인장 스프링(813, 823)이 설치되어 있다. 이 결과, 상하로 겹쳐 배치된 2개의 작동편(81, 82)은 인장 스프링(813, 823)의 복원력을 받아 도 16에 나타내는 바와 같이, 각 트레이 부재(51, 52)가 부착되는 방향으로 연장하는 L자 형상, 역 L자 형상의 부재의 선단부가 상호 거의 평행이 되도록 배치되고, 이 결과, 트레이 부재(51, 52)가 상호 접합하여 일체가 되어 반송 트레이(50)를 형성한다.
한편, 2개의 작동편(81, 82)의 전술한 선단부에는, 도 16∼도 18에 나타내는 바와 같이 통전에 의해 상호 반발하는 척력이 작용하는 전자석(812, 822)이 상호 대향하도록 설치되어 있다. 이들 전자석(812, 822)을 작동시킴으로써, 인장 스프링(813, 823)의 복원력에 대항하여 척력이 작용하고, 작동편(81, 82)을 회전축(84)의 둘레에 회전시켜 트레이 부재(52, 51)를 각각 시계 방향, 반시계 방향으로 회전시키면 통과 공간(54)이 형성된다.
또한 다른 실시형태로서, 도 19의 (a), 도 19의 (b)에 나타내는 바와 같이, 트레이 부재(51, 52)를 진자형으로 좌우로 회동시켜, 통과 공간(54)을 형성하여도 좋다. 이 경우에는, 도 19, 도 20에 나타내는 바와 같이 상호 평행하게 연장하는 크랭크축(851, 852)의 선단에 트레이 부재(51, 52)를 고정하고, 이들 크랭크축(851, 852)을 모터(861, 862)로 회전시킴으로써, 도 21에 나타내는 바와 같이 각 트레이 부재(51, 52)의 상방에 위치하는 회전축 둘레에 트레이 부재(51, 52)를 진자형으로 회전시켜 통과 공간(54)을 형성하여도 좋다. 여기서 도 20에 나타내는 도면 부호 853은 크랭크축(851, 852)을 지지하는 가이드 부재이고, 도면 부호 863은 모터(861, 862)를 고정하는 모터 고정 부재이다.
또한 전술한 각 실시형태에서는, 반송 트레이(50)를 2개의 트레이 부재(51, 52)로 분할하여 이들 트레이 부재(51, 52)를 상호 이격하는 방향으로 이동시킴으로써 통과 공간(54)을 형성하고 있지만, 통과 공간(54)을 형성하는 방법은 반송 트레이(50)를 2개의 반원 형상의 트레이 부재(51, 52)로 분할하는 경우로 한정되지 않는다. 예컨대 도 22의 (a), 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이 통과 공간(54)의 형상에 반송 트레이(50)를 절취하여 절취 부재(57)를 형성하고, 이 절취 부재(57)가 통과 공간(54)에 끼워 맞춰져 반송 트레이(50)와 일체가 되는 위치[도 22의 (a)]와, 절취 부재(57)를 제거하여 통과 공간(54)을 형성하는 위치[도 22의 (b)] 사이에서 절취 부재(57)를 이동시켜도 좋다.
W: 웨이퍼
1: 액처리 시스템
2: 웨이퍼 반송 장치
21: 제1 반송 아암
201: 주행 레일
3: 액처리 장치
36: 리프터
331: 언더 플레이트
4: 초임계 처리 장치
5: 제2 반송 아암
50: 반송 트레이
51, 52: 트레이 부재
511, 521: 바닥판
512, 522: 둘레 측벽
53: 개구부
54: 통과 공간
55: 배액 라인
7: 제어부

Claims (7)

  1. 기판의 상면측에 액체가 접한 상태로 기판을 반송하고, 기판의 하면을 지지하는 승강 부재와의 사이에서 기판을 전달하는 기판 반송 장치로서,
    상면에 기판을 유지하는 바닥판과, 이 바닥판에 있어서 기판이 유지되는 영역의 주위에 설치된 둘레 측벽을 구비한 반송 트레이와,
    상기 반송 트레이의 바닥면에 형성되며, 상기 승강 부재가 통과하기 위한 개구부와,
    상기 반송 트레이를 수평 이동시키는 이동 기구와,
    상기 반송 트레이를 수평 이동시켰을 때에, 상기 승강 부재가 상기 개구부와 반송 트레이의 외측 사이에서 통과할 수 있도록 일시적으로 공간을 형성하는 공간 형성부를 구비하고,
    기판 반송 시에는, 상기 바닥판 및 이 바닥판에 유지된 기판과 상기 둘레 측벽으로 둘러싸이는 액저류(液貯留) 공간 내에 상기 액체를 저류하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반송 트레이는, 상기 개구부를 사이에 두고 2개로 분할된 트레이 부재를 포함하고, 상기 공간 형성부는, 이들 트레이 부재를, 상호 접합되는 위치와 양 트레이 부재 사이에 상기 승강 부재의 통과를 위한 공간이 형성되는 위치의 사이에서 이동시키는 트레이 부재 이동부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액저류 공간 내에 저류한 액체에 침지한 상태로 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 둘레 측벽과 상기 기판이 유지되는 영역 사이의 바닥판에는, 상기 저류액 공간 내의 액체를 배출하기 위한, 개폐 밸브를 구비한 배액 라인이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  5. 기판의 표면에 액체를 공급하여 표면을 세정하는 제1 처리 장치인 액처리 장치와,
    상기 액처리 장치에 의해 액체가 부착된 기판을 밀폐 가능한 처리 용기 내의 배치대에 배치하고, 상기 액체가 부착된 기판에 대하여, 초임계 상태의 처리 유체에 의해 액체를 제거하는 처리를 행하는 제2 처리 장치인 초임계 처리 장치와,
    상기 액처리 장치 및 상기 초임계 처리 장치와의 사이에서 기판을 반송하는 제1항 또는 제2항에 기재된 기판 반송 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 액처리 장치는, 상기 반송 트레이에 유지된 기판에, 상기 초임계 처리 장치에 의해 초임계 상태가 되는 유체와 동종의 물질을 액체의 상태로 공급하고, 상기 기판 반송 장치는, 기판의 상면측에 액체인 상기 물질이 접한 상태로 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 액처리 장치는, 상기 반송 트레이에 유지된 기판에, 상기 초임계 처리 장치에 의해 초임계 상태가 되는 유체와는 별종의 액체를 공급하고, 상기 기판 반송 장치는, 기판의 상면측에 상기 별종의 액체가 접한 상태로 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 시스템.
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