KR20120075350A - 액 처리 장치 및 액 처리 방법 - Google Patents

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사토시 가네코
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요시히로 가이
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판의 하면에 효율적으로 액체 세정 및 2 유체 세정을 행할 수 있는 액 처리 장치를 제공한다.
기판 세정 장치(10)는, 기판 유지부에 유지된 기판(W)의 아래쪽에 위치하여 기판의 하면에 액체와 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체를 토출할 수 있도록 구성된 노즐(60)을 구비한다. 노즐은, 액체를 토출하기 위한 복수의 액체 토출로(67a)와, 기체를 토출하기 위한 복수의 기체 토출로(67b)를 갖고 있다. 노즐은, 복수의 액체 토출로에 각각 대응하는 복수의 액체 토출구(61)를 갖고 있다. 액체 토출구는, 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부로부터 안쪽을 향하도록 기판의 아래쪽으로 연장하는 수평선상에 형성되어 있다. 액체 토출구는, 기체 토출로에 기체가 공급되지 않고 액체 토출로에 액체가 공급되고 있을 때에, 액체 토출구로부터 기판의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향이, 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 회전 구동부에 의해 회전되는 기판의 회전 방향으로 어떤 각도를 이루어 경사지도록 형성되어 있다.

Description

액 처리 장치 및 액 처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 발명은, 기판을 회전시키면서 기판의 하면에 처리액을 공급함으로써 기판에 소정의 액 처리, 예컨대 세정 처리 또는 에칭 처리를 실시하는 액 처리 장치 및 액 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, 웨이퍼라고도 함)을 대략 수평 상태로 유지한 상태에서 회전시키면서 그 기판에 세정액을 공급함으로써, 기판의 세정 처리를 행하는 기판 세정 장치가 알려져 있다.
예컨대, 특허문헌 1에는, 웨이퍼를 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척의 회전축 내에서 연장하고 스핀 척에 의해 유지된 웨이퍼의 하면의 중앙부로 향해서 세정액을 토출하는 개구단을 갖는 세정액 공급관을 구비한 기판 처리 장치가 기재되어 있다. 기판 하면의 중앙부로 향해서 세정액을 토출하면, 기판 하면의 주연부의 세정이 불충분하게 되는 경우도 있다.
특허문헌 2에는, 웨이퍼를 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 의해 유지된 웨이퍼의 상면에, 약액 등의 처리 액체와 질소 가스를 포함하는 2 유체 스프레이를 웨이퍼의 대략 반경에 상당하는 길이의 띠의 양태로 토출하는 2 유체 노즐을 구비한 기판 처리 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 이러한 2 유체 노즐을 웨이퍼의 하면 측에 배치하여 웨이퍼의 하면을 세정하더라도 좋다는 취지가 시사되어 있지만, 그를 위한 구체적인 구성에 대해서는 기재되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 2에는, 2 유체 노즐은 오로지 액체와 기체를 혼합하여 이루어는 2 유체만을 웨이퍼에 공급하는 것으로서 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 웨이퍼를 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 의해 유지된 웨이퍼의 상면에, 약액 등의 처리 액체와 질소 가스를 포함하는 2 유체 스프레이를 웨이퍼의 대략 직경에 상당하는 길이의 띠의 양태로 토출하는 2 유체 노즐과, 웨이퍼 상면의 중심부에 DIW(순수) 등의 처리 액체를 토출하는 별도의 노즐을 구비한 기판 처리 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 3의 장치에서는, 2 유체 노즐이 2 유체 스프레이를 웨이퍼 표면에 토출할 때에는, 웨이퍼가 회전하지 않는 상태에서 2 유체 노즐이 웨이퍼의 상면을 스캔한다. 특허문헌 3에는 웨이퍼의 하면의 세정에 대해서는 언급되어 있지 않다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평9-290197호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2005-353739호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 2008-130763호 공보
본 발명은, 처리 유체로서, 액체와, 액체와 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체를 선택적으로 구별 지어 사용할 수 있고, 또한, 기판의 하면을 효율적으로 처리할 수 있는 액 처리 장치 및 액 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 기판의 주연부를 유지하는 유지 부재를 지녀, 기판을 수평으로 유지하도록 구성된 기판 유지부와, 상기 기판 유지부를 회전시키는 회전 구동부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 하면의 아래쪽에 위치하고, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 기판의 하면에 액체와 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체를 토출할 수 있도록 구성된 제1 노즐로서, 그 내부에, 상기 액체를 토출하기 위한 복수의 제1 액체 토출로와, 상기 기체를 토출하기 위한 복수의 제1 기체 토출로를 갖고 있는 제1 노즐과, 상기 제1 액체 토출로에 액체를 공급하는 액체 공급 기구와, 상기 제1 기체 토출로에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 구비하고, 상기 제1 노즐은, 상기 제1 액체 토출로에 각각 대응하는 복수의 제1 액체 토출구를 갖고 있고, 상기 복수의 제1 액체 토출구는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부에서 안쪽으로 향하도록 기판의 아래쪽으로 연장하는 수평선상에 형성되어 있고, 상기 각 제1 액체 토출구는, 상기 제1 기체 토출로에 기체가 공급되지않고 상기 제1 액체 토출로에 액체가 공급되고 있을 때에, 상기 제1 액체 토출구에서 기판의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향이, 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 상기 회전 구동부에 의해 회전시켜지는 기판의 회전 방향으로 어떤 각도를 이루어 경사지도록 형성되어 있는 액 처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따르면, 액 처리 방법에 있어서, 기판을 수평 자세로 유지하는 것과, 복수의 제1 액체 토출구를 갖는 제1 노즐을, 상기 복수의 제1 액체 토출구가 수평 자세로 유지된 상기 기판의 주연부에서 안쪽으로 향하도록 기판의 아래쪽으로 연장하는 수평선상에 형성되도록, 상기 기판의 아래쪽에 설치하는 것과, 기판을 회전시키는 것과, 상기 제1 액체 토출구에서 기판의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향이, 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 상기 회전 구동부에 의해 회전시켜지는 기판의 회전 방향으로 어떤 각도를 이루어 경사지도록, 상기 제1 액체 토출구로부터 상기 기판의 하면을 향해서 액체를 토출시키는 것과, 상기 액체를 토출시키기 전 또는 후에, 제1 액체 토출구에서 기판의 하면을 향해서 액체를 토출하는 동시에, 기체를, 상기 기체가 상기 액체에 혼합되도록 공급하고, 이에 따라 얻어진 2 유체를 기판의 하면을 향해서 토출시키는 것을 포함한 액 처리 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 처리 유체로서, 액체와, 액체와 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체를 선택적으로 구별 지어 사용할 수 있게 하면서, 기판의 하면을 효율적으로 처리할 수 있다. 특히, 처리 유체로서 액체를 사용하는 경우에, 액체가 기판 하면에 충돌했을 때의 액튐을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 기판 세정 장치를 포함하는 액처리 시스템을 위쪽에서 본 상측 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시형태의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 종단면도로서, 리프트 핀 플레이트 및 세정액 공급관이 하강 위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 실시형태의 기판 세정 장치의 구성을 도시하는 종단면도로서, 리프트 핀 플레이트 및 세정액 공급관이 상승 위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면이다.
도 2c는 도 2a에 도시한 것과 같은, 웨이퍼가 기판 지지부 및 고정 유지부에 의해 유지된 상태를 도시하는, 도 2a에 있어서의 기판 세정 장치를 위쪽에서 본 평면도이다.
도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시하는 기판 세정 장치의 리프트 핀 플레이트의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2a 및 도 2b에 도시하는 기판 세정 장치의 유지 플레이트의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 2a 및 도 2b에 도시하는 기판 세정 장치에 있어서의, 리프트 핀 플레이트에서 아래쪽으로 연장하는 접속 부재 및 유지 플레이트에서 아래쪽으로 연장하여 접속 부재를 수용하는 중공(中空)의 수용 부재의 구성을 상세하게 도시하는 확대 종단면도이다.
도 6은 도 2a 및 도 2b에 도시하는 기판 세정 장치에 있어서의 유지 플레이트에 설치된 기판 지지부의 구성을 도시하는 확대 종단면도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 상태에서 리프트 핀 플레이트가 아래쪽으로 이동했을 때의 상태를 도시하는 확대 종단면도이다.
도 8은 도 7에 도시하는 상태에서 리프트 핀 플레이트가 더욱 아래쪽으로 이동했을 때의 상태를 도시하는 확대 종단면도이다.
도 9는 도 2a 및 도 2b에 도시하는 기판 세정 장치의 처리 유체 공급관과 막대형 노즐 및 이들을 승강시키는 승강 기구의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 10은 처리 유체 공급관 및 막대형 노즐의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 Xb-Xb선을 따른 단면도, (c)는 Xc-Xc선을 따른 단면도이다.
도 11은 막대형 노즐로부터 액체만이 토출되는 상태를 도시하는 도면으로서, (a)는 웨이퍼 하면에 도달한 순간의 액체가 적시는 영역을 도시하는 도면, (b)은 막대형 노즐의 막대형 부분의 토출구로부터 액체가 토출되는 모습을 도시하는 측면도, (c)는 막대형 노즐의 중앙 부분의 토출구로부터 액체가 토출되는 모습을 도시하는 측면도이다.
도 12는 막대형 노즐의 토출구로부터 토출된 약액이 웨이퍼 상에 형성하는 스폿에 관해서 설명하는 도면이다.
도 13은 막대형 노즐로부터 2 유체가 토출되는 상태를 도시하는 도면으로서, (a)는 막대형 노즐의 막대형 부분의 토출구로부터 2 유체가 토출되는 모습을 도시하는 측면도, (b)는 막대형 노즐의 중앙 부분의 토출구로부터 2 유체가 토출되는 모습을 도시하는 측면도이다.
도 14는 막대형 노즐의 막대형 부분의 토출구 근방에 있어서의 액체 토출로와 기체 토출로의 합류 양태를 설명하는 도면이다.
도 15는 액 처리 장치의 변형예에 관해서 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 16은 막대형 노즐의 토출구 배치의 변형예를 도시하는 개략 평면도이다.
도 17은 막대형 노즐의 위치를 변화시키면서 토출구로부터 액체를 토출하는 예를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 18은 막대형 노즐의 변형예에 있어서, 토출구 근방을 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다.
우선, 도 1을 이용하여, 본 발명에 의한 액 처리 장치의 실시형태에 따른 기판 세정 장치를 포함하는 처리 시스템에 관해서 설명한다. 도 1에 도시하는 것과 같이, 처리 시스템은, 외부로부터 피처리 기판으로서의 반도체 웨이퍼(W)(이하 단순히 「웨이퍼(W)」라고 부름)를 수용한 캐리어를 배치하기 위한 배치대(101)와, 캐리어에 수용된 웨이퍼(W)를 빼내기 위한 반송 아암(102)과, 반송 아암(102)에 의해서 빼내어진 웨이퍼(W)를 배치하기 위한 선반 유닛(103)과, 선반 유닛(103)에 배치된 웨이퍼(W)를 수취하여, 그 웨이퍼(W)를 기판 세정 장치(10) 안으로 반송하는 반송 아암(104)을 구비하고 있다. 도 1에 도시하는 것과 같이, 액 처리 시스템에는 복수(도 1에 도시하는 양태에서는 10개)의 기판 세정 장치(10)가 내장되어 있다.
이어서, 기판 세정 장치(10)의 개략적인 구성에 관해서 도 2a 및 도 2b를 이용하여 설명한다. 기판 세정 장치(10)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 플레이트(30)와, 유지 플레이트(30)의 위쪽에 설치되어, 웨이퍼(W)를 아래쪽으로부터 지지하는 리프트 핀(22)을 갖는 리프트 핀 플레이트(20)와, 유지 플레이트(30)를 회전시키는 전동 모터 등을 갖춘 회전 구동부(39)와, 유지 플레이트(30)의 중심 부분에 형성된 관통 구멍(30a) 및 리프트 핀 플레이트(20)의 중심 부분에 형성된 관통 구멍(20a)을 지나도록 설치된 처리 유체 공급관(40)과, 처리 유체 공급관(40)을 통해 공급된 처리 유체를 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 분무하는 막대형 노즐(60)을 갖고 있다. 리프트 핀 플레이트(20)는 유지 플레이트(30)와 연동하여 회전하도록 되어 있다.
리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)은, 유지 플레이트(30)에 대하여 상대적으로 승강할 수 있다. 여기서, 도 2a는, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)이 각각 하강 위치에 있을 때의 상태를 나타내고 있고, 도 2b는, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)이 각각 상승 위치에 있을 때의 상태를 나타내고 있다. 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)은 각각 도 2a에 도시하는 것과 같은 하강 위치와 도 2b에 도시하는 것과 같은 상승 위치 사이에서 승강한다.
이어서, 기판 세정 장치(10)의 각 구성 요소의 상세한 점에 관해서 이하에 설명한다.
도 3에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20)는 원판 형상의 것으로 이루어지고, 그 중심 부분에는 관통 구멍(20a)이 형성되어 있다. 관통 구멍(20a)의 주위에는 환상 돌기(20b)가 형성되어 있어, 리프트 핀 플레이트(20) 상에 있는 액체가 관통 구멍(20a) 안으로 들어가는 것을 방지하고 있다. 관통 구멍(20a)에 처리 유체 공급관(40)이 지나게 된다. 리프트 핀 플레이트(20)의 표면에는 복수 개(3개 또는 4개)의 리프트 핀(22)이 설치되어 있다. 이들 리프트 핀(22)은, 리프트 핀 플레이트(20)의 주연부 근방에 있어서 둘레 방향으로 등간격으로 설치된다. 또한, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면(각 리프트 핀(22)이 설치된 면과는 반대측의 면)으로부터, 3개의 막대형의 접속 부재(24)가 아래쪽으로 연장하고 있다. 이들 접속 부재(24)는 리프트 핀 플레이트(20)의 주연부 근방에서 둘레 방향으로 등간격으로 설치되어 있다.
도 4에 도시하는 것과 같이, 유지 플레이트(30)는 원판 형상의 것으로 이루어지고, 그 중심 부분에는 관통 구멍(30a)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(30a)에는 처리 유체 공급관(40)이 통과된다. 또한, 유지 플레이트(30)의 표면에는, 도 2a에 도시하는 것과 같이, 접속 부재(38)를 통해 회전 컵(36)이 부착되어 있다. 회전 컵(36)은, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)이 하강 위치에 있을 때에, 유지 플레이트(30)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 외주연을 둘러싼다. 또한, 도 2a 및 도 2c에 도시하는 것과 같이, 회전 컵(36)에는, 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 2개의 고정 유지 부재(37)가 설치되어 있다. 고정 유지 부재(37)의 구체적인 기능에 관해서는 후술한다. 한편, 이들 고정 유지 부재(37)는, 회전 컵(36)에 설치되는 대신에 유지 플레이트(30)에 설치되더라도 좋고, 혹은 접속 부재(38)에 직접 접속되어 있더라도 좋다. 고정 유지 부재(37)가 접속 부재(38)에 직접 접속되어 있는 경우에는, 수평 방향의 힘에 대한 고정 유지 부재(37)의 강도를 보다 큰 것으로 할 수 있다.
유지 플레이트(30)의 하면(회전 컵(36)이 설치된 면과는 반대측의 면)의 중심 부분에는, 상기 유지 플레이트(30)의 하면에서 아래쪽으로 연장하도록 중공의 회전축(34)이 부착되어 있다. 회전축(34)의 중공 부분에는 처리 유체 공급관(40)이 수용되어 있다. 회전축(34)은 베어링(도시하지 않음)에 의해 지지되고, 전동 모터 등의 회전 구동부(39)에 의해 회전된다. 회전 구동부(39)가 회전축(34)을 회전시킴으로써 유지 플레이트(30)도 회전한다.
도 4에 도시하는 것과 같이, 유지 플레이트(30)에는 3개의 관통 구멍(접속 부재 관통 구멍)(30b)이 형성되어 있어, 각 관통 구멍(30b)에 리프트 핀 플레이트(20)에 결합된 접속 부재(24)가 슬라이드 가능하게 지나가게 되어 있다. 따라서, 접속 부재(24)는, 유지 플레이트(30)와 리프트 핀 플레이트(20)의 상대적 회전을 금지하여 유지 플레이트(30) 및 리프트 핀 플레이트(20)가 일체적으로 회전하도록 접속하는 한편, 유지 플레이트(30)와 리프트 핀 플레이트(20)의 상대적 상하 이동을 허용한다. 관통 구멍(30b)은 유지 플레이트(30)의 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 유지 플레이트(30)의 하면에 있어서, 각 관통 구멍(30b) 개소에는 3개의 원통 형상의 수용 부재(32)가 설치되어 있다. 각 수용 부재(32)는, 유지 플레이트(30)의 하면에서 아래쪽으로 연장하도록 되어 있고, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에서 아래쪽으로 연장하는 각 접속 부재(24)를 수용하도록 되어 있다. 이들 수용 부재(32)는 유지 플레이트(30)의 주연부 근방에 있어서 둘레 방향으로 등간격으로 설치되어 있다.
리프트 핀 플레이트(20)의 하면에서 아래쪽으로 연장하는 각 접속 부재(24) 및 유지 플레이트(30)의 하면에서 아래쪽으로 연장하는 각 수용 부재(32)에 관해서 도 5를 이용하여 보다 상세하게 설명한다. 도 5에 도시하는 것과 같이, 원통 형상의 각 수용 부재(32)의 내경은 각 접속 부재(24)의 외경보다도 약간 크게 되어 있어, 각 수용 부재(32)의 길이 방향(도 5의 상하 방향)을 따라서 각 접속 부재(24)가 각 수용 부재(32) 내에서 이동할 수 있게 되어 있다. 도 2a에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20)가 하강 위치에 있을 때에는, 각 접속 부재(24)는 각 수용 부재(32)에 완전히 수용된 상태가 된다. 한편, 도 2b에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20)가 상승 위치에 있을 때에는, 각 접속 부재(24)는 그 하부에 있어서의 일부분만이 각 수용 부재(32)에 수용된 상태가 되어, 각 접속 부재(24)는 유지 플레이트(30)에 형성된 관통 구멍(30b)을 통과하여 이 유지 플레이트(30)에서 위쪽으로 돌출된다. 리프트 핀 플레이트(20)가 하강 위치에 있을 때에는, 각 접속 부재(24)가 각 수용 부재(32)에 수용된 상태가 된다.
도 5에 도시하는 것과 같이, 각 수용 부재(32)의 중공 부분에는 스프링(26)이 압축된 상태로 수용되어 있다. 이 스프링(26)은, 그 하단이 접속 부재(24)의 하단 부분에 부착되고, 그 상단이 관통 구멍(30b) 근방에 있어서의 유지 플레이트(30)의 하면에 부착되어 있다. 이 때문에, 스프링(26)에 의해 접속 부재(24)는 아래쪽으로 압박되게 되어 있다. 즉, 스프링(26)이 압축 상태에서 원래의 상태로 되돌아가고자 하는 힘에 의해, 접속 부재(24)에는 항상 하향의 힘(유지 플레이트(30)에서 아래쪽으로 이동하고자 하는 힘)이 가해진다.
도 2a 및 도 2b에 도시하는 것과 같이, 회전 컵(36)의 바깥쪽에는 외컵(56)이 설치되어 있어, 유지 플레이트(30)나 회전 컵(36)은 외컵(56)에 의해 덮인다. 이 외컵(56)에는 배액관(58)이 접속되어 있어, 웨이퍼(W)의 세정을 위해 사용되며, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(W)로부터 바깥쪽으로 비산되어 외컵(56)에 의해 받아내어진 세정액은 배액관(58)에 의해 배출된다.
도 2a 등에 도시하는 것과 같이, 유지 플레이트(30)에는, 웨이퍼(W)를 측방에서 지지하기 위한 가동의 기판 유지 부재(31)가 설치되어 있다. 기판 유지 부재(31)는, 도 2a에 도시하는 것과 같이 리프트 핀 플레이트(20)가 하강 위치에 있을 때에 웨이퍼(W)를 측방에서 유지하고, 한편, 도 2b에 도시하는 것과 같이 리프트 핀 플레이트(20)가 상승 위치에 있을 때에 웨이퍼(W)로부터 이격된다. 보다 상세하게 설명하면, 도 2c에 도시하는 것과 같이, 웨이퍼(W)의 세정 처리를 할 때에, 웨이퍼(W)는 기판 유지 부재(31) 및 2개의 고정 유지 부재(고정의 기판 유지 부재)(37)에 의해 유지된다. 이때에, 기판 유지 부재(31)는 웨이퍼(W)를 고정 유지 부재(37)로 향하여 내리누른다. 즉, 도 2c에 있어서 기판 유지 부재(31)에 의해 웨이퍼(W)에 대하여 도 2c에 있어서의 좌측 방향으로 힘이 가해지고, 이에 따라 웨이퍼(W)는 2개의 고정 유지 부재(37)에 내리눌린다. 이와 같이, 가동의 기판 유지 부재(31) 및 고정 유지 부재(37)의 양방을 이용하여 웨이퍼(W)를 측방에서 유지하는 경우에는, 고정 유지 부재(37)를 이용하지 않고 복수의 가동의 기판 유지 부재(31)만을 이용하여 웨이퍼(W)를 측방에서 유지하는 경우와 비교하여, 웨이퍼(W)에 대하여 이동(진퇴)하는 부재의 수를 하나만으로 할 수 있기 때문에, 보다 심플한 구성으로 웨이퍼(W) 유지를 할 수 있다.
이하에 기판 유지 부재(31)의 구성의 상세한 점에 관해서 도 6?도 8을 참조하여 설명한다.
도 6은 리프트 핀 플레이트(20)가 도 2b에 도시하는 것과 같은 상승 위치에서 도 2a에 도시하는 것과 같은 하강 위치로 향하여 이동하는 도중의 상태를 도시하는 도면이며, 도 7은 도 6에 도시하는 상태에서 리프트 핀 플레이트(20)가 아래쪽으로 이동했을 때의 상태를 도시하는 도면이며, 도 8은 도 6에 도시하는 상태에서 리프트 핀 플레이트(20)가 더욱 아래쪽으로 이동하여, 리프트 핀 플레이트(20)가 도 2a에 도시하는 것과 같은 하강 위치에 도달했을 때의 상태를 도시하는 도면이다.
도 6 내지 도 8에 도시하는 것과 같이, 기판 유지 부재(31)는 축(31a)을 통해 유지 플레이트(30)에 피봇 지지되어 있다. 보다 상세하게는, 도 6 내지 도 8에 도시하는 것과 같이, 유지 플레이트(30)에는 축받이부(33)가 부착되어 있고, 이 축받이부(33)에 형성된 축받이 구멍(33a)에 축(31a)이 받아들여진다. 축받이 구멍(33a)은 수평 방향으로 연장하는 긴 구멍을 포함하고, 기판 유지 부재(31)의 축(31a)은 이 축받이 구멍(33a)을 따라서 수평 방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 하여, 기판 유지 부재(31)는, 축받이부(33)의 축받이 구멍(33a)에 받아들여진 축(31a)을 중심으로 하여 요동할 수 있다.
기판 유지 부재(31)의 축(31a)에는 비틀림 스프링 등의 스프링 부재(31d)가 감겨져 있다. 이 스프링 부재(31d)는, 축(31a)을 중심으로 하여 기판 유지 부재(31)를 도 6 내지 도 8에 있어서의 시계 방향으로 회전시키는 힘을 기판 유지 부재(31)에 압박하도록 되어 있다. 이에 따라, 기판 유지 부재(31)에 아무런 힘이 가해지고 있지 않은 경우에는, 도 2b에 도시하는 것과 같이, 기판 유지 부재(31)가 유지 플레이트(30)에 대하여 경사진 상태가 되어, 기판 유지 부재(31)에 있어서의 웨이퍼(W)를 측방에서 유지하기 위한 기판 유지 부분(31b)(후술)은 유지 플레이트(30)의 중심에서 멀어진 상태가 된다.
또한, 축(31a)에 감겨진 스프링 부재(31d)로부터는 선형 부분이 뻗어 나와 있고, 이 선형 부분은 축받이부(33)의 내벽면(33b)에 걸리어, 축(31a)을 유지 플레이트(30)의 중심으로 향하여 되돌려진다. 이와 같이, 스프링 부재(31d)의 선형 부분에 의해, 축(31a)은 유지 플레이트(30)의 중심으로 향하여(즉, 도 6 내지 도 8에 있어서의 좌측 방향을 향해서) 항상 눌린다. 이 때문에, 비교적 직경이 작은 웨이퍼(W)가 가동의 기판 유지 부재(31) 및 고정 유지 부재(37)에 의해 지지되는 경우에는, 축(31a)은 도 6 내지 도 8에 도시하는 것과 같이, 축받이 구멍(33a)에 있어서의 유지 플레이트(30)의 중심에 가까운 위치(즉, 도 6 내지 도 8에 있어서의 좌측의 위치)에 위치한다. 한편, 비교적 직경이 큰 웨이퍼(W)가 기판 유지 부재(31) 및 고정 유지 부재(37)에 의해 지지되는 경우에는, 스프링 부재(31d)의 선형 부분에 의한 힘에 대항하여, 축(31a)은 축받이 구멍(33a)을 따라서 도 6 등에 도시하는 위치에서 우측 방향으로 이동한다. 한편, 여기서의 웨이퍼의 직경의 대소란, 허용 치수 오차 내에서의 웨이퍼 직경의 대소를 의미하고 있다.
또한, 기판 유지 부재(31)는, 웨이퍼(W)를 측방에서 유지하는 기판 유지 부분(31b)과, 축(31a)에 대해서 기판 유지 부분(31b)과 반대측에 설치된 피압박 부재(31c)를 갖고 있다. 피압박 부재(31c)는, 리프트 핀 플레이트(20)와 유지 플레이트(30) 사이에 설치되어 있고, 이 피압박 부재(31c)는, 도 6 내지 도 8에 도시하는 것과 같이 리프트 핀 플레이트(20)가 하강 위치 또는 그 근방 위치에 있을 때에 그 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에 의해 아래쪽을 향해 눌린다.
도 6 내지 도 8에 도시하는 것과 같이, 기판 유지 부재(31)는, 리프트 핀 플레이트(20)가 상승 위치에서 하강 위치로 이동했을 때에, 상기 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에 의해 피압박 부재(31c)가 아래쪽으로 눌림으로써 축(31a)을 중심으로 하여 도 6 등의 반시계 방향(도 6 등의 화살표 방향)으로 회전한다. 그리고, 기판 유지 부재(31)가 축(31a)을 중심으로 하여 회전함으로써, 기판 유지 부분(31b)이 웨이퍼(W)로 향하여 그 웨이퍼(W)의 측방으로부터 이동한다. 이에 따라, 리프트 핀 플레이트(20)가 하강 위치에 도달했을 때에, 도 8에 도시하는 것과 같이, 웨이퍼(W)가 기판 유지 부재(31)에 의해 측방에서 유지된다. 여기서, 도 8에 도시하는 것과 같이, 웨이퍼(W)가 기판 유지 부재(31)에 의해 측방에서 유지되었을 때에, 이 웨이퍼(W)는 리프트 핀(22)의 선단으로부터 위쪽으로 이격되어, 리프트 핀(22)으로부터 위쪽으로 뜬 상태가 된다. 또한, 상술한 것과 같이, 웨이퍼(W)의 크기에 따라서는, 스프링 부재(31d)의 선형 부분에 의한 힘에 대항하여 축(31a)이 축받이 구멍(33a)을 따라서 도 6 등에 도시하는 위치에서 우측 방향으로 이동하는 경우도 있다. 이 때문에, 비교적 큰 웨이퍼(W)가 기판 유지 부재(31) 및 고정 유지 부재(37)에 의해 유지되는 경우라도, 기판 유지 부재(31)가 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 변형시키거나 파손시키거나 하지 않고 웨이퍼(W)를 측방에서 유지할 수 있다.
상술한 것과 같은 기판 유지 부재(31)가 기판 세정 장치(10)에 설치됨으로써, 기판 유지 부재(31)를 구동하기 위한 전용의 구동 기구(동력원)를 설치할 필요가 없고, 후술하는 승강 구동부(50)에 의해 리프트 핀 플레이트(20)를 승강시키는 것만으로, 유지 플레이트(30)의 기판 유지 부재(31)에 의한 웨이퍼(W)의 유지/해방 동작을 할 수 있기 때문에, 기판 세정 장치(10)의 구성을 보다 심플한 것으로 할 수 있다. 또한, 리프트 핀 플레이트(20)의 승강 타이밍과 기판 유지 부재(31)의 이동 타이밍 사이에 타임래그가 생기는 것을 억제할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수도 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시하는 것과 같이, 처리 유체 공급관(40)은 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a) 및 유지 플레이트(30)의 관통 구멍(30a)을 각각 통과하도록 설치되어 있다. 한편, 처리 유체 공급관(40)은, 리프트 핀 플레이트(20)나 유지 플레이트(30)가 회전할 때에도 회전하지 않게 되어 있다. 처리 유체 공급관(40)의 내부에는, 세정액으로서 DHF, SCl 등의 약액 및 DIW 등의 린스액을 통과시키기 위한 액체 공급로(40a)와, 기체 예컨대 N2 가스 등의 불활성 가스를 통과시키기 위한 기체 공급로(40b)가 축 방향으로 연장되어 있다. 처리 유체 공급관(40)의 상단에는 후에 상술하는 막대형 노즐(60)이 부착되어 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 9에 도시하는 것과 같이, 처리 유체 공급관(40)에는 접속 부재(52)를 통해 승강 구동부(50)가 설치되어 있다. 승강 구동부(50)는 처리 유체 공급관(40)을 승강시키도록 되어 있다. 즉, 승강 구동부(50)가 접속 부재(52)를 승강시킴으로써, 이 접속 부재(52)에 접속된 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)도 승강하게 된다. 보다 상세하게는, 승강 구동부(50)는, 도 2a에 도시한 것과 같은 하강 위치와, 도 2b에 도시한 것과 같은 상승 위치 사이에서 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 승강시킨다.
또한, 도 9에 도시하는 것과 같이, 처리 유체 공급관(40)에는 제1 연동 부재(44)가 접속되어 있다. 그리고, 제1 연동 부재(44)에는, 3개의 막대형의 제2 연동 부재(46)가 제1 연동 부재(44)로부터 위쪽으로 연장하도록 접속되어 있다. 여기서, 각 제2 연동 부재(46)는, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에서 아래쪽으로 연장하도록 설치된 각 접속 부재(24)에 대응하여 설치되어 있고, 막대형의 각 제2 연동 부재(46)의 외경은 원통 형상의 수용 부재(32)의 내경보다도 작다. 보다 상세하게는, 각 제2 연동 부재(46)는, 각 접속 부재(24)의 바닥면에 접촉하도록 설치되어 있어, 각 제2 연동 부재(46)는, 도 2b 등에 도시하는 것과 같이 각 수용 부재(32) 내에서 각 접속 부재(24)를 위쪽으로 밀어 올릴 수 있다.
즉, 도 2a에 도시하는 것과 같은 상태에 있어서, 승강 구동부(50)가 처리 유체 공급관(40)을 위쪽으로 이동시켰을 때에는, 처리 유체 공급관(40)에 접속된 제1 연동 부재(44) 및 각 제2 연동 부재(46)도 위쪽으로 이동하여, 각 제2 연동 부재(46)가 각 수용 부재(32) 내에서 각 접속 부재(24)를 위쪽으로 밀어 올리게 된다. 이에 따라, 리프트 핀 플레이트(20)도 처리 유체 공급관(40)과 연동하여 위쪽으로 이동하여, 도 2b에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)은 각각의 상승 위치에 도달하게 된다. 한편, 도 2b에 도시하는 것과 같은 상태에 있어서, 승강 구동부(50)가 처리 유체 공급관(40)을 아래쪽으로 이동시켰을 때에는, 수용 부재(32)의 내부에 설치된 스프링(26)의 힘에 의해 접속 부재(24)에는 항상 아래쪽으로 향하는 힘이 가해지고 있기 때문에, 각 제2 연동 부재(46)가 아래쪽으로 이동했을 때에 각 접속 부재(24)도 그 하면이 각 제2 연동 부재(46)의 상단 부분에 접촉하도록 아래쪽으로 이동한다. 이와 같이 하여, 도 2a에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)은 각각의 하강 위치에 도달한다.
도 2a에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20)는, 하강 위치에 있을 때에는 유지 플레이트(30)에 인접한다. 도시한 예에 있어서는, 상세하게는, 리프트 핀 플레이트(20)는 유지 플레이트(30) 상에 배치되어, 유지 플레이트(30)에 의해 지지된다. 한편, 도 2b에 도시하는 것과 같이, 리프트 핀 플레이트(20)는, 상승 위치에 있을 때에는, 유지 플레이트(30)로부터 위쪽으로 이격되어, 리프트 핀(22) 위로의 웨이퍼(W)의 전달 및 리프트 핀(22) 위로부터의 웨이퍼(W)의 취출을 할 수 있게 된다.
이와 같이, 제1 연동 부재(44) 및 3개의 제2 연동 부재(46)에 의해, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 연동하여 일체적으로 승강시키는 연동 기구가 구성되어 있다. 또한, 제1 연동 부재(44), 3개의 제2 연동 부재(46), 승강 구동부(50), 접속 부재(52)에 의해, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 연동하여 승강시켜, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 유지 플레이트(30)에 대하여 상대적으로 승강시키는 승강 기구가 구성되어 있다.
이어서, 도 2a, 도 2b, 도 9 및 도 10을 참조하여, 막대형 노즐(60)의 구성에 관해서 설명한다. 막대형 노즐(60)은 막대형 부분(60A)과 중앙 부분(60B)을 갖는다. 중앙 부분(60B)에 있어서, 막대형 노즐(60)은 처리 유체 공급관(40)의 상단에 부착되어 있다. 중앙 부분(60B)은, 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a)을 덮는 커버 부재로서의 역할도 한다. 막대형 부분(60A)는 중앙 부분(60B)으로부터 리프트 핀 플레이트(20)의 반경 방향 외측, 즉 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 연장하여, 리프트 핀(22)과 간섭하지 않도록, 리프트 핀(22)이 배치되는 가상 원주의 약간 앞쪽에서 종단되어 있다.
특히 도 10의 (a), (b)에 도시하는 것과 같이, 막대형 부분(60A)은 날개형 단면을 갖고 있다. 이 액 처리 장치에서는, 막대형 부분(60A)에 대하여 웨이퍼(W)가 도 10의 (b)의 화살표 R 방향으로 회전하도록 되어 있다. 이때, 웨이퍼(W)의 하면과 리프트 핀 플레이트(20) 사이에는 화살표 R 방향의 기류가 생긴다. 날개형 단면을 갖는 막대형 부분(60A)의 위쪽을 통과하는 기류에 의해, 액의 흐름이 개선된다. 상세하게는, 기류는, 막대형 부분(60A)의 배면과 웨이퍼(W) 사이를 통과할 때에, 조리개 효과에 의해 유속을 늘리고 웨이퍼(W)의 하면으로 향하도록 정류된다. 이와 같이 막대형 부분(60A)의 영향을 받은 기류는, 웨이퍼(W)의 하면 상에 충돌한 처리액(예컨대 약액)이 웨이퍼(W)의 하면을 따라서 원활하게 확산되는 것을 돕는다. 또한, 막대형 부분(60A)이 날개형 단면을 가짐으로써, 기류의 영향에 의한 막대형 부분(60A)의 진동이 최소한으로 억제된다.
막대형 부분(60A)의 상면에는 막대형 부분(60A)의 길이 방향을 따라서 복수의 토출구(61)(제1 토출구)가 형성되어 있다. 토출구(61)의 배열 피치는, 예컨대 1?2 mm 정도, 토출구(61)의 개구경은 0.2?0.5 mm 정도로 할 수 있다. 중앙 부분(60B)에도 복수의 토출구(62)(제2 토출구)가 형성되어 있다.
처리 유체 공급관(40)은 그 상단에 직경 확장된 헤드부(41)를 갖고 있다. 막대형 노즐(60)의 중앙 부분(60B)은, 그 하면에 중공의 결합 돌기(63a, 63b)를 갖고 있고, 결합 돌기(63a, 63b)는, 처리 유체 공급관(40)의 헤드부(41)의 상면에 개구되는 액체 공급로(40a) 및 기체 공급로(40b)에 각각 끼워져 들어간다. 상술한 것과 같이 중앙 부분(60B)에 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a)을 덮는 커버 부재로서의 기능을 부여하기 위해서, 중앙 부분(60B)의 하면에는 원뿔대형의 커버(65)가 부착되어 있다. 커버(65)의 주연 부분은, 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a)의 주위에 형성된 환상 돌기(20b)(도 2a, 도 3을 참조)의 위쪽에 위치되어 있다. 예시된 실시형태에 있어서는, 커버(65)를 중앙 부분(60B)과 처리 유체 공급관(40)의 헤드부(41) 사이에 끼운 상태에서, 처리 유체 공급관(40)의 헤드부(41)와 막대형 노즐(60)의 중앙 부분(60B)을 볼트(64)에 의해 결합함으로써, 커버(65)는 중앙 부분(60B)과 일체화되어 있다. 한편, 커버(65)는 중앙 부분(60B)과 일체적으로 형성되어 있더라도 좋다. 또한, 커버(65)는 원뿔대 형상인 것이 바람직하지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 관통 구멍(20a)을 덮어 액체가 관통 구멍(20a)에 들어가는 것을 방지할 수 있는 것이라면, 그 형상은 임의이다. 더욱이 또한, 커버(65)를, 처리 유체 공급관(40)의 헤드부(41)의 상단에 그 헤드부(41)와 일체적으로 형성된 부재로서 형성하고, 이러한 커버를 갖는 헤드부(41)를 중앙 부분(60B)과 결합함으로써 중앙 부분(60B)에 커버 부재로서의 기능을 부여하더라도 좋다.
막대형 노즐(60)의 중앙 부분(60B)의 내부에는, 액체 공급로(40a) 및 기체 공급로(40b)와 각각 연통하는 액체 통로(66a) 및 기체 통로(66b)가 형성되어 있다. 이 액체 통로(66a) 및 기체 통로(66b)는, 막대형 노즐(60)의 막대형 부분(60A)의 선단부에 이를 때까지, 반경 방향 외측을 향해서(막대형 노즐(60)의 길이 방향을 따라서) 수평으로 또 서로 평행하게 연장되어 있다.
도 10의 (b)에 도시하는 것과 같이, 막대형 노즐(60)의 막대형 부분(60A)에 있어서, 각 토출구(61)에 대응하여, 액체 통로(66a)에 하나의 액체 토출로(67a)가, 기체 통로(66b)에 하나의 기체 토출로(67b)가 각각 접속되어 있다. 액체 토출로(67a)와 기체 토출로(67b)는 막대형 부분(60A)의 상면 혹은 그 근방(즉 토출구(61) 또는 그 근방)에 있어서 합류하고 있다. 한편, 도 10의 (b)에 도시하는 예에서는, 토출구(61)는, 액체 토출로(67a)의 개구단인 액체 토출구이기도 하며, 또한, 기체 토출로(67b)의 개구단인 기체 토출구이기도 하다.
도 10의 (c)에 도시하는 것과 같이, 막대형 노즐(60)의 중앙 부분(60B)에 있어서, 각 토출구(62)에 대응하여, 액체 통로(66a)에 하나의 액체 토출로(68a)가, 기체 통로(66b)에 하나의 기체 토출로(68b)가 각각 접속되어 있다. 액체 토출로(67a)와 기체 토출로(67b)는 중앙 부분(60B)의 상면보다 아래쪽에서 합류한 후, 토출구(62)에 통하고 있다. 토출구(62)의 개구경은 토출구(61)의 개구경보다 크다.
도 2a에 도시하는 것과 같이, 처리 유체 공급관(40)의 액체 공급로(40a) 및 기체 공급로(40b)는, 액체 공급 기구(70) 및 기체 공급 기구(80)에 각각 접속되어 있다. 액체 공급 기구(70)는, 적어도 1 종류(도시하는 예에서는 1종류)의 약액을 액체 공급로(40a)에 공급하기 위한 제1 액체 공급부(70a)와, 린스액으로서의 DIW(순수)를 액체 공급로(40a)에 공급하기 위한 제2 액체 공급부(70b)를 갖고 있다. 제1 액체 공급부(70a)는, DHF, SCl 등의 약액 공급원(CHM)(71a)에 접속된 관로(74a)에 상류측에서부터 순차 개재 설치된 가변 스로틀 밸브(72a) 및 개폐 밸브(73a)를 갖고 있다. 제2 액체 공급부(70b)는, DIW 공급원(71b)에 접속된 관로(74b)에 상류측에서부터 순차 개재 설치된 가변 스로틀 밸브(72b) 및 개폐 밸브(73b)를 갖고 있다. 관로(74a)와 관로(74b)는 개폐 밸브(73a, 73b)의 하류에서 합류하여, 액체 공급로(40a)에 접속되어 있다. 한편 도 2a에 있어서 부호 75, 76으로 나타내는 개폐 밸브는, 필요에 따라서 액체 공급로(40a), 관로(74a) 및 관로(74b) 내에 잔류하는 액체를 드레인할 때에 이용되는 것이다. 한편, 예컨대 SCl 세정과 DHF 세정을 연속적으로 행하는 경우 등과 같이 2 종류 이상의 약액을 액체 공급로(40a)에 공급할 필요가 있으면, 제1 액체 공급부(70a)와 동일한 구성의 액체 공급부를 병렬로 설치하면 된다.
기체 공급 기구(80)는, 기체 공급로(40b)에 가스, 예컨대 불활성 가스(본 예에서는 N2)를 공급하기 위해서 설치되어 있다. 기체 공급 기구(80)는, N2 가스 공급원(81)에 접속된 관로(84a)에 상류측에서부터 순차 개재 설치된 가변 스로틀 밸브(82) 및 개폐 밸브(83)를 갖고 있다.
기판 세정 장치(10)는 또한, 유지 플레이트(30)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 상면에 처리 유체를 공급하기 위한 구성을 갖추고 있다. 도시하는 예에서는, 기판 세정 장치(10)는, 웨이퍼(W)의 상면에 약액을 토출하는 약액 공급 노즐(91)과, 웨이퍼(W)의 상면에 DIW와 N2 가스를 포함하는 미스트형의 혼합 유체를 토출하는 2 유체 노즐(92)을 구비하고 있다. 약액 공급 노즐(91) 및 2 유체 노즐(92)은, 개략적으로 나타낸 노즐 구동 기구(93)에 의해 웨이퍼(W)의 중심에서 웨이퍼(W)의 주연까지 이동하는 것이 가능하고, 즉 웨이퍼(W)의 상면을 스캔하면서 처리 유체를 공급할 수 있다. 또한, 약액 공급 노즐(91) 및 2 유체 노즐(92)은, 노즐 구동 기구(93)에 의해, 외컵(56)보다도 더 외측의 대기 위치(도시하지 않음)까지 이동할 수 있다. 약액 공급 노즐(91)에는, 전술한 약액 공급원(71a)으로부터 가변 스로틀 밸브(94a) 및 개폐 밸브(95a)를 통해 제어된 유량으로 약액을 공급할 수 있다. 2 유체 노즐(92)에는, 전술한 DIW 공급원(71b) 및 N2 가스 공급원(81)으로부터 가변 스로틀 밸브(94b, 94c) 및 개폐 밸브(95b, 95c)를 통해 제어된 유량으로 DIW 및 N2 가스를 공급할 수 있다. 한편, 노즐 구동 기구(93)는 선단에 노즐을 유지하는 선회 아암을 갖는 형식의 것이라도 좋고, 선단에 노즐을 유지하는 아암을 가이드 레일을 따라서 병진 운동시키는 형식의 것이라도 좋다. 또한, 단일의 노즐 구동 기구(93)에 의해 약액 공급 노즐(91) 및 2 유체 노즐(92)을 이동시키더라도 좋고, 약액 공급 노즐(91) 및 2 유체 노즐(92)에 각각 전용의 노즐 구동 기구를 설치하더라도 좋다.
기판 세정 장치(10)는 그 전체의 동작을 통괄 제어하는 컨트롤러(100)를 갖고 있다. 컨트롤러(100)는 기판 세정 장치(10)의 모든 기능 부품(예컨대 회전 구동부(39), 승강 구동부(50), 개폐 밸브 및 가변 스로틀 밸브, 노즐 구동 기구(93) 등)의 동작을 제어한다. 컨트롤러(100)는, 하드웨어로서, 예컨대 범용 컴퓨터와, 소프트웨어로서 상기 컴퓨터를 동작시키기 위한 프로그램(장치 제어 프로그램 및 처리 레시피 등)에 의하여 실현할 수 있다. 소프트웨어는, 컴퓨터에 고정적으로 설치된 하드디스크 드라이브 등의 기억 매체에 저장되거나, 혹은 CDROM, DVD, 플래시 메모리 등의 착탈 가능하게 컴퓨터에 셋트되는 기억 매체에 저장된다. 이러한 기억 매체가 참조 부호 101로 나타내어져 있다. 프로세서(102)는 필요에 따라서 도시하지 않는 사용자 인터페이스로부터의 지시 등에 기초하여 소정의 처리 레시피를 기억 매체(101)로부터 불러내어 실행시키고, 이에 의해서 컨트롤러(100)의 제어 하에서 기판 세정 장치(10)의 각 기능 부품이 동작하여 소정의 처리가 이루어진다. 컨트롤러(100)는, 도 1에 도시하는 액 처리 시스템 전체를 제어하는 시스템 컨트롤러라도 좋다.
이어서 막대형 노즐(60)로부터의 처리 유체의 토출에 관해서 설명한다. 막대형 노즐(60)은 2개의 유체 토출 모드로 처리 유체를 토출한다.
[제1 토출 모드]
제1 토출 모드에서는, 처리 유체 공급관(40)의 액체 공급로(40a)에 약액, 예컨대 DHF를 공급하고, 기체 공급로(40b)에는 아무것도 공급하지 않는다. 이 경우, 막대형 부분(60A)에 있어서는, 액체 통로(66a) 및 이것에 접속된 각 액체 토출로(67a)를 거쳐, 도 11의 (b)에 도시하는 것과 같이 약액이 각 토출구(61)로부터 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 토출된다. 여기서, 액체 토출로(67a)는 웨이퍼(W)의 회전방향으로 경사져 있고, 또한, 토출구(61)는 액체 토출로(67a)를 흐르는 약액을 편향시키지 않도록 형성되어 있기 때문에, 약액이 토출구(61)로부터 비스듬하게 분출된다. 약액의 토출 방향을 나타내는 벡터는, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 갖고 있다. 즉, 토출구(61)로부터 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향은, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여 어떤 각도(예컨대 25?35도)를 이루어 경사져 있다(한편, 여기서 액체의 토출 방향과 웨이퍼의 하면이 이루는 각도는, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 액체의 토출 방향이 서로 평행하고 또 동일한 방향을 향하고 있는 경우에 0도라 정의한다. 따라서, 액체가 바로 위로 토출되는 경우에는 상기 각도는 90도이며, 또한, 액체의 토출 방향이 웨이퍼의 회전 방향과 역방향인 성분을 갖는 경우에는 상기 각도는 90도보다 크다. 한편, 본 명세서에 있어서, 이 토출 방향에 대한 상기 각도에 관한 정의는 2 유체가 토출되는 경우에 대해서도 적용한다). 이러한 양태로 약액을 웨이퍼(W)로 향해서 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 하면에 충돌한 약액이 웨이퍼(W)에 튕기는 것(액튐)을 억제할 수 있어, 토출된 약액을 헛되게 하는 일없이 토출된 약액의 대부분을 웨이퍼(W)의 처리에 유효하게 이용할 수 있다. 한편, 약액의 토출 방향이 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가짐으로써, 일단 웨이퍼(W)에 도달한 약액이 웨이퍼(W)로부터 낙하하여 막대형 노즐(60)의 막대형 부분(60A)에 재부착되는 것을 저감할 수 있다. 웨이퍼(W)로부터의 약액의 낙하는, 웨이퍼(W)에 도달한 시점 및 그 직후에 생기기 쉽기 때문이다.
도 12에 도시된 복수의 타원은, 각 토출구(61)로부터 토출된 약액이 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 순간에 약액에 의해 덮이는 웨이퍼(W)의 하면 상의 영역(이하에 「스폿」이라고도 부름)을 나타내고 있다. 약액은, 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 후에는, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력, 토출구(61)로부터의 약액의 토출 압력 등의 요인에 따라서 웨이퍼(W)의 하면 상에서 넓어진다. 막대형 부분(60A)에 있어서는, 각 토출구(61)는, 평면에서 보아, 웨이퍼(W)의 중심을 중심으로 하여 그 토출구(61)를 지나는 원의 접선 방향으로 약액을 토출하도록 되어 있기 때문에, 타원형 스폿의 중심의 간격 P는 토출구(61)의 배열 피치와 같다. 또한, 토출 후 약액은 확산되기 때문에, 타원의 단축(短軸)의 길이 B는 토출구(61)의 직경보다도 커진다. 한편, 토출구(61)로부터 약액 토출 방향은 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 경사지고 있기 때문에, 타원의 장축(長軸) A의 길이는 토출구(61)의 직경보다도 훨씬 크다. 인접하는 타원형 스폿에는 소정 길이 L의 중복 부분이 생긴다.
또한, 제1 토출 모드에 있어서, 중앙 부분(60B)의 토출구(62)는 액체 토출로(67a)를 흐르는 약액을 바로 위로 편향시키도록 설치되어 있기 때문에, 토출구(62)로부터 약액이 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 바로 위로 토출된다. 따라서, 토출구(62)로부터의 약액의 스폿은 원형으로 된다. 중앙 부분(60B)의 바로 위에 있는 웨이퍼(W)의 주속(peripheral speed)은 낮기 때문에 약액을 경사지게 토출하는 메리트는 작고, 또한, 약액을 경사지게 토출하면 웨이퍼 중심 부근에 있어서의 처리의 균일성이 오히려 저하될 가능성이 있기 때문에, 약액을 바로 위로 토출하도록 하고 있다.
제1 토출 모드에 있어서, 토출구(61, 62)로부터 토출된 약액이 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 순간에 웨이퍼(W)의 하면 상에 형성되는 스폿이 도 11의 (a)에 도시되어 있다. 도 11의 (a)에 있어서, 하얗게 된 원은 토출구(61)를 나타내고 있고, 또한 「×」 표시는 토출구(62)의 중심을 나타내고 있으며, 하얗게 된 타원은 토출구(61)로부터 토출된 약액에 의해 형성되는 스폿을, 하얗게 된 원은 토출구(62)로부터 토출된 약액에 의해 형성되는 스폿을 각각 나타내고 있다.
막대형 노즐(60)의 막대형 부분(60A)의 토출구(61) 중, 막대형 부분(60A)의 선단측의 적어도 몇 개의(복수, 도시하는 예에서는 5개의) 토출구(61)는, 평면에서 보아, 접선 방향(화살표 D1)으로부터 각도 θ만큼 반경 방향 외측으로 향하고 있다(화살표 D2를 참조). 이것은, 리프트 핀(22)과의 간섭 방지를 위해, 막대형 부분(60A)의 선단을 웨이퍼(W)의 주연부 We까지 연장하게 할 수 없다고 하는 조건 하에서, 약액 등의 처리 유체를 웨이퍼의 주연부 We 근방까지 확실하게 도달시키기 위한 것이다. 예컨대, 각도 θ는, 막대형 부분(60A)의 가장 선단측에 있는 토출구(61)에 있어서 최대로 하고, 기단측으로 감에 따라서 각도 θ를 작게 하여, 가장 선단측에 있는 토출구(61)로부터 소정 개수, 예컨대 6번째의 토출구에 있어서 각도 θ를 제로로 할 수 있다. 어떻든 간에, 각도 θ가 제로가 아닌 경우에는, 인접하는 타원형 스폿의 중복 부분의 길이 L이 작아진다.
인접하는 타원형 스폿의 중복 부분의 길이(반경 방향 길이) L은, 처리의 종류에 따라서는 처리의 면내 균일성에 영향을 미치는 것도 생각할 수 있다. 이러한 것이 생각되는 경우에는, 가변 스로틀 밸브(72a)를 조정함으로써, 토출구(61)로부터의 약액의 토출 압력(토출 기세)을 변화시키는 것이 바람직하다. 약액의 토출 압력이 높은 경우에는, (토출구(61)로부터 토출한 약액이 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 「순간」에 있어서 약액에 의해 덮이는 웨이퍼(W)의 하면 상의 영역으로서 정의되는 스폿의 사이즈는 그다지 변하지 않는다) 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 직후에 약액이 기세 좋게 퍼지기 때문에, 실질적으로 타원형 스폿의 사이즈가 증대되어, 중복 부분의 길이 L이 늘어난 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 약액의 토출 압력은, 「고→저→고→저→…」로 펄스적으로, 혹은 사인 곡선 등의 소정의 제어 곡선에 따라서 연속적으로 변화시킬 수 있다.
상기한 것 대신에, 혹은 상기한 것에 더하여, 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서 토출구(61)로부터 약액을 토출하더라도 좋다. 이 목적을 위하여, 예컨대, 도 9에 개략적으로 도시하는 것과 같이 수평 이동 기구(54)(1점쇄선으로 표시)를 승강 구동부(50)에 부착할 수 있다. 수평 이동 기구(54)와 같은 기능을 접속 부재(52)에 내장하는 것도 가능하다. 수평 이동 기구(54)는, 처리 유체 공급관(40)을 수평 방향으로 미소량 이동시켜, 막대형 노즐(60)을 막대형 부분(60A)의 길이 방향을 따라서 변위시킨다. 이에 따라, 인접하는 타원형 스폿의 중복 부분의 위치를 변화시킬 수 있기 때문에, 처리의 균일성을 향상시킬 수 있다. 한편, 막대형 노즐(60)의 이동 거리는, 막대형 노즐(60)의 토출구(61)의 배열 피치 P와 동일하거나, 혹은 그 미만이라도 좋다. 수평 이동 기구(54)는, 예컨대 전동 모터에 의해 구동되는 볼나사에 의해 구성하는 것이 가능하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 미소량의 리니어 구동에 알맞은 임의의 기구를 이용하는 것이 가능하다.
한편, 도 11의 (a)에 도시하는 것과 같이, 중앙 부분(60B)에 있는 복수의 토출구(62) 중 막대형 부분(60A)에 가장 가까운 위치에 있는 토출구(62)로부터 토출된 약액이 형성하는 스폿은, 막대형 부분(60A)에 있는 복수의 토출구(61) 중 중앙 부분(60B)에 가장 가까운 위치에 있는 토출구(61)로부터 토출된 약액이 형성하는 스폿과는, 도면 중 1점 쇄선 C로 나타낸 원호로부터 알 수 있듯이 중복 부분을 갖고 있다. 이 중복 부분의 길이도 약액의 토출 압력을 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다.
복수의 토출구(61)로부터 토출된 약액이 형성하는 스폿은, 대략 기판의 반경 방향으로 나란히 늘어서 있으면 되기 때문에, 토출구(61)는 엄밀하게 기판의 반경 상(기판의 중심을 지나는 직선상)에 있을 필요는 없다. 한편, 도 11의 (a)에 도시하는 구성예에서는, 평면에서 보아 기판의 반경 상(기판의 중심을 지나는 직선상)에 위치하고 있는 것은 복수의 토출구(62)뿐이며, 복수의 토출구(61)는 기판의 중심을 지나는 직선에서 약간 어긋난 위치에 있는 상기 직선과 평행한 직선상에 배치되어 있다. 한편, 평면에서 보아, 복수의 토출구(61, 62) 모두를 일직선상에, 예컨대 기판의 중심을 지나는 직선상에 배치하더라도 좋다(도 16의 (a)를 참조). 또한, 평면에서 보아, 복수의 토출구(61, 62)로부터 토출된 약액이 형성하는 모든 스폿이 일직선상, 예컨대 기판의 중심을 지나는 직선상에, 나란히 늘어서도록 하더라도 좋다(도 16의 (b)를 참조). 또한, 평면에서 보아, 복수의 토출구(61, 62)로부터 토출된 약액이 형성하는 스폿이 절선(토출구(61)에 의한 스폿이 배열되는 직선과 토출구(62)에 의한 스폿이 배열되는 직선이 소정의 각도를 이룬다)을 형성하더라도 좋다(도 16의 (c) 참조). 어떻든 간에, 복수의 토출구(61)는, 기판의 주연부에서 안쪽으로 향하도록 기판의 아래쪽으로 연장하는 수평선상에 형성되어 있으면 충분하다.
한편, 처리 유체 공급관(40)의 액체 공급로(40a)에 약액 대신에 DIW를 공급함으로써, 제1 토출 모드에 의해, 웨이퍼(W)의 하면에 DIW를 토출할 수도 있다.
[제2 토출 모드]
제2 토출 모드에서는, 처리 유체 공급관(40)의 액체 공급로(40a)에 DIW를 공급하고, 기체 공급로(40b)에 N2 가스를 공급한다. 이 경우, 도 13의 (a)에 도시하는 것과 같이, 막대형 부분(60A)에 있어서는, 액체 통로(66a) 및 이것에 접속된 각 액체 토출로(67a)를 거쳐 DIW가 각 토출구(61)로 유도되는 한편, 기체 통로(66b) 및 이것에 접속된 각 기체 토출로(67b)를 거쳐 N2 가스가 각 토출구(61)로 유도된다. 웨이퍼(W)의 회전 방향과 동일한 방향의 성분을 포함하는 토출 방향에서 액체 토출로(67a)로부터 토출구(61)를 통해 토출하는 DIW와, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 역방향인 성분을 포함하는 토출 방향에서 기체 토출로(67b)로부터 토출구(61)를 통해 토출하는 N2 가스가 토출구(61)에서 충돌하여, DIW와 N2 가스를 포함하는 미스트형의 혼합 유체, 즉 2 유체 스프레이가 형성된다. 이 경우, DIW와 N2 가스의 충돌에 의해, 2 유체 스프레이는 부채형으로 넓어지면서 위쪽으로 향한다. 2 유체 스프레이의 충돌 에너지에 의해, 웨이퍼(W)의 하면을 세정할 수 있다. 이 경우, 2 유체 스프레이의 토출 방향(주방향)을 나타내는 벡터는 대략 연직 방향 위쪽으로 향하고 있어(즉 2 유체 스프레이의 토출 방향이 웨이퍼(W)의 하면과 이루는 각도가 크다)웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 거의 갖고 있지 않지만, 2 유체 스프레이에 의한 세정 효과는 2 유체 스프레이의 충돌 에너지에 의존하고 있기 때문에, 이 쪽이 바람직하다. 한편, 2 유체 스프레이의 토출 방향(주방향)을 나타내는 벡터가 웨이퍼(W)의 회전 방향과 역방향인 성분을 갖고 있는 것도 바람직하다.
또한, 제2 토출 모드에 있어서, 중앙 부분(60B)의 토출구(62)는 액체 토출로(68a) 및 기체 토출로(68b)로부터 흘러 온 DIW 및 N2 가스를 바로 위로 편향하도록 형성되어 있기 때문에, 토출구(62)로부터 토출된 2 유체 스프레이는 부채형으로 넓어지면서 위쪽으로 향한다. 한편, 제2 토출 모드의 경우는, N2 가스에 의해 DIW가 확산되기 때문에, 제1 토출 모드와 비교하여 꽤 큰 스폿이 생긴다.
제2 토출 모드의 경우도, 제1 토출 모드에서 행한 것과 마찬가지로, 가변 스로틀 밸브(72b, 82)의 개방도 조정에 의해 DIW 및 N2 가스의 양쪽 또는 한쪽의 토출 압력을 변경하면서, 2 유체 스프레이를 기판의 하면에 토출시키더라도 좋다.
한편, 처리 유체 공급관(40)의 기체 공급로(40b)에 N2 가스를 공급하고, 액체 공급로(40a)에는 아무것도 공급하지 않는다고 하는 제3 토출 모드를 설정할 수도 있다. 제3 토출 모드는, 예를 들면 웨이퍼(W)의 스핀 건조를 행할 때에, 건조의 촉진을 위해서 이용할 수 있다.
이어서, 기판 세정 장치(10)에 의해 실행되는 일련의 처리에 관해서 설명한다.
우선, 승강 기구에 의해서, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 도 2b에 도시하는 것과 같은 상승 위치로 위치시킨다. 이어서, 도 2b의 2점 쇄선에 나타내는 것과 같이, 기판 세정 장치(10)의 외부로부터 웨이퍼(W)가 반송 아암(104)에 의해 기판 세정 장치(10)에 반송되어, 이 웨이퍼(W)가 리프트 핀 플레이트(20)의 리프트 핀(22) 상에 배치된다.
이어서, 승강 구동부(50)가 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 상승 위치에서 하강 위치까지 이동시킨다. 이때에, 수용 부재(32)의 내부에 설치된 스프링(26)의 힘에 의해 접속 부재(24)에는 항상 아래쪽으로 향하는 힘이 가해지고 있기 때문에, 처리 유체 공급관(40)의 아래쪽으로의 이동에 연동하여 리프트 핀 플레이트(20)도 아래쪽으로 이동하여, 리프트 핀 플레이트(20)가 상승 위치에서 하강 위치까지 이동한다. 또한, 이때에, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에 의해 기판 유지 부재(31)의 피압박 부분(31c)이 도 6에 도시하는 것과 같은 상태에서 아래쪽으로 눌리고, 이에 따라 기판 유지 부재(31)가 축(31a)을 중심으로 하여 도 6의 반시계 방향으로 회전한다. 이와 같이 하여, 기판 유지 부재(31)의 기판 유지 부분(31b)이 웨이퍼(W)를 향하여 상기 웨이퍼(W)의 측방으로부터 이동하고(도 7 참조), 기판 유지 부재(31)에 의해 웨이퍼(W)는 측방에서 유지된다(도 8 참조). 이때에, 기판 유지 부재(31)에 의해 측방으로부터 유지된 웨이퍼(W)는 리프트 핀(22)으로부터 위쪽으로 이격된다. 한편, 통상, 웨이퍼(W)는, 그 「표면」(디바이스가 형성되는 면)이 「상면」으로 되고, 그 「이면」(디바이스가 형성되지 않는 면)이 「하면」으로 되도록 유지 플레이트(30)에 의해 유지된다. 본 명세서에 있어서, 용어 「상면(하면)」은 단지 어느 시점에 있어서 상(하)를 향하고 있는 면이라는 의미로 이용된다.
리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)이 도 2a에 도시하는 것과 같은 하강 위치에 도달한 후, 노즐 구동 기구(93)를 구동하여, 약액 공급 노즐(91)을 웨이퍼(W)의 상면의 중심의 위쪽에 위치시킨다. 이어서, 회전 구동부(39)에 의해 유지 플레이트(30)를 회전시킨다. 이때에, 유지 플레이트(30)의 하면에서 아래쪽으로 연장하도록 설치된 각 수용 부재(32)에, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에서 아래쪽으로 연장하도록 설치된 각 접속 부재(24)가 수용된 상태로 되어 있기 때문에, 유지 플레이트(30)가 회전했을 때에 리프트 핀 플레이트(20)도 연동하여 회전하고, 웨이퍼(W)도 회전한다. 한편, 이때에, 처리 유체 공급관(40) 및 이것에 접속된 막대형 노즐(60)은 회전하지 않고 정지한 채이다.
이어서, 웨이퍼(W)가 회전한 상태에서, 웨이퍼(W)의 중심의 위쪽에 있는 약액 노즐(91)로부터 웨이퍼(W)의 상면에 약액, 예컨대 DHF의 공급을 시작한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 상면에 약액을 공급하면서, 노즐 구동 기구(93)에 의해, 약액 공급 노즐(91)이 웨이퍼(W)의 주연부에 이를 때까지 약액 공급 노즐(91)을 웨이퍼(W) 반경 방향 외측으로 이동시켜 간다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 상면이, 소위 스캔 방식에 의해 약액 세정된다.
상기한 웨이퍼(W) 상면의 약액 세정의 시작과 동시에, 제1 액체 공급부(70a)로부터 약액을 액체 공급로(40a)에 공급하고, 전술한 제1 토출 모드로 막대형 노즐(60)로부터, 회전하는 웨이퍼(W)의 하면에 약액(웨이퍼(W) 상면에 공급되는 약액과 동일한 약액)을 공급한다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 하면이 약액 세정된다.
약액 세정이 종료되면, 웨이퍼 중심의 위쪽에 있는 2 유체 노즐(92)에 N2 가스를 공급하지 않고 DIW를 공급하여, 웨이퍼의 상면에 DIW를 공급한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 상면에 DIW를 공급하면서, 노즐 구동 기구(93)에 의해, 2 유체 노즐(92)이 웨이퍼(W)의 주연부에 이를 때까지 2 유체 노즐(92)을 웨이퍼(W) 반경 방향 외측으로 이동시켜 간다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 상면에, 소위 스캔 방식에 의해 DIW 린스 처리가 이루어져, 웨이퍼(W)의 상면에서 약액이 제거된다.
상기한 웨이퍼(W) 상면의 DIW 린스 처리의 시작과 동시에, 제2 액체 공급부(70b)로부터 DIW를 액체 공급로(40a)에 공급하고, 전술한 제1 토출 모드로 막대형 노즐(60)로부터, 회전하는 웨이퍼(W)의 하면에 DIW(웨이퍼(W) 상면에 공급되는 액체와 동일한 액체)를 공급한다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 하면에도 DIW 린스 처리가 이루어져, 웨이퍼(W)의 하면으로부터 약액이 제거된다.
DIW 린스 처리가 종료되면, 파티클 제거를 위한 처리로서 액체와 기체의 혼합 유체에 의한 액적 처리를 한다. 즉, 노즐 구동 기구(93)를 구동하여, 2 유체 노즐(92)을 웨이퍼(W) 상면의 중심의 위쪽에 위치시켜, 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고, DIW와 N2 가스의 혼합 유체로 이루어지는 2 유체 스프레이를 웨이퍼(W)의 상면에 공급하면서, 노즐 구동 기구(93)에 의해, 2 유체 노즐(92)이 웨이퍼(W)의 주연부에 이를 때까지 2 유체 노즐(92)을 웨이퍼(W) 반경 방향 외측으로 이동시켜 간다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 상면에, 소위 스캔 방식에 의해 액적 처리가 이루진다. 액적 처리는, 피처리면에 대한 강력한 물리적 세정 작용을 갖고 있어, 전술한 DIW 린스 처리에 있어서 제거할 수 없었던 약액 및 파티클이 피처리면에 존재하고 있었다고 해도, 이들을 완전히 제거할 수 있다.
상기한 웨이퍼(W) 상면의 린스 처리의 시작과 동시에, 전술한 제2 토출 모드로, 막대형 노즐(60)로부터, 회전하는 웨이퍼(W)의 하면에 DIW와 N2 가스의 혼합 유체를 포함하는 2 유체 스프레이를 공급한다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 하면에도 액적 처리가 이루어진다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 상면과 마찬가지로, 전술한 DIW 린스 처리에 있어서 제거할 수 없었던 약액 및 파티클이 피처리면에 존재하고 있었다고 해도, 이들이 완전히 제거된다.
액적 처리가 종료되면, 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 대하여 전술한 방법으로 재차 DIW 린스 처리를 행한다.
DIW 린스 처리가 종료되면, 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 건조 처리를 행한다.
원하는 일련의 처리가 종료되면, 승강 구동부(50)가 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 하강 위치에서 상승 위치까지 이동시킨다. 이때에, 각 제2 연동 부재(46)가 각 접속 부재(24)를 위쪽으로 밀어 올림으로써, 처리 유체 공급관(40)의 위쪽으로의 이동에 연동하여 리프트 핀 플레이트(20)도 위쪽으로 이동하여, 리프트 핀 플레이트(20)가 하강 위치에서 상승 위치까지 이동한다. 또한, 이때에, 기판 유지 부재(31)에 대한 스프링 부재(31d)의 압박력에 의해, 기판 유지 부재(31)는 축(31a)을 중심으로 하여 도 6의 시계 방향(도 6에 있어서의 화살표와는 반대의 방향)으로 회전한다. 이에 따라, 기판 유지 부재(31)는 웨이퍼(W)로부터 측방으로 이격된다. 기판 유지 부재(31)가 웨이퍼(W)에서 측방으로 이격됨으로써, 이 웨이퍼(W)는 리프트 핀(22)에 의해 이면에서 지지되게 된다.
도 2b에 도시하는 것과 같이 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)이 상승 위치에 도달한 후, 리프트 핀(22) 상에 배치된 웨이퍼(W)는 반송 아암(104)에 의해 상기 리프트 핀(22) 상에서 제거된다. 반송 아암(104)에 의해 취출된 웨이퍼(W)는 기판 세정 장치(10)의 외부로 반송된다.
상기한 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 중앙부에 대향하는 위치로부터 기판의 주연부에 대향하는 위치를 연결하는 선을 따라서 배열되어 있는 복수의 토출구(61)를 갖는 노즐을 사용하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 하면을 높은 면내 균일성으로 처리할 수 있다. 더구나, 토출구(61)로부터 토출되는 액체의 토출 방향이 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 경사지고 있기 때문에, 바꿔 말하면, 토출구(61)로부터 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 토출되는 처리액의 토출 방향이, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 갖도록 토출구(61)가 형성되어 있기 때문에, 처리액이 웨이퍼(W) 하면에 충돌했을 때에 액튐이 억제되기 때문에, 처리액의 낭비가 생기지 않는다.
또한, 상기한 실시형태에 따르면, 웨이퍼의 상면 처리에 있어서의 면내 균일성에 필적하는 높은 면내 균일성을 가지고서, 웨이퍼의 상면 처리와 병행하여 웨이퍼의 하면을 처리할 수 있기 때문에, 고품질의 처리를 하면서도 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또, 상기한 실시형태에 있어서는, 리프트 핀 플레이트(20), 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)이 유지 플레이트(30)에 대하여 상대적으로 승강하도록 되어 있고, 웨이퍼(W)를 아래쪽에서 지지하는 리프트 핀(22)은 리프트 핀 플레이트(20)에 설치되어 있다. 더구나, 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60) 사이에는, 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a)을 막도록 커버(65)가 설치되어 있다. 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a)이 커버(65)에 의해 막힐 수 있기 때문에, 처리 유체 공급관(40)을 통과시키기 위한 관통 구멍(20a)에 세정액이 들어가 버리는 것을 방지할 수 있다. 리프트 핀 플레이트(20)에 리프트 핀(22)이 설치되어 있기 때문에, 종래와 같은 리프트 핀(22)을 통과시키기 위한 관통 구멍이 바닥판에 형성되어 있고 리프트 핀(22)이 그 관통 구멍을 지나 바닥판의 아래쪽으로 후퇴하도록 되어 있는 경우와 비교하여, 웨이퍼(W)의 건조 후에 리프트 핀(22)에 세정액이 남는 일이 없게 되고, 이에 따라 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 이면에 세정액이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 왜냐하면, 웨이퍼(W)의 건조 처리시에, 리프트 핀(22)이 리프트 핀 플레이트(20)와 일체적으로 회전하기 때문이다. 또한, 리프트 핀(22)이 리프트 핀 플레이트(20)와 일체적으로 회전함으로써, 리프트 핀(22)에 세정액의 액적이 남는 것이 억제되고, 이에 따라 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 이면에 세정액의 액적이 부착되는 것을 한층 더 방지할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서는, 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)과 리프트 핀 플레이트(20)를 일체적으로 승강시키도록 되어 있기 때문에, 처리 유체 공급관(40) 및 리프트 핀 플레이트(20)가 승강할 때에 커버(65)가 리프트 핀 플레이트(20)의 관통 구멍(20a)을 막기 때문에, 관통 구멍(20a)에 세정액이 들어가 버리는 것을 한층 더 방지할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서는, 유지 플레이트(30)에 회전 컵(36)이 설치되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 세정 처리를 할 때에 회전하고 있는 웨이퍼(W)에서 세정액이 바깥쪽으로 비산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유지 플레이트(30)에 기판 유지 부재(31)가 설치되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 회전시킬 때에 웨이퍼(W)를 측방에서 지지함으로써 보다 안정적으로 웨이퍼(W)가 유지된다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 수평 이동 기구(54)에 의해서 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서 토출구(61)로부터 약액이나 DIW 등의 액체를 토출하는 예에 관해서 언급했다. 이하, 이 예에 관해서 도 17의 (a), (b), (c)를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
처음에, 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서 토출구(61)로부터 처리액을 토출하는 것의 배경에 관해서 설명한다. 예컨대, 약액 공급원(71a)이나 DIW 공급원(71b)으로부터 막대형 노즐(60)에 공급되는 처리액의 압력이 일정하게 되어 있는 경우에 관해서 생각한다. 이 경우, 각 토출구(61)로부터 토출되는 처리액의 유속은, 토출구(61)의 수가 많아질수록 그리고 각 토출구(61)의 개구경이 커질수록, 저하한다. 따라서, 약액 공급원(71a)나 DIW 공급원(71b)에 있어서의 공급 압력이 일정하다는 조건 하에서, 각 토출구(61)로부터 토출되는 처리액의 유속을 소정치 이상으로 하기 위해서는, 토출구(61)의 수 및 각 토출구(61)의 개구경이 제한되게 된다. 이와 같이 토출구(61)의 수 및 각 토출구(61)의 개구경이 제한되는 경우, 인접하는 2개의 토출구(61)로부터 동시에 토출되는 처리액에 의해서, 웨이퍼(W)의 하면에 형성되는 스폿이 평면에서 보아 서로 겹치지 않는다는 일이 생길 수 있다. 이와 같은 경우, 이하에 설명하는 것과 같이, 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서 토출구(61)로부터 처리액을 토출하는 것이 유용하게 된다.
도 17의 (a), (b), (c)는, 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서 토출구(61)로부터 액체를 토출하는 모습을 도시하는 도면이다. 여기서, 복수의 토출구(61) 중 적어도 일부분은, 도 17의 (a)에 도시하는 것과 같이, 복수의 토출구(61)가 형성된 수평선을 따라서 소정의 배열 피치 P로 형성되어 있다. 한편 도 17의 (a)에 있어서, 화살표 L은, 배열된 복수의 토출구(61)를 연결하는 수평선이 연장하는 방향(이하, 배열 방향 L이라 부름)을 나타내고 있다. 또한 도 17의 (b)은, 막대형 노즐(60)이, 도 17의 (a)에 도시하는 위치에서 웨이퍼(W)의 주연부 측을 향해서 배열 방향 L을 따라서 배열 피치 P의 3분의 1만큼 변위된 상태를 도시하는 도면이다. 또한 도 17의 (c)은, 막대형 노즐(60)이 도 17의 (b)에 도시하는 위치에서 웨이퍼(W)의 주연부 측을 향해서 배열 방향 L을 따라서 배열 피치 P의 3분의 1만큼 변위된 상태를 도시하는 도면이다.
처음에, 막대형 노즐(60)을 소정의 위치(제1 위치)에 배치한 상태에서, 제1 토출 모드에 있어서, 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 각 토출구(61)로부터 액체를 토출한다. 각 토출구(61)로부터 토출된 액체가 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 순간에 웨이퍼(W)의 하면 상에 형성되는 스폿 S1이 도 17의 (a)에 나타내어져 있다. 도 17의 (a)에 있어서, 스폿 S1은, 실선에 의해서 둘러싸인 타원 영역으로서 나타내어져 있다. 한편 제1 위치에 있어서의 액체의 토출은, 웨이퍼(W)가 적어도 1 회전하는 사이에 걸쳐서 계속된다.
이어서, 도 17의 (b)에 도시하는 것과 같이, 수평 이동 기구(54)에 의해서 막대형 노즐(60)을 웨이퍼(W)의 주연부 측을 향해서 배열 방향 L에 따라서 배열 피치 P의 3분의 1만큼 변위시킨다. 그 후, 변위 후의 위치(제2 위치)에 있어서, 제1 토출 모드에 의해서, 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 각 토출구(61)로부터 액체를 토출한다. 도 17의 (b)에 있어서, 막대형 노즐(60)이 제2 위치에 있을 때에 각 토출구(61)로부터 토출된 액체가 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 순간에 웨이퍼(W)의 하면 상에 형성되는 스폿 S2가 실선으로 나타내어져 있다. 또한 도 17의 (b)에 있어서, 막대형 노즐(60)이 전술한 제1 위치에 있을 때에 형성되는 스폿 S1이 점선으로 나타내어져 있다. 도 17의 (b)에 도시하는 것과 같이, 제2 위치는, 막대형 노즐(60)이 제1 위치에 있을 때에 형성되는 스폿 S1과, 막대형 노즐(60)이 제2 위치에 있을 때에 형성되는 스폿 S2가 평면에서 보아 부분적으로 겹치도록 설정되어 있다. 한편 제2 위치에 있어서의 액체의 토출은, 웨이퍼(W)가 적어도 1 회전하는 사이에 걸쳐서 계속된다.
그 후, 도 17의 (c)에 도시하는 것과 같이, 수평 이동 기구(54)에 의해서 막대형 노즐(60)을 웨이퍼(W)의 주연부 측을 향해서 배열 방향 L을 따라서 배열 피치 P의 3분의 1만큼 더 변위시킨다. 그 후, 변위 후의 위치(제3 위치)에 있어서, 제1 토출 모드에 의해서, 웨이퍼(W)의 하면을 향해서 각 토출구(61)로부터 액체를 토출한다. 도 17의 (c)에 있어서, 막대형 노즐(60)이 제3 위치에 있을 때에 각 토출구(61)로부터 토출된 액체가 웨이퍼(W)의 하면에 도달한 순간에 웨이퍼(W)의 하면 상에 형성되는 스폿 S3이 실선으로 나타내어져 있다. 또한 도 17의 (c)에 있어서, 막대형 노즐(60)이 전술한 제1 위치 및 제2 위치에 있을 때에 형성되는 스폿 S1, S2가 점선으로 나타내어져 있다. 도 17의 (c)에 도시하는 것과 같이, 제3 위치는, 막대형 노즐(60)이 제1 위치 및 제2 위치에 있을 때에 형성되는 스폿 S1, S2와, 막대형 노즐(60)이 제3 위치에 있을 때에 형성되는 스폿 S3이 평면에서 보아 각각 부분적으로 겹치도록 설정되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여, 각 토출구(61)의 배열 방향 L을 따라서 간극 없이 액체를 공급할 수 있다. 한편 제3 위치에 있어서의 액체의 토출은, 웨이퍼(W)가 적어도 1 회전하는 사이에 걸쳐서 계속된다.
이와 같이 도 17의 (a), (b), (c)에 도시하는 예에 따르면, 각 토출구(61)의 배열 방향 L을 따라서 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서, 토출구(61)로부터 액체를 토출할 수 있다. 따라서, 만일 토출구(61)의 개구경이 배열 피치 P에 비해서 작고, 이 때문에 도 17의 (a)에 도시하는 것과 같이 인접하는 2개의 토출구(61)로부터 동시에 토출되는 액체에 의해서 웨이퍼(W)의 하면에 형성되는 스폿 S1이 평면에서 보아 서로 겹치지 않는 경우라도, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여, 각 토출구(61)의 배열 방향 L을 따라서 간극 없이 액체를 공급할 수 있다. 이 때문에, 상술된 것과 같이 약액 공급원(71a)이나 DIW 공급원(71b)으로부터 막대형 노즐(60)에 공급되는 액체의 압력이 일정하게 되어 있는 경우에, 원하는 유속을 확보하면서, 토출구(61)의 수 및 각 토출구(61)의 개구경 등을 보다 높은 자유도 하에서 설정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 막대형 노즐(60)의 위치를 변화시키면서 토출구(61)로부터 액체를 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여 균일하게 액체를 공급할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여 균일하게 액 처리를 실시할 수 있다.
한편 도 17의 (a), (b), (c)에 있어서는, 막대형 노즐(60)을 배열 방향 L을 따라서 배열 피치 P의 3분의 1씩 변위시키는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 막대형 노즐(60)을 배열 방향 L을 따라서 배열 피치 P의 2분의 1씩 변위시키더라도 좋고, 혹은 막대형 노즐(60)을 배열 방향 L을 따라서 배열 피치 P의 4분의 1씩, 또는 더욱 미세하게 변위시키더라도 좋다. 1회의 이동에 있어서의 막대형 노즐(60)의 변위량은, 토출구(61)의 배열 피치 P나, 토출구(61)에 의해서 웨이퍼(W) 상에 형성되는 스폿 S의 치수에 따라서 적절히 설정된다.
또한 도 17의 (a), (b), (c)에 있어서는, 막대형 노즐(60)을 제1→제2→제3 위치로 단속적으로 이동시키는 예를 도시했다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 배열 피치 P 이하의 소정의 이동 거리만큼 배열 방향 L을 따라서 막대형 노즐(60)을 연속적으로 이동시키면서, 토출구(61)로부터 액체를 토출하더라도 좋다. 이 경우도, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여 균일하게 액 처리를 실시할 수 있다. 한편 막대형 노즐의 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 하면에 대하여, 각 토출구(61)의 배열 방향 L을 따라서 간극 없이 액체를 공급할 수 있도록, 스폿 S의 치수나 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따라서 적절히 설정된다.
또한 도 17의 (a), (b), (c)에 있어서는, 막대형 노즐(60)이 웨이퍼(W)의 주연부 측을 향해서 배열 방향 L을 따라서 움직여지는 예를 도시했다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 막대형 노즐(60)을 웨이퍼(W)의 중심부 측을 향해서 배열 방향 L을 따라서 움직이게 하더라도 좋다. 또한, 배열 방향 L을 따라서 막대형 노즐(60)이 왕복 운동하도록 막대형 노즐(60)을 움직이게 하더라도 좋다.
상술한 것과 같이 수평 이동 기구(54)에 의해서 막대형 노즐(60)을 이동시키기 위한 구체적인 방법이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 컨트롤러(100)가 수평 이동 기구(54)를 제어함으로써, 막대형 노즐(60)의 전술한 이동이 실현될 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)의 기억 매체(106)에는, 미리 정해진 순서에 따라서 막대형 노즐(60)을 이동시키기 위한 프로그램이 저장되어 있다.
한편 복수의 토출구(61)는, 그 일부분만이 아니라 그 모두가, 배열 방향 L을 따라서 동일한 배열 피치 P로 형성되어 있더라도 좋다. 또한, 이와 같이 동일한 배열 피치 P로 나란히 늘어서는 토출구(61)가, 웨이퍼(W)의 중심부에 액체를 토출할 수 있는 위치에까지 형성되어 있더라도 좋다. 혹은, 웨이퍼(W) 의 중심부에 액체를 토출할 수 있는 위치에는, 도 10에 도시되는 것과 같은 토출구(62)가 형성되어 있고, 또한, 각 토출구(62)의 배열 피치가 토출구(61)의 배열 피치 P와 같게 되어 있더라도 좋다. 이로써, 웨이퍼(W) 하면의 전역에 걸쳐 균일하게 액체를 공급할 수 있다.
상기한 실시형태는, 예컨대 하기와 같이 개변할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서는, 도 14의 (a)에 상세히 도시하는 것과 같이, 막대형 부분(60A)에 있어서는 액체 토출로(67a)와 기체 토출로(67b)가 딱 토출구(61)의 개구단에서 교차하도록 되어 있었지만, 도 14의 (b)에 도시하는 것과 같이, 토출구(61)의 개구단의 약간 앞에서 기체 토출로(67b)를 액체 토출로(67a)에 합류시키더라도 좋다. 도 14의 (b)에 도시하는 경우는, 토출구(61)는, 액체 토출로(67a)의 개구단인 액체 토출구를 이루고, 기체 토출로(67b)의 개구단인 기체 토출구는, 액체 토출로(67a) 내에 개구되어 있는 것으로 간주할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서는, DHF 세정 처리(약액 처리), DIW 린스 처리, DIW 및 N2 가스에 의한 액적 처리, DIW 린스 처리, 스핀 건조 처리를 순차 행하고 있다. 그러나, 상기 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실시되는 처리는 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 약액 처리(DHF 또는 그 이외의 약액을 사용), DIW 린스 처리, 스핀 건조 처리를 순차 행하더라도 좋다. 이 때, DIW 린스 처리에 있어서는, N2 가스를 토출하지 않고 DIW만을 토출할 수 있다. 또한, 약액 처리는, 약액과 N2 가스를 동시에 토출시키는 처리, 즉 약액과 N2 가스와의 혼합 유체를 기판에 토출시키는, 소위 2 유체 케미컬 처리라도 좋다. 한편, 기체(가스)는 N2 가스에 한정되는 것이 아니라, 그 밖의 불활성 가스라도 좋다. 또한, 기체(가스)는, 액 처리의 종류에 따라서는 반응성 가스라도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 실시되는 처리는, 도포/현상 프로세스에 있어서의 기판 이면에 대한 각종 액 처리(예컨대 현상 처리 후의 세정 처리, 불필요한 레지스트의 제거 처리)로 할 수 있다. 또한, 도금 처리의 전처리 또는 후처리로서의 기판의 하면(예컨대 이면)에 대한 액 처리라도 좋다.
상기 실시형태에 있어서는, 웨이퍼를 유지하여 회전시키는 기구인, 소위 「스핀 척」의 기판 유지부로서, 리프트 핀 플레이트(20)와 회전 컵(36)과 일체화된 유지 플레이트(30)를 갖는 형식의 것을 이용했다. 그러나, 상기 실시형태에 따른 막대형 노즐(60)은, 기판의 주연을 유지하는 형식의 것이라면, 여러 가지 형식의 스핀 척과 조합하여 액 처리 장치를 구축할 수 있다. 예컨대 도 15에 개략적으로 도시하는 것과 같이, 기판의 주연을 유지하도록 구성된 메카니컬 스핀 척(200)에, 상기 실시형태에 관련하여 설명한 처리 유체 공급관(40) 및 막대형 노즐(60)을 조합시켜 액 처리 장치를 구축할 수 있다. 메카니컬 스핀 척(200)은, 회전 부재(201)와 회전 부재(201)에 복수(3개 또는 4개) 설치된 웨이퍼 유지 부재(203)와, 회전 부재(201)를 회전시키는 모터(202)를 갖는다. 예컨대, 도 15에 도시하는 액 처리 장치는, 상술한 실시형태와 달리, 오로지 웨이퍼(W)의 하면만을 처리하는 장치라도 좋으며, 이 경우는 상면에 처리 유체를 공급하기 위한 노즐은 필요없다. 물론, 도 15에 도시하는 구성에 여러 가지 구성 요소(비산된 처리 유체를 받는 컵, 상면 처리용의 노즐 등)를 추가할 수도 있다. 한편, 도 15에 도시하는 형식의 스핀 척을 이용한 경우에는, 막대형 노즐(60)의 선단은 웨이퍼 유지 부재(203)에 간섭하지 않는 한, 반경 방향 외측에 위치시킬 수 있다.
또한 상기 실시형태에 나타내는 막대형 노즐(60)에 있어서, 제2 토출 모드일 때, 액체 토출로(67a)로부터 유도되는 DIW와, 기체 토출로(67b)로부터 유도되는 N2 가스가 토출구(61)에서 충돌하여, DIW와 N2 가스를 포함하는 미스트형의 혼합 유체(2 유체 스프레이)가 형성되는 예를 나타냈다. 이 경우, 도 18의 (a)에 도시하는 것과 같이, 막대형 노즐(60)의 내부에, DIW와 N2 가스를 충돌시켜 2 유체 스프레이를 형성하기 위한 혼합부(69)가 설치되더라도 좋다. 이 혼합부(69)는, 토출구(61)를 향함에 따라서 넓어지도록 구성된 공간이다. 이러한 혼합부(69)는, 예컨대, 원뿔대형의 공간으로서, 그 바닥면(면적이 큰 쪽의 면)이 토출구(61)에 대응하고, 그 꼭대기면(면적이 작은 쪽의 면)이 막대형 노즐(60)의 내부에 위치하는 원뿔대형의 공간을 형성함으로써 얻어진다. 이러한 혼합부(69)를 막대형 노즐(60)의 내부에 설치함으로써, 형성되는 2 유체 스프레이의 형상을 갖출 수 있다. 예컨대, 보다 등방적(等方的)으로 넓어지는 2 유체 스프레이를 얻을 수 있다. 이로써, 웨이퍼(W)의 하면을 보다 균일하게 세정할 수 있다.
N2 가스를 유도하는 기체 토출로(67b)는, 도 18의 (a)에 도시하는 것과 같이, 연직 방향 위쪽으로 연장하도록 구성되어 있더라도 좋다. 이로써, 2 유체 스프레이의 토출 방향을 연직 방향으로 할 수 있고, 이에 따라, 2 유체 스프레이를 웨이퍼(W)의 하면에 대하여 수직 방향으로부터 충돌시킬 수 있다. 즉, 2 유체 스프레이의 에너지를 저하시키는 일없이, 2 유체 스프레이를 웨이퍼(W)의 하면에 충돌시킬 수 있다. 이에 의해 웨이퍼(W)의 하면을 효율적으로 세정할 수 있다.
도 18의 (a)에 도시하는 예에 있어서, 혼합부(69) 및 액체 토출로(67a)는, 제1 토출 모드일 때에 액체 토출로(67a)를 지나서 토출구(61)로부터 토출되는 액체가, 혼합부(69)를 획정하는 측벽(69a)에 의해서 편향되지 않도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 18의 (b)에 도시하는 것과 같이, 액체 토출로(67a)를 토출구(61)를 향해서 가상적으로 연장한 경우의 공간(67a')이 측벽(69a)에 접하지 않도록, 측벽(69a) 및 액체 토출로(67a)가 연직 방향에 대하여 이루는 각도 φ1 및 φ2, 토출구(61) 및 액체 토출로(67a)의 개구경 d1 및 d2나, 측벽(69a)과 액체 토출로(67a)가 접속되는 위치 등이 설정되어 있다. 이 때문에, 액체 토출로(67a)로부터 유도되는 액체는, 각도 φ2를 유지한 채로 토출구(61)로부터 경사지게 토출된다. 바람직하게는, 각도 φ2는, 토출구(61)로부터 토출되는 액체의 토출 방향이 웨이퍼(W)의 회전 방향(R)과 동일한 방향의 성분을 포함하도록 설정되어 있다.
22, 30 : 기판 유지부(유지 플레이트, 리프트 핀 플레이트)
31, 37 : 유지 부재(기판 유지 부재, 고정 유지 부재)
39 : 회전 구동부 60 : 제1 노즐(막대형 노즐)
60A : 제1 노즐의 막대형 부분 61 : 제1 액체 토출구
67a : 액체 토출로 67b : 기체 토출로
62 : 제2 액체 토출구 70 : 액체 공급 기구
70a : 제1 액체 공급부 70b : 제2 액체 공급부
72a, 72b : 가변 스로틀 밸브 80 : 기체 공급 기구
82 : 가변 스로틀 밸브 91, 92 : 제2 노즐
R : 기판의 회전 방향 W : 기판(웨이퍼)

Claims (17)

  1. 기판의 주연부를 유지하는 유지 부재를 갖고, 기판을 수평으로 유지하도록 구성된 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부를 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 하면의 아래쪽에 위치하고, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 기판의 하면에 액체와 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체를 토출할 수 있도록 구성된 제1 노즐로서, 그 내부에, 상기 액체를 토출하기 위한 복수의 제1 액체 토출로와, 상기 기체를 토출하기 위한 복수의 제1 기체 토출로를 갖고 있는 제1 노즐과,
    상기 제1 액체 토출로에 액체를 공급하는 액체 공급 기구와,
    상기 제1 기체 토출로에 기체를 공급하는 기체 공급 기구
    를 구비하고,
    상기 제1 노즐은, 상기 제1 액체 토출로에 각각 대응하는 복수의 제1 액체 토출구를 갖고 있고, 상기 복수의 제1 액체 토출구는, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부로부터 안쪽으로 향하도록 기판의 아래쪽으로 연장하는 수평선상에 형성되어 있고,
    상기 각 제1 액체 토출구는, 상기 제1 기체 토출로에 기체가 공급되지 않고 상기 제1 액체 토출로에 액체가 공급되고 있을 때에, 상기 제1 액체 토출구로부터 기판의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향이, 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 상기 회전 구동부에 의해 회전되게 되는 기판의 회전 방향으로 어떤 각도를 이루어 경사지도록 형성되어 있는 것인 액 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기체 토출로는, 상기 제1 기체 토출로에 기체가 공급되고 또한 상기 제1 액체 토출로에 액체가 공급되어 상기 제1 노즐로부터 2 유체가 토출되고 있을 때에, 상기 2 유체의 토출 방향이 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 이루는 각도가, 상기 제1 기체 토출로에 기체가 공급되지 않고 상기 제1 액체 토출로에 액체가 공급되고 있을 때에, 상기 제1 액체 토출구에서 기판의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향이 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 이루는 각도보다도 커지도록, 상기 제1 기체 토출로로부터 토출되는 기체가 상기 제1 액체 토출로로부터 상기 제1 액체 토출구를 통해 토출되는 액체의 흐름에 영향을 미치도록 형성되어 있는 것인 액 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 기체 토출로는, 상기 제1 기체 토출로로부터 토출되는 기체의 토출 방향이, 상기 회전 구동부에 의해 회전되는 기판의 회전 방향과 역방향인 성분을 갖도록 형성되어 있는 것인 액 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 중앙부에 대향하는 위치로부터 기판의 주연부에 대향하는 위치를 연결하는 상기 수평선은, 상기 기판의 반경 방향을 향한 직선 또는 상기 직선과 평행한 직선인 것인 액 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 노즐은 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 반경 방향으로 연장하는 막대형 부분을 갖고, 상기 막대형 부분에 상기 복수의 제1 액체 토출구가 형성되어 있는 것인 액 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 노즐의 상기 제1 액체 토출구가 배열되어 있는 영역보다도 더 반경 방향 내측의 영역에, 하나 이상의 제2 액체 토출구가 형성되어 있고,
    상기 제2 액체 토출구에 제2 액체 토출로에 더하여 제2 기체 토출로가 접속되어, 상기 제2 기체 토출로에 기체가 공급되지 않고 상기 제2 액체 토출로에 액체가 공급되고 있을 때에는, 상기 제2 액체 토출구로부터 연직 방향 위쪽을 향해서 액체가 토출되고, 상기 제2 기체 토출로에 기체가 공급되고 상기 제2 액체 토출로에 액체가 공급되고 있을 때에는, 상기 제2 액체 토출구로부터 연직 방향 위쪽을 향해서 액체 및 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체가 토출되도록 구성되어 있는 액 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 액체 토출구 중 적어도 반경 방향의 가장 외측에 있는 제1 액체 토출구는, 상기 가장 외측에 있는 제1 액체 토출구로부터 토출되는 액체의 토출 방향이, 반경 방향 외측을 향한 성분을 갖도록 형성되어 있는 것인 액 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 노즐의 상기 제1 액체 토출구로부터 토출된 액체가 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 하면에 도달한 순간에 상기 기판의 하면을 덮는 영역을 스폿이라고 부르기로 했을 때, 인접하는 제1 액체 토출구로부터 토출된 액체가 형성하는 스폿끼리가 중복 부분을 갖는 것인 액 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 노즐의 상기 제1 액체 토출구가 배열되어 있는 영역보다도 더 반경 방향 내측의 영역에, 하나 이상의 제2 액체 토출구가 형성되어 있고, 상기 제2 액체 토출구는 연직 방향 위쪽을 향해서 액체를 토출할 수 있도록 형성되어 있고, 상기 제1 노즐의 액체 토출구로부터 토출된 액체가 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 하면에 도달한 순간에 상기 기판의 하면을 덮는 영역을 스폿이라고 부르기로 했을 때, 가장 반경 방향 내측에 있는 제1 액체 토출구로부터 토출된 액체가 형성하는 스폿은, 상기 가장 반경 방향 내측에 있는 제1 액체 토출구에 인접하는 제2 액체 토출구로부터 토출된 액체가 형성하는 스폿과 중복 부분을 갖는 것인 액 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상면에, 액체, 또는 액체와 기체를 혼합하여 이루어지는 2 유체를 선택적으로 공급할 수 있는 하나 이상의 제2 노즐을 더 구비한 액 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 액체 공급 기구는 가변 스로틀 밸브를 갖고 있고,
    상기 액 처리 장치는, 상기 제1 액체 토출구로부터 상기 기판의 하면을 향해서 액체가 토출되고 있을 때에, 미리 정해진 순서에 따라서 상기 가변 스로틀 밸브의 개방도를 변동시키는 컨트롤러를 더 구비하고 있는 것인 액 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 액체 공급 기구는, 상기 제1 액체 토출로에 제1 액체를 공급하는 제1 액체 공급부와, 상기 제1 액체 토출로에 제2 액체를 공급하는 제2 액체 공급부를 갖고 있는 것인 액 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기체 공급 기구는 가변 스로틀 밸브를 갖고 있고,
    상기 액 처리 장치는, 상기 제1 노즐이 기판의 하면을 향해서 2 유체를 토출하고 있을 때에, 미리 정해진 순서에 따라서 상기 가변 스로틀 밸브의 개방도를 변동시키는 컨트롤러를 더 구비하고 있는 것인 액 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 액 처리 장치는, 상기 복수의 제1 액체 토출구가 형성된 상기 수평선을 따라서 상기 제1 노즐을 이동시키는 수평 이동 기구를 더 구비하고,
    상기 수평 이동 기구는, 상기 제1 액체 토출구로부터 상기 기판의 하면을 향해서 액체가 토출되고 있을 때에, 미리 정해진 순서에 따라서 상기 제1 노즐을 이동시키도록 제어되는 것인 액 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 제1 액체 토출구 중 적어도 일부분은, 상기 수평선을 따라서 정해진 배열 피치로 형성되어 있고,
    상기 수평 이동 기구는, 상기 배열 피치 이하의 정해진 이동 거리만큼 상기 제1 노즐을 이동시키도록 제어되는 것인 액 처리 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체는 약액 또는 순수이며, 상기 기체는 불활성 가스인 것인 액 처리 장치.
  17. 액 처리 방법에 있어서,
    기판을 수평 자세로 유지하는 것과,
    복수의 제1 액체 토출구를 갖는 제1 노즐을, 상기 복수의 제1 액체 토출구가 수평 자세로 유지된 상기 기판의 주연부로부터 안쪽을 향하도록 기판의 아래쪽으로 연장하는 수평선 상에 형성되도록, 상기 기판의 아래쪽에 설치하는 것과,
    기판을 회전시키는 것과,
    상기 제1 액체 토출구로부터 기판의 하면을 향해서 토출되는 액체의 토출 방향이, 기판의 하면을 포함하는 평면에 대하여 회전 구동부에 의해 회전되는 기판의 회전 방향으로 어떤 각도를 이루어 경사지도록, 상기 제1 액체 토출구로부터 상기 기판의 하면을 향해서 액체를 토출시키는 것과,
    상기 액체를 토출시키기 전 또는 후에, 제1 액체 토출구로부터 기판의 하면을 향해서 액체를 토출하는 동시에, 기체를, 그 기체가 상기 액체에 혼합되도록 공급하여, 이에 따라 얻어진 2 유체를 기판의 하면을 향해서 토출시키는 것
    을 포함하는 액 처리 방법.
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