KR20130076714A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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Abstract

기판처리장치(1)는 조본체(11)와, 덮개부재(12)와, SPM 용액을 샤워 형상으로 분출하는 처리액 노즐(31)과, 질소 가스를 분출하는 가스 노즐(32)을 구비한다. 덮개부는 조본체의 상부의 반입구(110)를 개폐한다. 처리액 노즐은 기판(9)의 외연부에 대향하는 조본체(11)의 측벽(111)으로부터 기판에 처리액(91)을 분출한다. 기판이 조본체에 반입되기 전에, 가스 노즐로부터 덮개부의 하면을 향하여 가스를 분출함으로써, 전의 기판의 처리시, 또는 처리액 노즐로부터 처리액을 분출하는 온도조절 시에 덮개부재의 하면에 부착된 처리액의 액적을 제거할 수 있다. 이에 의해, 조본체에 반입 직후의 기판에 처리액의 액적이 낙하되어 부착되는 것을 방지 또는 저감할 수 있다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 처리조(處理槽) 내에서 복수의 기판을 처리하는 기술에 관한 것이다.
종래부터, 처리조 내에서 복수의 기판에 세정, 에칭, 레지스트 박리 등의 처리를 행하는 기판처리장치가 이용되고 있다. 이러한 기판처리장치로서, 황산과수(Sulfuric Acid/Hydrogen Peroxide/Water Mixture, 이하, 「SPM 용액」이라고 함)를 처리조 내에 저장하여, 복수의 기판을 동시에 침지(浸漬)시키는 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본특허공개 제2007-49022호 공보 참조).
또한, 약액 처리 후의 기판을 수세조(水洗槽)에 투입하여, 기판을 수세조 내에서 상하로 요동시키면서, 수세조에 있어서 서로 대향하여 배치된 노즐로부터, 기판의 표면을 향하여 샤워 수세하는 기판수세방법도 알려져 있다(예를 들면, 일본특허공개 제2000-183011호 공보 참조).
그런데, 일본특허공개 제2000-183011호 공보와 같이 처리조 내에서 샤워 형상으로 처리액을 분출하여 처리를 행하면, 처리조의 덮개부에 처리액이 부착된다. 다음에 처리할 예정의 기판을 반입한 후에 덮개부를 닫으면, 그 진동으로, 덮개부로부터 기판으로 처리액의 액적(液滴)이 낙하될 우려가 있다. 액적이 기판에 부착되면, 액적에 포함되는 파티클도 기판에 부착되어, 기판에 불량 개소가 발생될 우려가 있다
본 발명은 기판처리장치에 주시하고 있다. 기판처리장치는 상부의 반입구로부터 반입되는 복수의 기판을, 인접하는 기판의 주면(主面)을 대향시키면서 기립 자세로 배열된 상태로 수용하는 조본체(槽本體)와, 상기 조본체의 상기 반입구를 개폐하는 덮개부와, 상기 조본체 내의 상기 복수의 기판을 향하여 처리액을 분출하는 복수의 처리액 노즐과, 상기 덮개부의 하면을 향하여 가스를 분출하는 적어도 1개의 가스 노즐을 갖는다.
본 발명에 의하면, 처리액의 액적이 덮개부로부터 기판으로 낙하되어 부착되는 것을 방지 또는 저감할 수 있다.
하나의 바람직한 형태에서는, 상기 적어도 1개의 가스 노즐은 상기 조본체의 상기 복수의 기판의 외연부(外緣部)에 대향하는 적어도 한쪽의 측벽에 설치된다.
다른 하나의 바람직한 형태에서는, 상기 복수의 처리액 노즐은 상기 조본체의 상기 복수의 기판의 외연부에 대향하는 양 측벽에 설치되어, 상기 적어도 1개의 가스 노즐이 상기 조본체 내의 상기 복수의 기판의 주면에 대향하는 측벽에 설치된다.
바람직하게는, 상기 덮개부의 상기 하면은 상기 적어도 1개의 가스 노즐 근방에 있어서, 상기 적어도 1개의 가스 노즐로부터 멀어짐에 따라 위쪽으로 향하는 경사면을 포함한다.
기판처리장치는 바람직하게는, 복수의 기판을 상기 조본체 내에 반입하기 위하여 상기 덮개부가 상기 반입구를 개방하기 전에, 상기 적어도 1개의 가스 노즐로부터 가스를 분출시키는 제어부를 더 갖는다.
본 발명은 기판처리방법에도 주시하고 있다. 기판처리방법은 a) 조본체의 상부의 반입구가 덮개부에 의해 폐쇄된 상태로, 적어도 1개의 가스 노즐로부터 상기 덮개부의 하면을 향하여 가스를 분출하는 공정과, b) 상기 반입구를 개방하는 공정과, c) 인접하는 기판의 주면을 대향시키면서 기립 자세로 배열된 상태로, 상기 반입구로부터 복수의 기판을 상기 조본체 내에 반입하는 공정과, d) 상기 반입구를 덮개부에 의해 폐쇄하는 공정과, e) 복수의 처리액 노즐로부터 상기 복수의 기판을 향하여 처리액을 분출하는 공정과, f) 상기 반입구를 개방하는 공정과, g) 상기 반입구로부터 상기 복수의 기판을 반출하는 공정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 a) 공정의 전에, 상기 복수의 처리액 노즐로부터 상기 조본체 안을 향하여 상기 처리액을 분출하여 상기 처리액의 온도가 조정된다
기판처리방법의 다른 바람직한 측면에서는, 방법은 a) 조본체의 상부의 반입구를 개방하는 공정과, b) 인접하는 기판의 주면을 대향시키면서 기립 자세로 배열된 상태로, 상기 반입구로부터 복수의 기판을 상기 조본체 내에 반입하는 공정과, c) 상기 반입구를 덮개부에 의해 폐쇄하는 공정과, d) 복수의 처리액 노즐로부터 상기 복수의 기판을 향하여 처리액을 분출하는 공정과, e) 상기 d) 공정의 종료와 동시 또는 그 직전 혹은 직후부터, 적어도 1개의 가스 노즐로부터 상기 덮개부의 하면을 향하여 가스의 분출을 개시하여, 상기 분출을 종료하는 공정과, f) 상기 반입구를 개방하는 공정과, g) 상기 반입구로부터 상기 복수의 기판을 반출하는 공정을 포함한다.
상술한 목적 및 다른 목적, 특징, 형태 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 이하에 기술하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 명백하게 된다.
도 1은 기판처리장치의 정면도이다.
도 2는 기판처리장치의 측면도이다.
도 3은 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다
도 4는 기판처리장치의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 기판처리장치의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은 가스 노즐 근방을 나타내는 도면이다.
도 7은 기판처리장치의 동작의 흐름의 일부를 나타내는 도면이다.
도 8은 가스 노즐의 다른 배치를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 9는 가스 노즐의 다른 배치를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 10은 가스 노즐의 다른 배치를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 11은 가스 노즐의 다른 배치를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 12는 덮개부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 회수부를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판처리장치(1)의 정면도이며, 도 2는 측면도이다. 도 1 및 도 2에서는, 처리조(10)를 단면으로 나타내고 있다.
기판처리장치(1)는 처리조(10)와 기판(9)을 승강시키는 리프터(2)와, 복수의 처리액 노즐(31)과, 복수의 가스 노즐(32)을 구비한다. 처리조(10)는 상부가 개구되는 대략 상자 형상의 조본체(11)와, 한 쌍의 덮개부재(12)를 구비한다. 한 쌍의 덮개부재(12)는 덮개부로서 기능한다. 덮개부재(12)는 도 1에서의 좌우에 배치되어, 지면에 수직한 축을 중심으로 회동함으로써, 조본체(11)의 상부의 개구를 개폐한다. 한 쌍의 덮개부재(12) 하면 사이에는, 틈새는 거의 존재하지 않고, 단차(段差)도 없다. 즉, 덮개부재(12) 하면의 적어도 중앙 영역은 평면이다.
리프터(2)는 복수의 기판(9)을 하부로부터 유지하는 기판유지부(21)와, 기판유지부(21)를 승강시키는 승강기구(22)와, 기판유지부(21)와 승강기구(22)를 접속하는 접속부(23)를 구비한다. 기판유지부(21)는 도 2의 좌우 방향인 전후방향으로 뻗는 복수의 봉상(棒狀)부재이며, 봉상부재에 형성된 홈에 기판(9)의 하부가 유지된다. 복수의 기판(9)은 인접하는 기판(9)의 주면을 대향시키면서 등간격이고 또한 기립 자세로 배열된다. 기판(9)은 이 상태로 조본체(11)에 수용된다.
승강기구(22)에 의해 기판유지부(21)가 승강됨으로써, 복수의 기판(9)이 처리조(10) 내에서 실선으로 나타내는 처리 위치와, 2점쇄선으로 나타내는 주고받기 위치 사이에서 이동한다.
주고받기 위치에서, 도시 생략한 반송장치와 기판유지부(21) 사이에 기판(9)의 주고받기가 행해진다. 기판유지부(21)가 승강될 때, 덮개부재(12)에 의해 조본체(11)의 상부의 개구가 개방된다. 이하의 설명에서는, 기판(9)의 반출입에 이용되는 조본체(11)의 상부의 개구를 「반입구(110)」라고 부른다.
덮개부재(12)에는, 접속부(23)를 피하는 절결부(norch)가 형성되어 있고, 기판유지부(21)가 조본체(11) 내에 위치하는 상태로, 반입구(110)를 폐쇄할 수 있다. 기판유지부(21)가 복수의 기판(9)을 유지하여 조본체(11) 내에 위치하는 상태로 덮개부재(12)가 반입구(110)를 폐쇄함으로써, 기판(9)은 처리조(10) 내에 수용된다.
복수의 처리액 노즐(31)은 조본체(11)의 기판(9)의 외연부에 대향하는 도 1의 좌우의 측벽(111)에 설치된다. 처리액 노즐(31)은 기판(9)의 배열 방향으로 평행하게 3열로 배열되고, 3개의 배열이 측벽(111)의 상부, 중앙부, 하부에 배치된다. 처리액 노즐(31)은 조본체(11) 내의 복수의 기판(9)을 향하여 샤워 형상으로 처리액을 분출한다. 본 실시형태에서는, 처리액은 SPM 용액(황산과수)이며, 기판처리장치(1)에 의해, 기판(9) 상의 레지스트막의 박리나 메탈의 제거가 행해진다. 샤워 방식을 채용함으로써, 침지 방식에 비하여, 처리액의 사용량을 삭감할 수 있다. 상단(上段)의 처리액 노즐(31)은 수평 방향에 대하여 아래쪽으로 경사지는 방향이면서 기판(9)으로 향하는 방향으로 처리액을 분출한다. 중단(中段)의 처리액 노즐(31)은 수평 방향이면서 기판(9)을 향하는 방향으로 처리액을 분출한다. 하단(下段)의 처리액 노즐(31)은 수평 방향에 대하여 위쪽으로 경사지는 방향이면서 기판(9)으로 향하는 방향으로 처리액을 분출한다.
가스 노즐(32)도 조본체(11)의 복수의 기판(9)의 외연부에 대향하는 양 측벽(111)에 설치되어, 상단의 처리액 노즐(31)의 위쪽에 설치된다. 바꿔 말하면, 가스 노즐(32)은 높이 방향에서, 덮개부재(12)와 처리액 노즐(31) 사이에 위치한다.가스 노즐(32)의 분출구는 처리액 노즐(31)과 마찬가지로, 기판(9)의 배열 방향으로 평행하게 배열된다. 가스 노즐(32)에서는, 질소 가스가 덮개부재(12)의 하면을 향하여 분출된다. 즉, 가스 노즐(32)은 도 1의 좌우로부터 수평 방향에 대하여 위쪽으로 경사지는 방향이면서 중앙으로 향하는 방향으로 가스를 분출한다. 도 1에서는, 가스 및 처리액이 분출되는 모습을 파선으로 나타내고 있지만, 원칙으로서 가스와 처리액은 동시에는 분출되지 않는다.
가스 노즐(32)을 기판(9)의 외연부에 대향하는 측벽(111)에 설치함으로써, 처리조(10) 내에 접속부(23)가 존재해도, 접속부(23)에 방해되는 일 없이, 가스를 덮개부재(12)를 향하여 분출할 수 있다. 가스 노즐(32)이 처리액 노즐(31)과 덮개부재(12) 사이에 위치함으로써, 가스 노즐(32)에의 처리액의 부착을 억제할 수 있고, 또한 비스듬하게 아래쪽으로부터 덮개부재(12)의 하면으로 블로우(blow)를 행할 수 있다. 또한, 양 측벽(111)에 가스 노즐(32)을 설치함으로써, 덮개부재(12)의 하면 전체를 용이하게 블로우할 수 있다.
도 3은 처리조(10), 처리액 노즐(31) 및 가스 노즐(32)에 접속되는 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 처리조(10)의 단면의 평행 사선을 생략하고 있다. 조본체(11)의 저부(底部)는 조배출로(槽排出路)(51)에 접속된다. 처리시에는, 조본체(11)의 저부에 처리액(91)이 저장된다. 조배출로(51) 상에는, 밸브(61)가 설치되고, 밸브(61)가 개방됨으로써, 조본체(11)로부터 처리액(91)이 배출된다. 조배출로(51)은 분기되어, 한쪽은 펌프(41)에 접속되며, 다른 한쪽은 배액로(排液路)(52)에 접속된다. 배액로(52)에는, 밸브(62)가 설치된다. 펌프(41)는 가열부(42)에 접속되고, 가열부(42)는 필터(43)에 접속된다
처리액 노즐(31)은 노즐 공급로(53)를 통하여 필터(43)에 접속된다. 노즐 공급로(53)는 필터(43)로부터 복수의 분기로(分岐路)로 분기되어 처리액 노즐(31)로 향한다. 각 분기로 상에는, 밸브(63)가 설치된다. 밸브(63)가 개방된 상태에서 펌프(41)가 구동됨으로써, 처리액 노즐(31)로부터 처리액(91)이 분출된다. 가열부(42)는 처리액(91)의 온도를 제어하기 위하여 이용된다. 필터(43)는 처리액(91) 중의 파티클을 제거한다. 노즐 공급로(53)에서는, 바이패스로(54)가 분기 되고, 바이패스로(54)는 밸브(64)를 통하여 조본체(11)의 하부의 토출구(33)에 접속된다. 또한, 도 3에서는, 한쪽 측의 처리액 노즐(31)과 노즐 공급로(53)와의 접속만을 나타내고 있다.
기판처리장치(1)는 버퍼 탱크(44)와, 처리액 공급원(45)과, 가스 공급원(46)을 더 구비한다. 버퍼 탱크(44)는 탱크 배출로(55)를 통하여 펌프(41)에 접속된다.탱크 배출로(55) 상에는, 밸브(65)가 설치된다. 버퍼 탱크(44)는 탱크 공급로(56)를 통하여 필터(43)에 접속된다. 탱크 공급로(56) 상에는, 밸브(66)가 설치된다. 버퍼 탱크(44)는 처리액 공급원(45)에 접속된다. 처리액 공급원(45)에서 황산, 과산화수소수 및 순수가 소정의 비율로 혼합됨으로써, SPM 용액이 생성되어, 버퍼 탱크(44)에 공급된다. 이러한 용액은 혼합되는 일 없이 버퍼 탱크(44)에 공급되어도 좋다.
가스 노즐(32)은 가스 공급로(57)를 통하여 가스 공급원(46)에 접속된다. 가스 공급로(57) 상에는, 밸브(67)가 설치되고, 밸브(67)가 개방됨으로써, 질소 가스가 가스 노즐(32)로부터 분출된다. 처리조(10)에는, 배기로(58)가 접속되고, 배기로(58) 상에 밸브(68)가 설치된다.
기판처리장치(1)는 제어부(7)를 구비하고, 각 밸브, 펌프(41) 및 가열부(42)는 제어부(7)에 의해 제어되는 제어부(7)는 리프터(2)의 동작이나 덮개부재(12)의 개폐도 제어한다.
도 4 및 도 5는 기판처리장치(1)의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 처리가 개시될 때에는, 사전에 조본체(11)에 처리액(91)이 저류(貯留)된다. 처리액(91)의 양은 처리 위치에 배치된 기판(9)에 접촉되지 않는 양이다.
구체적인 일례로서, 처리액(91)은 버퍼 탱크(44)에서 조정된다. 처리액 공급원(45)으로부터 각종 액이 버퍼 탱크(44)에 공급되어, 밸브(65, 66)를 개방하고, 다른 밸브를 폐쇄한 상태에서 펌프(41)가 구동된다. 이에 의해, 처리액(91)이 버퍼 탱크(44)로부터 탱크 배출로(55), 펌프(41), 가열부(42), 필터(43), 탱크 공급로(56)를 순환한다. 버퍼 탱크(44)에는, 온도계 및 농도계가 설치되어 처리액 공급원(45)으로부터의 각종 액의 공급 및 가열부(42)를 제어함으로써, 처리액(91)이 소망한 농도 및 온도로 된다. 밸브(66)를 폐쇄하여 밸브(64)를 개방함으로써, 처리액(91)은 탱크 배출로(55), 펌프(41), 가열부(42), 필터(43), 바이패스로(54)를 통하여 처리조(10)에 공급된다. 또한, 처리액(91)은 처리액 공급원(45)으로부터 처리조(10)에 직접 각종 액이 공급되는 등의 다른 방법에 의해 처리조(10)에 저장되어도 좋다.
기판 처리에서는, 먼저, 사전 온도조절(溫調)이 필요한지 아닌지가 확인된다(단계 S11). 예를 들면, 전(前)의 기판(9)의 처리로부터 다음의 기판(9)의 처리까지 장시간이 경과하고 있는 경우에, 처리액(91), 노즐 공급로(53), 조본체(11), 처리조(10) 내의 가스 등의 온도를 소망하는 온도로 하기 위하여 미리 온도조절이 행해진다(단계 S12). 사전 온도조절에서는, 밸브(61, 63)가 개방되고, 다른 밸브는 폐쇄된다. 다만, 밸브(64)는 개방되어도 좋다. 처리조(10) 내의 처리액(91)은 조배출로(51)로부터 배출되어, 펌프(41), 가열부(42), 필터(43), 노즐 공급로(53)를 통하여 처리액 노즐(31)로부터 분출된다. 조본체(11)에는, 온도계 및 농도계가 설치되어 있어, 처리액(91)의 온도가 소망하는 온도로 조정되어 처리액(91)의 농도가 감시된다. 처리액(91)의 분출은 소정 시간 행해진다.
사전 온도조절이 종료되면, 제어부(7)에 의해 밸브(67)가 개방되어, 가스 공급원(46)으로부터 가스 공급로(57)를 통하여 가스 노즐(32)에 질소 가스가 공급된다. 이에 의해, 반입구(110)가 덮개부재(12)에 의해 폐쇄된 상태에서, 가스 노즐(32)로부터 덮개부재(12)의 하면을 향하여 가스가 분출된다(단계 S13). 실제로는, 좌우로부터의 가스의 흐름의 충돌을 피하기 위해, 가스는 좌우의 측벽(111)의 가스 노즐(32)로부터 교대로 분출된다. 그 결과, 사전 온도조절 또는 전회의 기판 처리에서 덮개부재(12)의 하면에 부착된 처리액(91)의 대부분이 측벽(111)을 향하여 흐른다.
도 6은 가스 노즐(32) 근방을 확대하여 나타내는 단면도이다. 가스 노즐(32)은 상단(上段)의 처리액 노즐(31)이 설치되는 노즐 블록(311)에 설치된다. 구체적으로는, 노즐 블록(311) 내에 지면에 수직한 방향(즉, 기판(9)의 배열 방향)으로 뻗는 유로(流路)(321)가 형성되고, 유로(321)를 따라 복수의 가스 분출구(322)가 형성된다.
노즐 블록(311)의 상단(上端)은 예각으로 뾰족하게 되어 있고, 덮개부재(12)의 하면(121)에 대향한다. 노즐 블록(311)의 상단과 덮개부재(12) 사이 즉, 조본체(11)와 덮개부재(12) 사이에는, 약간의 틈(30)이 존재하고, 틈(30) 외측에, 단면(斷面)이 삼각형인 차폐부(312)가 설치된다. 차폐부(312)는 덮개부재(12) 중 조본체(11)의 외부에 위치하는 부위의 하면에 설치된다. 도 6에 예시하는 차폐부(312)는 틈(30)으로부터 멀어짐에 따라 하부를 향하는 경사면(313)을 갖는다. 이에 의해, 가스의 분출이 행해질 때에, 틈(30)으로부터 처리액(91)의 액적 또는 미립자(미스트)가 처리조(10)의 외부로 누출되는 것이 방지된다. 틈(30)으로부터의 처리액(91)의 누출을 저감하기 위하여, 가스의 분출시에는, 도 3에 나타내는 밸브(68)가 개방되어, 배기로(58)로부터의 배기가 행해진다. 또한, 처리액(91)의 누출의 저감을 위해서는, 이 이외에, 예를 들면, 처리조(10)를 수납할 수 있는 챔버(도시하지 않음) 내에 하강기류(다운 플로우)를 형성하여, 미스트를 배출하도록 해도 좋다.
가스의 분출이 정지되면, 덮개부재(12)가 반입구(110)를 개방하고(단계 S14), 기판유지부(21)가 상승하여 외부의 반송장치로부터 복수의 기판(9)을 받는다. 기판유지부(21)는 하강하여, 조본체(11)에 기판(9)이 반입되고, 덮개부재(12)가 반입구(110)을 폐쇄한다(단계 S15, S16).
그 후, 사전 온도조절과 마찬가지로, 밸브(61, 63)가 개방되고, 처리조(10) 내의 처리액(91)이 조(槽)배출로(51), 펌프(41), 가열부(42), 필터(43), 노즐 공급로(53)를 통하여 처리액 노즐(31)로 안내되어, 처리액(91)이 처리액 노즐(31)로부터 기판(9)을 향하여 분출된다(도 5：단계 S21). 기판 처리 중은 리프터(2)가 기판유지부(21)를 상하로 요동함으로써, 처리 균일성의 향상이 도모되어도 좋다.
기판 처리가 완료되면, 밸브(63)가 폐쇠되어, 덮개부재(12)가 반입로(110)를 개방한다(단계 S22). 기판유지부(21)가 상승함으로써 기판(9)은 조본체(11)로부터 반출되어, 외부의 반송장치로 건네진다(단계 S23). 기판유지부(21)는 하강하여, 덮개부재(12)가 반입구(110)를 폐쇄한다(단계 S24).
다음의 기판(9)을 처리하는 경우(단계 S25), 사후 온도조절이 필요한지 아닌가가 확인된다(단계 S26). 사후 온도조절은 기판(9)의 처리 후에 처리액(91)의 온도를 소망하는 온도로 유지하는 동작이며, 기판(9)의 반출 동작과 병행하여 행해져도 좋다. 사후 온도조절에서는, 밸브(61, 64)가 개방되어, 처리조(10) 내의 처리액(91)이 조배출로(51), 펌프(41), 가열부(42), 필터(43), 바이패스로(54)를 통하여 토출구(33)로 안내된다. 이에 의해, 처리액(91)을 분출하는 일 없이 처리조(10)를 이용하여 처리액(91)의 온도조절이 행해진다(단계 S27).
그 후, 단계 S11로 되돌아와, 다음의 기판(9)의 처리 전에 사전 온도조절이 필요한지 아닌지가 확인된다. 사전 온도조절이 행해지는 경우는, 사전 온도조절 및 가스 분출이 행해지고(단계 S12, S13), 사전 온도조절이 행해지지 않는 경우는, 가스 분출이 행해진다(단계 S13). 어느 경우에 있어서도, 제어부(7)의 제어에 의해, 복수의 기판(9)을 조본체(11) 내에 반입하기 위하여 덮개부재(12)가 열리기 전에, 가스 노즐(32)로부터 가스를 분출함으로써, 덮개부재(12)의 하면에 부착된 처리액(91)이 제거된다. 그 결과, 기판(9)의 반입 후에 덮개부재(12)가 폐쇄될 때에, 기판(9)에 처리액(91)의 액적이 낙하되어, 기판(9)에 액적과 함께 파티클이 부착되어 버리는 것을 방지 또는 저감할 수 있다.
상기 기판 처리는 마지막 복수의 기판(9)이 처리될 때까지 반복되어, 모든 기판(9)이 처리되면, 기판처리장치(1)에 의한 처리가 종료된다(단계 S25).
도 7은 기판처리장치(1)의 다른 동작예를 나타내는 도면이며, 도 5의 단계 S21에 대응하는 부분의 상세를 나타낸다. 도 7에 나타내는 동작에서는, 기판(9)의 반입 후에, 먼저, 처리액(91)의 분출이 개시되어(단계 S211), 소정의 시간이 경과되면 가스의 분출이 개시된다(단계 S212). 가스의 분출이 개시되자마자 처리액(91)의 분출이 정지된다(단계 S213). 그 후, 가스가 양 측벽(111)의 가스 노즐(32)로부터 교대로 분출되어, 가스의 분출이 정지된다(단계 S214).
처리액(91)의 분출의 종료 직전으로부터 가스의 분출이 개시됨으로써, 처리액(91)의 분출을 정지한 후에 덮개부재(12)의 하면으로부터 기판(9)에 액적이 낙하될 가능성이 저감된다. 또한, 처리액(91)의 낙하의 가능성이 저감 가능하면, 가스의 분출 개시는 처리액(91)의 분출의 정지와 동시이어도 좋고, 정지의 직후이어도 좋다.
도 8 내지 도 11은 가스 노즐(32)의 다른 배치를 간략화하여 나타내는 도면이다. 처리액 노즐(31)은 일부의 것만을 나타낸다. 도 8에서는, 가스 노즐(32)은 덮개부재(12)의 하면에 장착된다. 이에 의해, 가스의 일부가 덮개부재(12)의 하면으로 향하여 흘러, 하면 상의 처리액이 밀려난다. 도 9에서는, 가스 노즐(32)은 2개의 덮개부재(12)의 선단(先端)측의 하면에 장착되어, 가스는 덮개부재(12)의 이음부측으로부터 좌우로 흐르게 된다. 즉, 가스 노즐(32)은 처리 위치에 위치하는 기판(9)의 바로 위에 설치된다. 이에 의해, 기판(9)의 바로 위의 영역으로부터 처리액을 제거할 수 있다. 도 9의 경우, 가스 노즐(32)로부터의 가스의 분출은 덮개부재(12)가 반입구(110)를 폐쇄한 상태로 행해져도 좋고, 도 9에 나타내는 바와 같이 절반만큼 개방된 상태로 행해져도 좋다.
도 10에 나타내는 예에서는, 처리액 노즐(31)은 요동기구(34)에 설치되어, 가스 노즐(32)도 요동기구(34)에 설치된다. 처리액 노즐(31)은 처리액을 분출하는 동안에, 요동기구(34)에 의해 상하 및/또는 좌우로 요동된다. 이에 의해, 기판(9)의 처리가 보다 균일하게 행해진다. 가스 노즐(32)로부터 덮개부재(12)의 하면을 향하여 가스가 분출될 때에도, 가스 노즐(32)이 상하 및/또는 좌우로 요동된다. 요동기구(34)는 가스 노즐(32)의 방향을 변경하는 방향 변경 기구로서 기능한다. 이에 의해, 덮개부재(12)의 하면으로부터의 처리액의 제거를 보다 적절히 행하는 것이 실현된다. 또한, 가스 노즐(32)은 요동되는 것이 아니라, 방향변경기구에 의해, 소망하는 방향으로 변경되는 것만이라도 좋다. 가스 노즐(32)의 방향은 작업자에 의해 변경되어 조정되어도 좋고, 제어부(7)에 의해 자동적으로 변경되어도 좋다
도 11에 나타내는 예에서는, 가스 노즐(32)은 조본체(11) 내의 복수의 기판(9)의 주면에 대향하는 측벽(111)에 설치되어, 가스 노즐(32)로부터 가스가 덮개부재(12)의 하면을 향하여 비스듬하게 위쪽으로 분출된다. 즉, 가스 노즐(32)은 기판유지부(21)가 조본체(11) 내에 위치하는 경우의 접속부(23)(도 2 참조) 측의 측벽(111)에 설치된다. 실제로는, 복수의 가스 노즐(32)이 도 11의 지면에 수직한 방향으로 배열되는 처리액 노즐(31)은 도 1 및 도 2와 마찬가지로, 조본체의 복수의 기판(9)의 외연부에 대향하는 양 측벽(111)에 설치된다. 가스 노즐(32)을 이와 같이 설치함으로써, 덮개부재(12)의 하면의 처리액은 덮개부재(12)의 이음부를 넘는 일 없이 덮개부재(12)의 끝까지 가스에 의해 이동할 수 있다. 또한, 처리액의 배관과의 간섭을 피하면서 가스 노즐(32)을 용이하게 설치할 수 있다.
도 12는 도 11에 나타내는 예에서의 덮개부재(12)의 다른 예를 나타내는 도면이다. 덮개부재(12)의 하면(121)은 가스 노즐(32) 근방에 있어서, 가스 노즐(32)로부터 멀어짐에 따라 위쪽으로 향하는 경사면(122)을 포함한다. 가스의 흐름을 따르는 경사면(122)이 설치됨으로써, 덮개부재(12)의 하면(121) 상의 처리액은 가스의 흐름을 따라 원활하게 흐른다. 이에 의해, 예를 들면, 덮개부재(12)의 중앙부를 얇게 하기 위해 단차를 형성하는 경우에 비하여, 광범위의 처리액(91)을 덮개부재(12)의 하면(121)으로부터 용이하게 제거할 수 있다.
도 13은 도 6의 차폐부(312)를 대신하여 회수부(35)가 설치된 예를 나타내는 도면이다. 회수부(35)는 덮개부재(12)와 노즐 블록(311) 사이의 틈(30)의 외측을 덮도록 설치되어, 배출로 59에 접속된다. 틈(30)으로부터 누출되는 처리액의 액적 또는 미립자는 회수부(35)로 받쳐져, 배출로(59)로부터 회수된다. 이에 의해, 틈(30)을 통하여 처리조(10)로부터 처리액이 외부로 누출되는 것이 방지된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변경이 가능하다.
가스의 분출은 여러 가지의 타이밍으로 행해져도 좋고, 예를 들면, 사전 온도조절이 행해지지 않는 경우에 있어서, 기판(9)을 반출하여 덮개부재(12)가 반입구(110)를 폐쇄한 직후부터 가스의 분출이 개시되어도 좋다. 반대로, 덮개부재(12)가 반입구(110)를 개방하지 직전에만 있어서, 가스의 분출이 행해져도 좋다. 또한, 기판(9)을 처리하고 있는 가장 가운데로 가스의 분출이 행해져도 좋다.
가스는 공기라도 좋고, 다른 종류의 가스라도 좋다. 가스의 유량은 제어부(7)에 의해 조정 가능해도 좋다. 처리액 노즐(31)이 상하로 요동하는 경우, 처리액 노즐(31) 자체로부터 가스가 덮개부재(12)의 하면을 향하여 분출되어도 좋다.
도 1에 나타내는 구성에 있어서, 가스 노즐(32)은 조본체(11)의 복수의 기판(9)의 외연부에 대향하는 측벽(111)에만 설치되어도 좋다. 이 경우, 가스는 덮개부재(12)의 하면을 일 방향으로만 흐른다. 가스 노즐(32)을 기판(9)의 외연부에 대향하는 적어도 한쪽의 측벽(111)에 설치함으로써, 기판(9)의 주면에 대향하는 측벽(111)에 설치하는 경우에 비하여, 처리액(91)의 액적의 이동거리를 짧게 할 수 있고, 또한 넓은 범위의 액적을 적절히 제거할 수 있다.
가스 노즐(32)은 1개라도 좋다. 즉, 기판처리장치(1)에는, 적어도 1개의 가스 노즐(32)이 설치된다. 가스 노즐(32)의 개구는 여러 가지의 형상이어도 좋고, 예를 들면, 수평 방향으로 뻗는 슬릿 형상이어도 좋다.
도 12에 나타내는 바와 같이 덮개부재(12)의 하면(121)에 경사면(122)을 형성하는 방법은 조본체(11)의 기판(9)의 외연부에 대향하는 측벽(111)에 가스 노즐(32)이 설치되는 경우에 적용되어도 좋다. 덮개부재(12)는 조본체(11)에 직접 설치될 필요는 없고, 예를 들면, 조본체(11)가 챔버에 수용되어, 이 챔버에 덮개부가 설치되어도 좋다. 이 경우에 있어서도, 조본체(11)의 상부의 개구인 반입구는 실질적으로 덮개부에 의해 개폐된다. 덮개부는 한 쌍의 덮개부재(12)일 필요는 없고, 1개의 부재이어도 좋고, 3개 이상의 부재이어도 좋다.
처리액 노즐(31)은 덮개부재(12)에 설치되어도 좋다. 사후 온도조절과 같은 온도조절 동작은 기판(9)의 처리 중에 행해져도 좋고, 기판(9)의 반입이나 반출시에 행해져도 좋다.
도 13에 나타내는 회수부(35)에는, 배출로(59)에 더하여, 가스를 흡인하는 배기로가 설치되어도 좋다. 배기로에 기액분리 기능이 마련되어도 좋다.
기판처리장치(1)에서 행해지는 처리는 SPM 용액에 의한 처리에는 한정되지 않으며, 이른바 SC-1(암모니아수나 과산화수소수와 순수와의 혼합액을 사용하여 고온으로 처리하는 세정 처리)나 SC-2(염산 및 과산화수소수와 순수와의 혼합액을 사용하는 세정 처리) 등의 다른 처리이어도 좋다. 또한, 기판처리장치(1)에 의한 처리 대상은 반도체 기판에는 한정되지 않으며, 표시장치, 광학 자기 디스크, 포토마스크, 태양전지 등에 사용되는 여러 가지의 기판이어도 좋다
상기 실시형태 및 각 변형예에서의 구성은 서로 모순되지 않는 한 적당히 조합되어도 좋다.
발명을 상세히 묘사하여 설명하였지만, 이미 기술한 설명은 예시적인 것으로서 한정적인 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 다수의 변형이나 형태가 가능하다고 말할 수 있다.
1 : 기판처리장치
7 : 제어부
9 : 기판
11 : 조본체
12 : 개부
31 : 처리액 노즐
32 : 가스 노즐
34 : 요동기구(방향변경기구)
35 : 회수부
91 : 처리액
110 : 반입구
111 : 측벽
121 : 하면
122 : 경사면
312 : 차폐부
S11∼S16, S21∼S27, S211∼S214 : 단계

Claims (15)

  1. 기판처리장치로서,
    상부의 반입구로부터 반입되는 복수의 기판을, 인접하는 기판의 주면(主面)을 대향시키면서 기립 자세로 배열된 상태로 수용하는 조본체(槽本體)와,
    상기 조본체의 상기 반입구를 개폐하는 덮개부와,
    상기 조본체 내의 상기 복수의 기판을 향하여 처리액을 분출하는 복수의 처리액 노즐과,
    상기 덮개부의 하면을 향하여 가스를 분출하는 적어도 1개의 가스 노즐을 구비하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 가스 노즐이 상기 조본체의 상기 복수의 기판의 외연부(外緣部)에 대향하는 적어도 한쪽의 측벽에 설치되는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 가스 노즐이 상기 조본체의 상기 복수의 기판의 외연부에 대향하는 양 측벽에 설치되는 기판처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 가스 노즐이 높이 방향에 있어서, 상기 덮개부와 상기 처리액 노즐 사이에 위치되는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 처리액 노즐이 상기 조본체의 상기 복수의 기판의 외연부에 대향하는 양 측벽에 설치되고,
    상기 적어도 1개의 가스 노즐이 상기 조본체 내의 상기 복수의 기판의 주면에 대향하는 측벽에 설치되는 기판처리장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개부의 상기 하면이 상기 적어도 1개의 가스 노즐 근방에 있어서, 상기 적어도 1개의 가스 노즐로부터 멀어짐에 따라 위쪽으로 향하는 경사면을 포함하는 기판처리장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개부와 상기 조본체 사이의 틈 외측에, 상기 틈으로부터의 처리액의 누출을 방지하는 차폐부 또는 누출한 처리액을 회수하는 회수부를 더 구비하는 기판처리장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 가스 노즐의 방향을 변경하는 방향변경기구를 더 구비하는 기판처리장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 기판을 상기 조본체 내에 반입하기 위해 상기 덮개부가 상기 반입구를 개방하기 전에, 상기 적어도 1개의 가스 노즐로부터 가스를 분출시키는 제어부를 더 구비하는 기판처리장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액이 황산과수인 기판처리장치.
  11. 기판처리방법으로서,
    a) 조본체의 상부의 반입구가 덮개부에 의해 폐쇄된 상태에서, 적어도 1개의 가스 노즐로부터 상기 덮개부의 하면을 향하여 가스를 분출하는 공정과,
    b) 상기 반입구를 개방하는 공정과,
    c) 인접하는 기판의 주면을 대향시키면서 기립 자세로 배열된 상태에서, 상기 반입구로부터 복수의 기판을 상기 조본체 내에 반입하는 공정과,
    d) 상기 반입구를 덮개부에 의해 폐쇄하는 공정과,
    e) 복수의 처리액 노즐로부터 상기 복수의 기판을 향하여 처리액을 분출하는 공정과,
    f) 상기 반입구를 개방하는 공정과,
    g) 상기 반입구로부터 상기 복수의 기판을 반출하는 공정을 구비하는 기판처리방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 a) 공정의 전에, 상기 복수의 처리액 노즐로부터 상기 조본체 안을 향하여 상기 처리액을 분출하여 상기 처리액의 온도를 조정하는 공정을 더 구비하는 기판처리방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 가스 노즐이 상기 조본체의 상기 복수의 기판의 외연부에 대향하는 양 측벽에 설치되고,
    상기 e) 공정에 있어서, 상기 양 측벽에 설치된 가스 노즐로부터 교대로 가스가 분출되는 기판처리방법.
  14. 기판처리방법으로서,
    a) 조본체의 상부의 반입로를 개방하는 공정과,
    b) 인접하는 기판의 주면을 대향시키면서 기립 자세로 배열된 상태에서, 상기 반입구로부터 복수의 기판을 상기 조본체 내에 반입하는 공정과,
    c) 상기 반입구를 덮개부에 의해 폐쇄하는 공정과,
    d) 복수의 처리액 노즐로부터 상기 복수의 기판을 향하여 처리액을 분출하는 공정과,
    e) 상기 d) 공정의 종료와 동시 또는 그 직전 혹은 직후부터, 적어도 1개의 가스 노즐로부터 상기 덮개부의 하면을 향하여 가스의 분출을 개시하여, 상기 분출을 종료하는 공정과,
    f) 상기 반입구를 개방하는 공정과,
    g) 상기 반입구로부터 상기 복수의 기판을 반출하는 공정을 구비하는 기판처리방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액이 황산과수인 기판처리방법.
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