KR20140141609A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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아츠야스 미우라
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 수단과, 기판을 통과하는 연직의 회전 축선 둘레로 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을 회전시키는 기판 회전 수단과, 처리액을 상기 기판을 향해서 토출하는 토출 부재와, 상기 토출 부재보다도 고온의 처리액을 상기 유로에 공급하는 고온 처리액 배관을 포함한다. 상기 토출 부재는, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된 복수의 토출구와, 외측으로부터 내측의 순서로 상기 복수의 토출구에 순차적으로 접속된 유로를 포함한다. 상기 토출 부재는, 상기 유로로부터 상기 복수의 토출구에 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구로부터 상기 기판을 향해서 토출한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 기판을 처리하는 기판 처리 장치가 이용된다.
특허문헌 1에 기재된 매엽식의 기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 회전 상태의 기판의 상면 중앙부를 향해서 실온보다도 고온의 처리액을 토출하는 노즐을 구비하고 있다. 노즐로부터 토출된 고온의 처리액은, 기판의 상면 중앙부에 착액하여, 원심력에 의해 기판상에서 외방으로 확산된다. 이에 따라, 고온의 처리액이 기판의 상면 전역에 공급된다.
일본국 특허공개 2006-344907호 공보
회전 상태의 기판의 중앙부에 공급된 고온의 처리액은, 원심력에 의해 기판의 중앙부로부터 기판의 주연부로 이동한다. 그 과정에서, 처리액의 온도가 점차 저하된다. 이 때문에, 주연부에서의 처리액의 온도가, 중앙부에서의 온도보다도 낮아져, 처리의 균일성이 저하되어 버린다. 균일성의 저하를 방지하기 위해서, 동일한 온도의 처리액을 기판 내의 복수의 위치를 향해서 토출하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 기판의 주연부는, 중앙부보다도 면적이 넓고, 중앙부보다도 열 용량이 크기 때문에, 이 방법을 채용했다고 해도, 균일성의 저하를 충분히 방지할 수 없는 경우가 있다.
여기서, 본 발명의 목적은, 기판을 면 내 전역에서 균일하게 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 수단과, 기판을 통과하는 연직의 회전 축선 둘레로 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을 회전시키는 기판 회전 수단과, 상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된 복수의 토출구와, 외측으로부터 내측의 순서로 상기 복수의 토출구에 순차적으로 접속된 유로를 포함하고, 상기 유로로부터 상기 복수의 토출구에 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구로부터 상기 기판을 향해서 토출하는 토출 부재와, 상기 토출 부재보다도 고온의 처리액을 상기 유로에 공급하는 고온 처리액 배관을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다. 처리액은, 에칭액 등의 약액이어도 되고, 순수(탈이온수: Deionzied Water) 등의 린스액이어도 된다. 당연히, 약액 및 린스액 이외의 액체가, 처리액으로서 이용되어도 된다.
이 구성에 의하면, 토출 부재보다도 고온의 처리액이, 고온 처리액 배관으로부터 토출 부재로 공급되어, 기판 유지 수단에 의해 수평으로 유지되어 있는 기판을 향해서 토출 부재로부터 토출된다. 이에 따라, 처리액이 기판에 공급된다. 기판 회전 수단이 기판을 통과하는 연직의 회전 축선 둘레로 기판을 회전시키고 있는 상태에서, 토출 부재가 처리액을 토출하면, 기판에 공급된 처리액은, 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 확산됨과 더불어, 회전 방향의 하류측을 향해서 주방향으로 확산된다. 이에 따라, 기판 내에 광범위하게 처리액이 공급된다.
토출 부재는, 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된 복수의 토출구와, 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구에 순차적으로 접속된 유로를 포함한다. 고온 처리액 배관으로부터의 처리액은, 유로에 공급된다. 그리고, 유로에 공급된 처리액은, 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구에 순차적으로 공급된다. 처리액의 온도가, 토출 부재의 온도보다도 높기 때문에, 유로를 흐르는 처리액의 온도는, 유로 내에서의 체재 시간의 증가에 따라 점차 저하된다. 이 때문에, 외측의 토출구에 공급된 처리액보다도 저온의 처리액이, 그 내측의 토출구에 공급된다. 바꿔 말하면, 내측의 토출구에 공급된 처리액보다도 고온의 처리액이, 그 외측의 토출구에 공급된다.
외측의 토출구로부터 토출된 처리액은, 그 내측의 토출구로부터 토출된 처리액이 공급되는 영역보다도 외측의 영역(기판 내의 영역)에 공급된다. 외측의 토출구에는, 그 내측의 토출구에 공급되는 처리액보다도 고온의 처리액이 공급된다. 따라서, 기판에 공급되는 처리액의 온도는, 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라서 높아진다. 기판 상에서의 처리액의 온도는, 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라서 저하된다. 이 때문에, 내측의 영역에 공급되는 처리액보다도 고온의 처리액을 그 외측의 영역에 공급함으로써, 기판 상에서의 처리액의 온도를 면내 전역에서 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 처리의 균일성을 높일 수 있다. 또한, 공통의 유로로부터 복수의 토출구에 처리액이 공급되므로, 토출구마다 유로가 설치되어 있는 경우보다도, 토출 부재의 구조를 간소하게 할 수 있다.
상기 토출 부재는, 상기 기판 유지 수단에 의한 기판의 유지 위치의 하방에 배치된 상향 토출 부재를 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 상향 토출 부재로부터 상방으로 토출된 처리액이, 기판의 하면에 공급된다. 이에 따라, 기판의 하면 전역을 균일하게 처리할 수 있다. 또한, 상기 토출 부재는, 상기 기판 유지 수단에 의한 기판의 유지 위치의 상방에 배치된 하향 토출 부재를 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 하향 토출 부재로부터 하방으로 토출된 처리액이, 기판의 상면에 공급된다. 이에 따라, 기판의 상면 전역을 균일하게 처리할 수 있다.
또한, 상기 복수의 토출구는, 서로 다른 회전 반경 상에 배치되어 있고, 상기 유로 내에서의 처리액의 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 포함하고 있어도 된다.
회전 상태의 기판에 공급된 처리액은, 원심력에 의해 직경 방향 외방으로 확산됨과 더불어, 회전 방향의 하류측을 향해서 주방향으로 확산된다. 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구가 공통의 회전 반경 상에 배치되어 있는 경우에는, 처리액의 착액 위치가 회전 반경 방향으로 늘어서 있으므로, 2개의 토출구로부터 토출된 처리액이, 기판 상에서 즉각 섞인다. 이 때문에, 온도가 상이한 처리액이 기판 상에서 서로 섞여, 즉각 온도가 변화되어 버릴 수 있다. 따라서, 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 서로 다른 회전 반경 상에 배치함으로써, 2개의 토출구로부터 토출된 처리액이, 기판 상에서 즉각 섞이는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 상기 유로는, 상기 유로 내에서의 처리액의 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 연결하는 직선과는 다른 경로를 통하여 상기 2개의 토출구의 한쪽으로부터 다른쪽으로 연장해도 된다. 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구 사이의 유로의 형상은, 꺾긴 선 형상이어도 되고, 곡선상이어도 된다. 또한, 유로는, 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 연결하는 직선에 교차하고 있어도 되고, 교차하지 않아도 된다.
이 구성에 의하면, 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 연결하는 직선을 따라 유로가 연장되어 있는 경우보다도, 인접하는 2개의 토출구의 한쪽으로부터 다른쪽까지의 유로 길이가 길다. 유로 길이가 증가하면, 유로 내에서의 처리액의 체재 시간이 증가한다. 유로를 흐르는 처리액의 온도는, 유로 내에서의 체재 시간의 증가에 따라 점차 저하된다. 따라서, 유로 길이를 증가시킴으로써, 인접하는 2개의 토출구에 공급되는 처리액의 온도차를 크게 할 수 있다. 이에 따라, 온도가 상이한 처리액을 기판 내의 복수의 영역에 확실하게 공급할 수 있다.
또한, 상기 유로는, 상기 복수의 토출구 중 가장 외측의 토출구보다도 상류측에 배치되어 있고, 상기 회전 축선으로부터 상기 토출 부재의 외단부까지 연장되는 상류부와, 상기 상류부에 접속되어 있고, 상기 상류부와 동일한 평면 상에 배치된 하류부를 포함하고 있어도 된다. 상기 토출 부재의 외단부는, 상기 기판의 주연부에 대향하는 부분이다. 이 구성에 의하면, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이, 상류부로부터 하류부에 공급되고, 그 후, 하류부로부터 복수의 토출구에 순차적으로 공급된다. 상류부와 하류부가 동일 평면 상에 배치되어 있으므로, 상류부와 하류부가 서로 다른 평면 상에 배치되어 있는 경우보다도, 토출 부재를 소형화할 수 있다.
또한, 상기 유로는, 상기 복수의 토출구 중 가장 외측의 토출구보다도 상류측에 배치되어 있고, 상기 회전 축선으로부터 상기 토출 부재의 외단부까지 연장되는 상류부와, 상기 상류부에 접속되어 있고, 상기 상류부와는 다른 평면 상에 배치된 하류부를 포함하고 있어도 된다. 상기 토출 부재의 외단부는, 상기 기판의 주연부에 대향하는 부분이다. 이 구성에 의하면, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이, 상류부로부터 하류부로 공급되고, 그 후, 하류부로부터 복수의 토출구에 순차적으로 공급된다. 상류부와 하류부가 서로 다른 평면 상에 배치되어 있으므로, 하류부의 형상이, 상류부에 의해 제약되지 않는다. 이 때문에, 하류부의 형상의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는, 상기 고온 처리액 배관으로부터 상기 유로에 공급되는 처리액보다도 저온의 처리액을 상기 유로에 공급하는 저온 처리액 배관과, 처리액이 상기 고온 처리액 배관 및 저온 처리액 배관의 어느 한쪽으로부터 상기 유로에 선택적으로 공급되도록 상기 고온 처리액 배관 및 저온 처리액 배관의 내부를 개폐가능한 전환 장치와, 상기 전환 장치를 제어함으로써, 상기 고온 처리액 배관으로부터의 처리액을 상기 유로에 공급하는 고온 처리액 공급 공정과, 상기 고온 처리액 공급 공정의 후에, 상기 저온 처리액 배관으로부터의 처리액을 상기 유로에 공급하는 저온 처리액 공급 공정을 실행하는 제어 장치를 더 포함하고 있어도 된다. 저온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액은, 고온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액과 동종의 처리액이어도 되고, 고온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액과는 다른 종류의 처리액이어도 된다.
이 구성에 의하면, 제어 장치가, 고온 처리액 배관 및 저온 처리액 배관의 내부를 개폐가능한 전환 장치를 제어한다. 제어 장치는, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액을 토출 부재의 유로에 공급시키고, 그 후, 저온 처리액 배관으로부터의 처리액을 토출 부재의 유로에 공급시킨다. 고온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액의 온도가, 토출 부재의 온도보다도 높기 때문에, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이 토출 부재에 공급되면, 토출 부재의 온도가 상승한다. 또한, 저온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액의 온도가, 고온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액의 온도보다도 낮기 때문에, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이 토출 부재에 공급된 후에, 저온 처리액 배관으로부터의 처리액이 토출 부재에 공급되면, 토출 부재의 온도가 저하되어, 원래의 온도에 가까워진다. 이 때문에, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이, 다시 토출 부재에 공급되었을 때에, 이전과는 다른 온도의 처리액이 기판에 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 따라, 온도의 재현성을 높일 수 있다. 따라서, 처리의 안정성을 높일 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는, 상기 토출 부재의 내부에 설치되어 있고, 상기 토출 부재를 냉각하는 냉각 물질이 배치되는 냉각 물질 배치 공간을 포함하는 냉각 구조를 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 토출 부재의 내부에 설치된 냉각 물질 배치 공간에 배치된 냉각 물질에 의해 토출 부재가 냉각된다. 전술과 같이, 고온 처리액 배관으로부터 토출 부재에 공급되는 처리액의 온도가, 토출 부재의 온도보다도 높기 때문에, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이 토출 부재에 공급되면, 토출 부재의 온도가 상승한다. 토출 부재는, 냉각 물질에 의해 냉각되어, 원래의 온도(고온 처리액 배관으로부터의 처리액이 공급되기 전의 온도)에 가까워진다. 이 때문에, 고온 처리액 배관으로부터의 처리액이, 다시 토출 부재에 공급되었을 때에, 이전과는 다른 온도의 처리액이 기판에 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 냉각 물질은, 고체여도 된다. 구체적으로는, 상기 냉각 구조는, 상기 토출 부재보다도 비열이 작은, 상기 냉각 물질로서의 냉각 부재를 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 냉각 부품의 비열이, 토출 부재보다도 작기 때문에, 토출 부재가 냉각 물질에 의해 확실하게 냉각된다. 이에 따라, 토출 부재의 온도가, 원래의 온도에 가까워진다.
또한, 상기 냉각 물질은, 액체(냉각액)여도 된다. 구체적으로는, 상기 냉각 물질 배치 공간은, 상기 냉각 물질로서의 냉각액을 저류하는 냉각액 저류 공간을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 냉각액 저류 공간은, 상기 냉각액이 충전된 밀폐 공간이어도 된다.
또한, 상기 냉각 물질이 액체(냉각액)인 경우, 상기 냉각 구조는, 상기 냉각액 저류 공간으로서의 냉각액 유로와, 상기 냉각액 유로에 접속되어 있고, 상기 냉각액 유로에 냉각액을 공급하는 냉각액 공급로와, 상기 냉각액 유로에 접속되어 있고, 상기 냉각액 유로 내의 냉각액을 배출하는 냉각액 배출로를 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 냉각액 저류 공간 내의 따뜻해진 냉각액이, 냉각액 배출로에 배출되어, 냉각액 공급로로부터의 냉각액으로 치환된다. 이 때문에, 토출 부재가, 냉각액 저류 공간 내의 냉각액에 의해 확실하게 냉각된다.
본 발명에 있어서의 전술의, 또는 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시 형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 내부를 수평 방향으로부터 본 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 처리 유닛에 구비된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 3A는 처리 유닛에 의해 행해지는 기판의 처리의 일예에 대하여 설명하기 위한 모식도이다.
도 3B는 처리 유닛에 의해 행해지는 기판의 처리의 일예에 대하여 설명하기 위한 모식도이다.
도 3C는 처리 유닛에 의해 행해지는 기판의 처리의 일예에 대하여 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 처리 유닛에 구비된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관련된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관련된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 관련된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 관련된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시 형태에 관련된 하면 노즐의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(1)에 구비된 처리 유닛(2)의 내부를 수평 방향으로부터 본 모식도이다.
기판 처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판(W)을 1장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치(1)는, 복수의 처리 유닛(2)과, 기판 처리 장치(1)에 구비된 장치나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치(3)를 포함한다.
처리 유닛(2)은, 도시하지 않은 격벽을 구비하는 쳄버(4)와, 쳄버(4) 내에서 기판(W)을 수평으로 유지하여 기판(W)의 중심을 통과하는 연직의 회전 축선(A1) 둘레로 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(5)과, 쳄버(4) 내에서 스핀 척(5)의 상방에 배치된 차단판(6)과, 쳄버(4) 내에서 스핀 척(5)을 둘러싸는 통형상의 컵(7)과, 기판(W)의 하면을 향해서 처리액을 토출하는 하면 노즐(8)을 포함한다.
스핀 척(5)은, 수평 자세로 유지된 원판상의 스핀 베이스(9)와, 스핀 베이스(9) 상에 배치된 복수의 척 핀(10)과, 스핀 베이스(9)의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 회전축(11)과, 스핀 베이스(9)의 중심을 통과하는 연직의 축선(회전 축선(A1)) 둘레로 스핀 베이스(9) 및 회전축(11)을 회전시키는 스핀 모터(12)를 포함한다. 스핀 척(5)은, 복수의 척 핀(10)을 기판(W)의 주단면에 접촉시킴으로써, 스핀 베이스(9)의 상방의 유지 위치(도 1에 도시하는 기판(W)의 위치)에서 기판(W)을 수평 자세로 유지(협지)한다. 또한, 스핀 척(5)은, 기판(W)을 유지하고 있는 상태에서 스핀 모터(12)에 의해 스핀 베이스(9) 및 회전축(11)을 회전시킨다. 이에 따라, 기판(W)이 회전 축선(A1) 둘레로 회전한다.
차단판(6)은, 기판(W)보다도 직경이 큰 원판상이다. 차단판(6)은, 상하 방향으로 연장되는 지지축(13)에 의해 수평 자세로 지지되어 있다. 차단판(6)의 중심 축선은, 회전 축선(A1) 상에 배치되어 있다. 차단판(6)의 하면은, 기판(W)의 상면과 평행하고, 기판(W)의 상면 전역에 대향하고 있다. 차단판(6)은, 지지축(13)을 통하여 차단판 승강 유닛(14)에 연결되어 있다. 차단판 승강 유닛(14)은, 차단판(6)의 하면이 기판(W)의 상면에 근접하는 근접 위치(도 3A∼도 3C에 도시하는 위치)와, 근접 위치의 상방에 설치된 퇴피 위치(도 1에 도시하는 위치)의 사이에서 차단판(6)을 승강시킨다.
지지축(13)은 통형상이다. 지지축(13)의 내부는, 차단판(6)의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍에 연통해 있다. 차단판(6) 및 지지축(13)은, 상하 방향으로 연장되는 상측 기체 유로(15)를 형성하고 있다. 처리 유닛(2)은, 상측 기체 밸브(16)가 장착된 상측 기체 배관(17)을 포함한다. 상측 기체 배관(17)은, 상측 기체 유로(15)에 접속되어 있다. 상측 기체 유로(15)의 하단(상측 기체 토출구)은, 차단판(6)의 하면 중앙부에서 개구하고 있다. 따라서, 상측 기체 밸브(16)가 열리면, 상측 기체 배관(17)으로부터 상측 기체 유로(15)에 공급된 기체가, 차단판(6)의 하면 중앙부로부터 하방으로 토출된다. 상측 기체 유로(15)에 공급되는 기체는, 예를 들면, 질소 가스이다. 기체는, 아르곤 등의 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 되고, 건조 공기나, 청정 공기 등의 다른 기체여도 된다.
컵(7)은, 스핀 척(5)을 둘러싸는 통형상의 내측 컵(18) 및 외측 컵(19)과, 스핀 척(5)을 둘러싸는 통형상의 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)와, 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)를 독립하여 승강시키는 가드 승강 유닛(22)을 포함한다. 내측 컵(18) 및 외측 컵(19)은, 상향으로 열린 환상의 홈을 형성하고 있다. 내측 컵(18) 및 외측 컵(19)은, 회수 장치 또는 폐액 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 내측 가드(20)의 상단부는, 회전 축선(A1)을 향해서 비스듬히 위로 연장되고, 내측 가드(20)의 하단부는, 내측 컵(18)의 상방에 배치되어 있다. 마찬가지로, 외측 가드(21)의 상단부는, 회전 축선(A1)을 향해서 비스듬하게 위로 연장되어 있고, 외측 가드(21)의 하단부는, 외측 컵(19)의 상방에 배치되어 있다. 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)의 상단의 내경은, 스핀 베이스(9)의 외경보다도 크다.
가드 승강 유닛(22)은, 가드의 상단이 기판(W)보다도 상방에 위치하는 상측 위치와, 가드의 상단이 기판(W)보다도 하방에 위치하는 하측 위치의 사이에서 각각의 가드를 승강시킨다. 도 1에서는, 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)의 양쪽이 하측 위치에 배치되어 있는 상태가 나타나 있다. 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)의 양쪽이 상측 위치에 배치되어 있는 상태에서는, 내측 가드(20)의 내면이 기판(W)의 주단면에 대향한다. 이 상태에서는, 기판(W)의 주위에 떨쳐진 처리액이, 내측 가드(20)의 내면에 의해 받아져, 내측 컵(18) 내로 안내된다. 또한, 내측 가드(20)가 하측 위치에 배치되어 있고, 외측 가드(21)가 상측 위치에 배치되어 있는 상태에서는, 외측 가드(21)의 내면이 기판(W)의 주단면에 대향한다. 이 상태에서는, 기판(W)의 주위에 떨쳐진 처리액이, 외측 가드(21)의 내면에 의해 받아져, 외측 컵(19) 내로 안내된다. 그리고, 내측 컵(18) 및 외측 컵(19) 내에 모여진 처리액은 회수 또는 폐기된다.
하면 노즐(8)은, 기판(W)의 하면을 향해서 처리액을 토출하는 토출부(23)와, 토출부(23)에 처리액을 공급하는 공급부(24)를 포함한다. 토출부(23) 및 공급부(24)는, 수지 등의 내약성을 가지는 재료에 의해 형성되어 있다. 이러한 재료로는, 예를 들면, PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), 및 PP(폴리프로필렌)를 들 수 있다.
토출부(23)는, 기판(W)의 하면과 스핀 베이스(9)의 상면의 사이에 배치되어 있다. 토출부(23)는, 기판(W)보다도 직경이 작은 원판상이다. 토출부(23)는, 수평 자세로 유지되어 있다. 토출부(23)의 상면은, 상하 방향으로 간격을 두고 기판(W)의 하면에 평행하게 대향하고 있다. 토출부(23)의 외주부는, 척 핀(10)의 내측(회전 축선(A1)측)에 배치되어 있고, 기판(W)의 하면 주연부에 상하 방향으로 대향하고 있다.
공급부(24)는, 토출부(23)의 중앙부로부터 하방으로 연장되어 있다. 토출부(23)는, 공급부(24)와 일체여도 되고, 공급부(24)와는 다른 부재여도 된다. 공급부(24)는, 회전 축선(A1)을 따라 상하 방향으로 연장되어 있다. 공급부(24)는, 상하 방향으로 연장되는 통형상이다. 공급부(24)는, 스핀 베이스(9) 및 회전축(11)을 상하 방향으로 관통하는 관통공 내에 삽입되어 있다. 스핀 베이스(9) 및 회전축(11)은, 직경 방향으로 간격을 두고 공급부(24)를 둘러싸고 있다. 따라서, 상하 방향으로 연장되는 통형상의 하측 기체 유로(25)가, 스핀 베이스(9) 및 회전축(11)과 공급부(24)의 사이에 형성되어 있다.
처리 유닛(2)은, 하측 기체 밸브(26)가 장착된 하측 기체 배관(27)을 포함한다. 하측 기체 배관(27)은, 하측 기체 유로(25)에 접속되어 있다. 하측 기체 유로(25)의 상단(하측 기체 토출구)은, 스핀 베이스(9)의 상면에서 개구하고 있다. 하측 기체 유로(25)의 상단은, 토출부(23)의 하방에 배치되어 있다. 하측 기체 밸브(26)가 열리면, 하측 기체 배관(27)으로부터 하측 기체 유로(25)에 공급된 기체가, 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터 상방으로 토출된다. 하측 기체 유로(25)에 공급되는 기체는, 예를 들면, 질소 가스이다. 기체는, 아르곤 등의 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 되고, 건조 공기나, 청정 공기 등의 다른 기체여도 된다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 처리 유닛(2)에 구비된 하면 노즐(8)의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다.
하면 노즐(8)은, 처리액이 유통하는 유로(28)와, 유로(28)로부터 공급된 처리액을 토출하는 복수의 토출구(29)를 포함한다. 유로(28)는, 토출부(23)의 내부에 설치된 제1 유로(33)와, 회전축(11)의 내부에 설치된 제2 유로(34)를 포함한다. 제2 유로(34)는, 회전 축선(A1)을 따라 상하 방향으로 연장되어 있다. 제1 유로(33)는, 회전 축선(A1) 상에서 제2 유로(34)에 접속되어 있다. 제1 유로(33)는, 토출부(23)의 중앙부로부터 토출부(23)의 외주부까지 확대되고, 토출부(23)의 외주부로부터 토출부(23)의 중앙부로 되돌아가도록 연장되어 있다. 도 2에서는, 제1 유로(33)가, 꺾긴 선 형상인 예가 나타나 있다.
복수의 토출구(29)는, 제1 유로(33)로부터 상방으로 연장되어 있다. 복수의 토출구(29)는, 토출부(23)의 상면에서 개구하고 있다. 복수의 토출구(29)는, 회전 축선(A1)으로부터의 거리(최단 거리)가 상이한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 가장 외측의 토출구(29a)는, 기판(W)의 하면 주연부에 대향하고 있고, 가장 내측의 토출구(29b)는, 기판(W)의 하면 중앙부에 대향하고 있다. 제1 유로(33)는, 회전 축선(A1)으로부터의 거리를 따라서 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구(29)에 순차적으로 접속되어 있다. 따라서, 복수의 토출구(29)는, 하류측의 토출구(29)일수록 회전 축선(A1)의 가까이에 배치되어 있다.
제1 유로(33)는, 복수의 토출구(29) 중 가장 외측의 토출구(29a)보다도 상류측에 배치되어 있고, 회전 축선(A1)으로부터 토출부(23)의 외단부(외주부)까지 연장되는 상류부(35)와, 상류부(35)에 접속되어 있고, 상류부(35)와 동일 평면 상에 배치된 하류부(36)를 포함한다. 제1 유로(33)는, 유로(28) 내에서의 처리액의 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구(29)를 연결하는 직선(L1)과는 다른 경로를 통하여 2개의 토출구(29)의 한쪽으로부터 다른쪽으로 연장되어 있다. 복수의 토출구(29)는, 서로 다른 반경 상에 배치되어 있다. 따라서, 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구(29)는, 서로 다른 반경 상에 배치되어 있다. 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구(29)의 직경 방향으로의 간격은, 일정해도 되고, 달라도 된다.
처리 유닛(2)은, 약액 밸브(37)가 장착된 약액 배관(38)과, 약액 배관(38)에 공급되는 약액을 실온(20∼30℃)보다도 고온으로 가열하는 히터(39)와, 린스액 밸브(40)가 장착된 린스액 배관(41)을 포함한다. 약액 배관(38) 및 린스액 배관(41)은, 유로(28)에 접속되어 있다. 약액 밸브(37)가 열리면, 히터(39)에 의해 온도 조절된 실온보다도 고온의 약액이 약액 배관(38)으로부터 유로(28)에 공급된다. 또한, 린스액 밸브(40)가 열리면, 실온의 린스액이 린스액 배관(41)으로부터 유로(28)에 공급된다.
하면 노즐(8)에 공급되는 약액은, 예를 들면 불산(불화수소산)이며, 하면 노즐(8)에 공급되는 린스액은, 예를 들면 순수(탈이온수:Deionzied Water)이다. 약액은, 불산에 한정되지 않고, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들면 구연산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들면, TMAH: 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1개를 포함하는 액이어도 된다. 예를 들면, BHF(HF와 NH4F를 포함하는 혼합액), 불질산(HF와 HNO3을 포함하는 혼합액), SC-1(NH4OH와 H2O2을 포함하는 혼합액), SC-2(HCl과 H2O2을 포함하는 혼합액), 및 TMAH 중 어느 하나가, 하면 노즐(8)에 공급되어도 된다. 또한, 린스액은, 순수에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도(예를 들면, 10∼100ppm 정도)의 염산수 중 어느 하나여도 된다.
약액 밸브(37)가 열리면, 실온보다도 고온의 약액이, 제2 유로(34)를 통하여 제1 유로(33)에 공급된다. 제1 유로(33)에 공급된 약액은, 제1 유로(33)의 하류단을 향해서 제1 유로(33) 내를 흐른다. 제1 유로(33)가 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구(29)에 접속되어 있으므로, 제1 유로(33)에 공급된 약액은, 가장 외측의 토출구(29a)에 공급되고, 가장 외측의 토출구(29a)보다도 하류측으로 이동한 약액이, 외측으로부터 2번째의 토출구(29)에 공급된다. 그리고, 외측으로부터 2번째의 토출구(29)보다도 하류측으로 이동한 약액이, 외측으로부터 3번째의 토출구(29)에 공급되고, 외측으로부터 3번째의 토출구(29)보다도 하류측으로 이동한 약액이, 가장 내측의 토출구(29b)에 공급된다. 이와 같이, 제1 유로(33)에 공급된 약액은, 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구(29)에 공급된다.
복수의 토출구(29)에 공급된 약액은, 각 토출구(29)로부터 기판(W)의 하면을 향해서 상방으로 토출된다. 기판(W)의 하면에 착액한 약액은, 그 기세로 기판(W)의 하면 내를 방사상으로 퍼진다. 또한, 기판(W)이 회전하고 있는 상태에서 약액이 각 토출구(29)로부터 토출되면, 기판(W)의 하면에 착액한 약액은, 착액 위치로부터 직경 방향 외방으로 퍼짐과 더불어, 회전 방향의 하류측을 향해서 착액 위치로부터 주방향으로 퍼진다. 이에 따라, 각 토출구(29)로부터 토출된 약액이, 착액 위치보다 외측의 영역에 공급된다. 가장 외측의 토출구(29a)는, 기판(W)의 하면 주연부에 대향하고 있고, 가장 내측의 토출구(29b)는, 기판(W)의 하면 중앙부에 대향하고 있다. 이 때문에, 복수의 토출구(29)로부터 약액이 토출되면, 기판(W)의 하면 전역에 약액이 공급된다.
토출부(23)에 공급되는 약액의 온도가 실온보다도 고온인 것에 대하여, 토출부(23)가 실온이므로, 제1 유로(33)에 공급된 약액은, 제1 유로(33) 내를 흐르는 동안에 점차 온도가 저하된다. 이 때문에, 외측의 토출구(29)에 공급되는 약액보다도 저온의 약액이, 내측의 토출구(29)에 공급된다. 따라서, 기판(W)의 하면 내에 있는 영역에 공급되는 약액의 온도는, 그 영역보다도 내측의 영역에 공급되는 약액의 온도보다도 높다. 전술과 같이, 각 토출구(29)로부터 토출된 약액은, 기판(W)의 하면 내에서 퍼진다. 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구(29)는, 서로 다른 반경 상에 배치되어 있다. 이 때문에, 기판(W)의 하면에 착액한 직후의 약액끼리, 기판(W)의 하면 내에서 서로 섞이는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 린스액 밸브(40)가 열리면, 실온의 린스액이, 제2 유로(34)를 통하여 제1 유로(33)에 공급된다. 제1 유로(33)에 공급된 린스액은, 약액과 마찬가지로, 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구(29)에 공급된다. 이에 따라, 린스액이 각 토출구(29)로부터 기판(W)의 하면을 향해서 상방으로 토출되어, 기판(W)의 하면 전역에 린스액이 공급된다. 실온보다 고온의 약액이 제1 유로(33)에 공급된 후는, 토출부(23)의 온도가 상승한다. 따라서, 약액이 제1 유로(33)에 공급된 후에, 실온의 린스액이 제1 유로(33)에 공급되면, 토출부(23)의 온도가 저하되어 실온에 가까워진다. 이 때문에, 실온보다 고온의 약액이 다시 제1 유로(33)에 공급되었을 때에, 이전보다도 고온의 약액이, 기판(W)의 하면에 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 따라, 기판(W)에 공급되는 약액 온도의 재현성을 높일 수 있다.
스핀 척(5)에 유지되는 기판(W)의 직경이 300mm이며, 스핀 베이스(9)의 상면과 기판(W)의 하면 사이의 클리어런스가, 10mm인 경우, 토출부(23)의 외경은, 예를 들면 290mm이며, 토출부(23)의 두께는, 예를 들면 6mm이다. 또한, 이 경우, 제1 유로(33)의 직경은 4mm이다. 또한, 이 경우, 회전 축선(A1)으로부터 4개의 토출구(29)까지의 거리는, 예를 들면, 4mm, 50mm, 90mm, 130mm이다. 기판(W)의 직경이 300mm이며, 스핀 척(5)에 의한 기판(W)의 회전 속도가 10∼1500rpm의 범위 내인 경우, 회전 축선(A1)으로부터 가장 외측의 토출구(29a)까지의 거리는, 130mm 이하인 것이 바람직하다. 즉, 가장 외측의 토출구(29a)까지의 거리가 130mm을 초과하면, 가장 외측의 토출구(29a)로부터 기판(W)의 하면에 공급된 처리액이, 기판(W)의 전체 둘레로 퍼지기 전에 기판(W)의 주위에 비산할 수 있다. 따라서, 가장 외측의 토출구(29a)까지의 거리를 130mm 이하로 설정함으로써, 가장 외측의 토출구(29a)로부터 토출된 처리액을 기판(W)의 전체 둘레로 퍼지도록 할 수 있다.
도 3A, 도 3B, 및 도 3C는, 처리 유닛(2)에 의해 행해지는 기판(W) 처리의 일예에 대하여 설명하기 위한 모식도이다. 이하에서는, 질화막(예를 들면, SiN)이 형성된 기판(W)의 이면에 불산을 공급함으로써, 질화막을 에칭할 때의 처리의 일예에 대하여 설명한다. 기판(W)에 공급되는 불산의 온도의 일예는, 50℃이며, 불산의 농도의 일예는 49%이다. 또한, 기판(W)으로의 불산의 공급 유량의 일예는 2L/min이다.
기판(W)이 처리될 때에는, 쳄버(4) 내에 기판(W)을 반입하는 반입 공정이 행해진다. 구체적으로는, 제어 장치(3)는, 차단판(6)을 퇴피 위치에 위치시키고, 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)를 하측 위치에 위치시킨다. 이 상태에서, 제어 장치(3)는, 반송 로봇에 의해 쳄버(4) 내에 기판(W)을 반입시킨다. 그 후, 제어 장치(3)는, 반송 로봇에 의해, 이면이 아래로 향한 기판(W)의 하면 주연부를 척 핀(10) 상에 재치시킨다. 그리고, 제어 장치(3)는, 척 핀(10)에 의해 기판(W)을 유지시킨다. 제어 장치(3)는, 스핀 척(5) 상에 기판(W)이 재치된 후, 반송 로봇을 쳄버(4)로부터 퇴피시킨다.
다음에, 도 3A에 도시하는 바와 같이, 약액의 일예인 불산을 기판(W)의 하면에 공급하는 약액 처리 공정이 행해진다. 구체적으로는, 제어 장치(3)는, 스핀 척(5)을 제어하고, 기판(W)을 회전 축선(A1) 둘레로 소정의 회전 속도(예를 들면, 1250rpm)로 회전시킨다. 또한, 제어 장치(3)는, 차단판 승강 유닛(14)을 제어하여, 차단판(6)을 근접 위치로 이동시킨다. 또한, 제어 장치(3)는, 컵(7) 승강 유닛을 제어하여, 외측 가드(21)를 상측 위치로 이동시킨다. 이 상태에서, 제어 장치(3)는, 상측 기체 밸브(16) 및 하측 기체 밸브(26)를 열고, 차단판(6)의 하면 중앙부 및 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터 기체의 일예인 질소 가스를 토출시킨다. 그 후, 제어 장치(3)는, 약액 밸브(37)를 열고, 하면 노즐(8)로부터 불산을 토출시킨다. 그리고, 약액 밸브(37)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치(3)는, 약액 밸브(37)를 닫고, 하면 노즐(8)로부터의 불산의 토출을 정지시킨다.
차단판(6)의 하면 중앙부로부터 토출된 질소 가스는, 기판(W)의 상면과 차단판(6)의 하면 사이의 공간에서 외방으로 확산된다. 이에 따라, 질소 가스가, 기판(W)과 차단판(6) 사이에 충만한다. 마찬가지로, 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터 토출된 질소 가스는, 기판(W)의 하면과 스핀 베이스(9)의 상면 사이의 공간에서 외방으로 확산된다. 이에 따라, 질소 가스가, 기판(W)과 스핀 베이스(9) 사이에 충만된다. 따라서, 복수의 토출구(29)로부터 토출된 불산은, 질소 가스 분위기 중에서 기판(W)의 하면에 공급된다. 그리고, 기판(W)의 하면에 공급된 불산은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 주위에 떨쳐진다. 기판(W)의 주위에 떨쳐진 불산은, 외측 가드(21)에 의해 받아진 후, 회수된다. 이와같이 하여, 기판(W)의 하면 전역에 불산이 공급되어, 기판(W)의 이면에 형성된 질화막이 균일하게 에칭된다.
다음에, 도 3B에 도시하는 바와 같이, 린스액의 일예인 순수를 기판(W)의 하면에 공급하는 린스 공정이 행해진다. 구체적으로, 제어 장치(3)는, 기판(W)이 소정의 회전 속도(예를 들면, 1250rpm)로 회전하고 있고, 차단판(6)이 근접 위치에 배치되어 있는 상태에서, 컵(7) 승강 유닛을 제어하여, 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)의 양쪽을 상측 위치에 위치시킨다. 이에 따라, 내측 가드(20)의 내면이 기판(W)의 주단면에 대향한다. 이 상태에서, 제어 장치(3)는, 린스액 밸브(40)를 열고, 하면 노즐(8)로부터 순수를 토출시킨다. 따라서, 차단판(6)의 하면 중앙부 및 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터 질소 가스가 토출되어 있는 상태에서, 하면 노즐(8)로부터 순수가 토출된다. 그리고, 린스액 밸브(40)가 열리고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치(3)는, 린스액 밸브(40)를 닫고, 하면 노즐(8)로부터의 순수의 토출을 정지시킨다.
불산과 마찬가지로, 차단판(6)이 근접 위치에 배치되어 있고, 차단판(6)의 하면 중앙부로부터 질소 가스가 토출되어 있으므로, 질소 가스가, 기판(W)과 차단판(6)의 사이에 충만되어 있다. 마찬가지로, 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터 질소 가스가 토출되어 있으므로, 질소 가스가, 기판(W)과 스핀 베이스(9)의 사이에 충만되어 있다. 이 때문에, 복수의 토출구(29)로부터 토출된 순수는, 질소 가스 분위기 중에서 기판(W)의 하면에 공급된다. 그리고, 기판(W)의 하면에 공급된 순수는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 기판(W)의 주위에 떨쳐진다. 기판(W)의 주위에 떨쳐진 순수는, 내측 가드(20)에 의해 받아진 후, 폐기된다. 이와같이 하여, 기판(W)의 하면 전역에 순수가 공급된다. 이 때문에, 기판(W)의 하면에 부착되어 있는 불산이 순수에 의해 씻겨진다.
다음에, 도 3C에 도시하는 바와 같이, 기판(W)을 건조시키는 건조 공정이 행해진다. 구체적으로, 제어 장치(3)는, 차단판(6)이 근접 위치에 배치되어 있는 상태에서, 컵(7) 승강 유닛을 제어하여, 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)의 양쪽을 하측 위치에 위치시킨다. 이에 따라, 내측 가드(20) 및 외측 가드(21)의 상단이, 기판(W)보다도 하방에 배치된다. 이 상태에서, 제어 장치(3)는, 스핀 척(5)을 제어하여, 기판(W)의 회전을 가속시킨다. 따라서, 기판(W)은, 차단판(6)의 하면 중앙부 및 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터 질소 가스가 토출되어 있는 상태에서, 고회전 속도(예를 들면 2500rpm)로 회전한다. 이 때문에, 기판(W)의 하면에 부착되어 있는 순수는, 기판(W)의 고속 회전에 의해 기판(W)의 주위에 떨쳐진다. 이에 따라, 순수가 기판(W)으로부터 제거되고, 기판(W)이 질소 가스 분위기 중에서 건조된다. 이 때문에, 워터마크의 발생이 저감된다.
다음에, 쳄버(4) 내로부터 기판(W)을 반출하는 반출 공정이 행해진다. 구체적으로, 제어 장치(3)는, 스핀 척(5)을 제어하여, 스핀 척(5)의 회전을 정지시킨다. 또한, 제어 장치(3)는, 상측 기체 밸브(16) 및 하측 기체 밸브(26)를 닫고, 차단판(6)의 하면 중앙부 및 스핀 베이스(9)의 상면 중앙부로부터의 질소 가스의 토출을 정지시킨다. 또한, 제어 장치(3)는, 차단판 승강 유닛(14)을 제어하여, 차단판(6)을 근접 위치로부터 퇴피 위치까지 상승시킨다. 이 상태에서, 제어 장치(3)는, 반송 로봇을 쳄버(4) 내에 진입시킨다. 그 후, 제어 장치(3)는, 반송 로봇에 의해 스핀 척(5) 상의 기판(W)을 유지시킨다. 그리고, 제어 장치(3)는, 반송 로봇을 쳄버(4) 내로부터 퇴피시킨다. 이에 따라, 쳄버(4) 내로부터 기판(W)이 반출된다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 하면 노즐(8)이, 회전 축선(A1)으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된 복수의 토출구(29)와, 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구(29)에 순차적으로 접속된 유로(28)를 포함한다. 약액 배관(38)으로부터의 약액은, 유로(28)에 공급된다. 그리고, 유로(28)에 공급된 약액은, 외측으로부터 내측의 순서로 복수의 토출구(29)에 순차적으로 공급된다. 약액의 온도가, 하면 노즐(8)의 온도보다도 높기 때문에, 유로(28)를 흐르는 약액의 온도는, 유로(28) 내에서의 체재 시간의 증가에 따라 점차 저하된다. 이 때문에, 외측의 토출구(29)에 공급된 약액보다도 저온의 약액이, 그 내측의 토출구(29)에 공급된다. 바꿔 말하면, 내측의 토출구(29)에 공급된 약액보다도 고온의 약액이, 그 외측의 토출구(29)에 공급된다.
외측의 토출구(29)로부터 토출된 약액은, 그 내측의 토출구(29)로부터 토출된 약액이 공급되는 영역보다도 외측의 영역(기판(W) 내의 영역)에 공급된다. 외측의 토출구(29)에는, 그 내측의 토출구(29)에 공급되는 약액보다도 고온의 약액이 공급된다. 따라서, 기판(W)에 공급되는 약액의 온도는, 회전 축선(A1)으로부터 멀어짐에 따라서 높아진다. 기판(W) 상에서의 약액의 온도는, 회전 축선(A1)으로부터 멀어짐에 따라서 저하된다. 이 때문에, 내측의 영역에 공급되는 약액보다도 고온의 약액을 그 외측의 영역에 공급함으로써, 기판(W) 상에서의 약액의 온도를 면내 전역에서 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 처리의 균일성을 높일 수 있다. 또한, 공통의 유로(28)로부터 복수의 토출구(29)에 약액이 공급되므로, 토출구(29)마다 유로가 설치되어 있는 경우보다도, 하면 노즐(8)의 구조를 간소하게 할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 제2실시 형태에 관련된 처리 유닛(2)에 구비된 하면 노즐(208)의 상면 및 종단면을 나타내는 모식도이다. 이 도 4에 있어서, 전술의 도 1∼도 3에 나타난 각 부와 동등한 구성 부분에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 관련된 하면 노즐(208)은, 제1 실시 형태에 관련된 하면 노즐(8)의 구성에 추가하여, 냉각 구조(42)를 구비하고 있다.
냉각 구조(42)는, 토출부(23)보다도 비열이 작은 냉각 부재(43)를 포함한다. 냉각 부재(43)는, 토출부(23)의 내부에 설치된 배치 공간(44)에 배치되어 있다. 따라서, 냉각 부재(43)는, 토출부(23) 내에 충전되어 있다. 토출부(23)가 수지로 형성되어 있는 경우, 냉각 부재(43)의 적어도 일부는, 금속에 의해 형성되어 있다. 고온의 약액 공급에 의해 토출부(23)의 온도가 상승하면, 토출부(23)가, 냉각 부재(43)에 의해 냉각된다. 이 때문에, 약액 배관(38)으로부터의 고온의 약액이, 다시 토출부(23)에 공급되었을 때에, 이전과는 다른 온도의 약액이 기판(W)에 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이에 따라, 온도의 재현성을 높일 수 있어, 처리의 안정성을 높일 수 있다.
또한, 냉각 구조(42)는, 토출부(23)의 내부에 설치된 냉각액 저류 공간(45)을 포함한다. 냉각액 저류 공간(45)은, 냉각액이 충전된 밀폐 공간이다. 냉각액은, 순수 등의 물을 포함하는 액체여도 되고, 물을 포함하는 액체 이외의 액체여도 된다. 냉각액의 온도는, 실온으로 유지되어 있다. 실온보다도 고온의 약액이, 약액 배관(38)으로부터 토출부(23)에 공급되어, 토출부(23)의 온도가 상승하면, 토출부(23)가, 냉각액 저류 공간(45) 내의 냉각액에 의해 냉각된다. 이 때문에, 약액 배관(38)으로부터의 고온의 약액이, 다시 토출부(23)에 공급되었을 때에, 이전과는 다른 온도의 약액이 기판(W)에 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한, 냉각 구조(42)는, 토출부(23)의 내부에 설치된 냉각액 유로(46)와, 냉각액 유로(46)에 냉각액을 공급하는 냉각액 공급로(47)와, 냉각액 유로(46) 내의 냉각액을 배출하는 냉각액 배출로(48)를 포함한다. 냉각액 유로(46)는, 토출부(23)의 내부에 설치되어 있다. 냉각액 유로(46)는, 제1 유로(33)를 따라 연장되어 있다. 냉각액 공급로(47)는, 냉각액 유로(46)의 상류단에 접속되어 있고, 냉각액 배출로(48)는, 냉각액 유로(46)의 하류단에 접속되어 있다. 냉각액 공급로(47) 및 냉각액 배출로(48)는, 공급부(24)의 내부에 설치되어 있다. 냉각액 공급로(47) 및 냉각액 배출로(48)는, 상하 방향으로 연장되어 있다.
냉각액 공급로(47)는, 냉각액 배관(49)에 접속되어 있다. 냉각액 배관(49)은, 약액 배관(38)으로부터 유로(28)에 공급되는 약액의 온도보다도 낮은 일정한 온도로 조정된 냉각액을 냉각액 공급로(47)에 공급한다. 냉각액 배관(49)으로부터 냉각액 공급로(47)에 공급되는 냉각액의 온도는, 기판 처리 장치(1)에 공급되기 전에 조정되어도 되고, 냉각액 배관(49)에 장착된 온도 조정기(50)(히터 또는 쿨러)에 의해 조정되어도 된다. 또한, 냉각액의 온도는, 실온 이상이어도 되고, 실온 미만이어도 된다. 냉각액의 온도의 일예는, 예를 들면, 24∼60℃이다. 냉각액 공급로(47)에 공급된 냉각액은, 냉각액 공급로(47)로부터 냉각액 유로(46)에 공급되고, 냉각액 유로(46)로부터 냉각액 배출로(48)에 배출된다. 냉각액은, 항상, 냉각액 공급로(47)에 공급된다. 따라서, 토출부(23)의 온도는, 냉각액의 온도로 유지된다. 이 때문에, 약액 배관(38)으로부터의 고온의 약액이, 다시 토출부(23)에 공급되었을 때에, 이전과는 다른 온도의 약액이 기판(W)에 공급되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 실시 형태의 설명은 이상이지만, 본 발명은, 전술의 제1 및 제2 실시 형태의 내용에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 기재된 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 제1 유로(33)의 상류부(35) 및 하류부(36)가, 동일한 평면 상에 배치되어 있는 경우에 대하여 설명했는데, 도 5에 도시하는 하면 노즐(308)과 같이, 상류부(35) 및 하류부(36)는, 서로 다른 평면 상에 배치되어 있어도 된다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 제1 유로(33)가, 꺾긴 선 형상인 경우에 대하여 설명했는데, 도 6에 도시하는 하면 노즐(408)과 같이, 제1 유로(33)는, 곡선상이어도 된다. 또한, 도 7에 도시하는 하면 노즐(508)과 같이, 제1 유로(33)는, 하류측을 향해서 주방향으로 연장되면서 회전 축선(A1)에 가까운 나선상이어도 된다. 이 경우, 상류부(35) 및 하류부(36)는, 도 6에 도시하는 바와 같이 동일 평면 상에 배치되어 있어도 되고, 도 7에 도시하는 바와 같이 서로 다른 평면 상에 배치되어도 된다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 하면 노즐(8)의 토출부(23)가, 원판상인 경우에 대하여 설명했는데, 도 8에 도시하는 하면 노즐(608)과 같이, 토출부(23)는, 회전 축선(A1)으로부터 직경 방향 외방으로 연장되는 봉형상이어도 된다. 마찬가지로, 도 9에 도시하는 하면 노즐(708)과 같이, 토출부(23)는, 회전 축선(A1)으로부터 직경 방향 외방으로 연장되는 봉형상이어도 된다. 이 경우, 상류부(35) 및 하류부(36)는, 도 8에 도시하는 바와 같이 동일 평면 상에 배치되어도 되고, 도 9에 도시하는 바와 같이 서로 다른 평면 상에 배치되어도 된다. 또한, 하류부(36)는, 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구(29)를 연결하는 직선을 따라 연장되어 있어도 된다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 유로(28)와 복수의 토출구(29)가, 하면 노즐(8)에 설치되어 있는 경우에 대하여 설명했는데, 유로(28)가, 차단판(6)의 내부에 설치되어 있고, 복수의 토출구(29)가, 차단판(6)의 하면에서 개구하고 있어도 된다. 즉, 유로(28) 및 복수의 토출구(29)는, 하면 노즐(8) 및 차단판(6) 중 어느 한쪽에만 설치되어 있어도 되고, 하면 노즐(8) 및 차단판(6)의 양쪽에 설치되어 있어도 된다. 유로(28)와 복수의 토출구(29)가 차단판(6)에 설치되는 경우, 유로(28)의 형상은, 도 2, 도 5, 도 6, 및 도 7 중 어느 하나에 나타나는 형상이어도 된다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 실온보다도 고온의 약액이, 유로(28)에 공급되는 경우에 대하여 설명했는데, 약액 이외의 고온의 처리액이, 유로(28)에 공급되어도 된다. 예를 들면, 실온보다도 고온의 순수가, 유로(28)에 공급되어도 된다. 순수의 온도가 낮아지면, 순수의 치환 능력이 저하되는 경우가 있으므로, 기판(W) 상에서의 순수의 온도를 면내 전역에서 균일하게 함으로써, 기판(W) 상의 처리액을 균일하게 순수로 치환할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 냉각 구조(42)가, 냉각 부재(43), 냉각액 저류 공간(45), 및 냉각액 유로(46)를 구비하고 있는 경우에 대하여 설명했는데, 냉각 부재(43), 냉각액 저류 공간(45), 및 냉각액 유로(46) 중 1개 또는 2개가 생략되어도 된다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(1)가, 원판상의 기판(W)을 처리하는 장치인 경우에 대하여 설명했는데, 기판 처리 장치(1)는, 액정 표시 장치용 기판 등의 다각형 기판(W)을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했는데, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 명확하게 하기 위하여 이용된 구체적 예에 불과하고, 본 발명은 이 구체적 예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부의 청구 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2012년3월29일에 일본국 특허청에 제출된 특원 2012-078181호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 기재되는 것으로 한다.
1: 기판 처리 장치 3: 제어 장치
5: 스핀 척(기판 유지 수단)
6: 차단판(토출 부재, 하향 토출 부재)
8: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
12: 스핀 모터(기판 회전 수단) 28:유로
29:복수의 토출구 35:상류부
36:하류부 37: 약액 밸브(전환 장치)
38: 약액 배관(고온 처리액 배관) 40:린스액 밸브(전환 장치)
41: 린스액 배관(저온 처리액 배관) 42: 냉각 구조(냉각 구조)
43: 냉각 부재(냉각 물질) 44: 배치 공간(냉각 물질 배치 공간)
45: 냉각액 저류 공간 46: 냉각액 유로(냉각액 저류 공간)
47: 냉각액 공급로 48:냉각액 배출로
208: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
308: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
408: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
508: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
608: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
708: 하면 노즐(토출 부재, 상향 토출 부재)
A1: 회전 축선 W : 기판

Claims (12)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 수단과,
    기판을 통과하는 연직의 회전 축선 둘레로 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을 회전시키는 기판 회전 수단과,
    상기 회전 축선으로부터의 거리가 상이한 복수의 위치에 각각 배치된 복수의 토출구와, 외측으로부터 내측의 순서로 상기 복수의 토출구에 순차적으로 접속된 유로를 포함하고, 상기 유로로부터 상기 복수의 토출구에 공급된 처리액을 상기 복수의 토출구로부터 상기 기판을 향해서 토출하는 토출 부재와,
    상기 토출 부재보다도 고온의 처리액을 상기 유로에 공급하는 고온 처리액 배관을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 토출 부재는, 상기 기판 유지 수단에 의한 기판의 유지 위치의 하방에 배치된 상향 토출 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 토출구는, 서로 다른 회전 반경 상에 배치되어 있고, 상기 유로 내에서의 처리액의 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로는, 상기 유로 내에서의 처리액의 유통 방향으로 인접하는 2개의 토출구를 연결하는 직선과는 다른 경로를 통하여 상기 2개의 토출구의 한쪽으로부터 다른쪽으로 연장되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로는, 상기 복수의 토출구 중 가장 외측의 토출구보다도 상류측에 배치되어 있고, 상기 회전 축선으로부터 상기 토출 부재의 외단부까지 연장되는 상류부와, 상기 상류부에 접속되어 있고, 상기 상류부와 동일 평면 상에 배치된 하류부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로는, 상기 복수의 토출구 중 가장 외측의 토출구보다도 상류측에 배치되어 있고, 상기 회전 축선으로부터 상기 토출 부재의 외단부까지 연장되는 상류부와, 상기 상류부에 접속되어 있고, 상기 상류부와는 다른 평면 상에 배치된 하류부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고온 처리액 배관으로부터 상기 유로에 공급되는 처리액보다도 저온의 처리액을 상기 유로에 공급하는 저온 처리액 배관과,
    처리액이 상기 고온 처리액 배관 및 저온 처리액 배관 중 어느 한쪽으로부터 상기 유로에 선택적으로 공급되도록 상기 고온 처리액 배관 및 저온 처리액 배관의 내부를 개폐가능한 전환 장치와,
    상기 전환 장치를 제어함으로써, 상기 고온 처리액 배관으로부터의 처리액을 상기 유로에 공급하는 고온 처리액 공급 공정과, 상기 고온 처리액 공급 공정의 후에, 상기 저온 처리액 배관으로부터의 처리액을 상기 유로에 공급하는 저온 처리액 공급 공정을 실행하는 제어 장치를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출 부재의 내부에 설치되어 있고, 상기 토출 부재를 냉각하는 냉각 물질이 배치되는 냉각 물질 배치 공간을 포함하는 냉각 구조를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉각 구조는, 상기 토출 부재보다도 비열이 작은, 상기 냉각 물질로서의 냉각 부재를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각 물질 배치 공간은, 상기 냉각 물질로서의 냉각액을 저류하는 냉각액 저류 공간을 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 냉각액 저류 공간은, 상기 냉각액이 충전된 밀폐 공간인, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 냉각 구조는, 상기 냉각액 저류 공간으로서의 냉각액 유로와, 상기 냉각액 유로에 접속되어 있고, 상기 냉각액 유로에 냉각액을 공급하는 냉각액 공급로와, 상기 냉각액 유로에 접속되어 있고, 상기 냉각액 유로 내의 냉각액을 배출하는 냉각액 배출로를 포함하는, 기판 처리 장치.

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