KR20150113845A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 제조비용이나 장치비용의 증가 및 수율의 저하를 억지하면서, 기판에 대한 처리액의 피복성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)의 피처리면에 처리액을 토출하는 노즐(11)과, 그 노즐(11)에 의해 토출된 처리액을 그 진행 방향을 굴곡시켜 기판(W)의 피처리면에 입사시키는 환상의 경사면(15)으로서, 그 환상으로 연장되는 방향을 따라 경사 각도가 변화되는 경사면(진로 굴곡면)(15)을 갖는 진로 굴곡부(6c)와, 기판(W)의 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 위치를 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키는 위치 변경부로서 기능하는 굴곡 회전 기구(7b) 또는 노즐 회전 기구(7c)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATMENT DEVICE AND SUBSTRATE TREATMENT METHOD}
본 발명의 실시형태는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
기판 처리 장치는, 반도체나 액정 패널 등의 제조 공정에 있어서, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판의 표면에 처리액(예컨대, 레지스트 박리액이나 세정액 등)을 공급하여 기판 표면을 처리하는 장치이다. 이 기판 처리 장치 중에는, 기판을 수평 상태로 회전시켜 기판 표면의 거의 중앙에 처리액을 노즐로부터 공급하고, 그 처리액을 원심력에 의해 기판 표면으로 확산시키는 스핀 처리를 행하는 장치가 개발되고 있다. 또한, 그 회전하는 기판의 표면에 덧붙여 기판의 이면에 처리액을 노즐로부터 분사하여 공급하고, 기판의 양면을 처리하는 장치도 개발되고 있다.
일본 특허 공개 제2005-217138호 공보
그러나, 기판이 대형화하면, 기판에 대한 처리액의 피복성이 저하되지만, 단순히 처리액을 늘리는 것은 제조비용의 증가로 이어진다. 또한, 기판에 대한 처리액의 피복성을 향상시키기 위해서, 기판의 이면을 따라 노즐을 이동시키는 경우에는, 그 이동 기구가 필요해지기 때문에, 장치의 복잡화에 따라 장치비용이 증가한다. 또한, 처리 중에 이동 기구에 의해 노즐이 이동하게 되기 때문에, 티끌이나 먼지 등이 발생하여 수율이 저하된다. 이들로부터, 제조비용이나 장치비용의 증가 및 수율의 저하를 억지하면서, 기판에 대한 처리액의 피복성을 향상시키는 것이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 제조비용이나 장치비용의 증가 및 수율의 저하를 억지하면서, 기판에 대한 처리액의 피복성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 피처리면에 처리액을 토출하는 노즐과, 노즐에 의해 토출된 처리액을 그 진행 방향을 굴곡시켜 피처리면에 입사시키는 환상(環狀)의 경사면으로서, 그 환상으로 연장되는 방향을 따라 경사 각도가 변화되는 진로 굴곡면을 갖는 진로 굴곡부와, 진로 굴곡면에 대한 처리액의 입사 위치를 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키는 위치 변경부를 구비한다.
실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 기판의 피처리면에 처리액을 노즐에 의해 토출하는 공정과, 노즐에 의해 토출된 처리액을, 그 진행 방향을 진로 굴곡부의 환상의 경사면으로서 그 환상으로 연장되는 방향을 따라 경사 각도가 변화되는 진로 굴곡면에 의해 굴곡시켜 피처리면에 입사시키는 공정과, 진로 굴곡면에 대한 처리액의 입사 위치를 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키는 공정을 갖는다.
본 발명에 따르면, 제조비용이나 장치비용의 증가 및 수율의 저하를 억지하면서, 기판에 대한 처리액의 피복성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 일부(회전 기구 및 제2 처리액 공급부)의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면(제1 예)을 도시한 평면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면에 의한 처리액의 진로 변화를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 테이블 회전 각도와 이면 토출액 공급 위치의 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면(제2 예)을 도시한 평면도이다.
도 7은 제2 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면(제3 예)을 도시한 평면도이다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면에 의한 처리액의 진로 변화를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 테이블 회전 각도와 이면 토출액 공급 위치의 관계를 도시한 그래프이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면(제4 예)을 도시한 평면도이다.
도 12는 제1 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면의 변형례를 설명하기 위한 설명도이다.
도 13은 제2 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 경사면의 변형례를 설명하기 위한 설명도이다.
도 14는 제2 실시형태에 따른 진로 굴곡부의 변형례를 설명하기 위한 설명도이다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 처리실이 되는 처리 박스(2)와, 그 처리 박스(2) 내에 설치된 컵(3)과, 그 컵(3) 내에서 기판(W)을 수평 상태로 지지하는 테이블(4)과, 그 테이블(4) 상의 기판(W)의 표면(제1 피처리면)에 처리액을 공급하는 제1 처리액 공급부(5)와, 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면(제2 피처리면)에 처리액을 공급하는 제2 처리액 공급부(6)와, 테이블(4) 등을 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(7)와, 각부를 제어하는 제어부(8)를 구비하고 있다.
컵(3)은, 원통 형상으로 형성되어 있고, 테이블(4)을 주위로부터 둘러싸 내부에 수용한다. 컵(3)의 둘레벽의 상부는 직경 방향의 내측을 향해 경사져 있고, 테이블(4) 상의 기판(W)이 노출되도록 개구되어 있다. 이 컵(3)은, 회전하는 기판(W) 상에서 흘러내린 처리액 혹은 비산된 처리액을 수취한다. 또한, 컵(3)의 바닥부에는, 수취한 처리액을 배출하기 위한 배출관(도시하지 않음)이 접속되어 있다.
테이블(4)은, 컵(3) 내의 중앙 부근에 위치되고, 수평면 내에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 테이블(4)은, 핀 등의 지지 부재(4a)를 복수 갖고 있고, 이들 지지 부재(4a)에 의해 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판(W)을 착탈 가능하게 지지하는 지지부로서 기능한다.
제1 처리액 공급부(5)는, 테이블(4) 상의 기판(W)의 표면에 처리액을 토출하는 노즐(5a)과, 그 노즐(5a)을 유지하는 아암(5b)과, 그 아암(5b)을 수평면 내에서 회전 가능하게 그 일단부를 지지하여 요동하는 지주(5c)와, 요동의 구동원이 되는 모터(5d)를 구비하고 있다.
노즐(5a)은 아암(5b)의 선단부에 설치되어 있고, 배관을 통해 액 저류부나 펌프, 전자 밸브 등(모두 도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이들 펌프나 전자 밸브는 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(8)에 의해 제어된다. 아암(5b)은 지주(5c)를 중심으로 테이블(4) 상의 기판(W)의 표면을 따라 회전한다. 이 때문에, 그 아암(5b)이 지지하는 노즐(5a)도 기판(W)의 표면을 따라 이동하게 된다. 모터(5d)는 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(8)에 의해 제어된다.
예컨대, 노즐(5a)은, 아암(5b)의 요동과 함께 이동하고, 테이블(4) 상의 기판(W)의 표면 거의 중앙에 대향하는 액 공급 위치(처리 위치)와, 그 액 공급 위치로부터 후퇴하여 테이블(4) 상의 기판(W)의 반입이나 반출을 가능하게 하는 대기 위치로 이동한다.
제2 처리액 공급부(6)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면을 향해 처리액을 토출하는 노즐 블록(6a)과, 그 노즐 블록(6a)에 처리액을 공급하는 노즐 배관(6b)과, 노즐 블록(6a)으로부터 토출된 처리액(토출액)의 진행 방향을 기판(W)의 이면측으로 굴곡시키는 진로 굴곡부(6c)를 구비하고 있다.
노즐 블록(6a)은, 처리액을 각각 토출하는 복수의 노즐 유로, 즉 복수의 노즐(11)을 갖고 있다. 이 노즐 블록(6a)은, 각 노즐(11)로부터 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면에 처리액을 공급하는 것이 가능해지도록 테이블(4)의 거의 중앙의 개구부(4b) 내에 설치되어 있다.
노즐 배관(6b)은, 노즐 블록(6a)의 각 노즐(11)로 이어져 처리액을 공급하는 액 공급 유로(12)를 갖고 있다. 이 액 공급 유로(12)는, 배관을 통해 액 저류부나 펌프, 전자 밸브 등(모두 도시하지 않음)에 접속되어 있다. 펌프나 전자 밸브는 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(8)에 의해 제어된다.
진로 굴곡부(6c)는, 노즐 블록(6a)을 회전 가능하게 수용하는 수용부(13)와, 노즐 배관(6b)이 통과하는 관통 구멍(14)과, 각 노즐(11)에 의해 토출된 처리액의 진행 방향을 굴곡시키는 경사면(진로 굴곡면)(15)을 갖고 있다. 경사면(15)은, 기판(W)의 회전 방향으로 연장되는 환상으로 진로 굴곡부(6c)의 상면에 형성되어 있고, 기판(W)의 내측에서 외측으로 서서히 높아지도록 경사져 있다. 또한, 경사면(15)은, 기판(W)의 회전 방향을 따라 경사 각도가 연속해서 서서히 커지는 연속면, 혹은, 기판(W)의 회전 방향을 따라 경사 각도가 단계적으로 상이한 비연속면(단차를 가짐)이다(상세하게는 후술함). 이 경사면(15)은, 각 노즐(11)로부터 토출된 처리액을 경사 각도에 따라 굴곡시켜, 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면에 입사시킨다. 즉, 각 노즐(11)로부터 토출된 처리액이 경사면(15)에 닿으면, 그 진행 방향이 경사면(15)의 경사 각도에 따라 바뀌어, 기판(W)의 이면에 입사하게 된다.
회전 기구(7)는, 테이블(4)의 중심을 회전축으로 하여 테이블(4)을 회전시키는 테이블 회전 기구(7a)와, 진로 굴곡부(6c)를 테이블(4)의 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시키는 굴곡 회전 기구(7b)와, 노즐 블록(6a) 및 노즐 배관(6b)을 테이블(4)의 회전축을 회전 중심으로 하여 회전시키는 노즐 회전 기구(7c)를 구비하고 있다. 또한, 굴곡 회전 기구(7b) 또는 노즐 회전 기구(7c)는, 처리액이 경사면(15)으로 입사되는 입사 위치를 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키는 위치 변경부로서 기능한다.
테이블 회전 기구(7a)는, 테이블(4)에 연결된 중공(中空)의 회전축(21)과, 그 회전축(21)을 회전시키는 구동원이 되는 모터(22)를 구비하고 있다. 회전축(21)은, 테이블(4)에 대하여 예컨대 수직으로 교차하는 축이다. 모터(22)는 중공 모터 등이며, 회전축(21)이 삽입되어 처리 박스(2)의 외면에 설치되어 있다. 이 모터(22)는 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(8)에 의해 제어된다. 이 테이블 회전 기구(7a)는, 모터(22)에 의해 회전축(21)을 통해 테이블(4)을 회전시킨다.
굴곡 회전 기구(7b)는, 진로 굴곡부(6c)에 연결된 중공의 회전축(23)과, 그 회전축(23)을 회전시키는 구동원이 되는 모터(24)와, 그 모터(24)를 유지하는 유지 부재(25)를 구비하고 있다. 회전축(23)은, 테이블(4)에 대하여 예컨대 수직으로 교차하는 축이다. 모터(24)는 중공 모터 등이며, 그 모터(24)에 회전축(23)이 삽입되어 있다. 이 모터(24)는 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(8)에 의해 제어된다. 유지 부재(25)는, 모터(24)를 유지하도록 형성되고, 처리 박스(2)의 하면에 고정되어 있다. 이 굴곡 회전 기구(7b)는, 모터(24)에 의해 회전축(23)을 통해 진로 굴곡부(6c)를 회전시킨다.
노즐 회전 기구(7c)는, 노즐 블록(6a)에 연결된 노즐 배관(6b)을 회전시키는 구동원이 되는 모터(26)와, 그 모터(26)를 유지하는 유지 부재(27)와, 노즐 배관(6b)용의 접속부로서 기능하는 로터리 조인트(28)와, 그 로터리 조인트(28)를 유지하는 유지 부재(29)를 구비하고 있다. 모터(26)는 중공 모터 등이며, 그 모터(26)에 노즐 배관(6b)이 삽입되어 있다. 이 모터(26)는 제어부(8)에 전기적으로 접속되어 있고, 그 구동이 제어부(8)에 의해 제어된다. 유지 부재(27)는, 모터(26)를 유지하도록 형성되고, 처리 박스(2)의 하면에 고정되어 있다. 또한, 유지 부재(29)도, 로터리 조인트(28)를 유지하도록 형성되고, 유지 부재(27)의 하면에 고정되어 있다. 이 노즐 회전 기구(7c)는, 모터(26)에 의해 노즐 배관(6b)을 통해 노즐 블록(6a)을 회전시킨다.
도 1로 되돌아가, 제어부(8)는, 각부를 집중적으로 제어하는 마이크로컴퓨터와, 기판 처리에 관한 기판 처리 정보나 각종 프로그램 등을 기억하는 기억부(모두 도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이 제어부(8)는, 기판 처리 정보나 각종 프로그램에 기초하여 제1 처리액 공급부(5)나 제2 처리액 공급부(6), 회전 기구(7) 등의 각부를 제어하고, 회전중인 테이블(4) 상의 기판(W)의 표면에 제1 처리액 공급부(5)에 의해 처리액을 공급하고, 또한, 회전중인 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면에 제2 처리액 공급부(6)에 의해 처리액을 공급하는 처리를 행한다.
여기서, 기판(W)의 표면 및 이면을 동시 처리하는 경우에는, 기판(W)의 표면 처리를 위해, 기판(W)을 회전시킬 필요가 있다. 이 경우, 노즐 블록(6a)을 회전시키지 않고(노즐 블록(6a)의 고정), 진로 굴곡부(6c)를 회전시키는 것이 가능하다. 이 때, 기판(W) 및 진로 굴곡부(6c)의 서로의 회전 방향을 바꿔도 좋고, 혹은, 이들을 동일하게 하여도 좋다. 단, 기판(W) 및 진로 굴곡부(6c)의 서로의 회전 방향을 동일한 방향으로 하는 경우에는, 이들의 회전 속도를 달리하는 것이 바람직하다. 또한, 진로 굴곡부(6c)를 회전시키지 않고(진로 굴곡부(6c)의 고정), 노즐 블록(6a)을 회전시키는 것도 가능하다. 이 때도, 기판(W) 및 노즐 블록(6a)의 서로의 회전 방향을 바꿔도 좋고, 혹은, 이들을 동일하게 하여도 좋다. 단, 기판(W) 및 노즐 블록(6a)의 서로의 회전 방향을 동일한 방향으로 하는 경우에는, 이들의 회전 속도를 달리하는 것이 바람직하다. 또한, 회전 속도는 일정할 필요는 없으며, 회전 속도를 변화시켜도 좋다.
한편, 기판(W)의 표면 및 이면을 동시 처리하지 않는 경우에는, 기판(W)의 이면 처리시, 기판(W)을 회전시키지 않고(기판(W)의 고정), 노즐 블록(6a) 및 진로 굴곡부(6c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 회전시키도록 하여도 좋다. 또한, 물론 기판(W)을 회전시켜도 좋다. 이 때, 노즐 블록(6a) 및 진로 굴곡부(6c)의 서로의 회전 방향을 달리하는 것이 바람직하지만, 이것을 동일하게 하여도 좋다. 단, 노즐 블록(6a) 및 진로 굴곡부(6c)의 서로의 회전 방향을 동일한 방향으로 하는 경우에는, 이들의 회전 속도를 달리할 필요가 있다. 또한, 회전 속도는 일정할 필요는 없고, 회전 속도를 변화시켜도 좋으며, 또한, 회전을 계속시켜도 좋고, 혹은, 단속시켜도 좋다.
다음에, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(진로 굴곡면)(15)에 대해서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 도 3 및 도 6에서는, 농담에 따라 경사면(15)의 경사 각도의 차이를 나타내고, 색이 진해질수록, 경사 각도가 커지는 것을 나타낸다. 또한, 경사면(15)에 입사되는 처리액의 입사 위치(입사점)의 이동 방향은, 기판(W)의 회전 방향(B1)의 역방향이 된다.
우선, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)이 연속면인 경우에 대해서 설명한다. 예컨대, 경사면(15)의 경사 각도는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도인 경우에 15도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 10도인 경우에 20도이며, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 30도인 경우에 30도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 50도인 경우에 45도이며, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 70도인 경우에 60도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도인 경우에 80도이다.
또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도까지의 경사 각도 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 경사 각도 변화와 반대가 된다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도까지의 경사 각도 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 경사 각도 변화와 같다. 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도까지의 경사 각도 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 경사 각도 변화와 반대가 된다.
이러한 경사 각도 변화를 갖는 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 위치(충돌 위치)가, 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향(기판(W)의 회전 방향 B1의 역방향)을 따라 이동하면, 그 경사면(15)의 경사 각도에 따라 처리액의 진행 방향이 서서히 변화되어 간다(도 4 참조). 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도이면, 처리액이 굴곡되지 않고 그대로 진행되지만, 그 후, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도의 증가에 따라 경사면(15)의 경사 각도가 커지고, 그것에 따라 처리액은 서서히 크게 굴곡되어 간다.
여기서, 도 4에서는, 예컨대, 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 각도와 반사 각도를 동일하게 하여, 처리액의 진행 방향의 변화를 화살표에 의해 모식적으로 나타내고 있지만, 반드시 이 방향으로 진행 방향이 변하는 것은 아니다. 예컨대, 회전에 따라 상대 이동하는 경사면(15)과 노즐(11)의 토출구와의 상대 이동 속도나 이들의 이격 거리, 또한, 그 상대 이동에 의한 기류의 발생(기류의 강도) 등에 의해, 처리액의 진행 방향은 경사면(15)을 따르는 방향이 되는 경우도 있다. 이 경우에도, 경사면(15)의 경사 각도에 따라 진행 방향을 제어하는 것은 가능하다.
또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도까지의 처리액의 진행 방향 변화(진로 변화)는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 처리액의 진행 방향 변화와 반대가 된다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도까지의 처리액의 진행 방향 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 처리액의 진행 방향 변화와 같아진다. 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도까지의 처리액의 진행 방향 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 처리액의 진행 방향 변화와 반대가 된다.
여기서, 도 5의 그래프 A1(실선)로 나타낸 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도가 되어 가면, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고(도 3 및 도 4 참조), 기판(W)의 이면에 대한 토출액 공급 위치(이면 토출액 공급 위치)는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜(기판(W)의 중심)에 가까워져 간다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도가 되어 가면, 진로 굴곡부(6c)의 경사 각도가 서서히 작아져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 0 ㎜에서 서서히 210 ㎜로 멀어져 간다. 그 후, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도가 되어 가면, 다시, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도가 되어 가면, 진로 굴곡부(6c)의 경사 각도가 서서히 작아져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 0 ㎜에서 서서히 210 ㎜로 멀어져 간다. 이와 같이 하여, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)의 경사 각도에 따라 이면 토출액 공급 위치가 변하게 된다.
또한, 이면 토출액 공급 위치(기판(W)의 이면에 대한 토출액의 충돌 위치)는 0 ㎜에서 210 ㎜의 범위 내로 되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)의 경사 각도나 노즐(11)의 토출 각도, 경사면(15)과 노즐(11)의 이격 거리 등의 변경에 의해 그 이면 토출액 공급 위치를 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 기판(W)의 이면의 중앙 부근에 공급되는 토출액의 위치는, 기판(W)의 중앙인 0 ㎜일 필요는 없고, 예컨대, 기판(W)의 중앙으로부터 10 ㎜ 정도의 위치여도 좋으며, 또한, 기판(W)의 이면의 외주측에 공급되는 토출액의 위치도 210 ㎜보다 먼 위치여도 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
계속해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)이 비연속면인 경우에 대해서 설명한다. 예컨대, 경사면(15)의 경사 각도는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도가 될 때까지, 15도에서 80도까지 서서히 커지고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도가 될 때까지, 15도에서 80도까지 서서히 커진다. 마찬가지로, 경사면(15)의 경사 각도는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도가 될 때까지, 15도에서 80도까지 서서히 커지고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도가 될 때까지, 15도에서 80도까지 서서히 커진다. 이러한 경사 각도 변화를 갖는 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 위치가, 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향(기판(W)의 회전 방향(B1)의 역방향)을 따라 이동하면, 그 경사면(15)의 경사 각도에 따라 처리액의 진행 방향이 서서히 변화되어 간다.
여기서, 도 5의 그래프 A2(점선)로 나타낸 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도가 되어 가면, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고(도 6 참조), 기판(W)의 이면에 대한 토출액 공급 위치(이면 토출액 공급 위치)는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도가 되어 가면, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 그 후도 마찬가지로, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도가 되어 가면, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도가 되어 가면, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 이와 같이 하여, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)의 경사 각도에 따라 이면 토출액 공급 위치가 변하게 된다.
이와 같이 각 노즐(11)로부터 토출된 토출액(처리액)의 진행 방향이 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)에 의해 기판(W)의 이면측으로 굴곡되고, 즉 처리액의 진행 각도가 변하고, 기판(W)의 이면에 대한 토출액의 공급 위치(착지 위치)가 기판(W)의 반경 방향으로 변한다. 이에 따라, 예컨대, 처리액이 기판(W)의 이면 상의 한 지점에 공급되는 경우에 비하여, 그 처리액은 기판(W)의 이면의 외주부까지 도달하기 쉬워지고, 기판(W)의 이면이 처리액에 의해 확실하게 덮이게 된다. 이 때문에, 기판(W)이 대형화하여도, 처리액의 양을 증가시키지 않고, 기판(W)에 대한 처리액의 피복성을 향상시키는 것이 가능해지기 때문에, 제조비용의 증가를 억지할 수 있다. 또한, 기판(W)에 대한 처리액의 피복성을 향상시키기 위해 노즐(11)을 기판(W)의 이면을 따라 이동시키는 이동 기구를 설치할 필요는 없고, 장치의 복잡화에 따라 장치비용이 증가되는 것이나 이동 기구에 의한 처리중의 노즐 이동에 의해 티끌이나 먼지가 발생하여 수율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)에 의한 토출액의 진로 굴곡에 의해 기판(W)의 이면에 대한 토출액의 공급 위치(착지 위치)를 기판(W)의 반경 방향으로 일정 속도로 바꿔 나갈 필요는 없고, 기판(W)의 반경 방향으로의 공급 위치의 이동 속도를 처리 중에 바꾸도록 하여도 좋다. 이 때, 진로 굴곡부(6c)의 회전 속도나 경사면(15)의 환상 방향의 길이, 또한, 노즐 블록(6a)의 회전 속도 등을 조정함으로써, 기판(W)의 반경 방향으로의 공급 위치의 이동 속도를 바꾸는 것이 가능하다. 예컨대, 기판(W)의 이면을 일정하게 처리하는 경우에는, 기판(W)의 외주측에서의 처리의 진행도가 느려지는 경우가 있기 때문에, 그 기판(W)의 외주부에 적극적으로 처리액을 공급할 필요가 있다. 이 때문에, 기판(W)의 반경 방향으로의 공급 위치의 이동 속도를 기판(W)의 이면의 중앙에 비하여 기판(W)의 외주측을 늦추도록 하여도 좋다. 또한, 기판(W)의 이면의 지점에 따라 처리의 진행도를 변화시키는 경우에는, 그 지점마다의 진행도의 차이에 따라, 기판(W)의 반경 방향으로의 공급 위치의 이동 속도를 조정하도록 하여도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따르면, 환상으로 연장되는 방향으로 경사 각도가 변화되는 환상의 경사면(진로 굴곡면)(15)에 대한 처리액의 입사 위치를 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시킴으로써, 기판(W)의 이면에 대한 처리액의 공급 위치를 바꾸는 것이 가능해진다. 이에 따라, 처리액의 증량이나 복잡한 기구를 필요로 하지 않고, 처리액은 기판(W)의 이면의 외주부까지 도달하기 쉬워지며, 기판(W)의 이면이 처리액에 의해 확실하게 덮이게 된다. 따라서, 처리액의 증량이나 복잡한 기구를 필요로 하지 않기 때문에, 제조비용이나 장치비용의 증가 및 수율의 저하를 억지하면서, 기판(W)에 대한 처리액의 피복성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시형태)
제2 실시형태에 대해서 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 또한, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와의 차이점(진로 굴곡부(6c)나 노즐(11) 등)에 대해서 설명하고, 그 밖의 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태에서는, 1개의 노즐(11)이나 배액관(31) 등이 설치되어 있다. 1개의 노즐(11)은, 제1 실시형태와 달리, 회전 등에 의해 위치가 변하지 않고 고정되어 있지만, 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면에 처리액을 토출하는 것이 가능하게 형성되어 있다. 또한, 진로 굴곡부(6c)가 테이블(4)의 개구부(4b)에 형성되어 있고, 즉, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)이 개구부(4b)의 상단에 형성되어 있고, 노즐(11)로부터 토출된 처리액을 테이블(4) 상의 기판(W)의 이면측으로 굴곡시키도록 형성되어 있다. 또한, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태에 따른 노즐 블록(6a)이나 굴곡 회전 기구(7b), 노즐 회전 기구(7c) 등은 설치되어 있지 않다.
이 진로 굴곡부(6c)의 경사면(진로 굴곡면)(15)에 대해서 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 또한, 도 8 및 도 11에서는, 농담에 의해 경사면(15)의 경사 각도의 차이를 나타내고, 색이 진해지면 진해질수록, 경사 각도가 커지는 것을 나타낸다. 또한, 경사면(15)에 입사되는 처리액의 입사 위치(입사점)의 이동 방향은, 기판(W)의 회전 방향(B1)의 역방향이 된다.
우선, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)이 연속면인 경우에 대해서 설명한다. 예컨대, 경사면(15)의 경사 각도는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도인 경우에 15도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 10도인 경우에 20도이며, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 30도인 경우에 30도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 50도인 경우에 45도이며, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 70도인 경우에 70도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도인 경우에 90도이다.
또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도까지의 경사 각도 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 경사 각도 변화와 반대가 된다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도까지의 경사 각도 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 경사 각도 변화와 같다. 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도까지의 경사 각도 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 경사 각도 변화와 반대가 된다.
이러한 경사 각도 변화를 갖는 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 위치가, 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향(기판(W)의 회전 방향(B1)의 역방향)을 따라 이동하면, 그 경사면(15)의 경사 각도에 따라 처리액의 진행 방향이 서서히 변화되어 간다(도 9 참조). 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도이면, 처리액이 굴곡되지 않고 그대로 진행되지만, 그 후, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도의 증가에 따라 경사면(15)의 경사 각도가 커지고, 그것에 따라 처리액은 서서히 크게 굴곡되어 간다.
여기서, 도 9에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 예컨대, 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 각도와 반사 각도를 동일하게 하고, 처리액의 진행 방향의 변화를 화살표에 의해 모식적으로 나타내고 있지만, 반드시 이 방향으로 진행 방향이 변하는 것은 아니다.
또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도까지의 처리액의 진행 방향 변화(진로 변화)는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 처리액의 진행 방향 변화와 반대가 된다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도까지의 처리액의 진행 방향 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 처리액의 진행 방향 변화와 같아진다. 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도까지의 처리액의 진행 방향 변화는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도까지의 처리액의 진행 방향 변화와 반대가 된다.
여기서, 도 10의 그래프 A3(실선)으로 나타낸 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도가 되어 가면, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고(도 8 및 도 9 참조), 기판(W)의 이면에 대한 토출액 공급 위치(이면 토출액 공급 위치)는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도가 되어 가면, 진로 굴곡부(6c)의 경사 각도가 서서히 작아져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 0 ㎜에서 서서히 210 ㎜로 멀어져 간다. 그 후, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도가 되어 가면, 다시, 경사면(15)의 경사 각도가 서서히 커져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 210 ㎜에서 서서히 0 ㎜에 가까워져 간다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도가 되어 가면, 진로 굴곡부(6c)의 경사 각도가 서서히 작아져 가고, 이면 토출액 공급 위치는 0 ㎜에서 서서히 210 ㎜로 멀어져 간다. 이와 같이 하여, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)의 경사 각도에 따라 이면 토출액 공급 위치가 변하게 된다.
또한, 이면 토출액 공급 위치(기판(W)의 이면에 대한 토출액의 충돌 위치)는 0 ㎜에서 210 ㎜의 범위 내로 되어 있지만, 제1 실시형태와 마찬가지로, 이것에 한정되는 것은 아니며, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)의 경사 각도나 노즐(11)의 토출 각도, 경사면(15)과 노즐(11)의 이격 거리 등의 변경에 의해 그 이면 토출액 공급 위치를 조정하는 것이 가능하다.
계속해서, 도 11에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)이 비연속면인 경우에 대해서 설명한다. 예컨대, 경사면(15)의 경사 각도는, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도의 범위 내인 경우에 45도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도의 범위 내인 경우에 30도이며, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도의 범위 내인 경우에 20도이고, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도의 범위 내인 경우에 15도이다. 이러한 경사 각도 변화를 갖는 경사면(15)에 대한 처리액의 입사 위치가, 경사면(15)이 환상으로 연장되는 방향(기판(W)의 회전 방향(B1)의 역방향)을 따라 이동하면, 그 경사면(15)의 경사 각도에 따라 처리액의 진행 방향이 서서히 변화되어 간다.
여기서, 도 10의 그래프 A4(점선)로 나타낸 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 0도에서 90도의 범위 내가 되면, 경사면(15)의 경사 각도가 45도가 되고(도 11 참조), 기판(W)의 이면에 대한 토출액 공급 위치(이면 토출액 공급 위치)는 60 ㎜ 정도가 된다. 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 90도에서 180도의 범위 내가 되면, 경사면(15)의 경사 각도가 30도가 되고, 이면 토출액 공급 위치는 110 ㎜ 정도가 된다. 그 후도 마찬가지로, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 180도에서 270도의 범위 내가 되면, 경사면(15)의 경사 각도가 20도가 되고, 이면 토출액 공급 위치는 160 ㎜ 정도가 되며, 또한, 진로 굴곡부(6c)의 회전 각도가 270도에서 360도의 범위 내가 되면, 경사면(15)의 경사 각도가 15도가 되고, 이면 토출액 공급 위치는 210 ㎜ 정도가 된다. 이와 같이 하여, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)의 경사 각도에 따라 이면 토출액 공급 위치가 변하게 된다.
이와 같이 각 노즐(11)로부터 토출된 토출액(처리액)의 진행 방향이 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)에 의해 기판(W)의 이면측으로 굴곡되어, 처리액의 비산 각도가 변하고, 기판(W)의 이면에 대한 토출액의 공급 위치(착지 위치)가 기판(W)의 반경 방향으로 변한다. 이에 따라, 예컨대, 처리액이 기판(W)의 이면 상의 한 지점에 공급되는 경우에 비하여, 그 처리액은 기판(W)의 이면의 외주부까지 도달하기 쉬워지고, 기판(W)의 이면이 처리액에 의해 확실하게 덮이게 된다. 이 때문에, 기판(W)이 대형화하여도, 처리액의 양을 증가시키지 않고, 기판(W)에 대한 처리액의 피복성을 향상시키는 것이 가능해지기 때문에, 제조비용의 증가를 억지할 수 있다. 또한, 기판(W)에 대한 처리액의 피복성을 향상시키기 위해 노즐(11)을 기판(W)의 이면을 따라 이동시키는 이동 기구를 설치할 필요는 없고, 장치의 복잡화에 따라 장치비용이 증가하는 것이나 이동 기구에 의한 처리중의 노즐 이동에 의해 티끌이나 먼지가 발생하여 수율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 따르면, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 처리액의 증량이나 복잡한 기구를 필요로 하지 않기 때문에, 제조비용이나 장치비용의 증가 및 수율의 저하를 억지하면서, 기판(W)에 대한 처리액의 피복성을 향상시킬 수 있다.
(다른 실시형태)
도 12에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)은, 만곡 형상으로 형성되어도 좋고, 노즐(11)에 의해 토출된 처리액의 진행 방향을 굴곡시키는 것이 가능하면, 그 형상은 특별히 한정되지 않고, 또한, 그 만곡 정도도 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 경사면(15)이 노즐 블록(6a)측으로 돌출되어 만곡하도록 형성되어도 좋다. 또, 경사면(15)의 경사 각도, 즉 만곡 형상이나 만곡 정도를 조정함으로써, 기판(W)의 이면에 대한 처리액의 입사 위치(충돌 위치)를 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)은, 개구부(4b)의 하단, 혹은, 그 이외의 부재에 형성되어 있어도 좋고, 노즐(11)에 의해 토출된 처리액의 진행 방향을 굴곡시키는 것이 가능하다면, 그 형성 위치는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 진로 굴곡부(6c)는, 그 중심을 회전축으로 하여 회전 가능하게 형성되어도 좋다. 이 진로 굴곡부(6c)의 경사면(15)은, 예컨대, 회전 각도가 0도에서 90도까지 경사 각도가 상이하고, 이 경사 각도의 변화는 제3 실시형태의 경사 각도의 변화(도 9 참조)와 동일하다. 이 때, 환상의 경사면(15)은, 회전 각도가 0도에서 360도까지 1회전만큼 연장되어 있을 필요는 없고, 예컨대, 0도에서 90도까지여도, 0도에서 180도까지여도 필요한 길이만큼 연장되어 있으면 된다. 따라서, 그 경사면(15)이 환상(고리와 같은 형태)으로 연장되는 길이는, 노즐(11)에 의해 토출된 처리액의 진행 방향을 골곡시키는 것이 가능하다면, 특별히 한정되지 않는다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서는, 기판(W)의 이면에 처리액을 공급하는 경우에 진로 굴곡부(6c)를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 기판(W)의 표면에 처리액을 공급하는 경우에도 진로 굴곡부(6c)를 적용하는 것이 가능하다. 즉, 기판(W)의 이면측의 제2 처리액 공급부(6)를 표면측의 제1 처리액 공급부(5)로서 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명하였지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규한 실시형태는, 그 밖의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 더불어, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.
1 : 기판 처리 장치
6c : 진로 굴곡부
7 : 회전 기구
7b : 굴곡 회전 기구
7c : 노즐 회전 기구
11 : 노즐
15 : 경사면
W : 기판

Claims (8)

  1. 기판의 피처리면에 처리액을 토출하는 노즐과,
    상기 노즐에 의해 토출된 상기 처리액을 그 진행 방향을 굴곡시켜 상기 피처리면에 입사시키는 환상(環狀)의 경사면으로서, 그 환상으로 연장되는 방향을 따라 경사 각도가 변화되는 진로 굴곡면을 갖는 진로 굴곡부와,
    상기 진로 굴곡면에 대한 상기 처리액의 입사 위치를 상기 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키는 위치 변경부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 변경부는, 상기 진로 굴곡면에 대한 상기 처리액의 입사 위치를 상기 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키도록 상기 노즐 및 상기 진로 굴곡부 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 상기 피처리면에 교차하는 축을 회전 중심으로 하여 상기 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 회전시키는 회전 기구인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전 기구는, 상기 노즐 및 상기 진로 굴곡부의 양쪽을 회전시키는 경우, 상기 노즐 및 상기 진로 굴곡부의 서로의 회전 방향을 역방향으로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진로 굴곡면은, 상기 경사 각도가 연속하여 변화되는 연속면인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진로 굴곡면은, 상기 경사 각도가 변화되는 단차를 갖는 비연속면인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 기판의 피처리면에 처리액을 노즐에 의해 토출하는 공정과,
    상기 노즐에 의해 토출된 상기 처리액을 그 진행 방향을 진로 굴곡부의 환상의 경사면으로서 그 환상으로 연장되는 방향을 따라 경사 각도가 변화되는 진로 굴곡면에 의해 굴곡시켜 상기 피처리면에 입사시키는 공정과,
    상기 진로 굴곡면에 대한 상기 처리액의 입사 위치를 상기 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이동시키는 공정에서는, 상기 진로 굴곡면에 대한 상기 처리액의 입사 위치를 상기 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 이동시키도록 상기 노즐 및 상기 진로 굴곡부 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 상기 피처리면에 교차하는 축을 회전 중심으로 하여 상기 진로 굴곡면이 환상으로 연장되는 방향으로 회전 기구에 의해 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동시키는 공정에서는, 상기 회전 기구에 의해 상기 노즐 및 상기 진로 굴곡부의 양쪽을 회전시키는 경우, 상기 노즐 및 상기 진로 굴곡부의 서로의 회전 방향을 역방향으로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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