KR20160043000A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

이 기판 처리 방법은, 기판을, 소정의 연직 축선 둘레로 제 1 회전 속도로 회전시키는 기판 회전 단계와, 상기 기판 회전 단계와 병행하여 실행되고, 회전 중의 상기 기판의 하면에 소정의 제 1 간격을 두고 제 1 대향면을 대향시키면서, 상기 기판의 하면에 대향하는 하면 노즐의 처리액 토출구로부터 처리액을 토출시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간을 처리액으로 액밀 상태로 하는 액밀 단계와, 상기 액밀 단계 후, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면을 이반시킴으로써, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간의 액밀 상태를 해제하는 액밀 해제 단계를 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATMENT METHOD AND SUBSTRATE TREATMENT DEVICE}
본 발명은 기판을 처리하기 위한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 패널용 유리 기판 등의 기판의 주면 (主面) 에 처리액 처리를 실시하기 위해서, 기판을 1 매씩 처리하는 매엽식 기판 처리 장치가 사용된다. 매엽식 기판 처리 장치는, 예를 들어, 기판을 거의 수평 자세로 유지하면서 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 유지된 기판의 하면에 처리액을 공급하는 중심축 노즐을 구비한다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1 은, 도 7 및 도 8 에, 스핀 척에 유지된 기판의 하면에 처리액을 공급하기 위한 하면 토출구를 갖는 하면 처리 배관과, 기판의 하면에 대향 배치되는 원판상의 대향판을 구비한 기판 처리 장치를 개시하고 있다. 대향판이 기판의 하면에 접근하는 접근 위치에 배치된 상태에서, 하면 토출구로부터 처리액이 토출된다. 이에 따라, 기판의 하면과 대향판의 기판 대향면의 사이에 처리액이 액밀 (液密) 상태로 유지된다.
일본 공개특허공보 2010-238781호
그러나, 특허문헌 1 에서는, 기판에 대한 처리 시간의 경과 후에도 기판의 하면에 처리액의 액막이 유지되어 버리고, 이에 따라, 기판의 하면에 있어서의 처리액 처리가 진행된다는 문제가 있다. 즉, 기판의 하면에 유지된 액막을 제거하기 위해서 소정의 시간을 필요로 하므로, 기판의 하면이 소기의 처리량을 초과하여 처리될 우려가 있고, 그 결과, 양호한 처리액 처리를 기판의 하면에 실시할 수 없는 경우가 있다.
그래서, 이 발명의 목적은, 처리액의 소비량의 저감을 도모하면서, 기판의 하면에 처리액 처리를 양호하게 실시할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명의 제 1 국면은, 기판을, 소정의 연직 축선 둘레로 제 1 회전 속도로 회전시키는 기판 회전 단계와, 상기 기판 회전 단계와 병행하여 실행되고, 회전 중의 상기 기판의 하면에 소정의 제 1 간격을 두고 제 1 대향면을 대향시키면서, 상기 기판의 하면에 대향하는 하면 노즐의 처리액 토출구로부터 처리액을 토출시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간을 처리액으로 액밀 상태로 하는 액밀 단계와, 상기 액밀 단계 후, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면을 이반 (離反) 시킴으로써, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간의 액밀 상태를 해제하는 액밀 해제 단계를 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 액밀 단계에 있어서, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이에 처리액이 공급된다. 이에 따라, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 공간이 액밀 상태로 된다. 상기 공간의 액밀 상태는, 소유량의 처리액에 의해 실현할 수 있다. 그 결과, 처리액의 소비량의 저감을 도모할 수 있다.
또, 액밀 해제 단계에 있어서, 기판의 하면과 제 1 대향면을 서로 이반시킴으로써, 상기 공간의 액밀 상태를 순식간에 해제할 수 있다. 이에 따라, 액밀 해제 단계 후에는 기판의 하면에 처리액이 접액하지 않고, 그 결과, 기판의 하면에 있어서의 처리액 처리의 진행을 저지할 수 있다. 이에 따라, 처리액 처리를 소기의 처리량으로 유지할 수 있다. 그러므로, 처리액의 소비량의 저감을 도모하면서, 기판의 하면에 처리액 처리를 양호하게 실시할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제 1 대향면은 원판상을 이루고, 그 외주단 (外周端) 이 상기 기판의 하면에 있어서의 기판 주단 (周端) 보다 외측에 위치하고 있다.
이 방법에 의하면, 제 1 대향면의 외주단이, 기판의 하면 주단보다 외측에 위치하고 있으므로, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 처리액의 액밀 상태를 기판의 하면 전역에서 형성할 수 있다. 그 때문에, 기판의 하면 전역에 처리액을 접액시킬 수 있기 때문에, 기판의 하면을 처리액을 사용하여 양호하고 또한 균일하게 처리할 수 있다.
상기 액밀 단계에서는, 상기 제 1 대향면, 및 상기 처리액 토출구를 갖는 상기 하면 노즐의 제 2 대향면이, 동일 평면 상에 배치되어 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 액밀 단계에 있어서, 하면 노즐의 제 2 대향면이 기판의 하면에 대향 배치되고, 또한 제 2 대향면에 형성된 처리액 토출구로부터 처리액이 토출된다. 그 때문에, 하면 노즐의 제 2 대향면과 기판의 하면의 사이에 외곽통 형상의 처리액의 액주 (液柱) 가 형성된다. 그리고, 제 1 대향면과 제 2 대향면이 동일 평면 상에 배치되어 있기 때문에, 제 2 대향면과 기판의 하면의 사이의 액주는, 기판의 하면 및 제 1 대향면을 타고 가면서, 기판의 하면 및 제 1 대향면의 사이의 공간을 퍼진다. 이에 따라, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 공간에 있어서, 처리액의 액밀 상태를 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
상기 액밀 단계는, 상기 기판의 하면의 중심 근방에 상기 하면 노즐을 대향시킨 상태에서, 상기 처리액 토출구로부터 처리액을 토출하여, 당해 제 1 대향면과 상기 기판의 하면의 사이에 액주를 형성하는 액주 형성 단계와, 당해 액주 형성 단계에서 형성된 상기 액주에 대해 추가로 처리액을 토출하여, 당해 액주를 상기 기판의 둘레 방향으로 확대시키는 액주 확대 단계를 갖고 있어도 된다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하여, 당해 기판의 상면을 처리액으로 처리하는 상면 처리 단계를 또한 포함하고, 상기 상면 처리 단계에 병행하여 상기 액밀 단계가 실행되어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 상면에 대한 처리액 처리와, 기판의 하면에 대한 처리액 처리를 병행하여 실시하므로, 기판의 상면 및 하면의 쌍방에 각각 개별적으로 처리액 처리를 실시하는 경우의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 기판의 상면에 공급되는 처리액이 고온으로 가열되어 있는 경우, 기판의 상면에 공급된 직후는 고온이지만, 기판의 주연부 (周緣部) 를 향하여 흐르는 과정에서, 그 액온이 저하되어 버린다. 그 때문에, 기판 상에 있어서, 그 중앙부에서 처리액의 온도가 상대적으로 높아지고, 주연부에서 처리액의 온도가 상대적으로 낮아져 버린다. 그 결과, 기판의 상면의 중앙부에서 처리액 처리가 빠르게 진행되고, 기판의 상면의 주연부에서 처리액 처리가 상대적으로 느리게 진행된다는, 기판 상면에 있어서의 처리 레이트의 편차를 발생시킬 우려가 있다.
또, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이에 처리액의 액밀 상태를 형성하는 경우에는, 기판의 하면에 공급되는 처리액도 고온으로 가열해 두면, 기판의 하면의 광범위 (전역) 에 걸쳐서 고온의 처리액을 접액시킬 수 있다. 그 때문에, 기판을, 고온, 또한 균일한 온도 분포로 할 수 있다. 이에 따라, 기판의 상면에 고온의 처리액을 공급하는 경우라도, 공급된 처리액이 기판의 주연부에서 온도 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판의 상면을 균일한 처리 레이트로 처리할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 액밀 단계에 앞서 실행되고, 상기 제 1 회전 속도보다 빠른 제 2 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서 당해 기판의 하면에 처리액을 공급하는 고속 회전 처리 단계를 또한 포함하고, 상기 액밀 단계는, 상기 고속 회전 단계의 종료에 연속하여 실행 개시해도 된다.
이 방법에 의하면, 고속 회전 처리 단계에 있어서 기판의 하면에 처리액 처리가 실시되고, 이어서, 액밀 단계에 있어서 기판의 하면에 처리액 처리가 실시된다. 그 때문에, 기판의 하면을 보다 한층 양호하게 처리할 수 있다.
상기 고속 회전 처리 단계로부터 상기 액밀 단계로 이행하는 타이밍에, 상기 기판에 공급되는 처리액의 유량을 저감시켜도 된다.
이 방법에 의하면, 고속 회전 처리 단계에서 비교적 대유량의 처리액이 기판의 하면에 공급된다고 하면, 고속 회전 처리 단계의 종료시에는, 비교적 다량의 처리액이 기판의 하면에 존재하고 있다. 그리고, 액밀 단계의 개시시에는, 제 1 대향면을 기판의 하면에 제 1 간격을 두고 대향시키고, 또한 기판의 회전 속도를 그때까지보다 감속시킨다. 이 상태에서, 기판의 하면에 비교적 다량의 처리액이 존재하고 있으므로, 제 1 대향면과 기판의 하면의 사이의 공간에, 처리액의 액밀 상태를 양호하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 고속 회전 처리 단계로부터 액밀 단계로의 이행을 순조롭게 실시할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 액밀 단계에 앞서 실행되고, 상기 기판의 하면에, 상기 제 1 간격보다 큰 제 2 간격을 두고 상기 제 1 대향면을 대향시키고, 상기 제 1 회전 속도보다 빠르고 또한 상기 제 2 회전 속도보다 느린 제 3 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 처리액 토출구로부터 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간에 세정액을 공급시켜, 상기 제 1 대향면을 세정하는 세정 단계를 또한 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 제 1 대향면을 기판의 하면에 제 2 간격을 두고 대향시킨 상태에서, 제 3 회전 속도로 기판을 회전시키면서 기판의 하면에 세정액이 공급된다. 기판의 하면에 공급된 세정액은, 기판의 하면을 주연부를 향하여 퍼진 후, 주연부로부터 중력을 받아 하방을 향하여 떨어지고, 제 1 대향면에 공급된다. 이에 따라, 제 1 대향면을 타고 흐르는 세정액에 의해 제 1 대향면을 세정할 수 있다.
또, 제 1 대향면을 세정하기 위한 세정 단계가, 액밀 단계에 앞서 실행되므로, 처리액이 기판에 부착되어 있지 않은 상태에서 액밀 단계를 개시할 수 있다. 그 때문에, 고속 회전 처리 단계에 있어서 사용되는 처리액과 액밀 단계에 있어서 사용되는 처리액이 서로 상이한 종류의 것인 경우에, 상이한 종류의 처리액의 혼촉을 방지할 수 있다.
상기 세정액은, 상기 처리액을 포함하고, 상기 액밀 단계는, 상기 세정 단계의 종료에 연속하여 실행 개시하는 것이며, 상기 세정 단계로부터 상기 액밀 단계로의 이행과 동기하여, 상기 기판에 공급하는 처리액의 유량을 그때까지보다 저감시켜도 된다.
이 방법에 의하면, 세정 단계에서 비교적 대유량의 세정액이 기판의 하면에 공급된다고 하면, 세정 단계의 종료시에는, 비교적 다량의 세정액이 기판의 하면에 존재하고 있다. 이 상태에서, 기판에 공급하는 세정액의 유량을 그때까지보다 저감시키면서, 세정 단계의 종료에 연속하여, 액밀 단계가 실행 개시된다. 이 경우, 기판의 하면에 비교적 다량의 세정액이 존재하고 있으므로, 제 1 대향면과 기판의 하면의 사이의 공간에, 세정액의 액밀 상태를 양호하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 세정 단계로부터 액밀 단계로의 이행을 순조롭게 실시할 수 있다.
상기 처리액은, 에칭액이어도 된다.
에칭액을 사용하여 기판을 처리하는 경우에는, 소기의 에칭 처리 시간의 경과 후에도 기판의 하면에 처리액의 액막이 유지되는 경우가 있어, 기판의 하면에 있어서의 에칭 처리가 진행된다는 문제가 있다.
그러나, 상기 기판 처리 방법에서는, 액밀 해제 단계에 있어서 기판의 하면과 제 1 대향면을 이반시킴으로써, 액밀 해제 단계 후에는, 기판의 하면에 에칭액이 접액하지 않는다. 그 결과, 기판의 하면에 있어서의 에칭 처리의 진행을 저지할 수 있다.
본 발명의 제 2 국면은, 기판을 수평 자세로 유지하면서, 소정의 연직 축선 둘레로 회전시키는 기판 유지 회전 유닛과, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되는 상기 기판의 하면에 대향하는 제 1 대향면을 갖는 기판 대향판과, 상기 기판 대향판을 승강시키는 대향판 승강 유닛과, 상기 기판의 하면에 대향하는 처리액 토출구를 갖고, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간에 처리액을 공급하기 위한 하면 노즐과, 상기 하면 노즐에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판 유지 회전 유닛, 상기 대향판 승강 유닛 및 상기 처리액 공급 유닛을 제어하여, 상기 기판을 소정의 제 1 회전 속도로 회전시키고, 상기 기판의 하면에 소정의 제 1 간격을 두고 상기 제 1 대향면을 대향시키고, 또한 상기 처리액 토출구로부터 처리액을 토출시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간을 처리액으로 액밀 상태로 하는 액밀 단계를 실행하는 액밀 제어 유닛과, 상기 액밀 단계의 실행 종료 후, 상기 대향판 승강 유닛을 제어하여, 상기 액밀 단계가 실행되어 있는 상태로부터 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면을 이반시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간의 액밀 상태를 해제하는 액밀 해제 제어 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 액밀 단계에 있어서, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이에 처리액이 공급된다. 이에 따라, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 공간이 액밀 상태가 된다. 상기 공간의 액밀 상태는, 소(小)유량의 처리액에 의해 실현할 수 있다. 그 결과, 처리액의 소비량의 저감을 도모할 수 있다.
또, 액밀 해제 단계에 있어서, 기판의 하면과 제 1 대향면을 이반시킴으로써, 상기 공간의 액밀 상태를 순식간에 해제할 수 있다. 이에 따라, 액밀 해제 단계 후에는, 기판의 하면에 처리액이 접액하지 않고, 그 결과, 기판의 하면에 있어서의 처리액 처리의 진행을 저지할 수 있다. 이에 따라, 처리액 처리를 소기의 처리량으로 유지할 수 있다. 그러므로, 처리액의 소비량의 저감을 도모하면서, 기판의 하면에 처리액 처리를 양호하게 실시할 수 있는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제 1 대향면은 원판상을 이루고, 그 외주단이, 상기 기판의 하면에 있어서의 기판 주단보다 외측에 위치하고 있고, 상기 기판 유지 회전 유닛은, 상기 연직 축선을 중심으로 회전 가능한 베이스와, 상기 베이스에 세워 설치되어, 상기 기판을 유지하는 복수의 유지 부재를 갖고, 상기 기판 대향판에는, 상기 유지 부재를 삽입 통과하기 위한 복수의 삽입 통과용 오목 개소가, 당해 기판 대향판의 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제 1 대향면의 외주단이, 기판의 하면 주단보다 외측에 위치하고 있으므로, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 처리액의 액밀 상태를 기판의 하면 전역에서 형성할 수 있다. 그 때문에, 기판의 하면 전역에 처리액을 접액시킬 수 있기 때문에, 기판의 하면을, 처리액을 사용하여 양호하고 또한 균일하게 처리할 수 있다.
또, 기판 대향판에는 유지 부재를 삽입 통과하기 위한 복수의 삽입 통과용 오목 개소가 형성되어 있으므로, 기판 대향판의 승강이 방해받지 않는다. 따라서, 기판의 하면과 기판 대향판의 사이에, 처리액의 액밀 상태를 순조롭게 형성할 수 있다.
각 삽입 통과용 오목 개소는, 삽입 통과 구멍이어도 된다. 이 경우, 기판 대향판의 주연부는, 각 삽입 통과 구멍으로부터 외측을 향하여 장출되어 있고, 각 삽입 통과 구멍과 기판 대향판의 외주단의 사이에 두께가 형성되어 있다. 이 두꺼운 부분에 의해, 기판의 하면 전역에 처리액에 의한 액밀 상태를 확실하게 형성할 수 있다.
또, 상기 하면 노즐은, 상기 기판의 하면에 간격을 두고 대향하고, 상기 처리액 토출구를 갖는 제 2 대향면을 갖고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 액밀 단계에 있어서, 하면 노즐의 제 2 대향면이 기판의 하면에 대향 배치되고, 또한 제 2 대향면에 형성된 처리액 토출구로부터 처리액이 토출된다. 그 때문에, 하면 노즐의 제 2 대향면과 기판의 하면의 사이에 외곽통 형상의 처리액의 액주가 형성된다. 그리고, 제 1 대향면과 제 2 대향면이 동일 평면 상에 배치되어 있기 때문에, 제 2 대향면과 기판의 하면의 사이의 액주는, 기판의 하면 및 제 1 대향면을 타고 가면서, 기판의 하면 및 제 1 대향면의 사이의 공간을 퍼진다. 이에 따라, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 공간에 있어서, 처리액의 액밀 상태를 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 하면 노즐을 승강시키는 노즐 승강 기구를 또한 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 하면 노즐을 상승시키는 경우, 처리액의 토출 위치를 기판의 하면에 접근시킬 수 있으므로, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 공간에 있어서의 액밀 상태의 형성을 촉진할 수 있다. 또, 액밀 단계의 실행 종료시에는, 노즐 승강 기구를 사용하여, 기판 대향판과 함께 하면 노즐을 기판의 하면으로부터 용이하게 이반할 수 있다.
상기 제 2 대향면은, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의한 상기 기판의 회전 중심을 포함하는 영역과 대향하고 있고, 상기 제 1 대향면은, 평면에서 보아, 상기 제 2 대향면의 주위를 둘러싸는 환상 (環狀) 을 이루고 있어도 된다.
상기 제 1 대향면은 친수면을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 제 1 대향면의 표면이 친수성이면, 기판의 하면과 제 1 대향면의 사이의 공간을 액밀 상태로 하기 쉽다.
친수면을 포함하는 제 1 대향면의 예로는, 제 1 대향면에 다수의 오목 개소를 형성한 것이나, 소정의 표면 조도를 이용하여 젖음성을 향상시킨 것을 들 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 처리예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 처리예를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 5A-5C 는, 도 3 및 도 4 의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5D-5F 는, 도 5C 에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5G-5I 는, 도 5F 에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5J 는, 도 5I 에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 도 6 에 나타내는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 8 은, 도 6 에 나타내는 기판 처리 장치의 처리예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 9 는, 도 6 에 나타내는 기판 처리 장치의 처리예를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 10A-10C 는, 도 8 및 도 9 의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10D-10F 는, 도 10C 에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10G-10I 는, 도 10F 에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10J-10L 은, 도 10I 에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11A-도 11C 는, 제 1 기판 대향판의 다른 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 는, 도 1 의 기판 처리 장치 (1) 의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 1 은, 도 2 에 나타내는 화살표 (I) 의 방향으로 본 절단선을 따르는 단면을 나타낸다.
기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 을 1 매씩 처리하는 매엽형 장치이다. 이하, 기판 (W) 으로서 반도체 기판을 채용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 기판 처리 장치 (1) 는, 격벽으로 구획된 처리실 (2) 과, 처리실 (2) 내에서 기판 (W) 을 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 회전 유닛) (3) 을 구비하고 있다.
스핀 척 (3) 은, 연직 방향을 따르는 회전 축선 (10) 의 둘레로 회전 가능한 원판상의 스핀 베이스 (베이스) (4) 와, 스핀 베이스 (4) 상에 형성된 유지 부재 (5) 와, 스핀 베이스 (4) 로부터 연직 하방으로 연장되는 통형상의 회전축 (6) 과, 스핀 베이스 (4) 및 회전축 (6) 을 회전 축선 (10) 둘레로 회전시키는 회전 구동 기구 (7) 와, 스핀 베이스 (4) 의 상면과 유지 부재 (5) 에 의한 기판 유지 높이의 사이에 배치된 제 1 기판 대향판 (8) 을 구비하고 있다.
스핀 척 (3) 은, 복수의 유지 부재 (5) 로 기판 (W) 을 수평 방향으로 사이에 끼워 당해 기판 (W) 을 수평 자세로 유지하는 협지식 척이다. 회전 구동 기구 (7) 에는, 전동 모터가 채용되어 있고, 회전 구동 기구 (7) 로부터의 회전 구동력이 회전축 (6) 에 입력됨으로써, 유지 부재 (5) 에 의해 유지된 기판 (W) 은, 스핀 베이스 (4) 와 일체적으로 회전 축선 (10) 둘레로 회전하게 된다.
유지 부재 (5) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스핀 베이스 (4) 의 상면의 주연부에 둘레 방향을 따라서 간격을 띄우고 복수 개 (이 실시형태에서는, 예를 들어 6 개) 형성되어 있다. 각 유지 부재 (5) 는, 스핀 베이스 (4) 의 상면으로부터 일정한 간격을 띄운 상방의 기판 유지 높이에 있어서, 기판 (W) 을 수평으로 유지하도록 구성되어 있다. 유지 부재 (5) 에는, 스핀 베이스 (4) 내에 수용 배치된 기판 유지 부재 가동 기구 (9) 가 장착되어 있다. 이에 따라, 유지 부재 (5) 는, 스핀 베이스 (4) 에 대해 가동이 된다. 기판 유지 부재 가동 기구 (9) 는, 예를 들어, 회전축 (6) 의 회전에 따라 유지 부재 (5) 를 가동시키는 공지된 링크 기구이다.
이하에서는, 복수의 유지 부재 (5) 에 유지된 상태에서, 스핀 베이스 (4) 의 상면과 대향하는 기판 (W) 의 표면을 기판 (W) 의 하면이라고 하고, 당해 하면과 반대측의 면을 기판 (W) 의 상면이라고 한다.
회전축 (6) 은, 원통상의 중공 축이다. 회전축 (6) 의 내부에는, 기판 (W) 의 하면측으로부터 처리액을 공급하는 처리액 공급관 (13) 과, 기판 (W) 의 하면측으로부터 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관 (14) 이 삽입 통과되어 있다. 불활성 가스 공급관 (14) 은, 처리액 공급관 (13) 의 외주를 둘러싸고 있다.
처리액 공급관 (13) 의 연직 방향의 상단은, 스핀 베이스 (4) 의 중앙부에 형성된 관통 구멍을 통해서 스핀 베이스 (4) 의 상면 상에 돌출하여 있다. 즉, 처리액 공급관 (13) 의 연직 방향의 상단은, 스핀 베이스 (4) 의 상면과 기판 (W) 의 하면의 사이에 위치하고 있다. 처리액 공급관 (13) 의 상단에, 하면 노즐 (15) 이 결합되어 있다.
하면 노즐 (15) 은, 스핀 베이스 (4) 의 상면과 기판 (W) 의 하면의 사이에 배치된 제 2 기판 대향판 (16) 을 구비하고 있다. 제 2 기판 대향판 (16) 은, 거의 원판상으로 형성되어 있고, 기판 (W) 의 하면과 대향하는 제 2 기판 대향면 (제 2 대향면) (16a) 을 갖고 있다. 제 2 기판 대향판 (16) 의 중앙부에는, 처리액 공급관 (13) 의 상단을 노출시키기 위한 개구가 형성되어 있다. 이 개구가, 기판 (W) 의 하면측에서 처리액을 토출하는 처리액 토출구 (17) 이다. 처리액 토출구 (17) 는, 스핀 베이스 (4) 상에 배치되는 기판 (W) 의 하면의 회전 중심과 대향하고 있다. 제 2 기판 대향판 (16) 의 주연부에는 외향으로 플랜지 (18) 가 형성되어 있다.
제 1 기판 대향판 (8) 은, 기판 (W) 의 직경보다 큰 외경을 갖는 원판상의 부재이며, 그 상면에는, 기판 (W) 의 하면과 대향하는 제 1 기판 대향면 (제 1 대향면) (8a) 을 갖고 있다. 즉, 제 1 기판 대향판 (8) 의 외주단은, 기판 (W) 의 하면에 있어서의 기판 (W) 의 주단보다 외측에 위치하고 있다.
제 1 기판 대향판 (8) 의 주연부에는, 유지 부재 (5) 에 대응하는 위치에, 복수의 삽입 통과용 오목 개소 (20) 가 형성되어 있다. 삽입 통과용 오목 개소 (20) 는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 두께 방향으로 관통하는 삽입 통과 구멍이다. 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 에는, 대응하는 유지 부재 (5) 가 삽입 통과하고 있다. 제 1 기판 대향판 (8) 의 중앙부에는, 처리액 공급관 (13) 의 외주면 및 불활성 가스 공급관 (14) 을 둘러싸도록, 개구 (21) 가 형성되어 있다. 즉, 제 1 기판 대향면 (8a) 은, 평면에서 보아, 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (제 2 대향면) (16a) 의 주위를 둘러싸는 환상을 이루고 있다. 제 1 기판 대향판 (8) 의 개구 (21) 에는, 단차부 (19) 가 형성되어 있다. 단차부 (19) 는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 직경 방향 (도 1 의 좌우 방향) 에 관해서, 제 2 기판 대향판 (16) 의 플랜지 (18) 와 정합하도록 형성되어 있다.
제 1 기판 대향판 (8) 은, 스핀 베이스 (4) 의 상면에 가까운 하위치 (도 1 에 실선으로 나타내는 위치) 와, 당해 하위치보다 상방에 있어서 유지 부재 (5) 에 유지된 기판 (W) 의 하면에 미소 간격을 띄우고 접근하는 제 1 접근 위치 (도 1 에 파선으로 나타내는 위치) 의 사이에서 승강 가능하게 형성되어 있다. 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 1 접근 위치에 위치할 때, 제 1 기판 대향판 (8) 의 단차부 (19) 와 제 2 기판 대향판 (16) 의 플랜지 (18) 가 합쳐져, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이 동일 평면 상에 위치한다. 제 1 기판 대향판 (8) 의 승강은, 제 1 기판 대향판 (8) 의 하면에 장착된 자기 부상 기구 (24) 에 의해 제어되고 있다.
자기 부상 기구 (24) 는, 안내 기구 (25) 와, 자석 유지 부재 (26) 와, 대향판측 영구 자석 (27) 과, 승강용 영구 자석 (28) 과, 승강 액추에이터 (29) 를 구비하고 있다.
안내 기구 (25) 는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 하면에 장착되고, 회전 축선 (10) 과 평행하게 연직 방향으로 연장된 가이드축 (30) 과, 가이드축 (30) 과 결합된 리니어 베어링 (31) 을 구비하고 있다. 가이드축 (30) 은, 회전축 (6) 과 유지 부재 (5) 사이의 위치에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 가이드축 (30) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 둘레 방향으로 등간격을 띄운 3 개 지점에 배치되어 있다. 가이드축 (30) 은, 스핀 베이스 (4) 의 대응 지점에 형성된 리니어 베어링 (31) 에 결합되어 있고, 리니어 베어링 (31) 에 의해 안내되면서, 연직 방향으로 승강 가능하다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 은, 가이드축 (30) 및 리니어 베어링 (31) 에 의해, 회전 축선 (10) 에 평행한 상하 방향을 따라 안내된다.
가이드축 (30) 은, 리니어 베어링 (31) 을 관통하고 있고, 그 하단에, 외향으로 돌출한 플랜지 (32) 를 구비하고 있다. 플랜지 (32) 가 리니어 베어링 (31) 의 하단에 맞닿음으로써, 가이드축 (30) 의 상방으로의 이동, 즉 제 1 기판 대향판 (8) 의 상방으로의 이동이 규제된다. 즉, 플랜지 (32) 는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 상방으로의 이동을 규제하는 규제 부재이다.
자석 유지 부재 (26) 는, 대향판측 영구 자석 (27) 을, 자극 방향을 상하 방향을 향하여 유지하고 있다. 자석 유지 부재 (26) 는, 가이드축 (30) 보다 회전 축선 (10) 으로부터 먼 외방이고, 또한 유지 부재 (5) 보다 회전 축선 (10) 에 가까운 내방의 위치에서 제 1 기판 대향판 (8) 의 하면에 고정되어 있다.
자석 유지 부재 (26) 는, 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 둘레 방향으로 등간격을 띄우고 6 개 지점에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 회전 축선 (10) 으로부터 보아, 이웃하는 유지 부재 (5) 의 사이 (이 실시형태에서는 중간) 에 대응하는 각도 위치에, 각 자석 유지 부재 (26) 가 배치되어 있다. 또한, 회전 축선 (10) 으로부터 보아 6 개의 자석 유지 부재 (26) 에 의해 분할 (이 실시형태에서는 등분) 되는 6 개의 각도 영역 중, 하나 걸러의 각도 영역 내 (이 실시형태에서는 당해 각도 영역의 중앙 위치) 에, 3 개의 가이드축 (30) 이 각각 배치되어 있다.
스핀 베이스 (4) 에는, 6 개의 자석 유지 부재 (26) 에 대응하는 6 개 지점에 관통공 (33) 이 형성되어 있다. 각 관통공 (33) 은, 대응하는 자석 유지 부재 (26) 를 각각 회전 축선 (10) 과 평행한 연직 방향으로 삽입 통과시킬 수 있도록 형성되어 있다. 제 1 기판 대향판 (8) 이 하위치에 위치할 때, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 자석 유지 부재 (26) 는 관통공 (33) 을 삽입 통과하여 스핀 베이스 (4) 의 하면보다 하방으로 돌출되어 있고, 대향판측 영구 자석 (27) 은, 스핀 베이스 (4) 의 하면보다 하방에 위치하고 있다. 대향판측 영구 자석 (27) 은, 예를 들어, 하측에 S 극을 갖고, 상측에 N 극을 갖도록 자석 유지 부재 (26) 에 고정되어 있어도 된다.
승강용 영구 자석 (28) 은, 예를 들어, 회전 축선 (10) 을 중심으로 하여 수평면을 따라 배치된 원환상의 영구 자석편이며, 대향판측 영구 자석 (27) 에 대해 하방으로부터 대향하는 원환상의 자극을 갖고 있다. 승강용 영구 자석 (28) 의 자극의 극성은, 대향판측 영구 자석 (27) 의 하측의 자극과 동일한 극성이다. 따라서, 승강용 영구 자석 (28) 은, 대향판측 영구 자석 (27) 에 대해, 상향의 반발 자력을 작용시킨다. 승강용 영구 자석 (28) 은, 원환상의 승강용 자석 유지 부재 (35) 에 내장되어 유지되어 있다. 승강용 자석 유지 부재 (35) 에, 승강 액추에이터 (29) 의 작동축 (34) 이 결합되어 있다.
승강 액추에이터 (29) 는, 예를 들어 에어 실린더로 이루어지고, 작동축 (34) 을 회전 축선 (10) 에 평행한 방향으로 상하동시키도록 구성되어 있다. 승강 액추에이터 (29) 는, 승강용 영구 자석 (28) 을 상위치와 하위치의 사이를 승강시킬 수 있다. 하위치는, 승강용 영구 자석 (28) 이 스핀 베이스 (4) 로부터 충분히 하방에 위치하고, 승강용 영구 자석 (28) 과 대향판측 영구 자석 (27) 의 사이에, 그들 사이의 자기 반발력이 제 1 기판 대향판 (8) 에 작용하는 중력을 보다 작아지는 충분한 거리가 확보되도록 설정되어 있다. 상위치는, 하위치보다 상방의 위치이며, 승강용 영구 자석 (28) 과 대향판측 영구 자석 (27) 의 사이의 자기 반발력에 의해, 자석 유지 부재 (26) 에 결합된 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 1 접근 위치까지 상승하게 되는 위치에 설정되어 있다.
따라서, 승강 액추에이터 (29) 를 작동시켜 승강용 영구 자석 (28) 을 하위치로부터 상위치까지 상승시키면, 그 과정에서, 승강용 영구 자석 (28) 과 대향판측 영구 자석 (27) 의 사이의 자기 반발력이 제 1 기판 대향판 (8) 에 작용하는 중력 및 그 밖의 상승 저항력 (마찰력 등) 을 상회한다. 그에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 이 스핀 베이스 (4) 의 상면으로부터 부상하고, 제 1 접근 위치까지 상승한다. 제 1 기판 대향판 (8) 의 상승은, 가이드축 (30) 의 하단에 형성된 플랜지 (32) 가 리니어 베어링 (31) 의 하단에 맞닿음으로써 규제된다.
한편, 승강 액추에이터 (29) 를 작동시켜 승강용 영구 자석 (28) 을 상위치로부터 하위치까지 하강시키면, 그 과정에서, 제 1 기판 대향판 (8) 에 작용하는 중력이, 승강용 영구 자석 (28) 과 대향판측 영구 자석 (27) 의 사이의 자기 반발력 및 그 밖의 하강 저항력 (마찰력 등) 을 상회한다. 그에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 1 접근 위치로부터 하강하여, 스핀 베이스 (4) 에 도달한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 또한, 기판 (W) 의 상면에 약액 (처리액) 을 공급하는 상면 약액 공급 기구 (42) 와, 기판 (W) 의 상면에 린스액 (처리액, 세정액) 을 공급하는 상면 린스액 공급 기구 (43) 와, 기판 (W) 의 하면에 약액을 공급하는 하면 약액 공급 기구 (54) 와, 기판 (W) 의 하면에 린스액을 공급하는 하면 린스액 공급 기구 (55) 와, 기판 (W) 의 하면측에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 기구 (64) 를 구비하고 있다.
상면 약액 공급 기구 (42) 는, 상면 약액 노즐 (44) 과, 상면 약액 공급 배관 (45) 과, 상면 약액 밸브 (46) 를 구비하고 있다. 상면 약액 공급 배관 (45) 은, 상면 약액 노즐 (44) 에 접속되어 있다. 상면 약액 밸브 (46) 는, 상면 약액 공급 배관 (45) 에 개재 장착되어 있다. 상면 약액 밸브 (46) 가 열리면, 상면 약액 공급 배관 (45) 으로부터 상면 약액 노즐 (44) 에 약액이 공급되고, 상면 약액 노즐 (44) 로부터 약액이 토출된다. 또, 상면 약액 밸브 (46) 가 닫히면, 상면 약액 공급 배관 (45) 으로부터 상면 약액 노즐 (44) 로의 약액의 공급이 정지된다. 상면 약액 노즐 (44) 로부터 토출된 약액은, 스핀 척 (3) 에 유지된 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급된다.
상면 린스액 공급 기구 (43) 는, 상면 린스액 노즐 (49) 과, 상면 린스액 공급 배관 (50) 과, 상면 린스액 밸브 (51) 를 구비하고 있다. 상면 린스액 공급 배관 (50) 은, 상면 린스액 노즐 (49) 에 접속되어 있다. 상면 린스액 밸브 (51) 는, 상면 린스액 공급 배관 (50) 에 개재 장착되어 있다. 상면 린스액 밸브 (51) 가 열리면, 상면 린스액 공급 배관 (50) 으로부터 상면 린스액 노즐 (49) 에 린스액이 공급되고, 상면 린스액 노즐 (49) 로부터 린스액이 토출된다. 또, 상면 린스액 밸브 (51) 가 닫히면, 상면 린스액 공급 배관 (50) 으로부터 상면 린스액 노즐 (49) 로의 린스액의 공급이 정지된다. 상면 린스액 노즐 (49) 로부터 토출된 린스액은, 스핀 척 (3) 에 유지된 기판 (W) 의 상면 중앙부에 공급된다.
또한, 상면 약액 노즐 (44) 은, 스핀 척 (3) 에 대해 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 예를 들어, 스핀 척 (3) 의 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 아암에 장착되어, 이 아암의 요동에 의해 기판 (W) 의 표면에 있어서의 약액의 착액 위치가 스캔되는, 소위 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다. 또, 상면 린스액 노즐 (49) 에 대해서도, 스핀 척 (3) 에 대해 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 소위 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다.
하면 약액 공급 기구 (54) 는, 하면 약액 공급 배관 (57) 과, 하면 약액 밸브 (58) 와, 약액 유량 조절 밸브 (59) 를 구비하고 있다. 하면 약액 공급 배관 (57) 은, 처리액 공급 배관 (60) 에 접속되어 있다. 처리액 공급 배관 (60) 은, 또한 회전축 (6) 에 삽입 통과되어 있는 처리액 공급관 (13) 에 접속되어 있다. 하면 약액 밸브 (58) 및 약액 유량 조절 밸브 (59) 는, 하면 약액 공급 배관 (57) 에 개재 장착되어 있다. 다음에 서술하는 하면 린스액 밸브 (62) 가 닫히면서 하면 약액 밸브 (58) 가 열리면, 하면 약액 공급 배관 (57) 및 처리액 공급 배관 (60) 을 통해서 처리액 공급관 (13) 에 약액이 공급된다. 또, 하면 약액 밸브 (58) 가 닫히면, 처리액 공급관 (13) 으로의 약액의 공급이 정지된다. 처리액 공급관 (13) 에 공급된 약액은, 하면 노즐 (15) 의 처리액 토출구 (17) 로부터 스핀 척 (3) 에 유지된 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 토출된다. 약액 유량 조절 밸브 (59) 는, 하면 약액 공급 배관 (57) 의 개도를 조절함으로써, 하면 노즐 (15) 로부터 토출되는 약액의 토출 유량을 조정한다.
하면 린스액 공급 기구 (55) 는, 하면 린스액 공급 배관 (61) 과, 하면 린스액 밸브 (62) 와, 린스액 유량 조절 밸브 (63) 를 구비하고 있다. 하면 린스액 공급 배관 (61) 은, 하면 약액 공급 배관 (57) 과 마찬가지로, 처리액 공급 배관 (60) 에 접속되어 있다. 하면 린스액 밸브 (62) 및 린스액 유량 조절 밸브 (63) 는 하면 린스액 공급 배관 (61) 에 개재 장착되어 있다. 하면 약액 밸브 (58) 가 닫히면서 하면 린스액 밸브 (62) 가 열리면, 하면 린스액 공급 배관 (61) 및 처리액 공급 배관 (60) 을 통해서 처리액 공급관 (13) 에 린스액이 공급된다. 또, 하면 린스액 밸브 (62) 가 닫히면, 처리액 공급관 (13) 으로의 린스액의 공급이 정지된다. 처리액 공급관 (13) 에 공급된 린스액은, 하면 노즐 (15) 의 처리액 토출구 (17) 로부터 스핀 척 (3) 에 유지된 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 토출된다. 린스액 유량 조절 밸브 (63) 는, 하면 린스액 공급 배관 (61) 의 개도를 조절함으로써, 하면 노즐 (15) 로부터 토출되는 린스액의 토출 유량을 조정한다.
또한, 이 실시형태에서는, 하면 약액 공급 배관 (57) 및 하면 린스액 공급 배관 (61) 을, 공통 배관인 처리액 공급 배관 (60) 을 통해서 처리액 공급관 (13) 에 접속시키고 있지만, 하면 린스액 공급 배관 (61) 하면 약액 공급 배관 (57) 및 하면 린스액 공급 배관 (61) 을, 직접 처리액 공급관 (13) 에 접속시켜도 된다.
불활성 가스 공급 기구 (64) 는, 불활성 가스 공급 배관 (65) 과, 불활성 가스 밸브 (66) 와, 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 를 구비하고 있다. 불활성 가스 공급 배관 (65) 은, 회전축 (6) 에 삽입 통과되어 있는 불활성 가스 공급관 (14) 에 접속되어 있다. 불활성 가스 밸브 (66) 및 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 는, 불활성 가스 공급 배관 (65) 에 개재 장착되어 있다. 불활성 가스 밸브 (66) 가 열리면, 불활성 가스 공급 배관 (65) 으로부터 불활성 가스 공급관 (14) 에 불활성 가스가 공급된다. 또, 불활성 가스 밸브 (66) 가 닫히면, 불활성 가스 공급 배관 (65) 으로부터 불활성 가스 공급관 (14) 으로의 불활성 가스의 공급이 정지된다. 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 는, 불활성 가스 공급 배관 (65) 의 개도를 조절함으로써, 불활성 가스 공급관 (14) 의 상단으로부터 토출되는 린스액의 토출 유량을 조정한다.
불활성 가스 공급관 (14) 의 연직 방향의 상단으로부터 토출되는 불활성 가스는, 제 1 기판 대향판 (8) 이 하위치에 위치할 때에는, 제 2 기판 대향판 (16) 의 플랜지 (18) 의 하부분을 지나고, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간을 지나, 기판 (W) 의 회전 범위 외로 안내된다. 또, 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 1 접근 위치에 위치할 때에는, 불활성 가스는, 제 2 기판 대향판 (16) 의 플랜지 (18) 의 하부분을 지나고, 스핀 베이스 (4) 의 상면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 하면의 사이의 공간을 지나, 기판 (W) 의 회전 범위 외로 안내된다.
상면 약액 노즐 (44) 및 하면 노즐 (15) 에 공급되는 약액으로서, 예를 들어, HF (불화수소), TMAH (테트라메틸암모늄하이드로옥사이드), SCl (ammonia-hydrogen peroxide mixture：암모니아과산화수소수 혼합액) 등의 에칭액을 예시할 수 있다. 또, 상면 린스액 노즐 (49) 및 하면 노즐 (15) 에 공급되는 린스액으로서, 예를 들어, 순수 (deionized water：탈이온수), 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수나, 희석 염산수 (예를 들어, 희석 농도가 10 ∼ 100 ppm 정도) 등을 예시할 수 있다. 또, 불활성 가스 공급관 (14) 에 공급되는 불활성 가스는, 예를 들어 질소 가스이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 당해 기판 처리 장치 (1) 의 각 부의 제어를 위해서 제어 장치 (69) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7), 기판 유지 부재 가동 기구 (9), 승강 액추에이터 (29) 등을 제어하도록 구성되어 있다. 또, 기판 처리 장치 (1) 는, 상면 약액 밸브 (46), 상면 린스액 밸브 (51), 하면 약액 밸브 (58), 하면 린스액 밸브 (62), 불활성 가스 밸브 (66) 등의 개폐를 제어하고, 약액 유량 조절 밸브 (59), 린스액 유량 조절 밸브 (63), 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 등의 개도를 제어한다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 처리예를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 의 처리예를 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 5A ∼ 도 5J 는, 도 3 및 도 4 의 처리예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1, 도 3, 도 4 및 도 5A ∼ 도 5J 를 참조하여, 기판 처리 장치 (1) 의 처리예를 설명한다.
도 3 의 처리예에 있어서, 먼저, 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 미처리의 기판 (W) 이 처리실 (2) 내에 반입되어, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 이 그 디바이스 형성면을 상방을 향한 상태로 스핀 척 (3) 에 유지된다 (S1：기판 반입 공정). 기판 (W) 의 반입시에는, 제 1 기판 대향판 (8) 은, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 하위치에 배치되어 있다.
이어서, 제어 장치 (69) 는, 도 5B 에 나타내는 바와 같이, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 을 정지 상태로부터 회전 속도 (제 2 회전 속도) (ω3) (예를 들어, 500 rpm) 로 회전 축선 (10) 둘레로 고속 회전시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 상면 약액 밸브 (46) 를 열어 기판 (W) 의 상면에 약액을 공급함과 함께, 하면 약액 밸브 (58) 를 열어 기판 (W) 의 하면에 약액을 공급한다 (S2：고속 회전 약액 처리 공정). 상면 약액 노즐 (44) 및 하면 노즐 (15) 로부터의 약액의 토출 유량은, 각각, 예를 들어 1.0 ℓ/min 이다.
단계 S2 의 고속 회전 약액 처리 공정에 있어서, 상면 약액 노즐 (44) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면 주연부로까지 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 전역이 약액 처리된다. 또, 하면 노즐 (15) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력을 받아 기판 (W) 의 하면을 타고 하면 주연부로까지 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면 전역이 약액 처리된다.
약액의 토출 개시로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω3) 로부터 보다 저속의 회전 속도 (ω1) (제 1 회전 속도. 예를 들어 10 rpm) 로 감속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 약액 유량 조절 밸브 (59) 를 제어하여, 하면 노즐 (15) 로부터의 약액의 토출 유량을, 예를 들어 1.0 ℓ/min 으로부터 0.4 ℓ/min 으로 저감시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치 (도 5B 참조) 로부터 제 1 접근 위치 (도 5C 참조) 까지 상승시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면과 제 1 접근 위치에 있는 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에 있어서, 약액이 액밀 상태로 된다. 액밀 상태가 된 약액에 의해 기판 (W) 의 하면이 약액 처리된다 (S3：약액 액밀 공정).
구체적으로는, 단계 S3 의 약액 액밀 공정에서는, 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과, 하면 노즐 (15) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이 동일 평면 상에 배치된다. 그리고, 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 1 접근 위치에 배치된 상태에서, 기판 (W) 의 감속에 의해, 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이에 외곽통 형상의 약액의 액주 (39) 가 형성된다.
약액의 액주 (39) 의 유지를 위해서는, 약액의 토출 유량은 적은 것이 바람직한 것이지만, 약액의 액주 (39) 의 형성시에는, 소정량의 약액이 필요하다. 이 처리예에서는, 단계 S2 의 고속 회전 약액 처리 공정에 있어서 비교적 대유량의 약액이 기판 (W) 의 하면에 공급되므로, 단계 S3 의 약액 액밀 공정의 개시시에는, 비교적 다량의 약액이 기판 (W) 의 하면에 존재하고 있다. 따라서, 약액의 액주 (39) 를 양호하게 형성할 수 있다.
그리고, 약액의 액주 (39) 에 대해 추가로 약액의 공급을 실시함으로써, 약액의 액주 (39) 를 기판 (W) 의 둘레 방향으로 확대시킨다. 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이의 약액의 액주 (39) 는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이를 타고 가면서, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을, 기판 (W) 의 주연부를 향하여 퍼진다 (도 5C 의 화살표 참조). 이에 따라, 당해 공간 (38) 의 전역에 있어서, 약액의 액밀 상태가 실현된다. 당해 공간 (38) 에 있어서의 액밀 상태는, 소유량의 약액에 의해 실현할 수 있기 때문에, 이에 따라, 약액의 소비량의 저감을 도모할 수 있다.
또, 각 유지 부재 (5) 를 삽입 통과시키기 위한 삽입 통과용 오목 개소 (20) 가 제 1 기판 대향판 (8) 에 형성되어 있으므로, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치로부터 제 1 접근 위치로 상승시킬 때에 유지 부재 (5) 와 제 1 기판 대향판 (8) 이 간섭하지 않는다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 승강을 양호하게 실시할 수 있다.
제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 접근 위치로의 상승으로부터, 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 도 3, 도 4 및 도 5D 에 나타내는 바와 같이, 약액 유량 조절 밸브 (59) 를 제어하여, 하면 노즐 (15) 로부터의 약액의 토출 유량을, 예를 들어 0.4 ℓ/min 에서 1.0 ℓ/min 으로 증대시킨다.
그 결과, 공간 (38) 에 공급되는 약액의 유량이 증대하고, 이에 따라 기판 (W) 의 하면 전역에 있어서, 공간 (38) 을 약액의 액밀 상태로 할 수 있다. 이 상태에서는, 기판 (W) 의 하면 전역에 약액이 접액하기 때문에, 기판 (W) 의 하면의 전역을 양호하고 또한 균일하게 약액 처리할 수 있다. 또, 기판 (W) 의 상면에 대한 약액 처리 및 기판 (W) 의 하면에 대한 약액 처리가 병행하여 실행되므로, 기판 (W) 의 상면 및 기판 (W) 의 하면의 쌍방에 각각 개별적으로 약액 처리를 실시하는 경우의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 도 5D 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 주연부는, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로부터 외측을 향하여 장출되어 있고, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 와 제 1 기판 대향판 (8) 의 외주단의 사이에 두께가 형성되어 있다. 이 두꺼운 부분에 의해, 단계 S3 의 약액 액밀 공정에서는, 유지 부재 (5) 에 유지되어 있는 부분을 포함하는 기판 (W) 의 주연부도 액밀 상태로 할 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면 전역에 약액에 의한 액밀 상태를 확실하게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 기판 (W) 에 약액 처리를 실시할 때에는, 단계 S2 의 고속 회전 약액 처리 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 약액 처리가 실시되고, 이어서, 단계 S3 의 약액 액밀 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 약액 처리가 실시된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 하면을 보다 한층 양호하게 약액 처리할 수 있다.
이어서, 하면 노즐 (15) 로부터의 약액의 토출 유량을 증대시키고 나서 미리 정하는 시간 (예를 들어, 20 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 상면 약액 밸브 (46) 및 하면 약액 밸브 (58) 를 닫고, 도 5E 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 으로의 약액의 공급을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 제 1 접근 위치 (도 5D 참조) 에서 하위치 (도 5E 참조) 로 하강시킨다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 이 기판 (W) 의 하면으로부터 이반하여, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이에 있어서의 약액의 액밀 상태가 순식간에 해제된다 (S4：약액 액밀 해제 공정).
또, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω1) 로부터 회전 속도 (ω3) 로 가속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 상면 린스액 밸브 (51) 를 열어 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급함과 함께, 하면 린스액 밸브 (62) 를 열어 기판 (W) 의 하면에 린스액을 공급한다 (S5：고속 회전 린스액 처리 공정). 상면 린스액 노즐 (49) 및 하면 노즐 (15) 로부터 토출되는 린스액의 토출 유량은, 각각, 예를 들어 4.0 ℓ/min 이다. 또한, 제어 장치 (69) 는, 불활성 가스 밸브 (66) 를 열고, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스의 토출 유량은, 예를 들어 50 ℓ/min 이다.
단계 S5 의 고속 회전 린스액 처리 공정에 있어서, 상면 린스액 노즐 (49) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면 주연부로까지 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 전역에 있어서, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있던 약액이 린스액에 의해 씻겨 없어진다. 또, 불활성 가스 공급관 (14) 의 연직 방향의 상단으로부터 토출된 불활성 가스는, 제 2 기판 대향판 (16) 의 플랜지 (18) 의 하부분을 지나고, 회전 축선 (10) 을 중심으로 한 방사상으로 내뿜어진다. 이 불활성 가스는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간을 지나, 기판 (W) 의 회전 범위 외로 배출된다. 이에 따라, 린스액 및 린스액에 의해 씻겨 없어진 약액의 액적이, 불활성 가스 공급관 (14) 내 및 하면 노즐 (15) 의 처리액 토출구 (17) 내에 진입하는 것을 방지할 수 있다.
린스액의 토출 개시로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 1 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 5F 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω3) 로부터 더욱 고속의 회전 속도 (ω4) (제 2 회전 속도. 예를 들어 1000 rpm) 로 가속시킨다. 이에 따라, 하면 노즐 (15) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력을 받아, 기판 (W) 의 하면을 타고, 기판 (W) 의 하면 주연부로까지 퍼진다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면 전역에 있어서, 기판 (W) 의 하면에 부착되어 있던 약액이 린스액에 의해 씻겨 없어진다. 또, 이 상태에서는, 상면 린스액 노즐 (49) 로부터 토출된 린스액도, 기판 (W) 의 상면 전역에 계속 공급되기 때문에, 기판 (W) 의 상하면의 전역에서 린스 처리가 양호하게 실시된다.
이어서, 기판 (W) 의 가속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 10 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 5G 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω3) 보다 저속이지만 회전 속도 (ω1) 보다는 고속의 회전 속도 (ω2) (제 3 회전 속도. 예를 들어 100 rpm) 로 감속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 린스액 유량 조절 밸브 (63) 를 제어하여, 하면 노즐 (15) 로부터의 린스액의 토출 유량을, 예를 들어 4.0 ℓ/min 에서 1.0 ℓ/min 으로 저감시킨다.
이 때, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 공급된 린스액은 기판 (W) 의 하면을 주연부를 향하여 퍼진 후, 중력을 받아 하방을 향하여 떨어지고, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 에 공급되고, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 을 타고 흐른다. 제 1 기판 대향면 (8a) 을 흐르는 린스액에 의해, 제 1 기판 대향면 (8a) 을 포함하는 제 1 기판 대향판 (8) 의 외표면 전역이 세정된다 (S6：제 1 기판 대향판 세정 공정).
이어서, 기판 (W) 의 감속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 10 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 5H 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω2) 로부터 회전 속도 (ω1) 로 감속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 린스액 유량 조절 밸브 (63) 를 제어하여, 하면 노즐 (15) 로부터의 린스액의 토출 유량을, 예를 들어 1.0 ℓ/min 에서 0.4 ℓ/min 으로 저감시킨다.
또, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치 (도 5G 참조) 로부터 제 1 접근 위치 (도 5H 참조) 까지 상승시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면과, 제 1 접근 위치에 있는 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에 있어서, 린스액이 액밀 상태로 된다. 액밀 상태가 된 린스액에 의해 기판 (W) 의 하면이 린스액 처리된다 (S7：린스액 액밀 공정).
구체적으로는, 단계 S7 의 린스액 액밀 공정에서는, 도 5H 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과, 하면 노즐 (15) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이, 동일 평면 상에 배치된다. 그리고, 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 1 접근 위치에 배치된 상태에서, 기판 (W) 의 감속에 의해, 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이에 외곽통 형상의 린스액의 액주 (40) 가 형성된다.
린스액의 액주 (40) 의 유지를 위해서는, 린스액의 토출 유량은 적은 것이 바람직한 것이지만, 린스액의 액주 (40) 의 형성시에는, 소정량의 린스액이 필요하다. 이 처리예에서는, 단계 S5 의 고속 회전 린스액 처리 공정에 있어서 비교적 대유량의 린스액이 기판 (W) 의 하면에 공급되므로, 단계 S7 의 린스액 액밀 공정의 개시시에는, 비교적 다량의 린스액이 기판 (W) 의 하면에 존재하고 있다. 따라서, 린스액의 액주 (40) 를 양호하게 형성할 수 있다.
그리고, 린스액의 액주 (40) 에 대해 추가로 린스액 공급을 실시함으로써, 린스액의 액주 (40) 를 기판 (W) 의 둘레 방향으로 확대시킨다. 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이의 린스액의 액주 (40) 는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이를 타고 가면서, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을, 기판 (W) 의 주연부를 향하여 퍼진다 (도 5H 의 화살표 참조). 이에 따라, 당해 공간 (38) 의 전역에 있어서, 린스액의 액밀 상태가 실현된다. 당해 공간 (38) 에 있어서의 액밀 상태는, 소유량의 린스액에 의해 실현할 수 있기 때문에, 이에 따라, 린스액의 소비량의 저감을 도모할 수 있다.
제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 접근 위치로의 상승으로부터, 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 린스액 유량 조절 밸브 (63) 를 제어하여, 하면 노즐 (15) 로부터의 린스액의 토출 유량을, 예를 들어 0.4 ℓ/min 에서 1.0 ℓ/min 으로 증대시킨다.
그 결과, 공간 (38) 에 공급되는 린스액의 유량이 증대하므로, 기판 (W) 의 하면 전역에 있어서, 공간 (38) 을 린스액의 액밀 상태로 할 수 있다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면 전역에 린스액을 접액시킬 수 있기 때문에, 기판 (W) 의 하면의 전역을 양호하고 또한 균일하게 린스액 처리할 수 있다. 또, 기판 (W) 의 상면에 대한 린스액 처리 및 기판 (W) 의 하면에 대한 린스액 처리가 병행하여 실행되므로, 기판 (W) 의 상면 및 기판 (W) 의 하면의 쌍방에 각각 개별적으로 린스액 처리를 실시하는 경우의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 도 5I 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 주연부는, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로부터 외측을 향하여 장출되어 있고, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 와 제 1 기판 대향판 (8) 의 외주단의 사이에 두께가 형성되어 있다. 이 두꺼운 부분에 의해, 단계 S7 의 린스액 액밀 공정에서는, 유지 부재 (5) 에 유지되어 있는 부분을 포함하는 기판 (W) 의 주연부도 액밀 상태로 할 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면 전역에 린스액에 의한 액밀 상태를 확실하게 또한 양호하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 기판 (W) 에 린스액 처리를 실시할 때에는, 단계 S5 의 고속 회전 린스액 처리 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 린스액 처리가 실시되고, 이어서, 단계 S6 의 제 1 기판 대향판 세정 공정을 거쳐, 단계 S7 의 린스액 액밀 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 린스액 처리가 실시된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 하면을 보다 한층 양호하게 린스액 처리할 수 있다.
이어서, 하면 노즐 (15) 로부터의 린스액의 토출 유량을 증대시키고 나서 미리 정하는 시간 (예를 들어, 15 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 상면 린스액 밸브 (51) 및 하면 린스액 밸브 (62) 를 닫고, 도 5J 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 으로의 린스액의 공급을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 제 1 접근 위치 (도 5I 참조) 에서 하위치 (도 5J 참조) 로 하강시킨다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 이 기판 (W) 의 하면으로부터 이반하여, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이에 있어서의 린스액의 액밀 상태가 순식간에 해제된다 (S8：린스액 액밀 해제 공정).
그 후, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 을 가속하여, 기판 (W) 을 털어내어 건조시킨다 (S9：건조 공정). 기판 (W) 의 가속은 단계적으로 실시한다. 구체적으로는, 제어 장치 (69) 는, 먼저, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω1) 로부터 회전 속도 (ω3) 로 가속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 를 제어하여, 불활성 가스의 유량을, 그때까지의 50 ℓ/min 으로부터, 예를 들어 100 ℓ/min 으로 증대시킨다.
이어서, 기판 (W) 의 가속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 1 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω4) 로부터 더욱 고속의 회전 속도 (ω5) (예를 들어, 1500 rpm) 로 가속시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 에 부착된 린스액을 확실하게 기판 (W) 의 회전 원심력에 의해 털어낼 수 있다.
단계 S9 의 건조 공정에서는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과 기판의 하면의 사이의 공간에 대유량의 불활성 가스가 공급되므로, 당해 공간에 불활성 가스의 기류를 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면의 건조의 촉진을 도모하면서, 기판 (W) 의 하면에 워터마크의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
기판 (W) 의 가속으로부터 미리 정하는 건조 시간 (예를 들어, 2 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 그 후, 기판 반송 로봇에 의해, 처리가 끝난 기판 (W) 이 처리실 (2) 내로부터 반출된다 (S10：기판 반출 공정).
이상과 같이, 제 1 실시형태에 의하면, 단계 S4 의 약액 액밀 해제 공정에 있어서, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 을 이반시킴으로써, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 의 액밀 상태를 순식간에 해제할 수 있다. 이에 따라, 단계 S4 의 약액 액밀 해제 공정 후에는, 기판 (W) 의 하면에 약액 (제 1 실시형태에서는 에칭액) 이 접액하지 않고, 그 결과, 약액 액밀 해제 공정 후에 있어서의, 기판 (W) 의 하면에서의 약액 처리의 진행을 저지할 수 있다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면의 처리 레이트 (에칭 레이트) 를 소기의 처리 레이트로 유지할 수 있다. 그러므로, 기판 (W) 의 하면에 약액 처리를 양호하게 실시할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다
또, 단계 S8 의 린스액 액밀 해제 공정에 있어서, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 을 이반시킴으로써, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 의 액밀 상태를 순식간에 해제할 수 있다. 이에 따라, 단계 S8 의 린스액 액밀 해제 공정 후에는, 기판 (W) 의 하면에 린스액이 접액하지 않고, 그 결과, 기판 (W) 의 하면에서 린스액 처리의 진행을 저지할 수 있다.
도 6 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (71) 의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 7 은, 도 6 에 나타내는 기판 처리 장치 (71) 의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 6 은, 도 7 에 나타내는 화살표 (VI) 의 방향으로 본 절단선을 따르는 단면을 나타내는 도면이다.
제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (71) 가 전술한 제 1 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 와 상이한 점은, 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 구비하고 있는 점이다. 그 밖의 구성은, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 동일한 구성이다. 도 6, 도 7 및 도 10A ∼ 도 10L 에 있어서, 전술한 제 1 실시형태에 나타난 각 부와 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
하면 노즐 승강 기구 (72) 는, 예를 들어 에어 실린더에 의해 구성되어 있고, 처리액 공급관 (13) 의 하단에 연결되어 있다. 하면 노즐 승강 기구 (72) 의 구동력이 처리액 공급관 (13) 에 입력되면, 처리액 공급관 (13) 은 연직 방향으로 승강하고, 이것과 일체적으로 제 2 기판 대향판 (16) 이 승강한다. 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 형성했기 때문에, 제 2 실시형태에서는, 제 2 기판 대향판 (16) 은, 제 1 접근 위치와, 제 1 접근 위치로부터 더욱 기판 (W) 의 하면에 접근하는 제 2 접근 위치 (도 10C 에 나타내는 제 2 기판 대향판 (16) 의 위치) 의 사이를 승강 가능한 구성으로 되어 있다.
또, 제 2 실시형태에서는, 제 1 기판 대향판 (8) 은, 스핀 베이스 (4) 의 상면에 가까운 하위치와 제 2 접근 위치의 사이에서 승강 가능하게 형성되어 있다. 이와 같은 제 1 기판 대향판 (8) 의 승강 범위의 조절은, 대향판측 영구 자석 (27) 과 승강용 영구 자석 (28) 의 사이의 거리, 안내 기구 (25) 에 있어서의 가이드축 (30) 의 길이, 플랜지 (32) 의 위치 등의 조정에 의해 실현할 수 있다. 또한, 제 1 접근 위치에 있는 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 은, 제 1 접근 위치에 있는 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 과 동일 평면 상에 있고, 그 때문에, 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 1 접근 위치는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 접근 위치와 동일시할 수 있다. 또, 제 2 접근 위치에 있는 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 은, 제 2 접근 위치에 있는 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 과 동일 평면 상에 있고, 그 때문에, 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 접근 위치는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 2 접근 위치와 동일시할 수 있다.
기판 처리 장치 (71) 는, 당해 기판 처리 장치 (71) 의 각 부의 제어를 위해서 제어 장치 (69) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7), 기판 유지 부재 가동 기구 (9), 승강 액추에이터 (29), 하면 노즐 승강 기구 (72) 등을 제어하도록 구성되어 있다. 또, 기판 처리 장치 (71) 는, 상면 약액 밸브 (46), 상면 린스액 밸브 (51), 하면 약액 밸브 (58), 하면 린스액 밸브 (62), 불활성 가스 밸브 (66) 등의 개폐를 제어하고, 약액 유량 조절 밸브 (59), 린스액 유량 조절 밸브 (63), 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 등의 개도를 제어한다.
도 8 은, 기판 처리 장치 (71) 의 처리예를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 9 는, 기판 처리 장치 (71) 의 처리예를 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 10A ∼ 도 10L 은, 도 8 및 도 9 의 처리예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6, 도 8, 도 9 및 도 10A ∼ 도 10L 을 참조하여, 기판 처리 장치 (71) 의 처리예를 설명한다.
도 8 의 처리예에 있어서, 먼저, 도시하지 않은 기판 반송 로봇에 의해 미처리의 기판 (W) 이 처리실 (2) 내에 반입되어, 도 10A 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 이 그 디바이스 형성면을 상방을 향한 상태로 스핀 척 (3) 에 유지된다 (S11：기판 반입 공정). 기판 (W) 의 반입시에는, 제 1 기판 대향판 (8) 은, 도 10A 에 나타내는 바와 같이, 하위치에 배치되어 있다. 또, 제 2 기판 대향판 (16) 은, 제 1 접근 위치에 배치되어 있다.
이어서, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 10B 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 을 정지 상태로부터 회전 속도 (ω3) (예를 들어, 500 rpm) 로 회전 축선 (10) 둘레로 고속 회전시킴과 함께, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치 (도 10A 참조) 로부터 제 1 접근 위치 (도 10B 참조) 까지 상승시킨다. 이 때, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과, 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이 동일 평면 상에 배치된다.
또한, 제어 장치 (69) 는, 상면 약액 밸브 (46) 를 열어, 기판 (W) 의 상면에 약액을 공급함과 함께, 하면 약액 밸브 (58) 를 열어, 기판 (W) 의 하면에 약액을 공급한다 (S12：고속 회전 약액 처리 공정). 이 때, 상면 약액 노즐 (44) 및 하면 노즐 (15) 로부터의 약액의 토출 유량은, 각각, 예를 들어 1.0 ℓ/min 이다.
단계 S12 의 고속 회전 약액 처리 공정에 있어서, 상면 약액 노즐 (44) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면 주연부로까지 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 전역이 약액 처리된다. 또, 하면 노즐 (15) 로부터 토출된 약액은, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력을 받아 기판 (W) 의 하면을 타고 하면 주연부로까지 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면 전역이 약액 처리된다.
약액의 토출 개시로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 10C 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω3) 로부터 보다 저속의 회전 속도 (ω1) (예를 들어, 10 rpm) 로 감속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 제어하여, 제 2 기판 대향판 (16) 을, 제 1 접근 위치 (도 10B 참조) 로부터 제 2 접근 위치 (도 10C 참조) 까지 상승시킨다. 또한, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치 (도 10B 참조) 로부터 기판 (W) 의 하면에 접근하는 제 2 접근 위치 (도 10C 참조) 까지 상승시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면과, 제 2 접근 위치에 있는 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에 있어서, 약액이 액밀 상태로 된다. 액밀 상태가 된 약액에 의해 기판 (W) 의 하면이 약액 처리된다 (S13：약액 액밀 공정).
구체적으로는, 단계 S13 의 약액 액밀 공정에서는, 제 1 기판 대향판 (8) 과 제 2 기판 대향판 (16) 이 제 2 접근 위치에 도달하면, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과, 하면 노즐 (15) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이 동일 평면 상에 배치된다. 그리고, 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 2 접근 위치에 배치된 상태에서, 기판 (W) 의 감속에 의해, 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이에 외곽통 형상의 약액의 액주 (73) 가 형성된다.
약액의 액주 (73) 의 유지를 위해서는, 약액의 토출 유량은 적은 것이 바람직한 것이지만, 약액의 액주 (73) 의 형성시에는, 소정량의 약액이 필요하다. 이 처리예에서는, 단계 S12 의 고속 회전 약액 처리 공정에 있어서 비교적 대유량의 약액이 기판 (W) 의 하면에 공급되므로, 단계 S13 의 약액 액밀 공정의 개시시에는, 비교적 다량의 약액이 기판 (W) 의 하면에 존재하고 있다. 따라서, 약액의 액주 (73) 를 양호하게 형성할 수 있다.
그리고, 약액의 액주 (73) 에 대해 추가로 약액의 공급을 실시함으로써, 약액의 액주 (73) 를 기판 (W) 의 둘레 방향으로 확대시킨다. 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이의 약액의 액주 (73) 는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이를 타고 가면서, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을, 기판 (W) 의 주연부를 향하여 퍼진다 (도 10C 의 화살표 참조). 이에 따라, 도 10D 에 나타내는 바와 같이, 당해 공간 (38) 의 전역에 있어서, 약액의 액밀 상태가 실현된다. 당해 공간 (38) 에 있어서의 액밀 상태는, 소유량의 약액에 의해 실현할 수 있기 때문에, 이에 따라, 약액의 소비량의 저감을 도모할 수 있다.
또, 각 유지 부재 (5) 를 삽입 통과시키기 위한 삽입 통과용 오목 개소 (20) 가 제 1 기판 대향판 (8) 에 형성되어 있으므로, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치로부터 제 2 접근 위치로 상승시킬 때에 유지 부재 (5) 와 제 1 기판 대향판 (8) 이 간섭하지 않는다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 승강을 양호하게 실시할 수 있다.
이어서, 제 2 기판 대향판 (16) 이 제 2 접근 위치에 배치되고 나서, 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 및 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 제어하여, 도 10E 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 및 제 2 기판 대향판 (16) 을, 제 2 접근 위치 (도 10D 참조) 로부터 제 1 접근 위치 (도 10E 참조) 까지 일체적으로 하강시킨다. 제 1 기판 대향판 (8) 및 제 2 기판 대향판 (16) 은, 액밀 상태를 유지한 상태로, 제 2 접근 위치로부터 제 1 접근 위치까지 하강한다.
이 때, 도 10E 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 주연부는, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로부터 외측을 향하여 장출되어 있고, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 와 제 1 기판 대향판 (8) 의 외주단의 사이에 두께가 형성되어 있다. 이 두꺼운 부분에 의해, 단계 S13 의 약액 액밀 공정에서는, 유지 부재 (5) 에 유지되어 있는 부분을 포함하는 기판 (W) 의 주연부도 액밀 상태로 할 수 있다. 이 상태에서는, 기판 (W) 의 하면 전역에 약액이 접액하기 때문에, 기판 (W) 의 하면의 전역을 양호하고 또한 균일하게 약액 처리할 수 있다. 또, 기판 (W) 의 상면에 대한 약액 처리 및 기판 (W) 의 하면에 대한 약액 처리가 병행하여 실행되므로, 기판 (W) 의 상면 및 기판 (W) 의 하면의 쌍방에 각각 개별적으로 약액 처리를 실시하는 경우의 처리 시간을 단축할 수 있다.
이와 같이, 기판 (W) 에 약액 처리를 실시할 때에는, 단계 S12 의 고속 회전 약액 처리 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 약액 처리가 실시되고, 이어서, 단계 S13 의 약액 액밀 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 약액 처리가 실시된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 하면을 보다 한층 양호하게 약액 처리할 수 있다.
이어서, 제 1 접근 위치에 있어서, 미리 정하는 약액 액밀 시간 (예를 들어, 20 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 상면 약액 밸브 (46) 및 하면 약액 밸브 (58) 를 닫고, 도 10F 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 으로의 약액의 공급을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 제 1 접근 위치 (도 10E 참조) 에서 하위치 (도 10F 참조) 로 하강시킨다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 이 기판 (W) 의 하면으로부터 이반하여, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이에 있어서의 약액의 액밀 상태가 순식간에 해제된다 (S14：약액 액밀 해제 공정).
또, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω1) 로부터 회전 속도 (ω3) 로 가속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 상면 린스액 밸브 (51) 를 열어 기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급함과 함께, 하면 린스액 밸브 (62) (도 6 참조) 를 열어 기판 (W) 의 하면에 린스액을 공급한다 (S15：고속 회전 린스액 처리 공정). 상면 린스액 노즐 (49) 및 하면 노즐 (15) 로부터 토출되는 린스액의 토출 유량은, 예를 들어 4.0 ℓ/min 이다. 또한, 제어 장치 (69) 는, 불활성 가스 밸브 (66) (도 6 참조) 를 열고, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스의 토출 유량은, 예를 들어 50 ℓ/min 이다.
단계 S15 의 고속 회전 린스액 처리 공정에 있어서, 상면 린스액 노즐 (49) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면 주연부로까지 퍼진다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면 전역에 있어서, 기판 (W) 의 상면에 부착되어 있던 약액이 린스액에 의해 씻겨 없어진다. 또, 불활성 가스 공급관 (14) 의 연직 방향의 상단으로부터 토출된 불활성 가스는, 제 2 기판 대향판 (16) 의 플랜지 (18) 의 하부분을 지나, 회전 축선 (10) 을 중심으로 한 방사상으로 내뿜어진다. 이 불활성 가스는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간을 지나, 기판 (W) 의 회전 범위 외로 배출된다. 이에 따라, 린스액, 및 린스액에 의해 씻겨 없어진 약액의 액적이, 불활성 가스 공급관 (14) 내 및 하면 노즐 (15) 의 처리액 토출구 (17) 내에 진입하는 것을 방지할 수 있다.
린스액의 토출 개시로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 1 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 10G 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω3) 로부터 더욱 고속의 회전 속도 (ω4) (예를 들어, 1000 rpm) 로 가속시킨다. 이에 따라, 하면 노즐 (15) 로부터 토출된 린스액은, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 착액한 후, 기판 (W) 의 회전 원심력을 받아, 기판 (W) 의 하면을 타고, 기판 (W) 의 하면 주연부로까지 퍼진다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면 전역에 있어서, 기판 (W) 의 하면에 부착되어 있던 약액이 린스액에 의해 씻겨 없어진다. 또, 이 상태에서는, 상면 린스액 노즐 (49) 로부터 토출된 린스액도, 기판 (W) 의 상면 전역에 계속 공급되기 때문에, 기판 (W) 의 상하면의 전역에서 린스 처리가 양호하게 실시된다.
이어서, 기판 (W) 의 가속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 10 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 10H 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω3) 보다 저속이지만 회전 속도 (ω1)) 보다는 고속의 회전 속도 (ω2) (예를 들어, 100 rpm) 로 감속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 린스액 유량 조절 밸브 (63) 를 제어하여, 하면 노즐 (15) 로부터의 린스액의 토출 유량을, 예를 들어 4.0 ℓ/min 에서 1.0 ℓ/min 으로 저감시킨다.
이 때, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 공급된 린스액은, 기판 (W) 의 하면을 주연부를 향하여 퍼진 후, 중력을 받아 하방을 향하여 떨어지고, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 에 공급되고, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 을 타고 흐른다. 제 1 기판 대향면 (8a) 을 흐르는 린스액에 의해, 제 1 기판 대향면 (8a) 을 포함하는 제 1 기판 대향판 (8) 의 외표면 전역이 세정된다 (S16：제 1 기판 대향판 세정 공정).
이어서, 기판 (W) 의 감속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 도 10I 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω2) 로부터 회전 속도 (ω1) 로 감속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 제어하여, 제 2 기판 대향판 (16) 을, 제 1 접근 위치 (도 10H 참조) 로부터 제 2 접근 위치 (도 10I 참조) 까지 상승시킨다. 또한, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 하위치 (도 10H 참조) 로부터 제 2 접근 위치 (도 10I 참조) 까지 상승시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면과, 제 2 접근 위치에 있는 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에 있어서, 린스액이 액밀 상태로 된다. 액밀 상태가 된 린스액에 의해 기판 (W) 의 하면이 린스액 처리된다 (S17：린스액 액밀 공정).
구체적으로는, 단계 S17 의 린스액 액밀 공정에서는, 제 1 기판 대향판 (8) 과 제 2 기판 대향판 (16) 이 제 2 접근 위치에 도달하면, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과, 하면 노즐 (15) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이 동일 평면 상에 배치된다. 그리고, 제 1 기판 대향판 (8) 이 제 2 접근 위치에 배치된 상태에서, 기판 (W) 의 감속에 의해, 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이에 외곽통 형상의 린스액의 액주 (74) 가 형성된다.
린스액의 액주 (74) 의 유지를 위해서는, 린스액의 토출 유량은 적은 것이 바람직한 것이지만, 린스액의 액주 (74) 의 형성시에는, 소정량의 린스액이 필요하다. 이 처리예에서는, 단계 S15 의 고속 회전 린스액 처리 공정에 있어서 비교적 대유량의 린스액이 기판 (W) 의 하면에 공급되므로, 단계 S17 의 린스액 액밀 공정의 개시시에는, 비교적 다량의 린스액이 기판 (W) 의 하면에 존재하고 있다. 따라서, 린스액의 액주 (74) 를 양호하게 형성할 수 있다.
그리고, 린스액의 액주 (74) 에 대해 추가로 린스액 공급을 실시함으로써, 린스액의 액주 (74) 를 기판 (W) 의 둘레 방향으로 확대시킨다. 기판 (W) 의 하면과 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 의 사이의 린스액의 액주 (74) 는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이를 타고 가면서, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을, 기판 (W) 의 주연부를 향하여 퍼진다 (도 10I 의 화살표 참조). 이에 따라, 도 10J 에 나타내는 바와 같이, 당해 공간 (38) 의 전역에 있어서, 린스액의 액밀 상태가 실현된다. 당해 공간 (38) 에 있어서의 액밀 상태는, 소유량의 린스액에 의해 실현할 수 있기 때문에, 이에 따라, 린스액의 소비량의 저감을 도모할 수 있다.
이어서, 제 2 접근 위치에 있어서, 미리 정하는 시간 (예를 들어, 5 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 및 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 제어하여, 도 10K 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 과 제 2 기판 대향판 (16) 을, 제 2 접근 위치 (도 10J 참조) 로부터 제 1 접근 위치 (도 10K 참조) 까지 일체적으로 하강시킨다. 제 1 기판 대향판 (8) 및 제 2 기판 대향판 (16) 은, 액밀 상태를 유지한 상태로, 제 2 접근 위치로부터 제 1 접근 위치까지 하강한다.
이 때, 도 10K 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 대향판 (8) 의 주연부는, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로부터 외측을 향하여 장출되어 있고, 각 삽입 통과용 오목 개소 (20) 와 제 1 기판 대향판 (8) 의 외주단의 사이에 두께가 형성되어 있다. 이 두꺼운 부분에 의해, 단계 S17 의 린스액 액밀 공정에서는, 유지 부재 (5) 에 유지되어 있는 부분을 포함하는 기판 (W) 의 주연부도 액밀 상태로 할 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면 전역에 린스액에 의한 액밀 상태를 확실하게 또한 양호하게 형성할 수 있다. 또, 기판 (W) 의 상면에 대한 린스액 처리 및 기판 (W) 의 하면에 대한 린스액 처리가 병행하여 실행되므로, 기판 (W) 의 상면 및 기판 (W) 의 하면의 쌍방에 각각 개별적으로 린스액 처리를 실시하는 경우의 처리 시간을 단축할 수 있다.
이와 같이, 기판 (W) 에 린스액 처리를 실시할 때에는, 단계 S15 의 고속 회전 린스액 처리 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 린스액 처리가 실시되고, 이어서, 단계 S16 의 제 1 기판 대향판 세정 공정을 거쳐, 단계 S17 의 린스액 액밀 공정에 있어서 기판 (W) 의 하면에 린스액 처리가 실시된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 하면을 보다 한층 양호하게 린스액 처리할 수 있다.
이어서, 제 1 접근 위치에 있어서, 미리 정하는 시간 (예를 들어, 15 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 상면 린스액 밸브 (51) 및 하면 린스액 밸브 (62) 를 닫고, 도 10L 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 으로의 린스액의 공급을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 승강 액추에이터 (29) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 을 제 1 접근 위치 (도 10K 참조) 에서 하위치 (도 10L 참조) 로 하강시킨다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 이 기판 (W) 의 하면으로부터 이반하여, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이에 있어서의 린스액의 액밀 상태가 순식간에 해제된다 (S18：린스액 액밀 해제 공정).
그 후, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 을 가속하여, 기판 (W) 을 털어내어 건조시킨다 (S19：건조 공정). 기판 (W) 의 가속은 단계적으로 실시한다. 구체적으로는, 제어 장치 (69) 는, 먼저, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω1) 로부터 회전 속도 (ω3) 로 가속시킨다. 또, 제어 장치 (69) 는, 불활성 가스 유량 조절 밸브 (67) 를 제어하여, 불활성 가스의 유량을, 그때까지의 50 ℓ/min 으로부터, 예를 들어 100 ℓ/min 으로 증대시킨다.
이어서, 기판 (W) 의 가속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 1 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 회전 속도 (ω4) 로부터 더욱 고속의 회전 속도 (ω5) (예를 들어, 1500 rpm) 로 가속시킨다. 이에 따라, 기판 (W) 에 부착된 린스액을 확실하게 기판 (W) 의 회전 원심력에 의해 털어낼 수 있다.
단계 S19 의 건조 공정에서는, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 과 기판의 하면의 사이의 공간에 대유량의 불활성 가스가 공급되므로, 당해 공간에 불활성 가스의 기류를 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면의 건조의 촉진을 도모하면서, 기판 (W) 의 하면에 워터마크의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
기판 (W) 의 가속으로부터 미리 정하는 시간 (예를 들어, 2 sec) 이 경과하면, 제어 장치 (69) 는, 회전 구동 기구 (7) 를 제어하여, 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 그 후, 기판 반송 로봇에 의해, 처리가 끝난 기판 (W) 이 처리실 (2) 내로부터 반출된다 (S20：기판 반출 공정).
이상과 같이, 제 2 실시형태의 기판 처리 방법에 의해서도, 전술한 제 1 실시형태의 기판 처리 방법에 대하여 서술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
이상, 이 발명의 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 이 발명은 또 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 제 1 기판 대향면 (8a) 을 갖는 제 1 기판 대향판 (8) 에 대하여 설명했지만, 제 1 기판 대향판 (8) 대신에, 도 11A ∼ 도 11C 에 나타내는 제 1 기판 대향판 (81, 82, 83) 의 구성예를 채용해도 된다.
도 11A ∼ 도 11C 는, 제 1 기판 대향판의 다른 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 11A 에서는, 제 1 기판 대향판 (81) 을 나타내고 있다. 제 1 기판 대향판 (81) 이 제 1 기판 대향판 (8) 과 상이한 점은, 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로서의 삽입 통과 구멍 대신에, 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로서의 절결부 (20a) 가 형성되어 있는 점이다. 절결부 (20a) 는, 전술한 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 유지 부재 (5) 에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 절결부 (20a) 는, 기판 (W) 의 외주단으로부터 회전 축선 (10) 측을 향하여 오목 형상으로 형성되어 있기 때문에, 전술한 실시형태와 달리, 삽입 통과용 오목 개소 (20) 와 기판 (W) 의 외주단의 사이에 두꺼운 부분이 형성되어 있지 않다.
이와 같은 구성에 의해서도, 전술한 실시형태에 있어서 서술한 효과와 대체로 동일한 효과를 발휘할 수 있지만, 이 경우, 전술한 실시형태와 같이, 두꺼운 부분이 형성되는 삽입 통과용 오목 개소 (20) 로서 삽입 통과 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 도 11B 에서는, 제 1 기판 대향판 (82) 을 나타내고 있다. 제 1 기판 대향판 (82) 이, 제 1 기판 대향판 (8) 과 상이한 점은, 제 1 기판 대향판 (82) 의 제 1 기판 대향면 (82a) 이 친수면을 포함하는 점이다.
제 1 기판 대향면 (82a) 에는, 제 1 기판 대향판 (82) 의 개구 (21) 에서 보아, 복수의 절결 (82b) 이 동심원상으로 형성되어 있다. 이 복수의 절결 (82b) 에 의해, 제 1 기판 대향판 (82) 의 제 1 기판 대향면 (82a) 상에 다수의 오목부가 형성되어 있다. 이에 따라, 제 1 기판 대향면 (82a) 이 친수면으로 되어 있다.
이와 같이, 제 1 기판 대향면 (82a) 이 친수면을 포함하는 경우, 단계 S3, S13 의 약액 기밀 공정에서는, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (82a) 의 사이의 거리는, 복수의 절결 (82b) 에 의해 형성된 오목부에 의해, 부분적으로 근접하거나 이간하거나 되어 있다. 이에 따라, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (82a) 의 사이의 공간 (38) 에 공급된 약액의 젖음성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을 약액에 의해 액밀 상태로 하기 쉬워진다. 또, 단계 S7, S17 의 린스 액밀 공정에서도, 마찬가지로, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (82a) 의 사이의 공간 (38) 에 공급된 린스액의 젖음성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을 린스액에 의해 액밀 상태로 하기 쉬워진다.
또, 도 11C 에 나타내는 제 1 기판 대향판 (83) 은, 전술한 도 11B 의 제 1 기판 대향판 (82) 과 마찬가지로, 친수면을 포함하는 제 1 기판 대향면 (83a) 을 갖고 있다. 도 11C 에 나타내는 제 1 기판 대향판 (83) 이 제 1 기판 대향판 (82) 과 상이한 점은, 제 1 기판 대향면 (83a) 이 소정의 표면 조도를 갖고 있는 점이다. 이와 같이, 소정의 표면 조도를 갖는 제 1 기판 대향면 (83a) 에 의해서도, 전술한 도 11B 에 있어서 서술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
또, 도 11A ∼ 도 11C 에서 나타낸 제 1 기판 대향판 (81, 82, 83) 은, 전술한 실시형태에 있어서의 제 1 기판 대향판 (8) 의 구성과 조합하여 사용해도 된다. 또, 전술한 도 11A ∼ 도 11C 에 나타낸 제 1 기판 대향판 (81, 82, 83) 외에도, 매끄러운 오목면 형상의 제 1 기판 대향면을 갖는 그릇형의 제 1 기판 대향판을 채용해도 된다. 이와 같은 구성이면, 액고임을 만들기 쉽고, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 을 액밀 상태로 하기 쉽다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 자력에 의해 제 1 기판 대향판 (8) 을 승강시키는 안내 기구 (25) 의 예를 나타냈지만, 승강 액추에이터 (29) 의 구동력을 그대로 제 1 기판 대향판 (8) 에 입력시키는 기구를 채용해도 된다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 기판 (W) 의 상면 및 기판 (W) 의 하면에 공급되는 약액의 약액 온도에 대해 언급하지 않지만, 기판 (W) 의 상면 및 기판 (W) 의 하면에는, 고온으로 가열된 약액 (에칭액) 이 공급되어도 된다.
약액이 고온으로 가열되어 있는 경우, 기판 (W) 의 상면에 공급된 직후는 고온이지만, 기판 (W) 의 주연부를 향하여 흐르는 과정에서, 그 액온이 저하되어 버린다. 그 때문에, 기판 (W) 상에 있어서, 그 중앙부에서 약액의 온도가 상대적으로 높아지고, 주연부에서 약액의 온도가 상대적으로 낮아져 버린다. 그 결과, 기판 (W) 의 표면의 중앙부에서 약액 처리가 빠르게 진행되고, 기판 (W) 의 상면의 주연부에서 약액 처리가 상대적으로 느리게 진행된다고 하는, 기판 (W) 의 상면에 있어서의 처리 레이트 (에칭 레이트) 의 편차를 발생시킬 우려가 있다.
그러나, 전술한 각 실시형태에 의하면, 단계 S3, S13 의 약액 액밀 공정에 나타내는 바와 같이 (도 5D, 도 10E 등 참조), 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이의 공간 (38) 에는, 약액에 의한 액밀 상태가 형성되기 때문에, 기판 (W) 의 하면에 공급되는 약액도 고온으로 가열되어 있으면, 기판 (W) 의 하면 전역에 걸쳐서 고온의 약액을 접액시킬 수 있다. 그 때문에, 기판 (W) 을, 고온, 또한 균일한 온도 분포로 할 수 있다. 이에 따라, 기판 (W) 의 상면에 고온의 약액을 공급하는 경우라도, 공급된 약액이 기판 (W) 의 주연부에서 온도 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 상면을 균일한 처리 레이트 (에칭 레이트) 로 처리할 수 있다.
또, 전술한 제 2 실시형태에서는, 제 2 기판 대향판 (16) 을, 제 1 접근 위치와 제 2 접근 위치의 사이를 승강시키는 예에 대하여 설명했지만, 제 2 기판 대향판 (16) 을, 하위치와 제 2 접근 위치의 사이에서 승강시켜도 된다.
이 경우, 제어 장치 (69) 는, 전술한 단계 S14 의 약액 액밀 해제 공정 (도 10E 및 도 10F 참조) 에 있어서, 승강 액추에이터 (29) 및 하면 노즐 승강 기구 (72) 를 제어하여, 제 1 기판 대향판 (8) 과 제 2 기판 대향판 (16) 을 동시에 제 1 접근 위치에서 하위치로 강하시킨다. 이에 따라, 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 및 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 이 기판 (W) 의 하면으로부터 이반하여, 기판 (W) 의 하면과 제 1 기판 대향판 (8) 의 제 1 기판 대향면 (8a) 의 사이뿐만 아니라, 제 2 기판 대향판 (16) 의 제 2 기판 대향면 (16a) 에 있어서의 약액의 액밀 상태를 순식간에 해제할 수 있다. 또, 단계 S18 의 린스액 액밀 해제 공정 (도 10K 및 도 10L 참조) 에 있어서도 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1, 71) 가, 원판상의 기판 (W) 을 처리하는 장치인 경우에 대하여 설명했지만, 기판 처리 장치 (1, 71) 는, 액정 표시 장치용 기판 등의 다각형 기판을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2013년 8월 20일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2013-170612호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 삽입되는 것으로 한다.
1 : 기판 처리 장치
3 : 스핀 척
4 : 스핀 베이스
5 : 유지 부재
6 : 회전축
8 : 제 1 기판 대향판
8a : 제 1 기판 대향면
10 : 회전 축선
15 : 하면 노즐
16 : 제 2 기판 대향판
16a : 제 2 기판 대향면
17 : 처리액 토출구
20 : 삽입 통과용 오목 개소
38 : 공간
42 : 상면 약액 공급 기구
43 : 상면 린스액 공급 기구
54 : 하면 약액 공급 기구
55 : 하면 린스액 공급 기구
69 : 제어 장치
71 : 기판 처리 장치
72 : 하면 노즐 승강 기구
81 : 제 1 기판 대향판
82 : 제 1 기판 대향판
82a : 제 1 기판 대향면
83 : 제 1 기판 대향판
83a : 제 1 기판 대향면
W : 기판
ω1 ∼ ω5 : 회전 속도

Claims (17)

  1. 기판을, 소정의 연직 축선 둘레로 제 1 회전 속도로 회전시키는 기판 회전 단계와,
    상기 기판 회전 단계와 병행하여 실행되고, 회전 중의 상기 기판의 하면에 소정의 제 1 간격을 두고 제 1 대향면을 대향시키면서, 상기 기판의 하면에 대향하는 하면 노즐의 처리액 토출구로부터 처리액을 토출시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간을 처리액으로 액밀 상태로 하는 액밀 단계와,
    상기 액밀 단계 후, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면을 이반 (離反) 시킴으로써, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간의 액밀 상태를 해제하는 액밀 해제 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 대향면은 원판상을 이루고, 그 외주단 (外周端) 이, 상기 기판의 하면에 있어서의 기판 주단 (周端) 보다 외측에 위치하고 있는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액밀 단계에서는, 상기 제 1 대향면, 및 상기 처리액 토출구를 갖는 상기 하면 노즐의 제 2 대향면이, 동일 평면 상에 배치되는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액밀 단계는,
    상기 기판의 하면의 중심 근방에 상기 하면 노즐을 대향시킨 상태에서, 상기 처리액 토출구로부터 처리액을 토출하여, 당해 제 1 대향면과 상기 기판의 하면의 사이에 액주 (液柱) 를 형성하는 액주 형성 단계와,
    당해 액주 형성 단계에서 형성된 상기 액주에 대해 추가로 처리액을 토출하여, 당해 액주를 상기 기판의 둘레 방향으로 확대시키는 액주 확대 단계를 갖는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 상면에 처리액을 공급하여, 당해 기판의 상면을 처리액으로 처리하는 상면 처리 단계를 또한 포함하고,
    상기 상면 처리 단계에 병행하여 상기 액밀 단계가 실행되는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액밀 단계에 앞서 실행되고, 상기 제 1 회전 속도보다 빠른 제 2 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서 당해 기판의 하면에 처리액을 공급하는 고속 회전 처리 단계를 또한 포함하고,
    상기 액밀 단계는, 상기 고속 회전 단계의 종료에 연속하여 실행 개시하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고속 회전 처리 단계로부터 상기 액밀 단계로 이행하는 타이밍에, 상기 기판에 공급되는 처리액의 유량을 저감시키는, 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액밀 단계에 앞서 실행되고, 상기 기판의 하면에, 상기 제 1 간격보다 큰 제 2 간격을 두고 상기 제 1 대향면을 대향시키고, 상기 제 1 회전 속도보다 빠르고 또한 상기 제 2 회전 속도보다 느린 제 3 회전 속도로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 처리액 토출구로부터 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간에 세정액을 공급시켜, 상기 제 1 대향면을 세정하는 세정 단계를 또한 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 세정액은, 상기 처리액을 포함하고,
    상기 액밀 단계는, 상기 세정 단계의 종료에 연속하여 실행 개시하는 것이며, 상기 세정 단계로부터 상기 액밀 단계로의 이행과 동기하여, 상기 기판에 공급하는 처리액의 유량을 그때까지보다 저감시키는, 기판 처리 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은 에칭액인, 기판 처리 방법.
  11. 기판을 수평 자세로 유지하면서, 소정의 연직 축선 둘레로 회전시키는 기판 유지 회전 유닛과,
    상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되는 상기 기판의 하면에 대향하는 제 1 대향면을 갖는 기판 대향판과,
    상기 기판 대향판을 승강시키는 대향판 승강 유닛과,
    상기 기판의 하면에 대향하는 처리액 토출구를 갖고, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간에 처리액을 공급하기 위한 하면 노즐과,
    상기 하면 노즐에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 회전 유닛, 상기 대향판 승강 유닛 및 상기 처리액 공급 유닛을 제어하여, 상기 기판을 소정의 제 1 회전 속도로 회전시키고, 상기 기판의 하면에 소정의 제 1 간격을 두고 상기 제 1 대향면을 대향시키고, 또한 상기 처리액 토출구로부터 처리액을 토출시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간을 처리액으로 액밀 상태로 하는 액밀 단계를 실행하는 액밀 제어 유닛과,
    상기 액밀 단계의 실행 종료 후, 상기 대향판 승강 유닛을 제어하여, 상기 액밀 단계가 실행되어 있는 상태로부터 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면을 이반시켜, 상기 기판의 하면과 상기 제 1 대향면의 사이의 공간의 액밀 상태를 해제하는 액밀 해제 제어 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판 대향판은 원판상을 이루고, 그 외주단이 상기 기판의 하면에 있어서의 기판 주단보다 외측에 위치하고 있고,
    상기 기판 유지 회전 유닛은, 상기 연직 축선을 중심으로 회전 가능한 베이스와, 상기 베이스에 세워 설치되어, 상기 기판을 유지하는 복수의 유지 부재를 갖고,
    상기 기판 대향판에는, 상기 유지 부재를 삽입 통과하기 위한 복수의 삽입 통과용 오목 개소가, 당해 기판 대향판의 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각 삽입 통과용 오목 개소는 삽입 통과 구멍인, 기판 처리 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하면 노즐은, 상기 기판의 하면에 간격을 두고 대향하고, 상기 처리액 토출구를 갖는 제 2 대향면을 갖는, 기판 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 대향면은, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의한 상기 기판의 회전 중심을 포함하는 영역과 대향하고 있고,
    상기 제 1 대향면은, 평면에서 보아, 상기 제 2 대향면의 주위를 둘러싸는 환상 (環狀) 을 이루고 있는, 기판 처리 장치.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하면 노즐을 승강시키는 노즐 승강 기구를 또한 포함하는, 기판 처리 장치.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 대향면은 친수면을 포함하는, 기판 처리 장치.
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