KR20160115773A - 기판 처리 장치와 처리 가스 공급 노즐 - Google Patents

기판 처리 장치와 처리 가스 공급 노즐 Download PDF

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KR20160115773A
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도루 몸마
시게히로 고토
아츠시 다나카
겐이치로 조
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 대략 수평으로 올려놓는 플레이트와 플레이트에 놓여진 기판의 상방을 덮는 커버를 구비한다. 커버는, 기판의 표면에 근접하는 대략 수평인 하면과 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 유로를 구비한다. 가스 유로는 와류실과 축경실과 확경실을 구비한다. 와류실은 대략 연직인 축을 중심축으로 하는 원통형상을 갖는다. 와류실에서는 처리 가스가 중심축 둘레로 흐른다. 축경실은, 와류실의 하방에 설치되어, 와류실과 연통 접속된다. 축경실은 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 축소된다. 확경실은, 축경실의 하방에 설치되어, 축경실과 연통 접속된다. 확경실은, 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 확대되고, 또한, 그 하단이 커버(7)의 하면으로 개구되어 있다.

Description

기판 처리 장치와 처리 가스 공급 노즐{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND TREATMENT GAS SUPPLYING NOZZLE}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 포토마스용의 유리 기판, 액정 표시용의 유리 기판, 광디스크용의 기판 등(이하, 간단히 기판이라고 칭한다)에, 처리 가스를 공급하는 기판 처리 장치 및 처리 가스 공급 노즐에 관한 것이다.
이 종류의 기판 처리 장치로서, 레지스트와 기판의 밀착성을 높이는 소수화 처리를 행하는 장치가 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2000－150332호 공보에 개시된다). 이 장치는, 예를 들면, 플레이트와 덮개와 가스 도입 포트를 구비한다. 플레이트는 기판을 올려놓음과 더불어, 기판을 온도 조절한다. 덮개는, 플레이트의 상방에 상하 이동 가능하게 설치된다. 가스 도입 포트는 덮개에 설치되고, 헥사메틸디실라잔(Hexamethyldisilazane, 이하, 「HMDS」라고 한다)을 포함하는 처리 가스를 공급한다. 이 장치에서는, 기판을 플레이트에 올려놓고, 플레이트에 놓여진 기판의 상방을 덮개가 덮는다. 그리고, 가스 도입 포트가 플레이트 상의 기판에 처리 가스를 공급하면서, 플레이트가 기판을 온도 조절한다. 이에 의해, 기판에 HDMS를 도포한다.
그러나, 이러한 구성을 갖는 종래예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
기판의 표면 전체에 HMDS를 균일하게 산포하는 것이 곤란하다. HMDS의 도포에 치우침이 있으면, 레지스트의 접착 능력을 적절히 얻을 수 없다.
예를 들면, 가스 도입 포트의 1차측에 수직인 배관을 접속하는 경우, 가스 도입 포트의 바로 아래에 닿는 기판의 부분과, 그 이외의 기판 부분의 사이에서, HMDS의 도포가 불균일해지는 경향이 있다. 또, 가스 도입 포트에 엘보관을 통해 수평인 배관을 접속한 경우, 가스 도입 포트의 바로 아래에 닿는 기판의 부분이나 이 부분으로부터 일 방향으로 연장되는 기판의 부분과, 그들 이외의 기판 부분의 사이에서, HMDS의 도포가 불균일해지는 경향이 있다.
기판의 사이즈가 커지면, 처리 가스가 기판 상을 흐르는 거리가 길어져, 처리 가스를 공급하는 면적이 증대된다. 따라서, 기판의 사이즈가 커지면, HMDS의 치우침이 한층 커지는 것이 염려된다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기판에 대한 처리 가스의 공급의 균일성을 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 처리 가스 공급 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명은, 기판 처리 장치로서, 상기 기판 처리 장치는, 기판을 대략 수평으로 올려놓는 플레이트와, 상기 플레이트에 놓여진 기판의 상방을 덮는 커버를 구비하고, 상기 커버는, 기판의 표면에 근접하는 대략 수평인 하면과, 기판에 처리 가스를 공급하는 가스 유로를 구비하며, 상기 가스 유로는, 대략 연직인 중심축을 갖는 원통형상을 가지며, 처리 가스가 상기 중심축 둘레로 흐르는 와류실과, 상기 와류실의 하방에 설치되어, 상기 와류실과 연통 접속되는 축경실(縮徑室)로서, 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 축소되는 축경실과, 상기 축경실의 하방에 설치되어, 상기 축경실과 연통 접속되는 확경실(擴徑室)로서, 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 확대되고, 또한, 그 하단이 상기 커버의 상기 하면으로 개구되어 있는 확경실을 구비한다.
처리 가스는, 와류실로부터 축경실로 하강하고, 또한 축경실로부터 확경실로 하강한다. 와류실은, 처리 가스가 중심축 둘레로 소용돌이형상으로(나선형상으로) 흐르는 것을 허용한다. 또한, 중심축은 가상선이다. 축경실은, 처리 가스의 선회 반경을 제한한다. 처리 가스가 축경실을 하강함에 따라, 축경실이 허용하는 처리 가스의 선회 반경은 작아진다. 확경실은, 처리 가스의 선회 반경의 제한을 완화한다. 처리 가스가 확경실을 하강함에 따라, 확경실이 허용하는 처리 가스의 선회 반경은 커진다. 그리고, 처리 가스는, 확경실의 하단으로부터 커버의 하방으로 방출된다. 가스 유로로부터 방출된 처리 가스는 하강함과 더불어, 원심력에 의해 대략 수평 방향 외향으로 적극적으로 확산된다. 이 때문에, 처리 가스는, 플레이트에 놓여진 기판의 표면과 커버 하면의 사이를, 기판의 중앙부로부터 기판의 주연부를 향하는 전방향으로 원활히 진행한다. 이 때문에, 기판의 표면 전체에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 와류실의 상기 중심축은, 상기 플레이트에 놓여진 기판의 대략 중심을 통과하는 것이 바람직하다. 와류실에서는, 처리 가스가 기판의 대략 중심을 통과하는 대략 연직인 중심축 둘레로 흐르므로, 처리 가스는 기판의 중앙부로부터 기판의 주연부를 향해 한층 원활하게 비산할 수 있다. 따라서, 기판의 전면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 축경실의 중심축은, 상기 와류실의 상기 중심축과 동축이며, 상기 확경실의 중심축은, 상기 와류실의 상기 중심축과 동축인 것이 바람직하다. 축경실 및 확경실에 있어서도 처리 가스는 기판의 대략 중심을 통과하는 대략 연직인 중심축 둘레로 용이하게 흐를 수 있으므로, 기판의 전면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 확경실의 하단의 개구는, 기판의 중앙부와 서로 마주 보는 것이 바람직하다. 처리 가스를 기판의 중앙부로부터 기판의 주연부로 비산시킬 수 있으므로, 기판의 전면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 확경실의 하단의 내경은, 상기 와류실의 내경보다 큰 것이 바람직하다. 처리 가스의 선회 반경이 비교적 커질 때까지 확경실이 처리 가스를 안내할 수 있다. 따라서, 처리 가스가 확경실(가스 유로)로부터 방출될 때에 처리 가스는 대략 수평 방향 외향으로 원활하게 확산될 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 축경실과 상기 확경실의 사이에 설치되는 세경실(細徑室)을 구비하고, 상기 세경실은, 그 내경이 상기 축경실의 하단의 내경과 대략 동등 이하인 원통형상을 갖는 것이 바람직하다. 세경실은, 처리 가스의 대략 연직 하향의 속도 성분을 알맞게 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 확경실(가스 유로)로부터 방출될 때의 처리 가스의 초속이 높아져, 처리 가스는 기판의 주연부까지 신속하게 도달할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 와류실에 대해 상기 와류실의 상기 중심축으로부터 벗어난 방향을 향해 처리 가스를 도입하는 도입 포트를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 도입 포트는, 와류실에 있어서 처리 가스의 중심축 둘레의 흐름을 알맞게 발생시킬 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 커버는, 상기 플레이트 상의 처리 공간을 대략 밀폐하는 것이 바람직하다. 처리 공간은, 기판을 처리하기 위한 공간이다. 처리 공간을 대략 밀폐할 수 있으므로, 기판의 표면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 플레이트에 올려놓여지는 기판 상의 기체를, 기판의 주연부의 바깥쪽으로 흡인하기 위한 배기로를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 기판 상의 처리 가스를 기판의 주연부의 바깥쪽을 향해 흡인함으로써, 기판의 중앙부로부터 기판의 주연부를 향하는 처리 가스의 흐름을 한층 강화할 수 있다. 이에 의해, 처리 가스는, 기판의 표면 상을 한층 원활하게 흐를 수 있어, 기판의 전면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
또, 본 발명은, 기판에 용제 또는 소수화 처리제 중 어느 하나를 포함하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐로서, 상기 처리 가스 공급 노즐은, 원통형상을 가지며, 처리 가스가 상기 원통형상의 중심축 둘레로 흐르는 와류실과, 상기 와류실과 연통 접속되는 축경실과, 상기 축경실과 연통 접속되는 확경실을 구비하고, 상기 와류실과 상기 축경실과 상기 확경실은, 상기 중심축의 일 방향으로 이 순서로 늘어서 배치되고, 상기 축경실의 내경은, 상기 중심축의 상기 일 방향을 향해 축소되며, 상기 확경실의 내경은, 상기 중심축의 상기 일 방향을 향해 확대된다.
처리 가스는, 와류실, 축경실, 확경실의 순서로 흐른다. 와류실은, 처리 가스가 중심축 둘레로 소용돌이형상으로 흐르는 것을 허용한다. 축경실은, 처리 가스의 선회 반경을 제한한다. 확경실은, 처리 가스의 선회 반경의 제한을 완화한다. 처리 가스 공급 노즐로부터 방출된 처리 가스는, 와류실의 중심축의 일 방향으로 진행하면서, 와류실의 중심축과 직교하는 방향으로 능동적으로 확산된다. 이러한 처리 가스 공급 노즐에 의하면, 처리 가스를 균일하게 산포할 수 있다. 따라서, 처리 가스 공급 노즐이 기판과 서로 마주 보고 있는 경우에는, 처리 가스 공급 노즐은 기판의 표면 전체에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 처리 가스 공급 노즐은, 상기 와류실에 대해 상기 중심축으로부터 벗어난 방향을 향해 처리 가스를 도입하는 도입 포트를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 와류실에 처리 가스의 와류를 효과적으로 발생시킬 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 상기 와류실의 상기 중심축은 대략 연직이며, 상기 축경실은 상기 와류실의 하방에 설치되고, 상기 축경실의 상기 내경은 하방을 향해 축소되며, 상기 확경실은 상기 축경실의 하방에 설치되고, 상기 확경실의 상기 내경은 하방을 향해 확대되는 것이 바람직하다. 처리 가스 공급 노즐 내에 있어서, 처리 가스는 선회하면서 하방으로 흐른다. 이 때문에, 처리 가스 공급 노즐로부터 방출된 처리 가스는, 대략 수평 방향으로 용이하게 확산될 수 있다.
상술한 발명에 있어서, 처리 가스 공급 노즐은, 상기 확경실로부터 처리 가스를 방출하는 것이 바람직하다. 확경실로부터 방출된 처리 가스는, 대략 수평 방향으로 한층 용이하게 확산될 수 있다.
또한, 본 명세서는, 다음과 같은 처리 가스 공급 노즐에 관한 발명도 개시하고 있다.
부기 1. 기판에 용제 또는 소수화 처리제 중 어느 하나를 포함하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐로서, 상기 처리 가스 공급 노즐은, 대략 연직인 중심축을 갖는 원통형상을 가지며, 처리 가스가 상기 중심축 둘레로 흐르는 와류실과, 상기 와류실의 하방에 설치되고, 상기 와류실과 연통 접속되는 축경실로서, 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 축소되는 축경실과, 상기 확경실의 하방에 설치되고, 상기 축경실과 연통 접속되는 확경실로서, 그 상단으로부터 하단을 향해 내경이 확대되고, 또한, 그 하단으로부터 처리 가스를 방출하는 확경실을 구비한다.
부기 1에 기재된 처리 가스 공급 노즐에 의하면, 처리 가스는, 와류실, 축경실, 확경실의 순서로 하강한다. 와류실은, 처리 가스가 중심축 둘레로 소용돌이형상으로 흐르는 것을 허용한다. 축경실은, 처리 가스의 선회 반경을 제한한다. 확경실은, 처리 가스의 선회 반경의 제한을 완화한다. 그리고, 처리 가스는, 확경실의 하단으로부터 방출된다. 방출된 처리 가스는, 대략 수평 방향 바깥쪽으로 스스로 확산된다. 이러한 처리 가스 공급 노즐에 의하면, 처리 가스를 균일하게 산포할 수 있다. 따라서, 처리 가스 공급 노즐이 기판과 서로 마주 보고 있는 경우에는, 처리 가스 공급 노즐은 기판의 표면 전체에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
발명을 설명하기 위해 현재의 알맞다고 생각되는 몇 개의 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 바와 같은 구성 및 방책에 한정되는 것이 아님을 이해하기 바란다.
도 1은, 실시예에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 수직 단면도이다.
도 2는, 커버의 주요부의 수직 단면도이다.
도 3은, 노즐의 수직 단면의 사시도이다.
도 4는, 노즐의 수평 단면도이다.
도 5는, 도 4에 도시하는 노즐의 수평 단면을 상방에서 본 사시도이다.
도 6은, 기판 처리 장치의 동작의 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 7은, 비교예에 있어서의 가스 유로를 도시하는 수직 단면도이다.
도 8은, 도 8a는, 실시예에 있어서의 처리 가스의 흐름을 도시하는 유선도이고, 도 8b는, 비교예에 있어서의 처리 가스의 흐름을 도시하는 유선도이다.
도 9a, 9b, 9c는 각각, 처리 가스의 도입 유량이 1.5L/min, 3.0L/min, 5.0L/min일 때의 실시예에 있어서의 처리 가스의 흐름을 도시하는 유선도이다.
도 10a, 10b, 10c, 10d는 각각, 와류실, 축경실, 세경실, 확경실의 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은, 실시예에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 수직 단면도이다.
실시예에 관련된 기판 처리 장치는, 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)(W)에 소수화 처리를 행하는 장치이다. 각 도면에 있어서, 「X」,「Y」는 서로 직교하는 수평 방향을 나타내고, 「Z」는 연직 방향(상하 방향이라고도 한다)을 나타낸다.
<전체의 개략 구성>
기판 처리 장치(1)는, 플레이트(5)와 커버(7)와 커버 승강 기구(9)를 구비한다. 플레이트(5)는, 기판(W)을 대략 수평으로 올려놓는다. 커버(7)는, 플레이트(5)의 상방에 설치되고, 플레이트(5)에 놓여진 기판(W)의 상방을 덮는다. 커버(7)는, 커버 승강 기구(9)에 접속되어 있다. 커버 승강 기구(9)는, 커버(7)를 연직 방향(Z)으로 승강한다. 커버 승강 기구(9)는, 예를 들면 에어 실린더이다. 커버(7)가 상방으로 이동함으로써, 기판(W)을 플레이트(5)에 반송하는 것을 허용하고, 기판(W)을 플레이트(5)로부터 반출하는 것을 허용한다. 커버(7)가 하방 위치에 있을 때, 커버(7)는, 플레이트(5)의 상방에 처리 공간 A를 구획 형성한다. 이 처리 공간 A에 있어서, 플레이트(5) 상의 기판(W)에 소수화 처리가 행해진다. 도 1은, 하방 위치에 있는 커버(7)를 나타낸다.
커버(7)는, 하면(11)과 가스 유로(13)를 갖는다. 하면(11)은 대략 수평이며, 기판(W)보다 큰 원형을 갖는다. 커버(7)가 하방 위치에 있을 때, 하면(11)과 플레이트(5)의 상면의 거리는, 예를 들면 2mm이다. 가스 유로(13)는, 기판(W)에 처리 가스를 공급한다.
가스 유로(13)에는, 가요한 튜브관(61)의 일단이 접속된다. 튜브관(61)의 타단은, 처리 가스 및 불활성 가스를 선택적으로 공급 가능한 가스 공급부(도시 생략)에 접속되어 있다. 처리 가스는, 소수화 처리제를 포함한다. 소수화 처리제는, 예를 들면 HMDS이다. 처리 가스는, 예를 들면 HMDS 가스이다. 불활성 가스는, 예를 들면 질소 가스이다.
<처리 가스 유로의 구성>
도 2는, 커버(7)의 주요부의 수직 단면도이다. 도 3은, 노즐의 수직 단면의 사시도이다. 도 4는, 도 2에 있어서의 b-b 단면도, 즉, 노즐의 수평 단면도이다. 도 5는, 도 4에 도시하는 노즐의 수평 단면을 상방에서 본 사시도이다.
커버(7)는, 2개의 부재, 즉, 노즐(21)과 커버 본체(23)에 의해 구성되어 있다. 노즐(21)은, 커버 본체(23)의 중앙에 부착되어 있다. 상술한 하면(11)은, 커버 본체(23)에 형성되어 있다. 가스 유로(13)는, 노즐(21)과 커버 본체(23)에 걸쳐 형성되어 있다. 노즐(21)은, 본 발명에 있어서의 처리 가스 공급 노즐의 예이다.
가스 유로(13)는, 와류실(31)과 도입 포트(33)와 축경실(35)과 세경실(37)과 확경실(39)을 구비한다. 이 중, 와류실(31)과 도입 포트(33)와 축경실(35)과 세경실(37)은, 노즐(21)의 내부에 형성되는 공간이다. 확경실(39)의 일부(상부)는 노즐(21)에 형성되고, 확경실(39)의 그 외의 부분(하부)은 커버 본체(23)에 형성되어 있다.
와류실(31)은, 대략 연직인 축 V를 중심축으로 하는 원통형상을 갖는다. 축 V는, 기판(W)의 대략 중심을 통과한다. 여기에서, 중심축과 축 V는 가상선이다.
도입 포트(33)는, 와류실(31)에 처리 가스를 도입한다. 도입 포트(33)가 와류실(31)에 처리 가스를 넣는 방향 E는, 와류실(31)의 중심축(예를 들면, 축 V)으로부터 벗어나 있다(도 4, 도 5 참조). 도입 포트(33)의 일단은, 와류실(31)의 둘레면(환언하면, 와류실(31)의 측부)(31a)으로 개구되어 있다. 방향 E는, 방향 E와 교차하는 둘레면(31a)의 부분에 있어서의 접선 방향과 근사한 것이 바람직하다. 방향 E는, 대략 수평인 것이 바람직하다. 도입 포트(33)는, 직선형상으로 연장되는 수평인 유로이다. 도입 포트(33)의 내경은, 와류실(31)의 내경(d1)보다 충분히 작다. 도입 포트(33)의 내경은, 예를 들면 와류실(31)의 내경(d1)의 5분의 1 이하이다. 도입 포트(33)의 타단은, 상술한 튜브관(61)과 접속된다.
축경실(35)은, 와류실(31)의 하방에 배치되고, 와류실(31)과 연통 접속된다. 본 실시예에서는, 축경실(35)이 와류실(31)에 인접하고 있다. 즉, 와류실(31)의 하면에 축경실(35)의 상면이 접하고 있다. 축경실(35)의 수평 단면은 원형이다. 축경실(35)의 중심축은 축 V와 동축이며, 와류실(31)의 중심축과 동축이다. 축경실(35)의 내경(d2)은, 축경실(35)의 상단으로부터 축경실(35)의 하단을 향해 축소된다.
세경실(37)은, 축경실(35)의 하방에 배치되고, 축경실(35)과 연통 접속된다. 본 실시예에서는, 세경실(37)의 상면은, 축경실(35)의 하면에 접하고 있다. 세경실(37)은, 축 V를 중심축으로 하는 원통형상을 갖는다. 세경실(37)의 내경(d3)은, 축경실(35)의 하단에 있어서의 세경실(35)의 내경(d2)과 대략 동일하다.
확경실(39)은, 세경실(37)의 하방에 배치되고, 세경실(37)과 연통한다. 본 실시예에서는, 확경실(39)의 상면이, 세경실(37)의 하면에 접하고 있다. 확경실(39)의 수평 단면은 원형이다. 확경실(39)의 중심축은, 축 V와 동축이다. 확경실(39)의 내경(d4)은, 확경실(39)의 상단으로부터 확경실(39)의 하단을 향해 확대된다. 확경실(39)의 하단에 있어서의 확경실(39)의 내경(d4)은 와류실(31)의 내경(d1)보다 크다. 또한, 본 실시예에서는, 확경실(39)의 상부의 둘레면(39a)과 하부의 둘레면(39b)에서 경사각이 상이하다. 둘레면(39a)의 경사각보다 둘레면(39b)의 경사각이 수평에 가깝다(도 2 참조).
확경실(39)의 하단은, 하면(11)으로 개구되어 있다. 확경실(39)의 하단은 개구 B이다(도 2 참조). 확경실(39)의 하단(즉, 개구 B)은 하면(11)과 단차가 없다. 환언하면, 확경실(39)의 하단의 높이 위치는, 하면(11)의 높이 위치와 동일하다. 확경실(39)의 하단의 개구 B는, 플레이트(5)에 놓여진 기판(W) 표면의 중앙부와 서로 마주 본다.
<플레이트(5)에 관련된 구성>
도 1을 참조한다. 기판 처리 장치(1)는, 플레이트(5)의 상면에 설치되는 복수(예를 들면, 3개)의 프록시미티 볼(41)을 구비한다. 프록시미티 볼(41)은, 기판(W)의 하면과 접촉하여, 기판(W)을 대략 수평으로 지지한다. 이에 의해, 프록시미티 볼(41)은, 플레이트(5)의 상면으로부터 기판(W)을 소정 거리(예를 들면, 0.1mm)만큼 이격시킨다.
기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 승강 가능하게 지지하는 복수(예를 들면 3개)의 지지 핀(43)을 구비한다. 플레이트(5)는, 플레이트(5)를 연직 방향(Z)으로 관통하는 복수(예를 들면 3개)의 관통구멍(45)을 갖는다. 각 지지 핀(43)은 각각 각 관통구멍(45)에 삽입되어 있다. 각 지지 핀(43)의 상단이 기판(W)의 하면과 접촉한다. 각 지지 핀(43)은, 플레이트(5)의 하방에 있어서 지지 핀 승강 기구(47)에 접속되어 있다. 지지 핀 승강 기구(47)는, 각 지지 핀(43)을 승강시킨다. 이에 의해, 지지 핀(43)은 기판(W)을 승강하고, 플레이트(5)(프록시미티 볼(41))에 대해 기판(W)을 건네줌과 더불어, 외부의 기판 반송 기구에 대해 기판(W)을 건네준다.
여기에서, 관통구멍(45)을 시일링하는 구성예를 설명한다. 각 지지 핀(43)의 상단에는, 대략 수평인 원판형상의 시일링부(43a)가 부착되어 있다. 각 관통구멍(45)에는, 시일링부(43a)를 수용 가능한 오목부(45a)가 형성되어 있다. 각 지지 핀(43)이 하방 위치에 있을 때, 시일링부(43a)는 오목부(45a)와 밀착하여, 처리 공간 A와 관통구멍(45)을 차단한다. 이 때, 지지 핀(43)의 상단은 플레이트(5)의 상면과 동일한 높이 위치에 있으며, 지지 핀(43)은 프록시미티 볼(41)에 지지되는 기판(W)과 접촉하지 않는다.
기판 처리 장치(1)는 기판(W)의 온도를 조정하는 온조부(溫調部)(49)를 구비한다. 온조부(49)는 플레이트(5)의 내부에 설치되어 있다. 온조부(49)는, 예를 들면 히터이다. 온조부(49)는 플레이트(5)의 온도를 조정함으로써, 플레이트(5)에 놓여진 기판(W)에 열 처리를 실시한다.
플레이트(5)는, 환형상의 배기 슬릿(51)을 갖는다. 배기 슬릿(51)은, 플레이트(5) 상에 올려놓여지는 기판(W)의 바깥쪽(측방)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 배기 슬릿(51)은, 평면에서 보았을 때에 대략 환형상을 갖는다. 배기 슬릿(51)은, 플레이트(5)의 상면으로부터 아래쪽으로 오목하게 패인 홈형상의 공간이며, 처리 공간 A와 연통한다.
기판 처리 장치(1)는, 배기 슬릿(51)에 연통 접속되는 복수(예를 들면 8개 이상)의 배기 포트(53)를 구비한다. 예를 들면, 8개의 배기 포트(53)가, 배기 슬릿(51)에 접속되어 있다. 배기 포트(53)는, 배기 슬릿(51)의 둘레방향으로 등간격을 두고 배치되어 있다. 배기 슬릿(51)과 배기 포트(53)는, 본 발명에 있어서의 배기로의 예이다.
기판 처리 장치(1)는, 또한 배기관(55)과 펌프(56)와 배기 탱크(57)를 구비하고 있다. 배기관(55)의 일단측은, 각 배기 포트(53)에 접속되어 있다. 배기관(55)의 타단은, 배기 탱크(57)에 접속되어 있다. 펌프(56)는, 배기관(55)에 끼워져 삽입된다. 펌프(56)는, 처리 공간 A의 기체를 흡인·배출하여, 배기 탱크(57)로 인도한다. 이에 의해, 처리 공간 A는 감압된다.
기판 처리 장치(1)는, 플레이트(5)의 상면에 설치되는 환형상의 시일 부재(59)를 구비한다. 시일 부재(59)는, 배기 슬릿(51)의 바깥쪽에 배치되어 있다. 슬릿(51)의 바깥쪽에 있어서의 플레이트(5) 상면의 높이 위치는, 배기 슬릿(51)의 안쪽에 있어서의 플레이트(5) 상면의 높이 위치에 비해 약간 높다. 시일 부재(59)는, 예를 들면 O링이다. 커버(7)가 하방 위치에 있을 때, 커버(7)의 하면(11)과 시일 부재(59)가 접촉한다. 이에 의해, 처리 공간 A의 측방이 차폐되어, 처리 공간 A가 밀폐된다.
<동작>
다음에, 기판 처리 장치(1)의 동작예를 설명한다. 도 6은, 기판 처리 장치(1)의 동작의 순서를 도시하는 흐름도이다.
<단계 S1> 기판을 플레이트에 올려놓는다.
외부의 기판 반송 기구가 플레이트(5)의 상방에 1장의 기판(W)을 반송한다. 지지 핀(43)이 상승하여, 기판 반송 기구로부터 기판(W)을 수취한다. 지지 핀(43)은 하강하여, 기판(W)을 플레이트(5)에 올려놓는다. 보다 상세하게는, 기판(W)은 프록시미티 볼(41) 상에 대략 수평으로 놓여진다.
<단계 S2> 커버가 하강한다.
커버(7)가 하방 위치로 하강한다. 처리 공간 A가 폐색된다. 하면(11)은, 기판(W)의 표면(상면)에 근접한다.
<단계 S3> 가스 유로가 처리 가스를 공급한다.
펌프(56)가 처리 공간 A로부터 기체를 배출하고, 온조부(49)가 플레이트(5) 상의 기판(W)의 온도를 조절한다(열 처리한다). 이에 의해, 처리 공간 A가 감압되고, 또한, 기판(W)이 소정의 온도로 조정된다. 이 상태에서, 도시 생략의 가스 공급부가 가스 유로(13)에 처리 가스를 공급한다. 처리 가스는, 도입 포트(33), 와류실(31), 축경실(35), 세경실(37), 확경실(39)의 순서로 흘러, 처리 공간 A로 방출된다. 엄밀하게는 처리 가스는, 기판(W) 표면의 중앙부를 향해 방출된다. 처리 가스는 처리 공간 A를 비산한다. 엄밀하게는 처리 가스는, 기판(W)의 표면과 커버(7)의 하면(11) 사이를 비산한다. 처리 가스가 기판(W)의 표면을 흐를 때, 처리 가스에 포함되는 소수화 처리제가 기판(W)의 표면에서 액화되어, 기판(W)에 도포 된다. 처리 가스가 기판(W)의 주연부의 바깥쪽까지 흐르면, 배기 슬릿(51) 및 배기 포트(53)를 통해 배출된다.
처리 가스의 흐름을 보다 상세하게 설명한다. 도입 포트(33)가 방향 E를 따라 처리 가스를 와류실(31)에 도입한다. 도입된 처리 가스는 와류실(31)의 둘레면(31a)을 따라 흐른다. 즉, 처리 가스는, 와류실(31)에 있어서 축 V 둘레로 흐른다. 이와 같이, 도입 포트(33)는, 와류실(31)에 처리 가스의 와류(「나선류」라고도 한다)를 생성한다. 도 4에서는, 와류실(31)에 있어서의 처리 가스의 흐름(와류) F를 모식적으로 예시한다.
와류실(31)에서 생성된 와류는, 예를 들면, 각 실(35, 37, 39)에서 이하와 같이 흐르는 것이 허용되어 있다. 즉, 와류실(31)의 와류가 축경실(35)에 유입되면, 와류는 축 V 둘레로 선회하면서 하강한다. 와류가 하강함에 따라, 와류의 선회 반경은 축소된다. 축경실(35)의 와류가 세경실(37)에 유입되면, 축 V 둘레의 와류는 선회 반경을 대략 일정하게 유지하면서 하강한다. 세경실(37)의 와류가 확경실(39)에 유입되면, 축 V 둘레의 와류는 선회 반경을 확대하면서 하강한다. 그리고, 확경실(39)의 하단(개구 B)으로부터 처리 공간 A로 처리 가스가 방출된다.
또한, 일부의 처리 가스가, 각 실(31, 35, 37, 39)을 선회하지 않고, 일 방향(예를 들면 하방)으로 직진해도 된다.
축 V 둘레의 와류에는 원심력(관성력)이 작용하므로, 처리 가스는 대략 수평 방향 바깥쪽으로 스스로 적극적으로 확산되려고 한다. 따라서, 가스 유로(13)로부터 방출되었을 때의 와류의 방향은, 기판(W)의 중앙부를 향하는 하향의 성분 외에, 기판(W)의 주연부를 향하는 대략 수평 방향 외향의 성분을 포함한다. 가스 유로(13)로부터 처리 가스가 방출되면, 처리 가스는 하강함과 더불어 대략 수평 방향 바깥쪽으로 적극적으로 확산된다. 그리고, 처리 가스는, 기판(W)의 중앙부로부터 기판(W)의 주연부를 향해 원활하게 흐른다. 또, 처리 가스가 산포되는 범위는, 기판(W)의 중앙부로부터 모든 방향을 향해 대략 균등하게(대략 동심원형상으로) 확대되기 쉽다. 이 때문에, 기판(W)의 표면 전체에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있어, 소수화 처리제를 기판(W)에 의해 균일하게 도포할 수 있다.
또한, 펌프(56)가 배기 슬릿(51)을 통해 처리 공간 A로부터 기체를 배출함으로써, 기판(W) 상의 처리 가스가 기판(W)의 주연부의 바깥쪽으로 흡인된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부를 향하는 처리 가스의 흐름을 한층 강화시킬 수 있다.
<단계 S4> 가스 유로가 불활성 가스를 공급한다.
도시 생략의 가스 공급부가 처리 가스를 대신하여 불활성 가스를 가스 유로(13)에 공급한다. 가스 유로(13)는, 불활성 가스를 기판(W)에 공급한다. 이에 의해, 처리 공간 A의 처리 가스가 불활성 가스로 치환된다. 또한, 본 단계 S4도 처리 공간 A가 감압되고, 또한, 기판(W)이 소정의 온도로 조정된 상태로 실행된다.
<단계 S5> 커버가 상승한다.
커버(7)가 상승한다.
<단계 S6> 플레이트로부터 기판을 반출한다.
지지 핀(43)이 상승하여, 플레이트(5) 상의 기판(W)을 들어 올린다. 외부의 기판 반송 기구는, 지지 핀(43)에 지지되는 기판(W)을 수취하여, 기판 처리 장치(1)로부터 기판(W)을 반출한다.
이와 같이 본 실시예에 관련된 기판 처리 장치(1)에 의하면, 가스 유로(13)가 와류실(31)과 축경실(35)과 세경실(37)과 확경실(39)을 구비하고 있으므로, 기판(W)의 표면 전체에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
와류실(31)은 축 V를 중심축으로 하므로, 와류실(31)의 와류는 기판(W)의 대략 중심을 통과하는 대략 연직인 축 V 둘레로 흐른다. 이 때문에, 원심력이 처리 가스에 대해 적절한 방향으로 작용한다. 그 결과, 처리 가스는 기판(W)의 중앙부로부터 기판(W)의 주연부를 향해 알맞게 비산할 수 있다.
축경실(35), 세경실(37) 및 확경실(39)의 각 중심축은, 와류실(31)의 중심축과 동축이므로, 처리 가스는 기판(W)의 주연부를 향해 한층 알맞게 비산할 수 있다. 또, 처리 가스는, 각 실(31, 35, 37, 39)을 원활하게 흐를 수 있다.
확경실(39)의 하단의 개구 B는 기판의 중앙부와 서로 마주 보므로, 가스 유로(13)는 기판(W)의 전면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
확경실(39)의 하단에 있어서의 확경실(39)의 내경(d4)은 와류실(31)의 내경(d1)보다 크므로, 확경실(39)은 처리 가스를 처리 공간 A로 원활하게 방출할 수 있다.
세경실(37)은, 처리 가스의 연직 하향의 속도 성분을 확실하게 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 가스 유로로부터 방출될 때의 처리 가스의 초속을 충분히 확보할 수 있어, 처리 가스를 기판의 주연부까지 비산시킬 수 있다.
가스 유로(13)는 도입 포트(33)를 구비하고 있으므로, 와류실(31)에 와류를 알맞게 발생시킬 수 있다. 특히, 도입 포트(33)는, 와류실(31)에 대해, 와류실(31)의 중심축(즉, 축 V)으로부터 벗어난 방향 E를 향해 처리 가스를 도입한다. 와류실(31)에 도입된 처리 가스는, 둘레면(31a)을 따라 원활하게 흐르기 시작한다. 이와 같이, 와류실(31)에 처리 가스의 와류를 용이하게 형성할 수 있다.
커버(7)는 처리 공간 A를 대략 밀폐하므로, 가스 유로(13)는 기판(W)의 표면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
기판 처리 장치(1)는 배기 슬릿(51) 및 배기 포트(53)를 구비하고 있으므로, 평면에서 보았을 때에 기판(W)의 중앙부로부터 기판(W)의 주연부를 향하는 처리 가스의 흐름을 한층 강화시킬 수 있다. 이에 의해, 기판의 전면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
<실시예와 비교예의 대비>
처리 가스의 흐름에 관해, 실시예에 있어서의 가스 유로(13)와 비교예에 있어서의 가스 유로를 대비한다.
도 7은, 비교예에 있어서의 가스 유로(101)를 도시하는 수직 단면도이다. 또한, 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙인다. 가스 유로(101)는, 이른바 스트레이트형이다. 가스 유로(101)는, 직선류실(103)과 확경실(105)을 구비한다. 직선류실(103)은, 축 V를 중심으로 하는 원통형상을 갖는다. 직선류실(103)의 상단에는, 튜브관(61)의 일단이 접속된다. 직선류실(103)의 내경은, 튜브관(61)의 내경과 대략 동일하다. 직선류실(103)에서는, 처리 가스의 와류는 발생하지 않고, 처리 가스는 하방을 향해 직진한다. 확경실(105)은, 직선류실(103)의 하면에 연통 접속되어 있다. 확경실(105)의 내경은, 확경실(105)의 상단으로부터 하단을 향해 확대된다. 확경실(105)의 하단은 하면(11)으로 개구되어 있다. 확경실(105)의 하단의 개구는 기판(W) 표면의 중앙부와 서로 마주 본다.
도 8a는, 실시예에 있어서 기판(W) 상을 흐르는 처리 가스를 시뮬레이션한 유선도이고, 도 8b는 비교예에 있어서 기판(W) 상을 흐르는 처리 가스를 시뮬레이션한 유선도이다.
도 8a에 나타내는 바와 같이, 실시예에서는, 처리 가스는, 기판(W)의 중앙부로부터 기판(W)의 주연부의 전체 둘레를 향해 방사형상으로 흐른다. 처리 가스는, 어느 방향으로나 대략 직선적으로 진행된다. 기판(W)의 중앙부로부터 주연부에 도달할 때까지의 거리는, 처리 가스가 진행되는 방향에 따라 크게 변동되지 않는다. 처리 가스가 이와 같이 흐르므로, 기판(W)의 표면에 처리 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
도 8b에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 처리 가스는, 기판(W) 상의 여러 군데에서 소용돌이치고 있으며, 기판(W)의 중앙부로부터 기판(W)의 주연부의 전체 둘레를 향해 방사형상으로 흐르지 않는다. 처리 가스의 대부분의 흐름이 기판(W) 상에서 크게 굴곡되어 있으며, 직선적으로 진행되지 않는다. 기판(W)의 중앙부로부터 주연부에 도달할 때까지의 거리는, 처리 가스가 진행되는 방향에 따라 크게 변동된다. 처리 가스가 이와 같이 흐르므로, 처리 가스가 기판(W)에 과잉으로 공급되는 범위와 기판(W)으로의 처리 가스의 공급이 부족한 범위가 발생한다. 즉, 기판(W)의 표면에 대한 처리 가스의 공급 불균일이 크다.
또, 기판(W) 상을 흐르는 처리 가스의 속도 분포를 해석하였다. 그 결과, 도시를 생략하지만, 실시예와 비교예에서는, 처리 가스의 속도가 가장 높은 범위가 기판(W)의 중앙부를 포함하고 있는 점에서 공통되고 있다. 단, 실시예에서는, 비교예에 비해, 처리 가스의 속도가 가장 높은 범위가 작다. 특히, 비교예에서는, 처리 가스의 속도가 가장 높은 범위가 기판(W)의 중심으로부터 특정한 방향으로 연장된, 찌그러진 형상을 갖고 있다. 또, 기판(W)의 중앙부 이외의 범위(예를 들면, 기판(W)의 중심으로부터 기판(W)의 반경의 3분의 1 이상 떨어진 범위)에 관해서는, 실시예에서는 처리 가스의 속도가 동일한 정도이며, 비교예에 비해 실시예에서는 처리 가스의 속도의 편차가 작다. 그 때문에, 실시예에서는, 기판(W)의 중심으로부터의 거리와 처리 가스의 속도의 관계는, 기판(W)의 중심으로부터의 방향에 따라 비교적 변동되지 않는다. 이러한 것으로부터, 실시예에서는, 비교예에 비해, 처리 가스가 기판(W) 상을 원활하게 흐른다고 말할 수 있다.
<실시예에 있어서의 도입 유량과 처리 가스의 흐름의 관계>
도 9a, 9b, 9c는, 가스 유로(13)에 처리 가스를 도입하는 유량(이하, 「도입 유량」이라고 한다)을 바꾸어, 처리 가스의 기판(W) 상의 흐름을 시뮬레이션한 유선도이다. 도 9a는 도입 유량이 1.5L/min인 경우를 나타내고, 도 9b는 도입 유량이 3.0L/min인 경우를 나타내며, 도 9c는 도입 유량이 유량 5.0L/min인 경우를 나타낸다.
각 도 9a, 9b, 9c에 나타내는 바와 같이, 도입 유량이 작을수록, 처리 가스의 흐름이 보다 균일해진다. 단, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 도입 유량이 큰 경우에 있어서도, 처리 가스는 기판(W)의 중앙부로부터 주연부의 전체 둘레를 향해 대략 직선적으로 진행되고, 기판(W)의 중앙부로부터 주연부에 도달할 때까지의 거리는, 처리 가스가 진행되는 방향에 따라 크게 변동되지 않는다. 따라서, 본 실시예의 가스 유로(13)에 의하면, 도입 유량이 1.5L/min, 3.0L/min, 5.0L/min 중 어느 것이어도, 기판(W)의 표면 전체에 처리 가스를 적절하게 공급할 수 있다. 즉, 본 실시예의 가스 유로(13)에 의하면, 광범위한 도입 유량에 걸쳐, 기판(W)의 표면에 처리 가스를 균일하게 공급할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상술한 실시예에서는, 각 실(31, 35, 37, 39)의 치수 등의 관계에 대해 상술하지 않았지만, 다음과 같이 설정해도 된다.
도 10a, 10b, 10c, 10d는 각각, 와류실(31), 축경실(35), 세경실(37), 확경실(39)의 사시도이다.
축경실(35)의 상단의 내경(d2t)은, 와류실(31)의 내경(d1)보다 작아도 된다. 예를 들면, 축경실(35)의 상단의 내경(d2t)은, 와류실(31)의 내경(d1)의 2분의 1 이하여도 된다. 이에 의하면, 와류실(31)로부터 축경실(35)로 처리 가스가 유입될 때에, 처리 가스의 선회 반경을 효과적으로 좁힐 수 있다. 혹은, 예를 들면, 축경실(35)의 상단의 내경(d2t)은, 와류실(31)의 내경(d1)과 동등해도 된다. 이에 의하면, 와류실(31)로부터 축경실(35)로 처리 가스를 원활하게 유입할 수 있다.
축경실(35)의 하단의 내경(d2b)은, 예를 들면, 와류실(31)의 내경(d1)의 3분의 1 이하여도 된다. 이에 의하면, 축경실(35)은, 처리 가스의 선회 반경을 충분히 축소할 수 있다.
축경실(35)은, 원뿔대형상이어도 된다. 즉, 축경실(35)의 내경(d2)은, 축경실(35)의 상단으로부터 축경실(35)의 하단을 향해 일정한 비율로 축소해도 된다. 이에 의하면, 처리 가스의 선회 반경을 한층 원활하게 제한할 수 있다.
축경실(35)의 높이(h2)는, 와류실(31)의 높이(h1)보다 작아도 된다. 예를 들면, 축경실(35)의 높이(h2)는, 예를 들면, 와류실(31)의 높이(h1)의 2분의 1 이하여도 된다. 이에 의하면, 축경실(35)은, 처리 가스의 선회 반경을 가파르게 좁힐 수 있다.
상술한 실시예에서는, 세경실(37)의 내경(d3)은, 축경실(35)의 하단의 내경(d2b)과 대략 동일하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 세경실(37)의 내경(d3)은, 축경실(35)의 하단의 내경(d2b)보다 작아도 된다. 이에 의하면, 축경실(35)로부터 세경실(37)로 처리 가스가 유입될 때, 처리 가스의 선회 반경을 더욱 제한할 수 있다.
세경실(37)의 높이(h3)는, 와류실(31)의 높이(h1)보다 작아도 된다. 이에 의하면, 세경실(37)에 있어서, 처리 가스의 하향의 속도 성분이 과도하게 증가하는 것을 알맞게 억제할 수 있다.
확경실(39)의 상단의 내경(d4t)은, 세경실(37)의 내경(d3)과 대략 동일해도 된다. 이에 의하면, 세경실(37)로부터 확경실(39)로 처리 가스를 원활하게 유입할 수 있다. 또, 확경실(39)의 상단의 내경(d4t)은 세경실(37)의 내경(d3)보다 작아도 된다. 이에 의하면, 세경실(37)로부터 확경실(39)로 처리 가스가 유입될 때, 처리 가스의 선회 반경을 더욱 제한할 수 있다. 혹은, 확경실(39)의 상단의 내경(d4t)은 세경실(37)의 내경(d3)보다 커도 된다. 이에 의하면, 세경실(37)로부터 확경실(39)로 처리 가스가 유입될 때, 처리 가스의 선회 반경의 제한을 완화할 수 있다.
확경실(39)은, 원뿔대형상이어도 된다. 즉, 확경실(39)의 내경(d4)은, 확경실(39)의 상단으로부터 확경실(39)의 하단을 향해 일정한 비율로 확대되어도 된다. 이에 의하면, 처리 가스의 선회 반경의 제한을 한층 원활하게 완화할 수 있다.
확경실(39)의 하단의 내경(d4b)은, 축경실(35)의 상단의 내경(d2t)과 대략 동등 이상이어도 된다. 이에 의하면, 확경실(39)은, 처리 가스를 처리 공간 A로 원활하게 방출할 수 있다.
확경실(39)의 높이(h4)는, 와류실(31)의 높이(h1)보다 커도 된다. 이에 의하면, 확경실(39)은, 처리 가스를 처리 공간 A로 원활하게 안내할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 와류실(31)의 중심축(c1)은 축 V였지만, 이것에 한정되지 않는다. 와류실(31)의 중심축(c1)을, 기판(W)의 대략 중심으로부터 벗어난 대략 연직인 축으로 변경해도 된다. 확경실(39)의 하단이 기판(W)의 표면과 서로 마주 보고 있으면, 본 변형 실시예여도, 기판(W)에 대한 처리 가스의 공급의 균일성을 높일 수 있다.
동일하게, 축경실(35), 세경실(37) 및 확경실(39)의 각 중심축 c2, c3, c4 중 적어도 어느 하나를, 기판(W)의 대략 중심으로부터 벗어난 대략 연직인 축으로 변경해도 된다.
상술한 실시예에서는, 각 실(31, 35, 37, 39)의 각 중심축(c1~c4)은 동축이었지만, 이것에 한정되지 않는다. 중심축(c1~c4)의 적어도 2개 이상이 동축이 아니어도 된다.
(2) 상술한 실시예에서는, 확경실(39)은 노즐(21)과 커버 본체(23)에 걸쳐 형성되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 확경실(39)의 전부가 노즐(21)에 형성되어도 된다. 혹은, 확경실(39)의 전부가 커버 본체(23)에 형성되어도 된다(즉, 노즐(21)에 확경실(39)을 형성하지 않아도 된다). 어느 변형 실시예에 있어서나, 확경실(39)의 하단이 하면(11)과 단차가 없는 것이 바람직하다.
또 상술한 실시예에서는, 노즐(21)과 커버 본체(23)는 분리 가능한 별개의 부재였지만, 이것에 한정되지 않는다. 노즐(21)과 커버 본체(23)를 분리 불가한 하나의 부재로 실현하여, 노즐(21)과 커버 본체(23)를 일체로 구성해도 된다.
(3) 상술한 실시예에서는, 가스 유로(13)는 세경실(37)을 구비하고 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 세경실(37)을 생략해도 된다. 예를 들면, 축경실(35)의 하면이 확경실(39)의 상면에 접하고 있어도 된다. 본 변형 실시예에 의해서도, 기판(W)에 대한 처리 가스의 공급의 균일성을 높일 수 있다.
(4) 도입 포트(33)는 직선적인 유로였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도입 포트(33)는, 와류실(31)의 둘레면(31a)을 따라 만곡한 유로여도 된다. 본 변형 실시예에 의해서도, 와류실(31)에 처리 가스의 와류를 알맞게 생성할 수 있다. 또, 도입 포트(33)는 수평인 유로였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도입 포트(33)는 수평면에 대해 기울기를 갖는 유로여도 된다.
(5) 와류실(31)에 처리 가스를 안내하는 핀을 부착해도 된다. 이에 의하면, 와류실(31)은, 와류의 생성을 촉진할 수 있다. 또, 핀 자체로 와류실(31)에 충분한 와류를 생성할 수 있는 경우에는, 도입 포트(33)는 와류실(31)의 중심축(예를 들면, 축 V)을 향해 처리 가스를 도입해도 된다.
(6) 상술한 실시예에서는, 가스 유로(13)가 공급하는 처리 가스는 소수화 처리제를 포함하고 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가스 유로(13)는 용제를 포함하는 처리 가스를 공급해도 된다.
이와 같이, 가스 유로(13)는 여러 가지 처리 가스를 공급할 수 있으므로, 기판 처리 장치(1)를, 소수화 처리 이외의 처리를 행하는 장치로 변경할 수 있다. 예를 들면, 레지스트막의 형성 후의 기판(W)에 처리 가스를 공급하는 장치로 변경해도 된다. 또, 노광 전, 노광 후, 현상 전 또는 현상 후의 기판(W)에 처리 가스를 공급하는 장치로 변경해도 된다. 예를 들면, DSA(Directed Self Assembly : 유도 자기 조직화) 기술에 이용되는 자기 조직화 재료를 기판(W)에 도포함으로써 DSA막이 형성된 기판(W)에 대해, 처리 가스를 공급하는 처리를 행하는 장치로 변경해도 된다. DSA막이 형성된 기판(W)을 처리하는 경우, 처리 가스는 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 용제는, 예를 들면, 톨루엔, 헵탄, 아세톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 사이클로헥사논, 이황화탄소 및 테트라히드로푸란 중 적어도 1개 이상인 것이 바람직하다.
(7) 상술한 실시예 및 상기 (1) 내지 (5)에서 설명한 각 변형 실시예에 대해서는, 또한 각 구성을 다른 변형 실시예의 구성으로 치환 또는 조합하는 등으로 해서 적절히 변경해도 된다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 필수적인 속성에서 벗어나지 않고 다른 특정한 형태로 구현할 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위를 나타내는 것으로서는, 상술한 상세한 설명보다는 첨부한 청구범위를 참조해야 한다.

Claims (13)

  1. 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 처리 장치는,
    기판을 대략 수평으로 올려놓는 플레이트와,
    상기 플레이트에 놓여진 기판의 상방을 덮는 커버를 구비하고,
    상기 커버는,
    기판의 표면에 근접하는 대략 수평인 하면과,
    기판에 처리 가스를 공급하는 가스 유로를 구비하며,
    상기 가스 유로는,
    대략 연직인 중심축을 갖는 원통형상을 가지며, 처리 가스가 상기 중심축 둘레로 흐르는 와류실과,
    상기 와류실의 하방에 설치되어, 상기 와류실과 연통 접속되는 축경실(縮徑室)로서, 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 축소되는 축경실과,
    상기 축경실의 하방에 설치되어, 상기 축경실과 연통 접속되는 확경실(擴徑室)로서, 그 상단으로부터 그 하단을 향해 내경이 확대되고, 또한, 그 하단이 상기 커버의 상기 하면으로 개구되어 있는 확경실을 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 와류실의 상기 중심축은, 상기 플레이트에 놓여진 기판의 대략 중심을 통과하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 축경실의 중심축은, 상기 와류실의 상기 중심축과 동축이며,
    상기 확경실의 중심축은, 상기 와류실의 상기 중심축과 동축인, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 확경실의 하단의 개구는, 기판의 중앙부와 서로 마주보는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 확경실의 하단의 내경은, 상기 와류실의 내경보다 큰, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 축경실과 상기 확경실의 사이에 설치되는 세경실(細徑室)을 구비하고,
    상기 세경실은, 그 내경이 상기 축경실의 하단의 내경과 대략 동등 이하인 원통형상을 갖는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 와류실에 대해 상기 와류실의 상기 중심축으로부터 벗어난 방향을 향해 처리 가스를 도입하는 도입 포트를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 커버는, 상기 플레이트 상의 처리 공간을 대략 밀폐하는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 플레이트에 놓여지는 기판 상의 기체를, 기판의 주연부의 바깥쪽으로 흡인하기 위한 배기로를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  10. 기판에 용제 또는 소수화 처리제 중 어느 하나를 포함하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 노즐로서,
    상기 처리 가스 공급 노즐은,
    원통형상을 가지며, 처리 가스가 상기 원통형상의 중심축 둘레로 흐르는 와류실과,
    상기 와류실과 연통 접속되는 축경실과,
    상기 축경실과 연통 접속되는 확경실을 구비하고,
    상기 와류실과 상기 축경실과 상기 확경실은, 상기 중심축의 일 방향으로 이 순서로 늘어서 배치되고,
    상기 축경실의 내경은, 상기 중심축의 상기 일 방향을 향해 축소되며,
    상기 확경실의 내경은, 상기 중심축의 상기 일 방향을 향해 확대되는, 처리 가스 공급 노즐.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 처리 가스 공급 노즐은, 상기 와류실에 대해 상기 중심축으로부터 벗어난 방향을 향해 처리 가스를 도입하는 도입 포트를 구비하고 있는, 처리 가스 공급 노즐.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 와류실의 상기 중심축은 대략 연직이며,
    상기 축경실은 상기 와류실의 하방에 설치되고,
    상기 축경실의 상기 내경은 하방을 향해 축소되고,
    상기 확경실은 상기 축경실의 하방에 설치되고,
    상기 확경실의 상기 내경은 하방을 향해 확대되는, 처리 가스 공급 노즐.
  13. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    처리 가스 공급 노즐은, 상기 확경실로부터 처리 가스를 방출하는, 처리 가스 공급 노즐.
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