KR20180114841A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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데츠시 미야모토
히로이치 이나다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 회전하는 기판에 대해 처리액을 공급했을 때 생기는 실 형상물이 회수부에 퇴적되는 것을 억제하는 것에 관한 것이다.
액 처리 유닛 U1은, 웨이퍼 W를 보유 지지하는 스핀 척(61)과, 스핀 척(61)을 회전시키는 회전 구동부(64)와, 회전 구동부(64)에 의해 회전되어지고 있는 스핀 척(61)이 보유 지지하는 웨이퍼 W에 도포액을 공급하는 도포액 공급 노즐(62)과, 웨이퍼 W에 있어서의 도포액이 공급되는 면(표면 W1)의 반대측의 면인 이면 W2로부터 낙하되는 도포액을 회수하는 컵 베이스(65)와, 이면 W2 및 컵 베이스(65) 사이에 배치되어, 회전하는 웨이퍼 W에 도포액이 공급됨으로써 발생되는 실 형상물을 포집하는 포집 플레이트(30)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 도포액(처리액)이 도포된 기판을, 도포액을 퍼지게 하기 위하여 회전시킬 때, 도포액이 실 형상으로 고화된 실 형상물이 발생하는 것, 해당 실 형상물이 배기 유로 중에 막힐 우려가 있는 것, 배기 유로의 상방에 해당 실 형상물을 포집하는 포집부를 마련하는 것이 개시되어 있다.
일본 실용 신안 등록 제3175893호 공보
상기 특허문헌 1에 개시된 수단에 의해, 실 형상물이 배기 유로 중에 가득 차는 것을 적합하게 억제할 수 있다. 여기서, 기판의 회전에 의해 발생하는 실 형상물의 일부는, 기판의 이면측에 돌아 들어가고, 기판을 보유 지지하는 보유 지지부의 하방에 배치된 컵 베이스(처리액을 회수하는 회수부) 등에 퇴적되는 경우가 있다. 컵 베이스의 주변 등, 보유 지지부의 하방에는 배관이 많이 설치되어 있기 때문에, 퇴적된 실 형상물을 회수하는 작업은 번잡해진다.
본 개시는 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 회전하는 기판에 대해 처리액을 공급했을 때 생기는 실 형상물이 기판을 보유 지지하는 보유 지지부의 하방에 퇴적되는 것을 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 관한 기판 처리 장치는, 기판을 보유 지지하는 보유 지지부와, 보유 지지부를 회전시키는 회전 구동부와, 회전 구동부에 의해 회전되어지는 보유 지지부가 보유 지지하는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 보유 지지부의 하방에 배치되어, 회전하는 기판에 처리액이 공급됨으로써 생기는 실 형상물을 포집하는 제1 포집부를 구비한다.
본 개시에 관한 기판 처리 장치에서는, 회전하는 기판에 처리액이 공급됨으로써 생기는 실 형상물이, 보유 지지부의 하방에 배치된 제1 포집부에 의해 포집된다. 실 형상물의 발생 개소인 기판보다도 하방에 제1 포집부가 배치됨으로써, 실 형상물을 효과적으로 포집할 수 있다. 이상에 의해, 본 개시에 관한 기판 처리 장치에 의하면, 회전하는 기판에 대해 처리액을 공급했을 때 생기는 실 형상물이 보유 지지부의 하방에 퇴적되는 것을 억제할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 기판의 이면측에 누출된 처리액을 받아내는 회수부를 더 구비하고, 제1 포집부는, 보유 지지부 및 회수부 사이에 배치되어 있어도 된다. 제1 포집부가 회수부보다도 상방에 배치됨으로써, 실 형상물이 퇴적하기 쉬운 회수부에 실 형상물이 퇴적되는 것을 억제할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 기판의 이면을 향하여 백 린스를 공급하는 백 린스 공급부를 더 구비하고 있어도 된다. 백 린스가 기판의 이면에 공급됨으로써, 기판의 표면에 공급된 처리액이 기판의 이면에 돌아 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 기판의 이면에 공급된 백 린스는, 해당 이면에서 튀어 오르고, 기판의 이면보다도 하방에 배치된 제1 포집부에도 공급되게 된다. 이에 의해, 제1 포집부가 포집하고 있는 실 형상물을 백 린스로 씻어 낼 수 있다. 씻어 낸 포집물은 액상화하므로, 실 형상일 때와 같이 회수부에 퇴적되는 일은 없다.
제1 포집부는 제1 개구를 갖고, 백 린스 공급부는, 제1 개구의 하방에서 상방으로 개구된 토출구를 갖고 있어도 된다. 이에 의해, 백 린스 공급부로부터 공급된 백 린스가, 제1 개구를 통해 기판의 이면에 적절하게 도달하게 되고, 상술한 백 린스에 의한 효과를 적합하게 발휘할 수 있다. 즉, 백 린스 공급부의 토출구로부터 백 린스가 상방을 향할 때에는, 백 린스를 제1 개구를 통과시켜 기판의 이면에 도달시킬 수 있고, 이면을 적절하게 세정할 수 있다. 이면에 충분히 백 린스를 공급할 수 있기 때문에, 이면으로부터 제1 포집부에 낙하하는 백 린스의 양도 충분한 것으로 할 수 있다.
제1 포집부는, 보유 지지부와 별체로 구성되어 고정되어 있어도 된다. 제1 포집부가, 보유 지지부와는 별체의, 회전하지 않는(위치가 고정되어 있는) 부재로 됨으로써, 회전하는 경우와 비교하여 더 효과적으로 실 형상물을 포집할 수 있다.
제1 포집부는, 보유 지지부와 일체적으로 설치되어 있고, 보유 지지부와 함께 회전해도 된다. 제1 포집부가 회전함으로써, 제1 포집부에 있어서의 다양한 면에 백 린스를 흐르게 할 수 있다. 이에 따라, 제1 포집부가 포집하고 있는 실 형상물을 더 효과적으로 백 린스로 씻어 낼 수 있다.
제1 포집부는, 플레이트 형상으로 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 기판 처리 장치 내의 한정된 스페이스에 있어서도, 간이한 구성으로 실 형상물을 회수할 수 있다.
제1 포집부는, 기판의 이면과 평행한 면에 대해 경사져 있어도 된다. 이에 의해, 백 린스가 흐르기 쉬운 구성(실 형상물을 적절하게 액상화시킬 수 있는 구성)으로 할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 보유 지지부를 외측으로부터 둘러싸는 위치에 있어서 상하 방향으로 연장되는 배기 유로와, 배기 유로의 상부에 있어서 배기 유로를 덮도록 배치된, 실 형상물을 포집하는 제2 포집부를 더 구비하고, 제2 포집부는, 배기 유로를 흐르는 배기를 통과시키는 개구부를 갖고 있어도 된다. 실 형상물은, 회전하는 기판의 단부로부터 처리액이 떨쳐 내어지는 것에 의해 발생된다. 이로 인해, 실 형상물은 기판의 단부측 즉 보유 지지부의 외측에 발생하기 쉽다. 즉, 보유 지지부를 외측으로부터 둘러싸는 위치에 있어서 상하 방향으로 연장되는 배기 유로에는 실 형상물이 가득 차기 쉽다. 이 점, 배기 유로를 덮도록 제2 포집부가 설치되는 것에 의해, 배기 유로에 실 형상물이 가득 차는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제2 포집부에는, 배기를 통과시키는 개구부가 형성되어 있다. 이에 의해, 실 형상물을 포집함과 함께, 배기 유로에 있어서의 배기를 적절하게 행할 수 있다.
본 개시에 의하면, 회전하는 기판에 대해 처리액을 공급했을 때 생기는 실 형상물이 기판을 보유 지지하는 보유 지지부의 하방에 퇴적되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1 중의 II-II 선을 따르는 단면도이다.
도 3은 도 2 중의 III-III 선을 따르는 단면도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 액 처리 유닛의 모식도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 포집 부재의 모식도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 액 처리 유닛의 모식도이다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 포집 부재의 모식도이다.
도 8은 제3 실시 형태에 관한 액 처리 유닛의 모식도이다.
도 9는 제4 실시 형태에 관한 액 처리 유닛의 모식도이다.
도 10은 제4 실시 형태에 관한 포집 부재의 모식도이다.
[제1 실시 형태]
이하, 제1 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
〔기판 처리 시스템〕
기판 처리 시스템(1)은, 기판에 대해, 감광성 피막의 형성, 해당 감광성 피막의 노광 및 해당 감광성 피막의 현상을 실시하는 시스템이다. 처리 대상의 기판은, 예를 들어 반도체의 웨이퍼 W이다. 감광성 피막은, 예를 들어 레지스트막이다.
기판 처리 시스템(1)은, 도포·현상 장치(2)와 노광 장치(3)를 구비한다. 노광 장치(3)는, 웨이퍼 W 상에 형성된 레지스트막의 노광 처리를 행한다. 구체적으로는, 액침 노광 등의 방법에 의해 레지스트막의 노광 대상 부분에 에너지선을 조사한다. 도포·현상 장치(2)는, 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에, 웨이퍼 W의 표면에 레지스트막을 형성하는 처리를 행하고, 노광 처리 후에 레지스트막의 현상 처리를 행한다.
(도포·현상 장치)
이하, 기판 처리 장치의 일례로서, 도포·현상 장치(2)의 구성을 설명한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 도포·현상 장치(2)는, 캐리어 블록(4)과, 처리 블록(5)과, 인터페이스 블록(6)과, 컨트롤러(100)를 구비한다.
캐리어 블록(4)은, 도포·현상 장치(2) 내로의 웨이퍼 W의 도입 및 도포·현상 장치(2) 내로부터의 웨이퍼 W의 도출을 행한다. 예를 들어 캐리어 블록(4)은, 웨이퍼 W용의 복수의 캐리어(11)를 지지 가능하고, 수수 암 A1을 내장하고 있다. 캐리어(11)는, 예를 들어 원형의 복수매 웨이퍼 W를 수용한다. 수수 암 A1은, 캐리어(11)로부터 웨이퍼 W를 취출해서 처리 블록(5)에 전달하고, 처리 블록(5)으로부터 웨이퍼 W를 수취해서 캐리어(11) 내로 되돌린다.
처리 블록(5)은, 복수의 처리 모듈(14, 15, 16, 17)을 갖는다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 처리 모듈(14, 15, 16, 17)은, 복수의 액 처리 유닛 U1과, 복수의 열처리 유닛 U2와, 이들 유닛에 웨이퍼 W를 반송하는 반송 암 A3을 내장하고 있다. 처리 모듈(17)은, 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2를 거치지 않고 웨이퍼 W를 반송하는 직접 반송 암 A6을 더 내장하고 있다. 액 처리 유닛 U1은, 처리액을 웨이퍼 W의 표면에 도포한다. 열처리 유닛 U2은, 예를 들어 열판 및 냉각판을 내장하고 있어, 열판에 의해 웨이퍼 W를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼 W를 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행한다.
처리 모듈(14)은, 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2에 의해 웨이퍼 W의 표면 상에 하층막을 형성한다. 처리 모듈(14)의 액 처리 유닛 U1은, 하층막 형성용 처리액을 웨이퍼 W 상에 도포한다. 처리 모듈(14)의 열처리 유닛 U2는, 하층막의 형성에 수반하는 각종 열처리를 행한다.
처리 모듈(15)은, 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2에 의해 하층막 상에 레지스트막을 형성한다. 처리 모듈(15)의 액 처리 유닛 U1은, 레지스트막 형성용 처리액(도포액)을 하층막 상에 도포한다. 처리 모듈(15)의 열처리 유닛 U2는, 레지스트막의 형성에 수반하는 각종 열처리를 행한다. 처리 모듈(15)의 액 처리 유닛 U1에 관한 상세는 후술한다.
처리 모듈(16)은, 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2에 의해 레지스트막 상에 상층막을 형성한다. 처리 모듈(16)의 액 처리 유닛 U1은, 상층막 형성용 처리액을 레지스트막 상에 도포한다. 처리 모듈(16)의 열처리 유닛 U2는, 상층막의 형성에 수반하는 각종 열처리를 행한다.
처리 모듈(17)은, 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2에 의해, 노광 후의 레지스트막 현상 처리를 행한다. 처리 모듈(17)의 액 처리 유닛 U1은, 노광 완료된 웨이퍼 W의 표면 상에 현상용의 처리액(현상액)을 도포한 후, 이것을 세정용의 처리액(린스액)에 의해 씻어 냄으로써, 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 처리 모듈(17)의 열처리 유닛 U2는, 현상 처리에 수반하는 각종 열처리를 행한다. 열처리의 구체예로서는, 현상 처리 전의 가열 처리(PEB: Post Exposure Bake), 현상 처리 후의 가열 처리(PB: Post Bake) 등을 들 수 있다.
처리 블록(5) 내에 있어서의 캐리어 블록(4)측에는 선반 유닛 U10이 설치되어 있다. 선반 유닛 U10은, 상하 방향으로 나열되는 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛 U10의 근방에는 승강 암 A7이 설치되어 있다. 승강 암 A7은, 선반 유닛 U10의 셀끼리의 사이에서 웨이퍼 W를 승강시킨다. 처리 블록(5) 내에 있어서의 인터페이스 블록(6)측에는 선반 유닛 U11이 설치되어 있다. 선반 유닛 U11은, 상하 방향으로 배열하는 복수의 셀로 구획되어 있다.
인터페이스 블록(6)은, 노광 장치(3)와의 사이에서 웨이퍼 W의 수수를 행한다. 예를 들어 인터페이스 블록(6)은, 수수 암 A8을 내장하고 있고, 노광 장치(3)에 접속된다. 수수 암 A8은, 선반 유닛 U11에 배치된 웨이퍼 W를 노광 장치(3)에 전달하고, 노광 장치(3)로부터 웨이퍼 W를 수취해서 선반 유닛 U11로 되돌린다.
컨트롤러(100)는, 예를 들어 이하의 수순으로 도포·현상 처리를 실행하도록 도포·현상 장치(2)를 제어한다.
먼저 컨트롤러(100)는, 캐리어(11) 내의 웨이퍼 W를 선반 유닛 U10에 반송하도록 수수 암 A1을 제어하고, 이 웨이퍼 W를 처리 모듈(14)용의 셀에 배치하도록 승강 암 A7을 제어한다.
다음으로 컨트롤러(100)는, 선반 유닛 U10의 웨이퍼 W를 처리 모듈(14) 내의 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2에 반송하도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W의 표면 상에 하층막을 형성하도록 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2을 제어한다. 그 후 컨트롤러(100)는, 하층막이 형성된 웨이퍼 W를 선반 유닛 U10으로 되돌리도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W를 처리 모듈(15)용의 셀에 배치하도록 승강 암 A7을 제어한다.
다음으로 컨트롤러(100)는, 선반 유닛 U10의 웨이퍼 W를 처리 모듈(15) 내의 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2에 반송하도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W의 하층막 상에 레지스트막을 형성하도록 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2를 제어한다. 그 후 컨트롤러(100)는, 웨이퍼 W를 선반 유닛 U10으로 되돌리도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W를 처리 모듈(16)용의 셀에 배치하도록 승강 암 A7을 제어한다.
다음으로 컨트롤러(100)는, 선반 유닛 U10의 웨이퍼 W를 처리 모듈(16) 내의 각 유닛에 반송하도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W의 레지스트막 상에 상층막을 형성하도록 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2를 제어한다. 그 후 컨트롤러(100)는, 웨이퍼 W를 선반 유닛 U10으로 되돌리도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W를 처리 모듈(17)용의 셀에 배치하도록 승강 암 A7을 제어한다.
다음으로 컨트롤러(100)는, 선반 유닛 U10의 웨이퍼 W를 선반 유닛 U11에 반송하도록 직접 반송 암 A6을 제어하고, 이 웨이퍼 W를 노광 장치(3)에 송출하도록 수수 암 A8을 제어한다. 그 후 컨트롤러(100)는, 노광 처리가 실시된 웨이퍼 W를 노광 장치(3)로부터 받아들여서 선반 유닛 U11로 되돌리도록 수수 암 A8을 제어한다.
다음에 컨트롤러(100)는, 선반 유닛 U11의 웨이퍼 W를 처리 모듈(17) 내의 각 유닛에 반송하도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W의 레지스트막에 현상 처리를 실시하게 액 처리 유닛 U1 및 열처리 유닛 U2를 제어한다. 그 후 컨트롤러(100)는, 웨이퍼 W를 선반 유닛 U10으로 되돌리도록 반송 암 A3을 제어하고, 이 웨이퍼 W를 캐리어(11) 내로 되돌리도록 승강 암 A7 및 수수 암 A1을 제어한다. 이상으로 도포·현상 처리가 완료된다.
또한, 기판 처리 장치의 구체적인 구성은, 이상으로 예시한 도포·현상 장치(2)의 구성에 한정되지 않는다. 기판 처리 장치는, 피막 형성용 액 처리 유닛 U1(처리 모듈(14, 15, 16)의 액 처리 유닛 U1)과, 이것을 제어 가능한 컨트롤러(100)를 구비하고 있으면 어떤 것이어도 된다.
〔액 처리 유닛〕
계속해서, 처리 모듈(15)의 액 처리 유닛 U1에 대해 상세하게 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 처리 모듈(15)의 액 처리 유닛 U1은, 스핀 척(61)(보유 지지부)과, 도포액 공급 노즐(62)(처리액 공급부)과, 용제 공급 노즐(63)과, 회전 구동부(64)와, 컵 베이스(65)(회수부)와, 백 린스 공급 노즐(77)(백 린스 공급부)과, 배출부(70)와, 포집 플레이트(30)(제1 포집부)를 구비한다.
(스핀 척)
스핀 척(61)은, 웨이퍼 W(기판)를 수평으로 보유 지지한다. 스핀 척(61)은, 상하 방향(연직 방향)으로 연신된 샤프트(66)를 통해 회전 구동부(64)에 연결되어 있다. 스핀 척(61)은, 회전 구동부(64)가 샤프트(66)를 회전시키는 것에 따라, 연직축 주위로 회전한다. 스핀 척(61)이 연직축 주위로 회전함으로써, 스핀 척(61)으로 보유 지지된 웨이퍼 W가 연직축 주위로 회전한다. 또한, 스핀 척(61)은, 회전 구동부(64)가 샤프트(66)를 승강시키는 것에 따라, 상하 방향으로 승강한다.
(회전 구동부)
회전 구동부(64)는, 스핀 척(61)을 연직축 주위로 회전시킨다. 회전 구동부(64)는, 샤프트(66)를 회전시킴으로써, 해당 샤프트(66)의 상단에 연결된 스핀 척(61)을 회전시킨다. 또한, 회전 구동부(64)는, 샤프트(66)를 승강시킴으로써, 해당 샤프트(66)의 상단에 연결된 스핀 척(61)을 상하 방향으로 승강시킨다.
회전 구동부(64)는, 처리 모듈(15)의 액 처리 유닛 U1에 있어서의 각각의 공정마다, 적절한 속도로 스핀 척(61)을 회전시킨다. 해당 공정에는, 적어도, 프리웨트 공정, 도포액 공급 공정 및 도포액 확대 개방 공정이 포함되어 있다. 프리웨트 공정이란, 웨이퍼 W에 도포액을 도포하기 전에 웨이퍼 W 상에 유기 용제의 액막을 형성함으로써, 웨이퍼 W 상에서 도포액을 넓어지기 쉽게 함과 함께, 웨이퍼 W와 도포액 사이에 기포가 혼입되기 어렵게 하기 위한 공정이다. 도포액 공급 공정이란, 고점도 레지스트 등의 도포액을 웨이퍼 W에 공급하는 공정이다. 도포액 확대 개방 공정이란, 웨이퍼 W 상에 도포된 도포액을 웨이퍼 W의 주연부에까지 퍼지게 하는 공정이다. 도포막 확대 개방 공정에 있어서 웨이퍼 W가 회전함으로써, 일부의 도포막이 웨이퍼 W의 단부로부터 떨쳐 내어져서, 고점성(예를 들어 1000cp 이상)의 도포막은 실 형상으로 고화하여 실 형상물이 된다. 회전 구동부(64)는, 프리웨트 공정에 있어서 예를 들어 웨이퍼 W를 500 내지 1500rpm으로 회전시킨다. 회전 구동부(64)는, 도포액 공급 공정에 있어서 예를 들어 웨이퍼 W를 800 내지 1500rpm으로 회전시킨다. 회전 구동부(64)는, 도포액 확대 개방 공정에 있어서 예를 들어 웨이퍼 W를 500 내지 1200rpm으로 회전시킨다.
(도포액 공급 노즐)
도포액 공급 노즐(62)은, 도포액 공급 공정에 있어서, 회전 구동부(64)에 의해 회전되어지고 있는 스핀 척(61)이 보유 지지하는 웨이퍼 W에 레지스트 등의 도포액(처리액)을 공급한다. 도포액 공급 노즐(62)은, 예를 들어 유기 용제 농도가(70)％ 이하의 고점성(예를 들어 2000cp 이상)의 도포액을 공급한다. 도포액 공급 노즐(62)은, 웨이퍼 W의 대략 중심 위치 상방으로부터, 웨이퍼 W의 표면 W1에 대해 도포액을 공급한다. 또한, 도포액 공급 노즐(62)은, 웨이퍼 W의 중심 위치와 주연부 사이의 위치 상방으로부터 도포액을 공급해도 되고, 웨이퍼 W의 중심 위치와 주연부 사이를 스캔하면서 도포액을 공급해도 된다.
(용제 공급 노즐)
용제 공급 노즐(63)은, 프리웨트 공정에 있어서, 회전 구동부(64)에 의해 회전되어지고 있는 스핀 척(61)이 보유 지지하는 웨이퍼 W에 시너 등의 유기 용제를 공급한다. 용제 공급 노즐(63)은, 웨이퍼 W의 중심 위치와 주연부 사이를, 예를 들어 10 내지 200㎜/sec의 속도로 스캔하면서 유기 용제를 공급한다. 또한, 용제 공급 노즐(63)은, 웨이퍼 W의 생략 중심 위치 상방에서 정지된 상태에서 유기 용제를 공급해도 된다.
(컵 베이스)
컵 베이스(65)는, 스핀 척(61)의 하방에 있어서 샤프트(66)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 컵 베이스(65)는, 웨이퍼 W의 이면 W2(웨이퍼 W에 있어서의 도포막이 공급되는 표면 W1과 반대측의 면)측에 누출되어 낙하된 도포액을 받아 내고, 회수한다.
(백 린스 공급 노즐)
백 린스 공급 노즐(77)은, 웨이퍼 W의 이면 W2를 향해서, 시너 등의 유기 용제인 백 린스를 공급한다. 백 린스 공급 노즐(77)은, 컵 베이스(65)의 예를 들어 2개소에 설치되어 있고, 후술하는 포집 플레이트(30)의 통과구(30b)의 하방에서 상방으로 개구된 토출구를 갖는다. 도포액 확대 개방 공정에 있어서, 백 린스가 웨이퍼 W의 이면 W2에 공급됨으로써, 표면 W1에 공급된 도포막이 이면 W2측으로 돌아 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 도포막 확대 개방 공정에 있어서는, 웨이퍼 W의 회전에 따라 도포막이 실 형상으로 고화된 실 형상물이 웨이퍼 W의 단부에 발생하는 바, 백 린스가 웨이퍼 W의 이면 W2에 공급됨으로써, 발생 직후의 실 형상물을 용해시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼 W의 이면 W2에 공급된 백 린스는, 이면 W2에서 튀어 오르고, 이면 W2의 하방에 배치된 포집 플레이트(30)(후술)에도 공급되는 것이 된다.
(배출부)
배출부(70)는, 스핀 척(61)을 외측으로부터 둘러싸는 위치에 배치되어 있고, 배기 및 도포액의 배출(폐액)에 관한 구성이다. 배출부(70)는, 스핀 척(61)을 둘러싸는 처리 컵으로서, 내측 컵(71)과, 해당 내측 컵(71)을 외측으로부터 둘러싸는 위치에 배치된 외측 컵(72)을 갖는다. 내측 컵(71)과 외측 컵(72) 사이에 배기 유로(80)가 형성되어 있다.
내측 컵(71)은, 웨이퍼 W의 이면 W2측 주연부와 근접하는 위치에서 외측 컵(72) 방향 또한 하방(외측 하방)에 경사져서 연장하는 환상의 경사 벽(79)과, 경사 벽(79)의 하단에 연속해 연직 하방으로 연장되는 환상의 수직 벽(75)을 갖는다. 해당 경사 벽(79) 및 수직 벽(75)은 웨이퍼 W의 단부로부터 떨쳐 내어진 도포액이 흘러내리는 것을 가이드하기 위한 구성이다. 외측 컵(72)은, 저부가 오목부 상에 형성되고, 환상의 액 수용부로서 구성된다. 외측 컵(72)은 하부에 폐액구(73)가 형성됨과 함께, 폐액구(73)보다 스핀 척(61) 근처(내측)에 배기구(78)가 형성되어 있다. 폐액구(73)와 배기구(78) 사이에는, 하방부터 상방을 향하여 연장되는 격리 벽(76)이 형성되어 있다. 격리 벽(76)은, 수직 벽(75)보다도 내측에 있어서 수직 벽(75)의 하단보다도 상측까지 연장되어 있다. 이에 의해, 격리 벽(76)과 수직 벽(75)에 의해 래비린스 구조가 형성되고, 기체와 액체가 적절하게 분리되어, 배기구(78)로부터는 기체를, 폐액구(73)로부터는 액체를, 각각 적절하게 배출할 수 있다.
(포집 플레이트)
포집 플레이트(30)는, 스핀 척(61)의 하방, 더 구체적으로는, 스핀 척(61) 및 컵 베이스(65) 사이에 배치되고, 회전하는 웨이퍼 W에 도포액이 공급됨으로써 생기는 실 형상물을 포집하는 부재이다. 더 상세하게는, 포집 플레이트(30)는, 샤프트(66)를 둘러싸도록 컵 베이스(65)의 상면에 배치되어 있다. 포집 플레이트(30)는, 스핀 척(61)과 별체로 구성되어 고정된, 플레이트 형상 부재이다. 포집 플레이트(30)는, 컵 베이스(65)에 고정되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 포집 플레이트(30)는, 원반 형상으로 형성되어 있다. 포집 플레이트(30)는, 샤프트(66)를 통과시키는 샤프트 구멍(30a)과, 백 린스 공급 노즐(77)로부터 웨이퍼 W의 이면 W2를 향하여 공급되는 백 린스를 통과시키는 통과구(30b)(제1 개구)와, 컵 베이스(65)에 고정하기 위한 위치 결정 핀을 삽입하기 위한 핀 구멍(30x)을 갖는다. 샤프트 구멍(30a)은 포집 플레이트(30)에 있어서의 대략 중앙 부분에 형성되어 있다. 통과구(30b)는, 포집 플레이트(30)를 컵 베이스(65) 상에 고정시킨 상태에 있어서 백 린스 공급 노즐(77)로부터의 백 린스를 통과시킬 수 있는 위치에 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 백 린스 공급 노즐(77)이, 컵 베이스(65)의 2개소에 설치되어 있기 때문에, 대응하여 형성되는 통과구(30b)도 포집 플레이트(30)의 2개소에 형성되어 있다. 핀 구멍(30x)은, 예를 들어 포집 플레이트(30)의 중앙 부분을 사이에 두고 대칭으로 되는 2개소에 형성되어 있다.
포집 플레이트(30)는, 실 형상물을 보다 적합하게 포집하기 위한 각종 처리가 실시된 것이어도 된다. 예를 들어, 포집 플레이트(30)는, 표면에 요철부를 갖고 있어도 된다. 또한, 포집 플레이트(30)는, 그 표면이 블라스트 처리된 것이어도 된다. 또한, 포집 플레이트(30)는 에어 노즐을 갖고, 에어 노즐에 의해 온도 및 습도나 기류를 컨트롤하여 실 형상물의 상태를 변화시키는 것이어도 된다.
포집 플레이트(30)는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속, PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene), PTEFE(Poly Chloro Tri Furuoro Ethylene), 또는 폴리삼불화염화에틸렌 등의, 도포액에 대해 내식성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다.
〔제1 실시 형태의 작용 효과〕
제1 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1은, 웨이퍼 W를 보유 지지하는 스핀 척(61)과, 스핀 척(61)을 회전시키는 회전 구동부(64)와, 회전 구동부(64)에 의해 회전되어지고 있는 스핀 척(61)이 보유 지지하는 웨이퍼 W에 도포액을 공급하는 도포액 공급 노즐(62)과, 웨이퍼 W에 있어서의 도포액이 공급되는 면(표면 W1)의 반대측의 면인 이면 W2로부터 낙하되는 도포액을 회수하는 컵 베이스(65)와, 이면 W2 및 컵 베이스(65) 사이에 배치되고, 회전하는 웨이퍼 W에 도포액이 공급됨으로써 생기는 실 형상물을 포집하는 포집 플레이트(30)를 구비한다.
액 처리 유닛 U1에서는, 회전하는 웨이퍼 W에 도포액이 공급됨으로써 생기는 실 형상물이, 이면 W2 및 컵 베이스(65) 사이에 배치된 포집 플레이트(30)에 의해 포집된다. 실 형상물의 발생 개소인 웨이퍼 W보다도 하방에 포집 플레이트(30)가 배치됨으로써, 실 형상물을 효과적으로 포집할 수 있다. 또한, 컵 베이스(65)보다도 상방에 포집 플레이트(30)가 배치됨으로써, 컵 베이스(65)에 실 형상물이 퇴적되는 것을 억제할 수 있다. 이상에 의해, 액 처리 유닛 U1에 의하면, 회전하는 웨이퍼 W에 대해 도포액을 공급했을 때 생기는 실 형상물이 스핀 척(61)의 하방 공간(예를 들어 컵 베이스(65))에 퇴적되는 것을 억제할 수 있다.
액 처리 유닛 U1은, 웨이퍼 W의 이면 W2를 향하여 백 린스를 공급하는 백 린스 공급 노즐(77)을 더 구비하고 있다. 백 린스가 웨이퍼 W의 이면 W2에 공급됨으로써, 웨이퍼 W의 표면 W1에 공급된 도포액이 웨이퍼 W의 이면 W2에 돌아 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이면 W2에 공급된 백 린스는, 이면 W2로 튀어 오르고, 이면 W2보다도 하방에 배치된 포집 플레이트(30)에도 공급되는 것이 된다. 이에 의해, 포집 플레이트(30)가 포집하고 있는 실 형상물을 백 린스로 씻어 낼 수 있다. 씻겨진 포집물은 액상화되므로, 실 형상일 때의 각별히 컵 베이스(65)에 퇴적되는 경우는 없다.
포집 플레이트(30)는 통과구(30b)를 갖고, 백 린스 공급 노즐(77)는, 통과구(30b)의 하방에서 상방으로 개구된 토출구를 갖고 있다. 이에 의해, 백 린스 공급 노즐(77)로부터 공급된 백 린스가 통과구(30b)를 통해 웨이퍼 W의 이면 W2에 적절하게 도달하게 되어, 상술한 백 린스에 의한 효과를 적합하게 발휘할 수 있다. 즉, 백 린스 공급 노즐(77)의 토출구로부터 백 린스가 상방을 향할 때에는, 백 린스가 통과구(30b)를 통과시키고 웨이퍼 W의 이면 W2에 도달시킬 수 있고, 이면 W2를 적절하게 세정할 수 있다. 이면 W2에 충분히 백 린스를 공급할 수 있기 때문에, 이면 W2로부터 포집 플레이트(30)에 낙하하는 백 린스의 양도 충분한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 포집 플레이트(30)로 포집한 실 형상물을 백 린스에 의해 씻어 낸다고 설명하고 있지만, 가령 포집 플레이트(30)로 포집한 실 형상물이 백 린스에 의해 씻기지 않았다고 해도, 종래와 같이 컵 베이스로 실 형상물이 퇴적되는 구성과 비교하면 액 처리 유닛의 운용이 용이해진다. 즉, 종래와 같이 컵 베이스로 실 형상물이 퇴적한 경우에는, 배관이 많이 설치된 컵 베이스를 직접 세정할 필요 등이 있고, 액 처리 유닛의 운용이 번잡했다. 이에 반하여, 포집 플레이트(30)로 실 형상물을 포집하는 구성에 있어서는, 가령 실 형상물이 백 린스에 의해 전부 씻어 낼 수 없었다고 해도, 포집 플레이트(30)을 취출하여 세정함으로써, 실 형상물을 용이하게 제거할 수 있다. 이에 의해, 종래와 비교하여 액 처리 유닛의 운용을 용이화할 수 있다.
포집 플레이트(30)는, 스핀 척(61)과 별체이며, 컵 베이스(65) 상에 고정되어 있다. 포집 플레이트(30)가, 스핀 척(61)과는 별체이며, 회전하지 않는(위치가 고정되어 있는) 것에 의해, 회전하는 경우와 비교하여 더 효과적으로 실 형상물을 포집할 수 있다.
포집 플레이트(30)는, 플레이트 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 액 처리 유닛 U1 내가 한정된 스페이스에 있어서도, 간이한 구성으로, 실 형상물을 회수할 수 있다.
[제2 실시 형태]
이어서, 도 6 및 도 7을 참조하여, 제2 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1A에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 상기 제1 실시 형태와 상이한 점에 대해 주로 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1A는, 제1 실시 형태에서 설명한 포집 플레이트(30) 대신에, 포집 플레이트(40)를 구비하고 있다. 포집 플레이트(40)는, 스핀 척(61)과 일체적으로 설치되어 있고, 스핀 척(61)과 함께 회전한다. 보다 상세하게는, 포집 플레이트(40)는, 스핀 척(61)의 하면에 배치되어 있고, 스핀 척(61)과 함께 회전한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 원반 형상의 포집 플레이트(40)는, 주위 방향을 따라, 팩 린스를 통과시키기 위한 통과구(40b)가 복수 형성되어 있다. 도 7에 도시되는 예에서는, 통과구(40b)는 포집 플레이트(40)에 있어서 8개소 형성되어 있다. 포집 플레이트(40)에서는, 백 린스가 공급되는 위치(직경 방향에 있어서의 위치)에 있어서, 적어도, 통과구(40b)의 영역이, 통과구(40b)가 되지 않는(백 린스를 통과시키지 않는) 영역보다도 넓다. 이에 의해, 포집 플레이트(40)가 회전하는 구성에 있어서도, 통과구(40b)로부터 적절하게 백 린스를 통과시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1A에서는, 포집 플레이트(40)가, 스핀 척(61)과 일체적으로 설치되어 있고, 스핀 척(61)과 함께 회전한다. 포집 플레이트(40)가 회전함으로써, 포집 플레이트(40)에 있어서의 다양한 면에 백 린스를 흐르게 할 수 있다. 이에 의해, 포집 플레이트(40)부가 포집하고 있는 실 형상물을 더 효과적으로 백 린스로 씻어 낼 수 있다.
또한, 포집 플레이트(40)가 스핀 척(61)의 하면에 배치되어 있음으로써, 간이하게, 상술한 포집 플레이트(40)이 회전하는 구성, 즉 백 린스에 의해 실 형상물을 씻어 내는 구성으로 할 수 있다.
[제3 실시 형태]
이어서, 도 8을 참조하여, 제3 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1B에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 상이한 점에 대해 주로 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1B는, 제1 실시 형태에서 설명한 포집 플레이트(30) 및 제2 실시 형태에서 설명한 포집 플레이트(40) 대신에, 포집 플레이트(50)를 구비하고 있다. 포집 플레이트(50)는, 웨이퍼 W의 이면 W2와 평행한 면에 대해 경사져 있다. 보다 상세하게는, 포집 플레이트(50)는, 샤프트(66)에 가까운 측(내측)이 후육으로 됨과 함께, 배출부(70)에 가까운 측(외측)에 가까워짐에 따라 박육으로 되고, 웨이퍼 W의 이면 W2와 평행한 면에 대해 경사져 있다.
이러한 경사진 포집 플레이트(50)에서는, 웨이퍼 W의 이면 W2로 튀어 올라 포집 플레이트(50)에 도달한 백 린스 BR이, 포집 플레이트(50) 상에 있어서 배출부(70)측으로 흐르기 쉬워진다(도 8 참조). 즉, 백 린스 BR이 흐르기 쉬운 구성으로 할 수 있다. 이것으로, 포집 플레이트(50)에 있어서 포집한 실 형상물 SI를 효과적으로 씻어 내고, 실 형상물 SI를 적절하게 액상화시킬 수 있다.
[제4 실시 형태]
이어서, 도 9 및 도 10을 참조하여, 제4 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1C에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 상기 제1 내지 제3 실시 형태와 상이한 점에 대해 주로 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제4 실시 형태에 관한 액 처리 유닛 U1C는, 제1 실시 형태에서 설명한 구성 이외에도, 스핀 척(61)을 외측으로부터 둘러싸는 위치에 있어서 상하 방향으로 연장되는 배기 유로(80)의 상부에 있어서 배기 유로(80)를 덮도록 배치된, 실 형상물을 포집하는 포집 부재(90)(제2 포집부)를 구비한다. 포집 부재(90)는, 배기 유로(80)를 막도록 설치되어 있다. 포집 부재(90)는, 배기 유로(80)를 흐르는 배기를 통과시키는 개구부(90d)(제2 개구)(도 10 참조)를 갖고 있으며, 개구부(90d)로부터 배기를 가능하게 하는 것과 함께, 배기 유로(80)측에 도달된 실 형상물을 포집하도록 구성되어 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 포집 부재(90)는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속제의 내측 링(90a)과, 내측 링(90a)보다 대직경의 외측 링(90b)과, 내측 링(90a) 및 외측 링(90b) 사이를 연결하는, 복수의 예를 들어 삼각 형상의 연결 부재(90c)를 갖는다. 포집 부재(90)에 있어서는, 내측 링(90a)과 외측 링(90b) 사이의 영역 중, 삼각 형상의 연결 부재(90c)가 설치된 영역 이외는 개구부(90d)로 되어 있다. 이에 의해, 포집 부재(90)의 상방과 하방에서, 개구부(90d)를 통해 연통 가능하게 되어 있고, 처리실 내부의 분위기를 배기 유로(80)에 배기 가능하게 되었다. 포집 부재(90)는, 개구부(90d)에 의해 배기 및 배기 중인 액을 포집 부재(90)의 하방에 통과시킴과 함께, 연결 부재(90c)에 의해 실 형상물을 포집한다.
상술한 바와 같이, 실 형상물은, 회전하는 웨이퍼 W의 주연부로부터 도포액이 떨쳐 내어지는 것에 의해 발생된다. 이로 인해, 실 형상물은 웨이퍼 W의 주연부측 즉 스핀 척(61)의 외측에 발생하기 쉽다. 즉, 스핀 척(61)을 외측으로부터 둘러싸는 위치에 있어서 상하 방향으로 연장되는 배기 유로(80)에는 실 형상물이 가득 차기 쉽다. 이 점, 배기 유로(80)를 덮도록 포집 부재(90)가 설치됨으로써, 배기 유로(80)에 실 형상물이 가득 차는 것을 억제할 수 있다. 또한, 포집 부재(90)에는, 배기를 통과시키는 개구부(90d)가 형성되어 있다. 이에 따라, 실 형상물을 포집함과 함께, 배기 유로(80)에 있어서의 배기를 적절하게 행할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형되고, 또는 다른 것에 적용하는 것이어도 된다.
예를 들어, 본 개시에 이러한 구성을, 처리 모듈(15)의 액 처리 유닛 U1에 사용하는 예를 설명했지만 이에 한정되지 않고, 본 개시에 이러한 구성은, 회전하는 기판에 고점도의 처리액을 공급함으로써 실 형상물을 발생시키는 다양한 장치에 사용할 수 있다.
2: 도포·현상 장치(기판 처리 장치)
30, 40, 50: 포집 플레이트(제1 포집부)
30b, 40b: 통과구
61: 스핀 척(보유 지지부)
62: 도포액 공급 노즐(처리액 공급부)
64: 회전 구동부
65: 컵 베이스(회수부)
70: 배출부
77: 백 린스 공급 노즐(백 린스 공급부)
80: 배기 유로
90: 포집 부재(제2 포집부)
90d: 개구부
W: 웨이퍼(기판)
W2: 이면

Claims (9)

  1. 기판을 보유 지지하는 보유 지지부와,
    상기 보유 지지부를 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 회전 구동부에 의해 회전되어지고 있는 상기 보유 지지부가 보유 지지하는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 보유 지지부의 하방에 배치되어, 회전하는 상기 기판에 상기 처리액이 공급됨으로써 생기는 실 형상물을 포집하는 제1 포집부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판의 이면측에 누출된 상기 처리액을 받아내는 회수부를 더 구비하고,
    상기 제1 포집부는, 상기 보유 지지부 및 상기 회수부 사이에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판의 이면을 향하여 백 린스를 공급하는 백 린스 공급부를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 포집부는, 제1 개구를 갖고,
    상기 백 린스 공급부는, 상기 제1 개구의 하방에서 상방으로 개구된 토출구를 갖는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 포집부는, 상기 보유 지지부와 별체로 구성되어 고정되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 포집부는, 상기 보유 지지부와 일체적으로 설치되어 있고, 상기 보유 지지부와 함께 회전하는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 포집부는, 플레이트 형상으로 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 포집부는, 상기 기판의 이면과 평행한 면에 대해 경사져 있는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보유 지지부를 외측으로부터 둘러싸는 위치에 있어서 상하 방향으로 연장되는 배기 유로와,
    상기 배기 유로의 상부에 있어서 상기 배기 유로를 덮도록 배치된, 상기 실 형상물을 포집하는 제2 포집부를 더 구비하고,
    상기 제2 포집부는, 상기 배기 유로를 흐르는 배기를 통과시키는 제2 개구를 갖는, 기판 처리 장치.
KR1020180039586A 2017-04-11 2018-04-05 기판 처리 장치 KR102448807B1 (ko)

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