KR20190021427A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20190021427A
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도요히데 하야시
모토유키 시마이
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 스핀 모터를 제어함으로써 종동부를 가동 척과 함께 기판의 회전축선 둘레로 회전시키고, 가드 승강 유닛을 제어함으로써 구동부를 스플래쉬 가드와 함께 연직 방향으로 이동시키는 제어 장치를 구비한다. 종동부 및 구동부는, 서로 떨어진 상태에서 수평 또는 연직인 대향 방향으로 대향한다. 그 후, 종동부 및 구동부가 서로 접촉하여, 구동부가 종동부를 대향 방향으로 누른다. 이로써, 가동 척이 개방 위치에 배치된다. 그 후, 종동부 및 구동부가 서로 떨어진다. 가동 척은, 코일 스프링의 힘으로 폐쇄 위치쪽으로 되돌아간다.

Description

기판 처리 장치
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상의 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 기판을 처리하는 기판 처리 장치가 사용된다. 특허문헌 1 에는, 기판을 1 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 의 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1 의 기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하면서 회전시키는 기판 회전 장치를 구비하고 있다. 기판 회전 장치는, 환상의 회전반과, 회전반을 회전 구동시키는 구동 기구와, 회전반 상에 형성된 복수의 고정 클로 및 복수의 가동 클로와, 가동 클로를 동작시키는 가동 클로 동작 기구를 포함한다. 각 가동 클로 동작 기구는, 가동 클로를 기판 유지 위치에 유지하는 선상 스프링과, 가동 클로와 함께 연직축선 둘레로 요동하는 요동체와, 요동체를 누름으로써 가동 클로를 기판 유지 해제 위치로 이동시키는 공기압 실린더를 포함한다.
일본 특허 제2891894호
특허문헌 1 에서는, 가동 클로를 기판 유지 해제 위치로 이동시키는 전용의 공기압 실린더가 형성되어 있다. 또한 공기압 실린더는 가동 클로마다 형성되므로, 가동 클로가 복수 있는 경우에는, 공기압 실린더를 복수 형성할 필요가 있다. 그 때문에, 가동 클로 동작 기구를 간소화하는 것이 어렵다.
그래서, 본 발명의 목적의 하나는, 가동 척을 개폐시키는 기구를 간소화하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는, 기판의 외주부에 가압되는 폐쇄 위치와 상기 기판의 외주부에 대한 가압이 해제되는 개방 위치 사이에서 척 회동 (回動) 축선 둘레로 회동 가능한 가동 척을 포함하고, 상기 가동 척의 이동에 따라, 상기 기판을 수평으로 파지하는 폐쇄 상태와 상기 기판의 파지가 해제되는 개방 상태 사이에서 전환되는 복수의 척 부재와, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선 둘레로 상기 복수의 척 부재를 회전시킴으로써 상기 기판을 상기 회전축선 둘레로 회전시키는 동력을 발생하는 스핀 모터와, 평면에서 보았을 때 상기 복수의 척 부재를 상기 회전축선 둘레로 둘러싸는 통상의 스플래쉬 가드와, 상기 스플래쉬 가드를 연직 방향으로 이동시키는 가드 승강 유닛과, 상기 가동 척을 상기 폐쇄 위치쪽으로 이동시키는 힘을 발생하는 파지력 발생 부재와, 상기 가동 척보다 외방 (外方) 에 위치하는 외단을 포함하고, 상기 가동 척과 함께 상기 척 회동축선 둘레로 회동하고, 상기 가동 척과 함께 상기 회전축선 둘레로 회전하는 종동부와, 상기 종동부의 외단보다 내방 (內方) 에 위치하는 내단을 포함하고, 상기 스플래쉬 가드와 함께 연직 방향으로 이동하는 구동부와, 상기 스핀 모터를 제어함으로써 상기 종동부를 상기 가동 척과 함께 상기 회전축선 둘레로 회전시키고, 상기 가드 승강 유닛을 제어함으로써 상기 구동부를 상기 스플래쉬 가드와 함께 연직 방향으로 이동시키는 제어 장치를 구비하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제어 장치는, 상기 종동부 및 구동부 중 적어도 일방을 이동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부가 서로 떨어진 상태에서 상기 종동부 및 구동부를 수평 또는 연직인 대향 방향으로 대향시키는 준비 스텝과, 상기 준비 스텝 후, 상기 종동부 및 구동부를 상기 대향 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시키고, 상기 가동 척이 상기 개방 위치에 이를 때까지 상기 구동부에 상기 종동부를 누르게 하는 해제 스텝과, 상기 해제 스텝 후, 상기 종동부 및 구동부를 서로 이반시키고, 상기 파지력 발생 부재에 상기 가동 척을 상기 폐쇄 위치쪽으로 이동시키는 파지 스텝을 실행한다.
이 구성에 의하면, 스핀 모터가 가동 척과 함께 종동부를 연직인 회전축선 둘레로 회전시킨다. 가드 승강 유닛은, 스플래쉬 가드와 함께 구동부를 연직 방향으로 이동시킨다. 스핀 모터 및 가드 승강 유닛은, 제어 장치에 의해 제어된다.
종동부 및 구동부는, 서로 떨어진 상태에서 수평 또는 연직인 대향 방향으로 대향한다. 그 후, 종동부 및 구동부가 서로 접촉하여, 구동부가 종동부를 대향 방향으로 누른다. 이로써, 가동 척이 개방 위치에 배치된다. 그 후, 종동부 및 구동부가 서로 떨어진다. 가동 척은, 파지력 발생 부재의 힘으로 폐쇄 위치쪽으로 되돌아간다.
이와 같이, 스핀 모터 및 가드 승강 유닛의 적어도 일방이 가동 척을 개방 위치쪽으로 이동시키는 오픈용의 액추에이터를 겸하고 있으므로, 전용의 오픈용의 액추에이터를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 가동 척을 개폐하는 척 개폐 기구를 간소화할 수 있다. 또한 구동부가 종동부에 접촉하여, 종동부를 누르므로, 자력으로 가동 척을 개방 위치쪽으로 이동시키는 경우와 비교하여, 가동 척을 확실하게 개방 위치쪽으로 이동시킬 수 있다.
파지력 발생 부재는, 스프링, 고무, 및 수지 등의 탄성체이어도 되고, 가동 척에 연결된 종동 마그넷과, 종동 마그넷에 대향하는 구동 마그넷을 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 이하의 적어도 하나의 특징이, 상기 기판 처리 장치에 더해져도 된다.
상기 가동 척은, 연직인 상기 척 회동축선 둘레로 회동 가능하고, 상기 제어 장치는, 상기 준비 스텝에 있어서, 상기 종동부 및 구동부를 수평으로 대향시키고, 상기 해제 스텝에 있어서, 상기 종동부를 상기 회전축선 둘레로 회동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시킨다.
상기 가동 척은, 수평인 상기 척 회동축선 둘레로 회동 가능하고, 상기 제어 장치는, 상기 준비 스텝에 있어서, 상기 종동부 및 구동부를 연직으로 대향시키고, 상기 해제 스텝에 있어서, 상기 구동부를 연직 방향으로 이동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시킨다.
상기 가동 척은, 상기 기판의 외주부에 가압되는 파지부를 포함하고, 상기 회전축선을 둘러싸는 원의 접선 방향으로 연장되는 수평인 상기 척 회동축선 둘레로 회동 가능하고, 상기 파지부는, 상기 척 회동축선보다 상방에 배치되어 있고, 상기 종동부는, 상기 척 회동축선보다 하방에 배치되어 있다.
이 구성에 의하면, 종동부는, 기판의 회전축선을 둘러싸는 원의 접선 방향으로 연장되는 수평인 척 회동축선보다 하방에 배치되어 있다. 한편으로, 기판의 외주부에 가압되는 가동 척의 파지부는, 척 회동축선보다 상방에 배치되어 있다. 파지부는, 기판의 둘레에 배치된다. 종동부가 척 회동축선보다 상방에 배치되어 있는 경우, 원심력이 종동부에 가해지면, 파지부를 외방으로 이동시키는 힘, 요컨대, 파지부를 기판의 외주부로부터 떼어놓는 힘이 발생한다. 이에 대해, 종동부가 척 회동축선보다 하방에 배치되어 있는 경우, 원심력이 종동부에 가해지면, 파지부를 내방으로 이동시키는 힘, 요컨대, 파지부를 기판의 외주부에 가압하는 힘이 발생한다. 그 때문에, 기판을 보다 확실하게 파지할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 하방에 배치되는 핸드로 상기 기판을 지지하면서, 상기 복수의 척 부재에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 추가로 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 해제 스텝에 있어서, 상기 스플래쉬 가드의 상단을 상기 핸드보다 하방에 위치시키면서, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시킨다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판의 하방에 배치되고, 상기 스핀 모터의 동력을 상기 복수의 척 부재에 전달하는 스핀 베이스와, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판을 처리하는 처리 유체를 상기 기판의 상면 및 하면의 적어도 일방에 공급하는 처리 유체 공급 유닛과, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판과 상기 스핀 베이스 사이에 배치된 발열 부재와, 상기 스핀 베이스의 하방에 배치된 가열 코일과, 상기 가열 코일에 전력을 공급함으로써 상기 발열 부재에 가해지는 교번 자계를 발생시켜 상기 발열 부재를 발열시키는 IH (induction heating) 회로를 포함하는 IH 가열 기구를 추가로 구비한다.
이 구성에 의하면, 기판이 복수의 척 부재에 파지된다. 스핀 모터의 동력은, 기판의 하방에 위치하는 스핀 베이스를 통하여 복수의 척 부재에 전달된다. 이로써, 기판이 회전축선 둘레로 회전한다. IH 가열 기구의 IH 회로는, 기판이 회전하고 있을 때, 가열 코일에 전력을 공급한다. 이로써, 발열 부재에 가해지는 교번 자계가 발생하여, 발열 부재가 발열한다. 기판을 처리하는 처리 유체는, 회전하고 있는 기판에 공급된다. 이로써, 기판을 균일하게 처리할 수 있다.
발열 부재는 유도 가열에 의해 가열되므로, 발열 부재에 전력을 공급하는 배선이나 커넥터를 발열 부재에 접속할 필요가 없다. 그 때문에, 이와 같은 구조에 의해 기판의 회전 속도가 제한되는 일은 없다. 또한 기판을 가열하는 발열 부재는, 스핀 베이스의 내부가 아니라, 기판과 스핀 베이스 사이에 배치된다. 따라서, 발열 부재가 스핀 베이스의 내부에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 기판과 발열 부재의 간격을 단축할 수 있어, 기판의 가열 효율을 높일 수 있다.
상기 가열 코일과 상기 스핀 베이스의 상하 방향의 간격은, 상기 가열 코일의 두께보다 좁아도 된다. 상기 가열 코일의 두께는, 상하 방향으로의 상기 가열 코일의 길이를 의미한다.
이 구성에 의하면, 가열 코일이 스핀 베이스의 근처에 배치되어 있다. 요컨대, 가열 코일과 스핀 베이스 상하 방향의 간격은, 가열 코일의 두께보다 좁다. 가열 코일은, 스핀 베이스의 하방에 배치되어 있고, 발열 부재는, 스핀 베이스의 상방에 배치되어 있다. 가열 코일을 스핀 베이스에 근접시키면, 가열 코일로부터 발열 부재까지의 거리가 단축된다. 이로써, 발열 부재에 가해지는 교번 자계가 강해지므로, 가열 코일에 공급되는 전력을 효율적으로 발열 부재의 열로 변환할 수 있다.
상기 스핀 베이스의 두께는, 상기 가열 코일의 두께보다 작아도 된다.
이 구성에 의하면, 스핀 베이스의 두께가 저감되어 있다. 요컨대, 스핀 베이스의 두께는, 가열 코일의 두께보다 작다. 스핀 베이스가 두꺼우면, 가열 코일로부터 발열 부재까지의 거리가 증가할 뿐만 아니라, 발열 부재에 가해지는 교번 자계가 약해진다. 그 때문에, 스핀 베이스의 두께를 저감시킴으로써, 발열 부재를 효율적으로 온도 상승시킬 수 있다.
상기 스핀 베이스의 두께는, 상하 방향으로의 상기 스핀 베이스의 길이를 의미한다. 스핀 베이스의 두께는, 발열 부재와 가열 코일 사이의 영역에서의 스핀 베이스의 두께이다. 다른 영역에서의 스핀 베이스의 두께는, 가열 코일의 두께와 동일해도 되고, 가열 코일의 두께보다 짧거나 또는 길어도 된다.
상기 발열 부재는, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판에 직접 대향해도 된다.
이 구성에 의하면, 기판과 발열 부재 사이에 다른 부재가 개재되어 있지 않고, 발열 부재가 기판에 직접 대향하고 있다. 그 때문에, 발열 부재의 열이 효율적으로 기판에 전달된다. 이로써, 기판의 가열 효율을 높일 수 있다.
상기 복수의 척 부재 또는 상기 발열 부재를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판과 상기 발열 부재의 상하 방향의 간격을 변경하는 간격 변경 기구를 추가로 구비한다.
이 구성에 의하면, 간격 변경 기구가, 복수의 척 부재와 발열 부재를 상하 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 이로써, 복수의 척 부재에 파지되어 있는 기판과 발열 부재의 상하 방향의 간격이 변경된다. 따라서, 발열 부재로부터 기판까지의 거리를 필요에 따라 변경할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 하방에 배치되는 핸드로 상기 기판을 지지하면서, 상기 복수의 척 부재에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 추가로 구비하고 있어도 된다. 상기 간격 변경 기구는, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판과 상기 발열 부재의 상하 방향의 간격이 상기 핸드의 두께보다 넓은 퇴피 위치와, 상기 간격이 상기 핸드의 두께보다 좁은 근접 위치 사이에서, 상기 복수의 척 부재 또는 상기 발열 부재를 상하 방향으로 이동시켜도 된다. 상기 핸드의 두께는, 상하 방향으로의 상기 핸드의 길이를 의미한다.
이 구성에 의하면, 복수의 척 부재 또는 발열 부재가 퇴피 위치에 위치하고 있는 퇴피 상태에서, 반송 로봇이, 핸드 상에 지지된 기판을 복수의 척 부재 위에 둔다. 다음으로, 반송 로봇은, 핸드를 하강시켜 기판으로부터 떼어놓는다. 그 후, 반송 로봇은, 핸드를 기판과 발열 부재 사이에서 퇴피시킨다. 기판이 복수의 척 부재로부터 취해질 때에는, 퇴피 상태에서 핸드가 기판과 발열 부재 사이에 삽입된다. 그 후, 반송 로봇이 핸드를 상승시킨다. 이로써, 기판이 복수의 척 부재로부터 떨어지고, 핸드로 지지된다.
가열 효율의 관점에서 보면, 발열 부재는, 기판의 근처에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 발열 부재가 기판에 지나치게 가까우면, 기판과 발열 부재 사이에 핸드를 진입시킬 수 없어, 기판을 복수의 척 부재에 두거나, 복수의 척 부재로부터 취하거나 할 수 없다. 전술한 바와 같이, 기판의 수수는 퇴피 상태에서 실시된다. 한편으로, 기판의 가열은, 복수의 척 부재 또는 발열 부재가 근접 위치에 위치하고 있는 근접 상태에서 실시된다. 따라서, 기판의 가열 효율을 저하시키지 않고, 기판의 수수를 실시할 수 있다.
상기 간격 변경 기구는, 상기 스핀 베이스에 대해 상기 복수의 척 부재를 상하 방향으로 이동시키고, 상기 가동 척은, 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이에서 상기 스핀 베이스에 대해 이동 가능하다.
이 구성에 의하면, 복수의 척 부재가, 스핀 베이스에 대해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 가동 척을 포함한다. 기판과 발열 부재의 상하 방향의 간격은, 복수의 척 부재를 스핀 베이스에 대해 상하 방향으로 이동시킴으로써 변경된다. 따라서, 가동 척은, 스핀 베이스에 대해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능할 뿐만 아니라, 스핀 베이스에 대해 상하 방향으로 이동 가능하다. 이와 같이, 기판과 발열 부재의 상하 방향의 간격을 변경하기 위해서 발열 부재를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 없기 때문에, 발열 부재를 지지하는 구조를 간소화할 수 있다.
상기 간격 변경 기구는, 상기 스핀 베이스에 대해 상기 발열 부재를 상하 방향으로 이동시킨다.
이 구성에 의하면, 기판과 발열 부재의 상하 방향의 간격이, 발열 부재를 스핀 베이스에 대해 상하 방향으로 이동시킴으로써 변경된다. 이와 같이, 기판과 발열 부재의 상하 방향의 간격을 변경하기 위해서 복수의 척 부재를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 없기 때문에, 복수의 척 부재를 지지하는 구조를 간소화할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 가열 코일로의 전력 공급에 의해 발생하는 교번 자계를 차단하는 자기 차단 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다. 상기 자기 차단 부재는, 상기 가열 코일을 둘러싸는 통상의 외벽부와, 상기 가열 코일의 하방에 위치하는 하벽부를 포함한다.
이 구성에 의하면, 자기를 흡수하는 자기 차단 부재의 외벽부가, 가열 코일을 둘러싸고 있다. 또한 자기를 흡수하는 자기 차단 부재의 하벽부가, 가열 코일의 하방에 위치하고 있다. 따라서, 가열 코일의 둘레에 위치하는 부재에 미치는 교번 자계의 영향을 억제하거나 또는 없앨 수 있다. 동일하게, 가열 코일의 하방에 위치하는 부재에 미치는 교번 자계의 영향을 억제하거나 또는 없앨 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 발열 부재의 온도를 검출하는 온도계와, 상기 온도계의 검출값에 기초하여 상기 IH 가열 기구를 제어하는 제어 장치를 추가로 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 발열 부재의 온도를 검출하는 온도계의 검출값이 제어 장치에 입력된다. 제어 장치는, 이 검출값에 기초하여 가열 코일에 공급되는 전력을 제어한다. 이로써, 발열 부재의 온도를 높은 정밀도로 목표 온도에 근접시킬 수 있다.
온도계는, 발열 부재에 비접촉으로 발열 부재의 온도를 검출하는 비접촉 온도계인 것이 바람직하다. 이와 같은 온도계의 일례는, 물체로부터 방출되는 적외선이나 가시광선의 강도를 검출함으로써, 물체의 온도를 검출하는 방사 온도계이다.
상기 유체 공급 유닛은, 상기 발열 부재를 상하 방향으로 관통하는 관통공 내에 평면에서 보았을 때 배치되어 있고, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판의 하면을 향하여 상기 처리 유체를 토출하는 하면 노즐을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 하면 노즐이 기판의 하면을 향하여 처리 유체를 토출한다. 하면 노즐은, 발열 부재의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공 내에 평면에서 보았을 때 배치되어 있다. 따라서, 하면 노즐로부터 토출된 처리 유체가 발열 부재에 방해되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 처리 유체를 기판의 하면에 확실하게 공급할 수 있다.
하면 노즐이 평면에서 보았을 때 발열 부재의 관통공 내에 배치된다면, 처리 유체를 토출하는 하면 노즐의 토출구는, 발열 부재의 상면과 동일한 높이에 배치되어 있어도 되고, 발열 부재의 상면보다 높거나 또는 낮은 위치에 배치되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 추가로 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 챔버의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
도 2 는, 도 3 에 나타내는 II-II 선을 따른 스핀 척의 연직 단면을 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 스핀 척의 모식적인 평면도이다.
도 4 는, 도 2 에 나타내는 IV-IV 선을 따른 스핀 척의 수평 단면을 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 스핀 척에 형성된 척 개폐 기구에 대해 설명하기 위한 연직 단면을 나타내는 모식도이다.
도 6a 는, 종동부 및 구동부가 간격을 두고 회전 방향으로 서로 대향하고 있는 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 6b 는, 가동 척이 개방 위치에 이를 때까지 종동부가 구동부에 의해 수평으로 눌린 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 7a 는, 기판의 수수에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 7b 는, 기판의 수수에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 8a 는, 스핀 척에 형성된 IH 가열 기구에 대해 설명하기 위한 연직 단면을 나타내는 모식도이다.
도 8b 는, 가열 코일의 배치에 대해 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 9 는, 기판 처리 장치에 의해 실행되는 기판의 처리의 일례에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 10a 는, 도 9 에 나타내는 기판의 처리의 일례에 있어서, SPM 이 기판에 공급되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 10b 는, 도 9 에 나타내는 기판의 처리의 일례에 있어서, 순수가 기판에 공급되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 10c 는, 도 9 에 나타내는 기판의 처리의 일례에 있어서, SC1 이 기판에 공급되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 10d 는, 도 9 에 나타내는 기판의 처리의 일례에 있어서, IPA 가 기판에 공급되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 10e 는, 도 9 에 나타내는 기판의 처리의 일례에 있어서, IPA 가 기판으로부터 제거되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 10f 는, 도 9 에 나타내는 기판의 처리의 일례에 있어서, 기판을 건조시키고 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 11 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 스핀 척의 연직 단면을 나타내는 모식도이다.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 화살표 XII 의 방향으로 가동 척을 본 모식적인 평면도이다.
도 13 은, 가동 척이 개방 위치에 이를 때까지 종동부가 구동부에 의해 연직으로 눌린 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 챔버 (4) 의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액이나 처리 가스 등의 처리 유체로 기판 (W) 을 처리하는 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 에 기판 (W) 을 반송하는 반송 로봇 (R1) (도 3 참조) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다. 제어 장치 (3) 는, 프로그램 등의 정보를 기억하는 메모리와 메모리에 기억된 정보에 따라서 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 프로세서를 포함하는 컴퓨터이다.
처리 유닛 (2) 은, 내부 공간을 갖는 박스형의 챔버 (4) 와, 1 장의 기판 (W) 을 챔버 (4) 내에서 수평으로 유지하면서, 기판 (W) 의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선 (A1) 둘레로 회전시키는 스핀 척 (31) 과, 스핀 척 (31) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 향하여 각종 유체를 토출하는 복수의 노즐과, 스핀 척 (31) 의 주위를 둘러싸는 통상의 컵 (26) 을 포함한다.
복수의 노즐은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 토출하는 제 1 약액 노즐 (5) 및 제 2 약액 노즐 (9) 을 포함한다. 제 1 약액 노즐 (5) 은, 제 1 약액 밸브 (7) 가 개재되어 장착된 제 1 약액 배관 (6) 에 접속되어 있다. 동일하게, 제 2 약액 노즐 (9) 은, 제 2 약액 밸브 (11) 가 개재되어 장착된 제 2 약액 배관 (10) 에 접속되어 있다. 제 1 약액 밸브 (7) 가 개방되면, 제 1 약액 배관 (6) 으로부터 제 1 약액 노즐 (5) 로 약액이 공급되고, 제 1 약액 노즐 (5) 로부터 토출된다. 제 1 약액 밸브 (7) 가 폐쇄되면, 제 1 약액 노즐 (5) 로부터의 약액의 토출이 정지된다. 제 2 약액 밸브 (11) 에 대해서도 동일하다.
제 1 약액 노즐 (5) 로부터 토출되는 약액 (제 1 약액) 의 구체예는, SPM (황산과 과산화수소수의 혼합액) 이다. 제 2 약액 노즐 (9) 로부터 토출되는 약액 (제 2 약액) 의 구체예는, SC1 (암모니아수와 과산화수소수와 물의 혼합액) 이다. 제 1 약액은, 인산이어도 된다. 제 1 약액은, SPM 및 인산을 제외한, 황산, 질산, 염산, 불산, 인산, 아세트산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH : 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 및 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이어도 된다. 제 2 약액에 대해서도 동일하다.
제 1 약액 노즐 (5) 은, 제 1 약액 노즐 (5) 을 이동시키는 제 1 노즐 이동 기구 (8) 에 접속되어 있다. 제 2 약액 노즐 (9) 은, 제 2 약액 노즐 (9) 을 이동시키는 제 2 노즐 이동 기구 (12) 에 접속되어 있다. 제 1 노즐 이동 기구 (8) 는, 제 1 약액이 기판 (W) 의 상면에 착액되는 처리 위치와, 제 1 약액 노즐 (5) 이 평면에서 보았을 때 컵 (26) 의 둘레에 위치하는 대기 위치 사이에서 제 1 약액 노즐 (5) 을 이동시킨다. 또한 제 1 노즐 이동 기구 (8) 는, 제 1 약액 노즐 (5) 을 수평으로 이동시킴으로써, 제 1 약액의 착액 위치를 기판 (W) 의 상면 내에서 이동시킨다. 제 2 노즐 이동 기구 (12) 에 대해서도 동일하다.
복수의 노즐은, 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액을 하방으로 토출하는 린스액 노즐 (13) 을 포함한다. 린스액 노즐 (13) 은, 챔버 (4) 에 대해 고정되어 있다. 린스액 노즐 (13) 은, 린스액 노즐 (13) 을 이동시키는 제 3 노즐 이동 기구에 접속되어 있어도 된다. 린스액 노즐 (13) 은, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개재되어 장착된 제 1 린스액 배관 (14) 에 접속되어 있다. 린스액 노즐 (13) 로부터 토출되는 린스액의 구체예는, 순수 (탈이온수) 이다. 린스액은, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 등의 순수 이외의 린스액이어도 된다.
복수의 노즐은, 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 린스액을 상방으로 토출하는 하면 노즐 (16) 을 포함한다. 하면 노즐 (16) 은, 챔버 (4) 에 대해 고정되어 있다. 하면 노즐 (16) 은, 제 2 린스액 밸브 (18) 가 개재되어 장착된 제 2 린스액 배관 (17) 에 접속되어 있다. 하면 노즐 (16) 로부터 토출되는 린스액의 구체예는, 순수이다. 린스액은, 전술한 순수 이외의 린스액이어도 된다. 또, 하면 노즐 (16) 로부터 토출되는 액체는, 린스액 이외의 처리액이어도 된다.
하면 노즐 (16) 은, 스핀 베이스 (33) 의 상면과 기판 (W) 의 하면 사이의 높이에서 수평으로 유지된 원판부 (16a) 와, 원판부 (16a) 로부터 회전축선 (A1) 을 따라 하방으로 연장되는 통상부 (16b) 를 포함한다. 원판부 (16a) 는, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원환상이고, 기판 (W) 의 직경보다 작은 외경을 가지고 있다. 통상부 (16b) 의 외경은, 원판부 (16a) 의 외경보다 작다. 통상부 (16b) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상면 중앙부에서 개구되는 관통공에 삽입되어 있다. 하면 노즐 (16) 의 토출구는, 원판부 (16a) 의 상면 중앙부에서 개구되어 있다. 하면 노즐 (16) 의 토출구는, 기판 (W) 의 하면 중앙부에 상하 방향으로 대향한다.
복수의 노즐은, 기판 (W) 의 상면을 향하여 IPA (액체) 를 토출하는 용제 노즐 (19) 과, 기판 (W) 의 상면을 향하여 기체를 토출하는 기체 노즐 (22) 을 포함한다. 용제 노즐 (19) 은, 용제 밸브 (21) 가 개재되어 장착된 용제 배관 (20) 에 접속되어 있다. IPA (이소프로필알코올) 는, 물보다 비점이 낮고, 물보다 휘발성이 높고, 물보다 표면장력이 작다. 기체 노즐 (22) 은, 기체 밸브 (24) 가 개재되어 장착된 기체 배관 (23) 에 접속되어 있다. 기체 노즐 (22) 로부터 토출되는 기체의 구체예는, 질소 가스이다. 기체는, 질소 가스 이외의 불활성 가스이어도 되고, 불활성 가스 이외의 기체이어도 된다.
용제 노즐 (19) 은, 처리 위치와 대기 위치 사이에서 용제 노즐 (19) 을 이동시키는 제 4 노즐 이동 기구 (25) 에 접속되어 있다. 기체 노즐 (22) 도, 제 4 노즐 이동 기구 (25) 에 접속되어 있다. 기체 노즐 (22) 은, 제 4 노즐 이동 기구 (25) 와는 상이한 제 5 노즐 이동 기구에 접속되어 있어도 된다. 제 4 노즐 이동 기구 (25) 는, 용제 노즐 (19) 및 기체 노즐 (22) 이 기판 (W) 의 상면에 근접한 처리 위치와, 처리 위치의 상방의 대기 위치 사이에서 용제 노즐 (19) 및 기체 노즐 (22) 을 승강시킨다. 제 4 노즐 이동 기구 (25) 는, 용제 노즐 (19) 및 기체 노즐 (22) 을 수평으로 이동시키는 기구이어도 된다.
컵 (26) 은, 기판 (W) 으로부터 외방으로 배출된 액체를 받아들이는 복수의 스플래쉬 가드 (28) 와, 스플래쉬 가드 (28) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아들이는 복수의 환상 트레이 (27) 를 포함한다. 복수의 스플래쉬 가드 (28) 는, 스핀 척 (31) 을 둘러싸고 있다. 스플래쉬 가드 (28) 는, 회전축선 (A1) 을 향하여 경사 상으로 연장되는 통상의 경사부 (28a) 와, 경사부 (28a) 의 하단부 (외단부) 로부터 하방으로 연장되는 원통상의 안내부 (28b) 를 포함한다. 경사부 (28a) 는, 기판 (W) 및 스핀 베이스 (33) 보다 큰 내경을 갖는 원환상의 상단 (28u) 을 포함한다. 경사부 (28a) 의 상단 (28u) 은, 컵 (26) 의 상단에 상당한다. 복수의 안내부 (28b) 는, 각각, 복수의 환상 트레이 (27) 의 상방에 배치되어 있다.
가드 승강 유닛 (29) 은, 복수의 척 부재 (32) 에 지지되어 있는 기판 (W) 이 배치되는 지지 위치보다 경사부 (28a) 의 상단 (28u) 이 상방에 위치하는 상위치와, 경사부 (28a) 의 상단 (28u) 이 지지 위치보다 하방에 위치하는 하위치 사이에서, 스플래쉬 가드 (28) 를 연직 방향으로 이동시킨다. 약액이나 린스액 등의 액체가 기판 (W) 에 공급될 때, 스플래쉬 가드 (28) 는 상위치에 배치된다. 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산한 액체는, 경사부 (28a) 에 의해 받아들여진 후, 안내부 (28b) 에 의해 환상 트레이 (27) 내에 모아진다.
가드 승강 유닛 (29) 은, 복수의 스플래쉬 가드 (28) 를 개별적으로 승강시킨다. 가드 승강 유닛 (29) 은, 전동 모터와, 전동 모터의 회전을 연직 방향의 운동으로 변환하는 볼 나사 및 볼 너트를 포함한다. 가드 승강 유닛 (29) 은, 에어 실린더이어도 된다. 제어 장치 (3) 는, 가드 승강 유닛 (29) 을 제어함으로써, 기판 (W) 에 공급되는 액체의 종류에 따라 선택된 어느 스플래쉬 가드 (28) 를 기판 (W) 의 외주면에 대향시킨다.
다음으로, 스핀 척 (31) 에 대해 설명한다.
도 2 는, 도 3 에 나타내는 II-II 선을 따른 스핀 척 (31) 의 연직 단면을 나타내는 모식도이다. 도 3 은, 스핀 척 (31) 의 모식적인 평면도이다. 도 4 는, 도 2 에 나타내는 IV-IV 선을 따른 스핀 척 (31) 의 수평 단면을 나타내는 모식도이다. 도 5 는, 스핀 척 (31) 에 형성된 척 개폐 기구 (34) 에 대해 설명하기 위한 연직 단면을 나타내는 모식도이다. 도 6a 는, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 간격을 두고 회전 방향으로 서로 대향하고 있는 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 6b 는, 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 이를 때까지 종동부 (55) 가 구동부 (56) 에 의해 수평으로 눌린 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 4 에서는, 구동 마그넷 (68) 의 노출 부분을 흑색으로 빈틈없이 칠하고 있다. 도 5 및 도 6a 는, 가동 척 (32a) 이 폐쇄 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6b 는, 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (31) 은, 수평으로 유지된 원판상의 스핀 베이스 (33) 와, 스핀 베이스 (33) 의 상방에서 기판 (W) 을 수평으로 파지하는 복수의 척 부재 (32) 와, 복수의 척 부재 (32) 를 개폐시키는 척 개폐 기구 (34) 와, 스핀 베이스 (33) 및 척 부재 (32) 를 회전축선 (A1) 둘레로 회전시킴으로써, 복수의 척 부재 (32) 에 파지되어 있는 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 모터 (36) 를 포함한다. 스핀 베이스 (33) 는, 예를 들어, 기판 (W) 의 직경보다 큰 외경을 갖는 중실 (中實) 의 원판이다.
스핀 모터 (36) 는, 로터 (36b) 및 스테이터 (36a) 를 포함하는 서보 모터이다. 로터 (36b) 는, 스핀 베이스 (33) 로부터 하방으로 연장되는 스핀축 (35) 을 통하여 스핀 베이스 (33) 에 연결되어 있다. 스테이터 (36a) 는, 로터 (36b) 를 둘러싸고 있다. 로터 (36b) 및 스테이터 (36a) 는, 척 하우징 (37) 내에 배치되어 있다. 스핀 모터 (36) 및 척 하우징 (37) 은, 스핀 베이스 (33) 의 하방에 배치되어 있다. 척 하우징 (37) 은, 챔버 (4) 의 저부 (4a) 로부터 상방으로 연장되는 통상의 하측 통상부 (37a) 와, 하측 통상부 (37a) 의 상단부로부터 내방으로 연장되는 환상부 (37b) 와, 환상부 (37b) 의 내단으로부터 상방으로 연장되는 상측 통상부 (37c) 를 포함한다.
척 부재 (32) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상면으로부터 상방으로 돌출되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 척 부재 (32) 는, 회전축선 (A1) 둘레로 간격을 두고 배치되어 있다. 복수의 척 부재 (32) 는, 후술하는 승강 부재 (62) 에 대해 이동 가능한 복수의 가동 척 (32a) 과, 승강 부재 (62) 에 고정된 복수의 고정 척 (32b) 을 포함한다. 복수의 가동 척 (32a) 은, 그들 사이에 고정 척 (32b) 을 끼우지 않고 둘레 방향으로 나열되어 있다. 가동 척 (32a) 은, 파지부 (38a) 가 기판 (W) 의 외주부에 가압되는 폐쇄 위치와, 파지부 (38a) 가 기판 (W) 의 외주부로부터 떨어지는 개방 위치 사이에서, 연직인 척 회동축선 (A2) 둘레로 스핀 베이스 (33) 및 승강 부재 (62) 에 대해 회전 가능하다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 가동 척 (32a) 은, 기판 (W) 에 접촉하는 척 헤드 (38) 와, 척 헤드 (38) 로부터 하방으로 연장되는 베이스 샤프트 (39) 를 포함한다. 고정 척 (32b) 에 대해서도 동일하다 (도 7a 참조). 척 헤드 (38) 및 베이스 샤프트 (39) 는, 각각의 부재이어도 되고, 일체의 부재이어도 된다. 척 헤드 (38) 는, 기판 (W) 을 하방으로부터 지지하는 지지부 (38b) 와, 기판 (W) 의 외주부에 가압되는 파지부 (38a) 를 포함한다. 파지부 (38a) 는, 내방으로 개방된 단면 V 자상의 수용홈을 형성하는 2 개의 홈 내면을 포함한다. 지지부 (38b) 는, 회전축선 (A1) 을 향하여 파지부 (38a) 로부터 경사 하방으로 연장되는 경사면을 포함한다. 지지부 (38b) 및 파지부 (38a) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상방에 배치되어 있다. 파지부 (38a) 는, 기판 (W) 의 둘레에 배치된다. 지지부 (38b) 는, 기판 (W) 의 하방에 배치된다.
베이스 샤프트 (39) 는, 상하 방향으로 연장되는 원주상이다. 베이스 샤프트 (39) 는, 스핀 베이스 (33) 를 상하 방향으로 관통하는 관통부 (33p) 에 삽입되어 있다. 관통부 (33p) 로의 액체의 진입은, 척 부재 (32) 를 둘러싸는 환상 시일 (41) 에 의해 방지된다. 베이스 샤프트 (39) 는, 관통부 (33p) 내에 배치된 미끄짐 베어링 (42) 을 통하여 스핀 베이스 (33) 에 지지되어 있다. 가동 척 (32a) 및 고정 척 (32b) 의 어느 베이스 샤프트 (39) 도, 스핀 베이스 (33) 에 대해 상하 방향으로 이동 가능하다. 고정 척 (32b) 의 베이스 샤프트 (39) 는, 승강 부재 (62) 에 고정되어 있다. 가동 척 (32a) 의 베이스 샤프트 (39) 는, 승강 부재 (62) 에 대해 척 회동축선 (A2) 둘레로 회전 가능하다.
가동 척 (32a) 의 베이스 샤프트 (39) 는, 승강 부재 (62) 를 상하 방향으로 관통하는 관통부 (62p) 에 삽입되어 있다. 가동 척 (32a) 의 베이스 샤프트 (39) 는, 승강 부재 (62) 로부터 하방으로 돌출되어 있다. 가동 척 (32a) 의 베이스 샤프트 (39) 는, 관통부 (62p) 내에 배치된 구름 베어링 (44) 을 통하여 승강 부재 (62) 에 지지되어 있다. 가동 척 (32a) 은, 척 회동축선 (A2) 에 상당하는 베이스 샤프트 (39) 의 중심선 둘레로 승강 부재 (62) 에 대해 회전 가능하다. 승강 부재 (62) 를 상하 방향으로 이동시키는 힘은, 구름 베어링 (44) 을 통하여 가동 척 (32a) 에 전달된다. 가동 척 (32a) 은, 승강 부재 (62) 와 함께 상하 방향으로 이동한다.
반송 로봇 (R1) 은, 각 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드 (H1) 상의 기판 (W) 을 각 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 상에 둔다. 이 상태에서 척 개폐 기구 (34) 가 각 가동 척 (32a) 을 폐쇄 위치쪽으로 이동시키면, 복수의 지지부 (38b) 에 의해 기판 (W) 이 들어올려지면서, 복수의 파지부 (38a) 가 기판 (W) 의 외주부에 가까워진다. 이로써, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 가 기판 (W) 으로부터 떨어지고, 모든 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 가 기판 (W) 의 외주부에 가압된다. 이 상태에서 척 개폐 기구 (34) 가 각 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키면, 모든 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 가 기판 (W) 으로부터 떨어지고, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 가 기판 (W) 의 외주부에 접한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 척 개폐 기구 (34) 는, 복수의 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 오픈 기구와, 복수의 가동 척 (32a) 을 폐쇄 위치쪽으로 이동시키는 클로즈 기구를 포함한다. 오픈 기구는, 가동 척 (32a) 과 함께 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동하는 종동부 (55) 와, 종동부 (55) 를 둘레 방향 (회전축선 (A1) 둘레의 방향) 으로 누름으로써 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 구동부 (56) 를 포함한다. 클로즈 기구는, 복수의 가동 척 (32a) 에 각각 권부된 복수의 코일 스프링 (51) 을 포함한다.
코일 스프링 (51) 은, 가동 척 (32a) 의 베이스 샤프트 (39) 에 권부되어 있다. 코일 스프링 (51) 은, 승강 부재 (62) 의 하방에 배치되어 있다. 코일 스프링 (51) 은, 승강 부재 (62) 에 장착된 케이싱 (52) 에 수용되어 있다. 코일 스프링 (51) 의 일단부는, 승강 부재 (62) 에 대해 고정된 유지부 (53) 의 삽입공에 삽입되어 있다. 코일 스프링 (51) 의 타단부는, 가동 척 (32a) 의 외주면에서 개구되는 유지공 (54) 에 삽입되어 있다. 코일 스프링 (51) 의 일단부는, 승강 부재 (62) 에 대한 이동이 규제되어 있다. 코일 스프링 (51) 의 타단부는, 가동 척 (32a) 에 대한 이동이 규제되어 있다.
코일 스프링 (51) 은, 가동 척 (32a) 을 원점 위치에 유지한다. 도 5 는, 가동 척 (32a) 이 폐쇄 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 원점 위치, 개방 위치, 및 폐쇄 위치는, 척 회동축선 (A2) 둘레의 회전각이 상이한 각각의 위치이다. 폐쇄 위치는, 가동 척 (32a) 의 회전 방향에 관해 원점 위치 및 개방 위치 사이의 위치이다. 가동 척 (32a) 을 원점 위치로부터 개방 위치로 회동시키면, 코일 스프링 (51) 이 탄성 변형되어, 가동 척 (32a) 을 원점 위치로 되돌리는 복원력이 발생한다. 이로써, 가동 척 (32a) 을 폐쇄 위치쪽으로 이동시키는 힘이 발생한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (31) 은, 복수의 척 부재 (32) 를 스핀 베이스 (33) 에 대해 승강시킴으로써, 복수의 척 부재 (32) 에 파지되어 있는 기판 (W) 과 후술하는 발열 부재 (72) 의 상하 방향의 간격을 변경하는 간격 변경 기구 (61) 를 포함한다. 간격 변경 기구 (61) 는, 복수의 척 부재 (32) 를 지지하는 승강 부재 (62) 와, 승강 부재 (62) 를 상하 방향으로 안내하는 복수의 가이드 부재 (64) 와, 승강 부재 (62) 를 상하 방향으로 이동시키는 동력을 발생하는 승강 구동 유닛 (66) 을 포함한다.
승강 부재 (62) 는, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원환상이다. 승강 부재 (62) 는, 척 하우징 (37) 을 둘러싸고 있다. 승강 부재 (62) 는, 스핀 베이스 (33) 의 하방에 배치되어 있다. 승강 부재 (62) 는, 스핀 베이스 (33) 에 고정된 통상의 스커트 (63) 에 둘러싸여 있다. 승강 부재 (62) 는, 척 하우징의 환상부 (37b) 의 상방에 배치되어 있다. 복수의 척 부재 (32) 는, 승강 부재 (62) 의 상면으로부터 상방으로 돌출되어 있다. 승강 부재 (62) 가 상하 방향으로 이동하면, 모든 척 부재 (32) 가 승강 부재 (62) 와 함께 상하 방향으로 이동한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 복수의 가이드 부재 (64) 는, 간격을 두고 둘레 방향으로 나열되어 있다. 가이드 부재 (64) 는, 상하 방향으로 연장되는 가이드 샤프트 (64a) 와, 평면에서 보았을 때 가이드 샤프트 (64a) 보다 큰 가이드 스토퍼 (64b) 를 포함한다. 가이드 샤프트 (64a) 는, 승강 부재 (62) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (65) 에 삽입되어 있다. 가이드 스토퍼 (64b) 는, 승강 부재 (62) 의 하방에 배치되어 있다. 가이드 스토퍼 (64b) 는, 평면에서 보았을 때 승강 부재 (62) 의 관통공 (65) 보다 크다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 가이드 샤프트 (64a) 는, 스핀 베이스 (33) 로부터 하방으로 연장되어 있다. 가이드 샤프트 (64a) 는, 스핀 베이스 (33) 에 고정되어 있다. 가이드 스토퍼 (64b) 는, 가이드 샤프트 (64a) 에 고정되어 있다. 승강 부재 (62) 는, 스핀 베이스 (33) 와 가이드 스토퍼 (64b) 사이에 배치되어 있다. 승강 부재 (62) 는, 승강 부재 (62) 의 하면이 가이드 스토퍼 (64b) 에 접하는 하위치와, 승강 부재 (62) 가 가이드 스토퍼 (64b) 로부터 상방으로 떨어진 상위치 사이에서, 스핀 베이스 (33) 에 대해 상하 방향으로 이동 가능하다.
승강 구동 유닛 (66) 은, 예를 들어, 자력으로 승강 부재 (62) 를 승강시키는 자력 발생 유닛이다. 자력 발생 유닛은, 승강 부재 (62) 에 고정된 종동 마그넷 (67) 과, 종동 마그넷 (67) 을 상승시킴으로써 승강 부재 (62) 를 상승시키는 구동 마그넷 (68) 과, 구동 마그넷 (68) 을 상하 방향으로 이동시킴으로써 종동 마그넷 (67) 과 구동 마그넷 (68) 사이에 작용하는 자력의 강도를 변경하는 승강 액추에이터 (69) 를 포함한다.
종동 마그넷 (67) 은, 승강 부재 (62) 에 고정되어 있다. 종동 마그넷 (67) 은, 승강 부재 (62) 와 함께 상하 방향으로 이동한다. 종동 마그넷 (67) 은, 척 하우징 (37) 의 밖에 배치되어 있다. 구동 마그넷 (68) 및 승강 액추에이터 (69) 는, 척 하우징 (37) 중에 배치되어 있다. 구동 마그넷 (68) 은, 척 하우징 (37) 에 의해 종동 마그넷 (67) 으로부터 떨어져 있다.
구동 마그넷 (68) 은, 스핀 모터 (36) 보다 외방에 배치되어 있다. 구동 마그넷 (68) 은, 종동 마그넷 (67) 보다 하방에 배치되어 있다. 구동 마그넷 (68) 은, 척 하우징 (37) 을 통하여 상하 방향으로 종동 마그넷 (67) 에 대향하고 있다. 구동 마그넷 (68) 은, 평면에서 보았을 때 종동 마그넷 (67) 의 적어도 일부에 겹쳐 있다. 구동 마그넷 (68) 은, 평면에서 보았을 때 종동 마그넷 (67) 에 겹쳐 있지 않아도 된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 종동 마그넷 (67) 및 구동 마그넷 (68) 은, 모두, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원을 따라 배치되어 있다. 종동 마그넷 (67) 은, 평면에서 보았을 때 원호상이다. 구동 마그넷 (68) 은, 평면에서 보았을 때 환상이다. 구동 마그넷 (68) 은, 전체 둘레에 걸쳐 연속된 링이어도 되고, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원주 상에 배치된 복수의 마그넷을 포함하고 있어도 된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 승강 액추에이터 (69) 는, 에어 실린더이다. 승강 액추에이터 (69) 는, 에어 실린더 대신에, 전동 모터와, 전동 모터의 회전을 상하 방향으로의 구동 마그넷 (68) 의 이동으로 변환하는 볼 나사 및 볼 너트를 구비하고 있어도 된다. 승강 액추에이터 (69) 는, 에어 실린더의 축 방향으로 연장되는 로드와, 로드에 연결된 피스톤과, 로드 및 피스톤을 둘러싸는 통상의 실린더 튜브를 포함한다. 구동 마그넷 (68) 은, 에어 실린더의 로드에 연결되어 있다. 구동 마그넷 (68) 은, 에어 실린더의 로드와 함께 상하 방향으로 이동한다.
승강 액추에이터 (69) 는, 상위치 (도 2 에서 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 와 하위치 (도 2 에서 실선으로 나타내는 위치) 사이에서 구동 마그넷 (68) 을 상하 방향으로 이동시킨다. 구동 마그넷 (68) 이 상위치쪽으로 상승하면, 종동 마그넷 (67) 은, 종동 마그넷 (67) 과 구동 마그넷 (68) 사이에 작용하는 자력 (반력) 에 의해 들어올려진다. 그에 따라, 승강 부재 (62) 가 상승한다. 구동 마그넷 (68) 이 상위치에 이르면, 승강 부재 (62) 는 상위치에 배치된다. 구동 마그넷 (68) 이 상위치로부터 하위치까지 하강하면, 각 가이드 부재 (64) 의 가이드 스토퍼 (64b) 가 승강 부재 (62) 에 접촉하고, 승강 부재 (62) 가 하위치에 배치된다.
모든 척 부재 (32) 는, 승강 부재 (62) 의 승강에 따라 상위치와 하위치 사이에서 이동한다. 후술하는 발열 부재 (72) 는, 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지되는 기판 (W) 의 하방에 배치된다. 척 부재 (32) 의 상위치는, 기판 (W) 및 발열 부재 (72) 가 서로 떨어진 퇴피 위치이다. 척 부재 (32) 의 하위치는, 기판 (W) 및 발열 부재 (72) 가 서로 근접한 근접 위치이다.
복수의 척 부재 (32) 가 근접 위치에 대응하는 하위치에 위치하고 있을 때, 발열 부재 (72) 의 상면으로부터 복수의 척 부재 (32) 에 파지되어 있는 기판 (W) 의 하면까지의 거리 (D1) (도 8a 참조) 는, 기판 (W) 을 그 아래에서 지지하는 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 의 두께 (T1) 보다 작다. 당해 거리 (D1) 는, 예를 들어, 0.1 ∼ 10 ㎜ 이다. 그 때문에, 이 때, 반송 로봇 (R1) 은, 복수의 척 부재 (32) 상에 기판 (W) 을 두거나, 복수의 척 부재 (32) 로부터 기판 (W) 을 취하거나 할 수 없다.
전술한 바와 같이, 척 개폐 기구 (34) 는, 가동 척 (32a) 과 함께 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동하는 종동부 (55) 와, 종동부 (55) 를 둘레 방향으로 누름으로써 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 구동부 (56) 를 포함한다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 종동부 (55) 는, 가동 척 (32a) 마다 형성되어 있다. 구동부 (56) 는, 종동부 (55) 마다 형성되어 있다. 도 3 은, 3 개의 종동부 (55) 가 각각 3 개의 가동 척 (32a) 에 형성되어 있고, 3 개의 구동부 (56) 가 각각 3 개의 종동부 (55) 에 회전 방향으로 대향하고 있는 예를 나타내고 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 종동부 (55) 는, 척 부재 (32) 에 고정되어 있다. 종동부 (55) 는, 척 부재 (32) 와 함께 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동한다. 종동부 (55) 는, 척 부재 (32) 로부터 외방으로 연장되어 있다. 종동부 (55) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상방에 배치되어 있다. 종동부 (55) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상면으로부터 상방으로 떨어져 있다. 종동부 (55) 의 외단 (55o) 은, 스핀 베이스 (33) 의 외주면보다 내방에 배치되어 있다. 종동부 (55) 의 외단 (55o) 은, 구동부 (56) 의 내단 (56i) 보다 외방에 배치되어 있다.
구동부 (56) 는, 맨 위의 스플래쉬 가드 (28A) 에 고정되어 있다. 구동부 (56) 는, 스플래쉬 가드 (28A) 와 함께 연직 방향으로 이동한다. 구동부 (56) 는, 스플래쉬 가드 (28A) 로부터 내방으로 연장되어 있다. 구동부 (56) 는, 스플래쉬 가드 (28A) 로부터 상방으로 연장되는 세로부 (56a) 와, 세로부 (56a) 의 상단부로부터 내방으로 연장되는 가로부 (56b) 를 포함한다. 가로부 (56b) 는, 스플래쉬 가드 (28A) 의 상단 (28u) 보다 상방에 위치하고 있다. 가로부 (56b) 의 내단은, 구동부 (56) 의 내단 (56i) 에 상당한다. 구동부 (56) 의 내단 (56i) 은, 스플래쉬 가드 (28A) 의 상단 (28u) 보다 내방이고, 또한 척 부재 (32) 의 외단보다 외방의 위치에 배치되어 있다.
도 6a 에 나타내는 바와 같이, 스핀 베이스 (33) 의 회전각이 준비 각도일 때, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 는 평면에서 보았을 때 서로 겹치지 않는다. 이 때, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 는, 평면에서 보았을 때, 간격을 두고 회전 방향으로 서로 대향하고 있다. 가드 승강 유닛 (29) 은, 구동부 (56) 가 스핀 베이스 (33) 에 접촉하지 않는 범위 내에서 스플래쉬 가드 (28A) 를 승강시킨다. 구동부 (56) 의 적어도 일부가 종동부 (55) 와 동일한 높이에 배치되는 수수 위치에 스플래쉬 가드 (28A) 가 배치되면, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 는, 회전 방향으로 서로 수평으로 대향한다. 이 상태에서, 스핀 모터 (36) 가 스핀 베이스 (33) 를 회전시키면, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 가동 척 (32a) 과 함께 종동부 (55) 가 회전축선 (A1) 둘레로 회전하여, 종동부 (55) 가 구동부 (56) 에 접촉한다. 이로써, 종동부 (55) 가 구동부 (56) 에 수평으로 눌린다.
다음으로, 스핀 척 (31) 과 반송 로봇 (R1) 사이에서의 기판 (W) 의 수수에 대해 설명한다.
도 7a ∼ 도 7b 는, 스핀 척 (31) 과 반송 로봇 (R1) 사이에서의 기판 (W) 의 수수에 대해 설명하기 위한 모식도이다. 이하의 각 공정은, 제어 장치 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 제어 장치 (3) 는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
반송 로봇 (R1) 이 복수의 척 부재 (32) 상에 기판 (W) 을 둘 때, 스핀 모터 (36) 는, 스핀 베이스 (33) 의 회전각이 준비 각도에 일치하는 준비 위치까지 스핀 베이스 (33) 를 회전시킨다. 준비 위치는, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 평면에서 보았을 때 겹치지 않는 위치이다. 승강 액추에이터 (69) 는, 스핀 베이스 (33) 가 준비 위치에 위치하고 있는 상태에서, 복수의 척 부재 (32) 를 수수 위치로서의 상위치까지 상승시킨다. 또한 가드 승강 유닛 (29) 이 맨 위의 스플래쉬 가드 (28A) 를 수수 위치까지 상승시킨다.
스플래쉬 가드 (28A) 의 수수 위치는, 구동부 (56) 의 적어도 일부가 종동부 (55) 와 동일한 높이에 배치되는 높이이다. 따라서, 스플래쉬 가드 (28A) 가 수수 위치에 배치되면, 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 구동부 (56) 는, 종동부 (55) 에 대해 간격을 두고 회전 방향으로 수평으로 대향한다. 또, 이 때, 스플래쉬 가드 (28A) 의 상단 (28u) 은, 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지되어 있는 기판 (W) 이 배치되는 지지 위치보다 하방에 위치하고 있다. 그 때문에, 반송 로봇 (R1) 이 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 기판 (W) 을 두거나, 복수의 지지부 (38b) 에 지지되어 있는 기판 (W) 을 취하거나 할 때, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 가 스플래쉬 가드 (28A) 에 접촉하지 않는다.
스플래쉬 가드 (28A) 가 수수 위치에 배치된 후에는, 준비 위치에 위치하는 스핀 베이스 (33) 를 스핀 모터 (36) 가 해제 위치까지 회전시킨다. 요컨대, 스핀 모터 (36) 는, 스핀 베이스 (33) 의 회전각을 준비 각도로부터 해제 각도로 변화시킨다. 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 스핀 베이스 (33) 가 해제 위치를 향하여 회전하는 과정에서, 구동부 (56) 가 종동부 (55) 에 접촉하여, 종동부 (55) 가 구동부 (56) 에 의해 회전 방향으로 눌린다. 그에 따라, 코일 스프링 (51) 이 탄성 변형되어, 가동 척 (32a) 이 개방 위치쪽으로 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동한다. 스핀 베이스 (33) 가 해제 위치에 배치되면, 모든 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 배치된다.
도 7a 에 나타내는 바와 같이, 반송 로봇 (R1) 은, 스핀 베이스 (33) 가 해제 위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드 (H1) 에 지지되어 있는 기판 (W) 이 발열 부재 (72) 의 상방에 위치하는 상위치로 핸드 (H1) 를 이동시킨다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 가 발열 부재 (72) 및 스플래쉬 가드 (28A) 에 접촉하지 않는 하위치까지 핸드 (H1) 를 하강시킨다. 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 핸드 (H1) 가 상위치로부터 하위치로 하강하는 과정에서, 기판 (W) 은, 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 위에 놓이고, 핸드 (H1) 로부터 떨어진다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에서 퇴피시킨다.
스핀 모터 (36) 는, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 가 기판 (W) 의 하방으로부터 퇴피한 후, 스핀 모터 (36) 를 해제 위치로부터 준비 위치까지 회전시킨다. 이로써, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 서로 떨어진다. 그에 따라, 가동 척 (32a) 은, 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 원점 위치쪽으로 이동한다. 기판 (W) 이 복수의 지지부 (38b) 에 지지되어 있으므로, 가동 척 (32a) 은, 원점 위치에 이르는 일 없이, 원점 위치의 앞의 위치인 폐쇄 위치에서 멈춘다. 이로써, 가동 척 (32a) 의 파지부 (38a) 가 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 기판 (W) 의 외주부에 가압된다. 그에 따라, 고정 척 (32b) 의 파지부 (38a) 도 기판 (W) 의 외주부에 가압된다. 이로써, 기판 (W) 이 복수의 척 부재 (32) 에 파지된다.
반송 로봇 (R1) 이 복수의 척 부재 (32) 로부터 기판 (W) 을 취할 때에는, 스핀 모터 (36) 가 스핀 베이스 (33) 를 준비 위치에 위치시키고, 승강 액추에이터 (69) 가 복수의 척 부재 (32) 를 상위치에 위치시킨다. 또한 가드 승강 유닛 (29) 이 맨 위의 스플래쉬 가드 (28A) 를 수수 위치에 위치시킨다. 이 상태에서, 스핀 모터 (36) 가 스핀 베이스 (33) 를 준비 위치로부터 해제 위치까지 회전시킨다. 이로써, 모든 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 가 기판 (W) 의 외주부로부터 떨어지고, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 가 기판 (W) 의 외주부에 접한다.
반송 로봇 (R1) 은, 기판 (W) 이 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지되어 있는 상태에서, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 핸드 (H1) 를 삽입한다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 상방으로 이동시킨다. 기판 (W) 은, 핸드 (H1) 가 상방으로 이동하고 있을 때, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 로부터 떨어지고, 핸드 (H1) 에 지지된다. 그 후, 스핀 모터 (36) 는, 스핀 베이스 (33) 를 회전시키고, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 를 서로 이반시킨다. 그 때문에, 가동 척 (32a) 은, 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 원점 위치로 되돌아간다.
다음으로, 기판 (W) 을 하방으로부터 가열하는 IH 가열 기구 (71) 에 대해 설명한다.
도 8a 는, 스핀 척 (31) 에 형성된 IH 가열 기구 (71) 에 대해 설명하기 위한 연직 단면을 나타내는 모식도이다. 도 8b 는, 가열 코일 (73) 의 배치에 대해 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 도 8a ∼ 도 8b 에서는, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 의 도시를 생략하고 있다.
도 8a 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (31) 은, 복수의 척 부재 (32) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 가열하는 IH 가열 기구 (71) 를 포함한다. IH 가열 기구 (71) 는, 기판 (W) 을 가열하는 발열 부재 (72) 와, 전력이 공급되는 가열 코일 (73) 과, 가열 코일 (73) 에 전력을 공급함으로써 발열 부재 (72) 에 가해지는 교번 자계를 발생시켜 발열 부재 (72) 를 발열시키는 IH 회로 (74) 를 포함한다. IH 가열 기구 (71) 는, 추가로 발열 부재 (72) 이외의 부재를 교번 자계로부터 보호하는 자기 차단 부재 (77) 와, 가열 코일 (73) 을 지지하는 지지 부재 (78) 를 포함한다.
발열 부재 (72) 는, 교번 자계에서 기인하는 와전류의 발생에 따라 줄 열을 발생하는 도체이다. 발열 부재 (72) 는, 서셉터라고도 불린다. 발열 부재 (72) 의 적어도 표면은, 내약품성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 동일하게, 스핀 베이스 (33) 의 적어도 표면은, 내약품성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 즉, 약액에 접하는 모든 부분은, 내약품성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 이것은, 척 부재 (32) 등의 발열 부재 (72) 및 스핀 베이스 (33) 이외의 부재에 대해서도 동일하다.
발열 부재 (72) 는, 일체화된 복수의 부재이어도 되고, 단일한 일체의 부재이어도 된다. 예를 들어, 발열 부재 (72) 는, 카본제의 심재와 심재의 표면을 덮는 탄화규소 (SiC) 제의 코팅층을 포함하고 있어도 되고, 유리상 탄소 (Glassy carbon) 로 형성되어 있어도 된다. 발열 부재 (72) 는, 금속 등의 이들 이외의 재료로 형성되어 있어도 된다. 또, 교번 자계의 영향이 기판 (W) 의 표면에 형성된 디바이스에 미치는 것을 방지하기 위해, 자계를 차단하는 철 등의 연자성 재료로 발열 부재 (72) 의 적어도 일부를 형성해도 된다.
발열 부재 (72) 는, 기판 (W) 과 스핀 베이스 (33) 사이에 배치된 판상부 (72a) 를 포함한다. 판상부 (72a) 는, 예를 들어, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원환상이다. 판상부 (72a) 의 두께 (상하 방향의 길이) 는, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 보다 작다. 판상부 (72a) 의 상면 및 하면은, 기판 (W) 의 상면 및 하면과 평행이다. 판상부 (72a) 의 하면은, 공간을 통하여 스핀 베이스 (33) 의 상면에 평행하게 대향하고 있다. 스핀 베이스 (33) 의 상면으로부터 판상부 (72a) 의 하면까지의 거리는, 판상부 (72a) 의 상면으로부터 기판 (W) 의 하면까지의 거리 (D1) 와 동일해도 되고, 당해 거리 (D1) 보다 길거나 또는 짧아도 된다.
복수의 척 부재 (32) 가 기판 (W) 을 파지하고 있고, 하위치에 위치하고 있을 때, 판상부 (72a) 의 상면은, 기판 (W) 의 하면에 근접한다. 이 때, 판상부 (72a) 의 상면으로부터 기판 (W) 의 하면까지의 상하 방향의 거리 (D1) 는, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 의 두께 (T1) 보다 짧다. 한편으로, 복수의 척 부재 (32) 가 기판 (W) 을 파지하고 있고, 상위치에 위치하고 있을 때, 판상부 (72a) 의 상면으로부터 기판 (W) 의 하면까지의 상하 방향의 거리 (D1) 는, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 의 두께 (T1) 보다 길다. 따라서, 복수의 척 부재 (32) 가 상위치에 위치하고 있을 때이면, 반송 로봇 (R1) 은, 복수의 척 부재 (32) 에 기판 (W) 을 두거나, 복수의 척 부재 (32) 로부터 기판 (W) 을 취하거나 할 수 있다.
발열 부재 (72) 는, 판상부 (72a) 로부터 하방으로 연장되는 복수의 각부 (脚部) (72b) 를 포함한다. 각부 (72b) 는, 스핀 베이스 (33) 의 일부이어도 된다. 즉, 스핀 베이스 (33) 는, 기판 (W) 의 직경보다 큰 외경을 갖는 원판부와, 원판부의 수평인 상면으로부터 상방으로 연장되는 복수의 각부 (72b) 를 포함하고 있어도 된다. 각부 (72b) 는, 판상부 (72a) 의 하면으로부터 스핀 베이스 (33) 의 상면으로 연장되어 있다. 판상부 (72a) 는, 복수의 각부 (72b) 에 의해 지지되어 있다. 발열 부재 (72) 는, 스핀 베이스 (33) 에 고정되어 있다. 발열 부재 (72) 는, 스핀 베이스 (33) 와 함께 회전축선 (A1) 둘레로 회전한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 척 부재 (32) 는, 각각, 발열 부재 (72) 의 복수의 관통부 (72p) 에 삽입되어 있다. 관통부 (72p) 는, 발열 부재 (72) 의 외주부를 상하 방향으로 관통하고 있다. 관통부 (72p) 는, 판상부 (72a) 의 외주면에서 개구되는 절결이어도 되고, 전체 둘레가 폐쇄된 관통공이어도 된다. 판상부 (72a) 의 외주면은, 척 부재 (32) 의 내단보다 외방에 위치하고 있다. 판상부 (72a) 의 외경, 요컨대, 발열 부재 (72) 의 외경은, 스핀 베이스 (33) 의 외경보다 작고, 기판 (W) 의 외경보다 크다. 발열 부재 (72) 의 외경은, 기판 (W) 의 외경과 동일해도 되고, 기판 (W) 의 외경보다 작아도 된다.
도 8a 에 나타내는 바와 같이, 가열 코일 (73) 은, 지지 부재 (78) 와 스핀 베이스 (33) 사이에 배치되어 있다. 가열 코일 (73) 은, 스핀 베이스 (33) 의 하면으로부터 하방으로 떨어져 있다. 가열 코일 (73) 은, 평면에서 보았을 때 발열 부재 (72) 에 겹치도록 배치되어 있다. 가열 코일 (73) 은, 발열 부재 (72) 로부터 떨어져 있고, 물리적으로는 발열 부재 (72) 에 접속되어 있지 않다. 가열 코일 (73) 은, 직경 방향으로 간격을 두고 스핀축 (35) 을 둘러싸고 있다. 복수의 척 부재 (32) 는, 가열 코일 (73) 의 둘레에 배치되어 있다. 가열 코일 (73) 은, 척 부재 (32) 로부터 직경 방향으로 떨어져 있다. 가열 코일 (73) 의 외단은, 스핀 모터 (36) 의 외주면보다 외방에 배치되어 있다.
도 8b 에 나타내는 바와 같이, 가열 코일 (73) 은, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 환상 영역에 배치되어 있다. 도 8b 는, 서로 독립된 2 개의 가열 코일 (73) 이 각각 2 개의 환상 영역에 배치되어 있는 예를 나타내고 있다. 2 개의 가열 코일 (73) 은, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 내측 환상 영역 (RI) 에 배치된 내코일 (73I) 과, 내측 환상 영역 (RI) 을 동심원상으로 둘러싸는 외측 환상 영역 (RO) 에 배치된 외코일 (73O) 을 포함한다. 2 개의 가열 코일 (73) 은, 각각, 2 개의 IH 회로 (74) 에 접속되어 있다. 2 개의 가열 코일 (73) 을 흐르는 교류 전류의 주파수는, 2 개의 IH 회로 (74) 에 의해 개별적으로 변경된다.
발열 부재 (72) 는, 가열 코일 (73) 의 근방에 발생하는 교번 자계 내에 배치된다. 가열 코일 (73) 을 흐르는 교류 전류의 주파수는, IH 회로 (74) 에 의해 변경된다. 발열 부재 (72) 의 온도는, 가열 코일 (73) 을 흐르는 교류 전류의 주파수에 의해 변경된다. IH 회로 (74) 는, 제어 장치 (3) 로 제어된다. 서로 독립된 2 개의 가열 코일 (73) 이 형성되어 있으므로, 제어 장치 (3) 는, 발열 부재 (72) 의 온도가 균일해지도록 발열 부재 (72) 를 발열시킬 수도 있고, 직경 방향의 온도 구배가 발열 부재 (72) 에 발생하도록 발열 부재 (72) 를 발열시킬 수도 있다.
발열 부재 (72) 의 온도는, 온도계 (75) 에 의해 검출된다. 도 8b 는, 회전축선 (A1) 으로부터의 거리가 상이한 2 개의 위치에서 발열 부재 (72) 의 온도를 검출하는 2 개의 온도계 (75) 가 형성되어 있는 예를 나타내고 있다. 온도계 (75) 의 수는, 1 개이어도 되고, 3 개 이상이어도 된다. 온도계 (75) 의 검출값은, 제어 장치 (3) 에 입력된다. 제어 장치 (3) 는, 온도계 (75) 의 검출값에 기초하여 IH 회로 (74) 를 제어함으로써, 발열 부재 (72) 의 온도를 목표 온도에 근접시킨다. 이로써, 발열 부재 (72) 가 고정밀도로 목표 온도로 유지된다.
도 8a 에 나타내는 바와 같이, 온도계 (75) 는, 가열 코일 (73) 의 하방에 배치되어 있다. 온도계 (75) 는, 가열 코일 (73) 의 간극을 통하여 스핀 베이스 (33) 에 대향하고 있다. 온도계 (75) 는, 물체로부터 방출되는 적외선이나 가시광선의 강도를 검출함으로써, 물체의 온도를 검출하는 방사 온도계이다. 온도계 (75) 는, 발열 부재 (72) 에 비접촉으로 발열 부재 (72) 의 온도를 검출하는 비접촉 온도계이다. 온도계 (75) 는, 복수의 투명 부재 (76) 로 가려진 스핀 베이스 (33) 의 복수의 검출창을 통하여 발열 부재 (72) 의 온도를 검출한다. 검출창은, 스핀 베이스 (33) 를 상하 방향으로 관통하고 있다. 투명 부재 (76) 는, 적외선을 포함하는 광을 투과하는 투명한 재료로 형성되어 있다.
온도계 (75) 는, 지지 부재 (78) 에 지지되어 있다. 발열 부재 (72) 가 스핀 베이스 (33) 와 함께 회전했다고 해도, 온도계 (75) 는 회전하지 않는다. 한편으로, 스핀 베이스 (33) 가 회전하면, 스핀 베이스 (33) 에 형성된 복수의 검출창도 회전한다. 도 8b 에 나타내는 바와 같이, 스핀 베이스 (33) 의 복수의 검출창은, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원주 상에서 둘레 방향으로 배열되어 있다. 따라서, 스핀 베이스 (33) 가 회전하고 있는 거의 모든 기간, 복수의 검출창 중 어느 것이 온도계 (75) 에 대향한다. 그 때문에, 온도계 (75) 는, 스핀 베이스 (33) 가 회전하고 있을 때에도, 발열 부재 (72) 의 온도를 검출할 수 있다.
도 8a 에 나타내는 바와 같이, 자기 차단 부재 (77) 는, 가열 코일 (73) 을 둘러싸는 통상의 외벽부 (77a) 와, 가열 코일 (73) 의 하방에 위치하는 하벽부 (77b) 를 포함한다. 자기 차단 부재 (77) 는, 철 등의 연자성 재료로 형성되어 있다. 하벽부 (77b) 는, 상하 방향에 있어서의 가열 코일 (73) 과 지지 부재 (78) 사이에 위치하고 있다. 하벽부 (77b) 는, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원환상이다. 외벽부 (77a) 는, 하벽부 (77b) 의 외주부로부터 상방으로 연장되어 있다. 외벽부 (77a) 는, 직경 방향에 있어서의 가열 코일 (73) 과 척 부재 (32) 사이에 위치하고 있다. 척 부재 (32) 등의 가열 코일 (73) 의 근방에 위치하는 부재는, 자기 차단 부재 (77) 에 의해 교번 자계로부터 차단된다.
지지 부재 (78) 는, 챔버 (4) 의 저부 (4a) 에 대해 고정되어 있다. 도 8a 는, 지지 부재 (78) 가 스핀 모터 (36) 의 스테이터 (36a) 에 지지되어 있는 예를 나타내고 있다. 지지 부재 (78) 는, 스핀 모터 (36) 보다 상방에 배치되어 있다. 지지 부재 (78) 는, 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원환상이다. 지지 부재 (78) 의 외경은, 스핀 모터 (36) 의 외경보다 크다. 지지 부재 (78) 의 외주부는, 척 하우징 (37) 의 상측 통상부 (37c) 의 상방에 위치하고 있다. 스핀축 (35) 은, 지지 부재 (78) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공에 삽입되어 있다. 지지 부재 (78) 는, 직경 방향으로 간격을 두고 스핀축 (35) 을 둘러싸고 있다.
제어 장치 (3) 가 가열 코일 (73) 로의 전력 공급을 개시하면, 교번 자계가 가열 코일 (73) 의 근방에 발생하여, 발열 부재 (72) 가 발열한다. 그에 따라, 발열 부재 (72) 의 온도가 급속히 상승하여, 발열 부재 (72) 의 목표 온도 또는 그 부근에 유지된다. 이로써, 기판 (W) 의 온도가 급속히 상승하여, 기판 (W) 의 목표 온도 또는 그 부근에 유지된다. 스핀 모터 (36) 의 회전은, 스핀축 (35) 및 스핀 베이스 (33) 를 통하여 발열 부재 (72) 에 전달된다. 따라서, 제어 장치 (3) 가 발열 부재 (72) 를 발열시키고 있을 때, 스핀 모터 (36) 가 회전하면, 발열 부재 (72) 는, 기판 (W) 을 가열하면서, 기판 (W) 과 함께 회전한다.
전술한 바와 같이, 발열 부재 (72) 의 판상부 (72a) 의 두께 (T1) 는, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 보다 작다. 이와 같이, 발열 부재 (72) 가 얇기 때문에, 발열 부재 (72) 의 체적을 줄일 수 있어, 발열 부재 (72) 의 열용량을 줄일 수 있다. 이로써, 발열 부재 (72) 를 즉시 목표 온도에 도달시킬 수 있다. 또한 발열 부재 (72) 의 적어도 일부가 탄소 등의 열전도율이 큰 재료로 형성되어 있는 경우에는, 발열 부재 (72) 가 목표 온도에 도달할 때까지의 시간을 더욱 단축할 수 있다. 또한, 발열 부재 (72) 의 온도의 불균일을 저감시킬 수도 있다.
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 (W) 의 처리의 일례에 대해 설명한다.
도 9 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 기판 (W) 의 처리의 일례에 대해 설명하기 위한 공정도이다. 도 10a ∼ 도 10f 는, 도 9 에 나타내는 기판 (W) 의 처리의 일례에 포함되는 각 공정이 실행되고 있을 때의 기판 (W) 의 상태를 나타내는 모식도이다. 도 10a ∼ 도 10f 에서는, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 의 도시를 생략하고 있다. 이하의 각 공정은, 제어 장치 (3) 가 기판 처리 장치 (1) 를 제어함으로써 실행된다. 바꾸어 말하면, 제어 장치 (3) 는, 이하의 각 공정을 실행하도록 프로그램되어 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서 기판 (W) 을 처리할 때에는, 챔버 (4) 내에 기판 (W) 을 반입하는 반입 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S1).
구체적으로는, 기판 (W) 이 챔버 (4) 내에 반입되기 전에, 모든 스플래쉬 가드 (28) 가 하위치에 배치되고, 제 1 약액 노즐 (5) 을 포함하는 모든 가동 노즐이 대기 위치에 배치된다. 또한 모든 척 부재 (32) 가 상위치에 배치된다. 이 상태에서, 전술한 바와 같이, 모든 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 배치된다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 챔버 (4) 내에 진입시키고, 핸드 (H1) 상의 기판 (W) 을 복수의 척 부재 (32) 위에 둔다. 이로써, 기판 (W) 이 챔버 (4) 내에 반입되고, 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지된다.
그 후, 반송 로봇 (R1) 이 핸드 (H1) 를 챔버 (4) 의 내부로부터 퇴피시킨다. 계속해서, 전술한 바와 같이, 모든 가동 척 (32a) 이 폐쇄 위치에 배치된다. 이로써, 기판 (W) 이, 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 로부터 떨어지고, 복수의 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 에 파지된다. 그 후, 승강 액추에이터 (69) 가 모든 척 부재 (32) 를 하위치로 이동시킨다. 계속해서, 스핀 모터 (36) 가 회전을 개시한다. 스핀 모터 (36) 의 회전은, 스핀 베이스 (33) 및 척 부재 (32) 를 통하여 기판 (W) 에 전달된다. 이로써, 기판 (W) 이 회전축선 (A1) 둘레로 회전한다.
다음으로, 도 10a 에 나타내는 바와 같이, 약액의 일례인 SPM 을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 제 1 약액 공급 공정 (도 9 의 스텝 S2) 과, 기판 (W) 과 기판 (W) 상의 SPM 을 가열하는 제 1 가열 공정 (도 9 의 스텝 S3) 이 병행하여 실시된다.
제 1 약액 공급 공정에 관해서는, 제 1 노즐 이동 기구 (8) 가, 제 1 약액 노즐 (5) 을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시키고, 가드 승강 유닛 (29) 이, 어느 스플래쉬 가드 (28) 를 기판 (W) 의 외주부에 대향시킨다. 그 후, 제 1 약액 밸브 (7) 가 개방되고, 제 1 약액 노즐 (5) 이 SPM 의 토출을 개시한다. 제 1 약액 노즐 (5) 은, 실온보다 고온 (예를 들어, 140 ℃) 의 SPM 을 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출한다. 이 상태에서, 제 1 노즐 이동 기구 (8) 는, 제 1 약액 노즐 (5) 을 이동시킴으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 착액 위치를 중앙부와 외주부 사이에서 이동시킨다. 제 1 약액 밸브 (7) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 1 약액 밸브 (7) 가 폐쇄되고, SPM 의 토출이 정지된다. 그 후, 제 1 노즐 이동 기구 (8) 가, 제 1 약액 노즐 (5) 을 대기 위치로 퇴피시킨다.
제 1 약액 노즐 (5) 로부터 토출된 SPM 은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, SPM 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SPM 의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이로써, 레지스트막 등의 이물질이 SPM 에 의해 기판 (W) 으로부터 제거된다. 또한 제 1 노즐 이동 기구 (8) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 착액 위치를 중앙부와 외주부 사이에서 이동시키므로, SPM 의 착액 위치가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여, 기판 (W) 의 상면 전역이 주사된다. 그 때문에, SPM 이 기판 (W) 의 상면 전역에 직접 분사되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 처리된다.
제 1 가열 공정에 관해서는, 제어 장치 (3) 가 가열 코일 (73) 로의 전력 공급을 개시한다. 기판 (W) 과 기판 (W) 상의 SPM 이 발열 부재 (72) 에 의해 가열된다면, 전력 공급의 개시는, 제 1 약액 밸브 (7) 가 개방되는 것과 동시이어도 되고, 제 1 약액 밸브 (7) 가 개방되기 전 또는 후이어도 된다. 가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 개시되면, 교번 자계가 가열 코일 (73) 의 근방에 발생하여, 발열 부재 (72) 가 발열한다. 그리고, 전력 공급의 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 정지된다. 전력 공급의 정지는, 제 1 약액 밸브 (7) 가 폐쇄되는 것과 동시이어도 되고, 제 1 약액 밸브 (7) 가 ?쇄되기 전 또는 후이어도 된다.
가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 개시되면, 발열 부재 (72) 가 즉시 소정의 고온에 이른다. 발열 부재 (72) 는, 예를 들어, 제 1 약액 (SPM) 의 비점보다 높은 고온으로 유지된다. 발열 부재 (72) 의 상면은, 기판 (W) 의 하면으로부터 하방으로 떨어져 있지만, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 가 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 진입할 수 없을 정도로 기판 (W) 의 하면에 근접하고 있다. 또한 기판 (W) 의 전역 또는 거의 전역이 평면에서 보았을 때 발열 부재 (72) 에 겹쳐 있다. 그 때문에, 기판 (W) 과 기판 (W) 상의 SPM 이 균일하게 가열되어, SPM 의 처리 능력이 높아진다. 이로써, 기판 (W) 이 SPM 에 의해 효율적으로 처리된다.
다음으로, 도 10b 에 나타내는 바와 같이, 린스액의 일례인 순수를 기판 (W) 의 상면 및 하면의 양방에 공급하는 제 1 린스액 공급 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S4).
구체적으로는, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개방되고, 린스액 노즐 (13) 이 순수의 토출을 개시한다. 이로써, 순수가, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (13) 로부터 토출된다. 기판 (W) 의 상면에 착액된 순수는, 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판 (W) 상의 SPM 은, 린스액 노즐 (13) 로부터 토출된 순수에 의해 씻겨 나간다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 순수의 액막이 형성된다. 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 폐쇄되고, 순수의 토출이 정지된다.
한편으로, 제 2 린스액 밸브 (18) 가 개방되고, 하면 노즐 (16) 이 순수의 토출을 개시한다. 이로써, 순수가, 회전하고 있는 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 하면 노즐 (16) 로부터 토출된다. 제 2 린스액 밸브 (18) 는, 제 1 린스액 밸브 (15) 와 동시에 개방되어도 되고, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개방되기 전 또는 후에 개방되어도 된다. 기판 (W) 의 하면에 착액된 순수는, 기판 (W) 의 하면을 따라 외방으로 흐른다. 기판 (W) 의 하면에 부착된 SPM 의 미스트 등은, 하면 노즐 (16) 로부터 토출된 순수에 의해 씻겨 나간다. 제 2 린스액 밸브 (18) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 2 린스액 밸브 (18) 가 폐쇄되고, 순수의 토출이 정지된다.
다음으로, 도 10c 에 나타내는 바와 같이, 약액의 일례인 SC1 을 기판 (W) 의 상면에 공급하는 제 2 약액 공급 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S5).
구체적으로는, 제 2 노즐 이동 기구 (12) 가, 제 2 약액 노즐 (9) 을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시키고, 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 1 약액 공급 공정시와는 상이한 스플래쉬 가드 (28) 를 기판 (W) 의 외주부에 대향시킨다. 그 후, 제 2 약액 밸브 (11) 가 개방되고, 제 2 약액 노즐 (9) 이 SC1 의 토출을 개시한다. 이 상태에서, 제 2 노즐 이동 기구 (12) 는, 제 2 약액 노즐 (9) 을 이동시킴으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 착액 위치를 중앙부와 외주부 사이에서 이동시킨다. 제 2 약액 밸브 (11) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 2 약액 밸브 (11) 가 폐쇄되고, SC1 의 토출이 정지된다. 그 후, 제 2 노즐 이동 기구 (12) 가, 제 2 약액 노즐 (9) 을 대기 위치로 퇴피시킨다.
제 2 약액 노즐 (9) 로부터 토출된 SC1 은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, SC1 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SC1 의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이로써, 파티클 등의 이물질이 SC1 에 의해 기판 (W) 으로부터 제거된다. 또한 제 2 노즐 이동 기구 (12) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 착액 위치를 중앙부와 외주부 사이에서 이동시키므로, SC1 의 착액 위치가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여, 기판 (W) 의 상면 전역이 주사된다. 그 때문에, SC1 이 기판 (W) 의 상면 전역에 직접 분사되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 처리된다.
다음으로, 도 10b 에 나타내는 바와 같이, 린스액의 일례인 순수를 기판 (W) 의 상면 및 하면의 양방에 공급하는 제 2 린스액 공급 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S6).
구체적으로는, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개방되고, 린스액 노즐 (13) 이 순수의 토출을 개시한다. 이로써, 순수가, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (13) 로부터 토출된다. 기판 (W) 의 상면에 착액된 순수는, 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판 (W) 상의 SC1 은, 린스액 노즐 (13) 로부터 토출된 순수에 의해 씻겨 나간다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 순수의 액막이 형성된다. 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 폐쇄되고, 순수의 토출이 정지된다.
한편으로, 제 2 린스액 밸브 (18) 이 개방되고, 하면 노즐 (16) 이 순수의 토출을 개시한다. 이로써, 순수가, 회전하고 있는 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 하면 노즐 (16) 로부터 토출된다. 제 2 린스액 밸브 (18) 는, 제 1 린스액 밸브 (15) 와 동시에 개방되어도 되고, 제 1 린스액 밸브 (15) 가 개방되기 전 또는 후에 개방되어도 된다. 기판 (W) 의 하면에 착액된 순수는, 기판 (W) 의 하면을 따라 외방으로 흐른다. 기판 (W) 의 하면에 부착된 SC1 의 미스트 등은, 하면 노즐 (16) 로부터 토출된 순수에 의해 씻겨 나간다. 제 2 린스액 밸브 (18) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제 2 린스액 밸브 (18) 가 폐쇄되고, 순수의 토출이 정지된다.
다음으로, 도 10d 에 나타내는 바와 같이, 유기 용제의 일례인 IPA (액체) 를 기판 (W) 에 공급하는 용제 공급 공정 (도 9 의 스텝 S7) 과, 기판 (W) 상의 IPA 와 기판 (W) 을 가열하는 제 2 가열 공정 (도 9 의 스텝 S8) 이, 병행하여 실시된다.
용제 공급 공정에 관해서는, 제 4 노즐 이동 기구 (25) 가, 용제 노즐 (19) 을 대기 위치로부터 처리 위치로 이동시키고, 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 1 및 제 2 약액 공급 공정시와는 상이한 스플래쉬 가드 (28) 를 기판 (W) 의 외주부에 대향시킨다. 그 후, 용제 밸브 (21) 가 개방되고, 용제 노즐 (19) 이 IPA 의 토출을 개시한다. 이로써, IPA 가, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 용제 노즐 (19) 로부터 토출된다. 기판 (W) 의 상면에 착액된 IPA 는, 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 기판 (W) 상의 순수의 액막은, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 IPA 의 액막으로 치환된다. 용제 밸브 (21) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 용제 밸브 (21) 가 폐쇄되고, 용제의 토출이 정지된다.
제 2 가열 공정에 관해서는, 제어 장치 (3) 가 가열 코일 (73) 로의 전력 공급을 개시한다. 기판 (W) 과 기판 (W) 상의 IPA 가 발열 부재 (72) 에 의해 가열된다면, 전력 공급의 개시는, 용제 밸브 (21) 가 개방되는 것과 동시이어도 되고, 용제 밸브 (21) 가 개방되기 전 또는 후이어도 된다. 가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 개시되면, 교번 자계가 가열 코일 (73) 의 근방에 발생하여, 발열 부재 (72) 가 발열한다. 이로써, 기판 (W) 의 가열이 개시된다. 그리고, 전력 공급의 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 정지된다. 가열 코일 (73) 로의 전력 공급은, 예를 들어, 후술하는 건조 공정에 있어서 기판 (W) 이 건조될 때까지 계속된다.
가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 개시되면, 발열 부재 (72) 가 즉시 소정의 고온에 이른다. 발열 부재 (72) 의 각 부는, IPA 의 비점 이상의 온도로 유지된다. 기판 (W) 의 온도는, 기판 (W) 의 상면 전역이 IPA 의 액막으로 덮인 상태에서, IPA 의 비점 이상의 값에 이른다. 이로써, IPA 와 기판 (W) 의 상면의 계면에서 IPA 가 증발하여, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면 사이에 기체층이 형성된다. 이 때, IPA 의 액막은 기판 (W) 의 상면으로부터 부상하므로, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막에 작용하는 마찰 저항은, 영으로 간주할 수 있을 정도로 작다. 그 때문에, IPA 의 액막은, 기판 (W) 의 상면을 따라 미끄러지기 쉬운 상태에 있다. IPA 의 액막은, 이하에 서술하는 IPA 제거 공정에서 기판 (W) 으로부터 제거된다.
용제 공급 공정이 실시된 후에는, 도 10e 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 상으로부터 IPA 를 제거하는 IPA 제거 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S9).
구체적으로는, 기체 노즐 (22) 은, 용제 공급 공정에 있어서 이미 처리 위치에 배치되어 있다. 이 상태에서, 기체 밸브 (24) 가 개방되고, 기체 노즐 (22) 이 질소 가스의 토출을 개시한다. 기체 노즐 (22) 은, IPA 의 액막으로 덮인 기판 (W) 의 상면을 향하여 질소 가스를 토출한다. 또, 스핀 모터 (36) 가 기판 (W) 을 회전 방향으로 가속시켜, IPA 공급 공정시보다 큰 제거 회전 속도로 기판 (W) 을 회전시킨다. 기체 노즐 (22) 이 질소 가스를 토출하고 있을 때, 제거 회전 속도로 기판 (W) 이 회전한다면, 기판 (W) 의 가속은, 기체 밸브 (24) 가 개방되는 것과 동시이어도 되고, 기체 밸브 (24) 가 개방되기 전 또는 후이어도 된다. 질소 가스의 토출은, 후술하는 건조 공정에 있어서 기판 (W) 이 건조될 때까지 계속된다.
기체 노즐 (22) 은, IPA 의 액막과 기판 (W) 의 상면 사이에 기체층이 형성되어 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면 내의 분사 위치를 향하여 질소 가스를 토출한다. 분사 위치에 있는 IPA 는, 질소 가스의 공급에 의해 그 주위로 밀려난다. 이로써, 건조 영역이 분사 위치에 형성된다. 또한 질소 가스에 눌린 IPA 가 분사 위치로부터 그 주위로 이동하므로, 질소 가스의 공급을 계기로, 기판 (W) 의 외주부를 향하는 외향의 흐름이 IPA 의 액막에 형성된다. 또한 질소 가스의 공급과 병행하여 기판 (W) 이 회전 방향으로 가속되므로, 이 흐름이 원심력으로 촉진된다. 이로써, 기판 (W) 상의 IPA 의 액막은, 다수의 소적 (小滴) 으로 분열되는 일 없이, 덩어리인 채로 기판 (W) 으로부터 배제된다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 부상하는 IPA 의 액막을 기판 (W) 으로부터 재빠르게 단시간에 배제할 수 있다.
다음으로, 도 10f 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체를 원심력으로 떨쳐냄으로써 기판 (W) 을 건조시키는 건조 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S10).
구체적으로는, 스핀 모터 (36) 가 기판 (W) 을 회전 방향으로 가속시켜, 제거 회전 속도보다 큰 고회전 속도 (예를 들어 수천 rpm) 로 기판 (W) 을 회전시킨다. 이로써, 큰 원심력이 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체에 가해져, 액체가 기판 (W) 으로부터 그 주위에 떨쳐진다. 또한 발열 부재 (72) 가 발열을 계속하고 있으므로, 기판 (W) 상의 액체의 증발이 촉진된다. 동일하게, 기체 노즐 (22) 이 질소 가스의 토출을 계속하고 있으므로, 기판 (W) 상의 액체의 증발이 촉진된다. 이로써, 기판 (W) 이 단시간에 건조된다. 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 스핀 모터 (36) 가 회전을 정지한다. 또, 가열 코일 (73) 로의 전력 공급이 정지되고, 기체 밸브 (24) 가 폐쇄된다.
다음으로, 기판 (W) 을 챔버 (4) 로부터 반출하는 반출 공정이 실시된다 (도 9 의 스텝 S11).
구체적으로는, 모든 스플래쉬 가드 (28) 가 하위치에 배치되고, 제 1 약액 노즐 (5) 을 포함하는 모든 가동 노즐이 대기 위치에 배치된다. 또한 모든 척 부재 (32) 가 상위치에 배치된다. 이 상태에서, 전술한 바와 같이, 모든 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 배치된다. 가동 척 (32a) 이 개방 위치로 이동하면, 기판 (W) 은, 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 로부터 떨어지고, 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지된다. 이 상태에서, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 진입시키고, 핸드 (H1) 를 상승시킨다. 핸드 (H1) 가 상승하는 과정에서, 기판 (W) 은, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 로부터 떨어지고, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 에 지지된다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 기판 (W) 을 핸드 (H1) 로 지지하면서, 핸드 (H1) 를 챔버 (4) 의 내부로부터 퇴피시킨다. 이로써, 기판 (W) 이 챔버 (4) 로부터 반출된다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, 스핀 모터 (36) 가 가동 척 (32a) 과 함께 종동부 (55) 를 기판 (W) 의 회전축선 (A1) 둘레로 회전시킨다. 가드 승강 유닛 (29) 은, 스플래쉬 가드 (28A) 와 함께 구동부 (56) 를 연직 방향으로 이동시킨다. 스핀 모터 (36) 및 가드 승강 유닛 (29) 은, 제어 장치 (3) 에 의해 제어된다.
종동부 (55) 및 구동부 (56) 는, 서로 떨어진 상태에서 수평 또는 연직인 대향 방향으로 대향한다. 그 후, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 서로 접촉하여, 구동부 (56) 가 종동부 (55) 를 대향 방향으로 누른다. 이로써, 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 배치된다. 그 후, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 서로 떨어진다. 가동 척 (32a) 은, 파지력 발생 부재의 일례인 코일 스프링 (51) 의 힘으로 폐쇄 위치쪽으로 되돌아간다.
이와 같이, 스핀 모터 (36) 가 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 오픈용의 액추에이터를 겸하고 있으므로, 전용의 오픈용의 액추에이터를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 가동 척 (32a) 을 개폐하는 척 개폐 기구 (34) 를 간소화할 수 있다. 또한 구동부 (56) 가 종동부 (55) 에 접촉하여, 종동부 (55) 를 누르므로, 자력으로 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 경우와 비교하여, 가동 척 (32a) 을 확실하게 개방 위치쪽으로 이동시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, IH 가열 기구 (71) 의 IH 회로 (74) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있을 때, 가열 코일 (73) 에 전력을 공급한다. 이로써, 발열 부재 (72) 에 가해지는 교번 자계가 발생하여, 발열 부재 (72) 가 발열한다. 기판 (W) 을 처리하는 처리 유체는, 회전하고 있는 기판 (W) 에 공급된다. 이로써, 기판 (W) 을 균일하게 처리할 수 있다.
발열 부재 (72) 는 유도 가열에 의해 가열되므로, 발열 부재 (72) 에 전력을 공급하는 배선이나 커넥터를 발열 부재 (72) 에 접속할 필요가 없다. 그 때문에, 이와 같은 구조에 의해 기판 (W) 의 회전 속도가 제한되는 일은 없다. 또한 기판 (W) 을 가열하는 발열 부재 (72) 는, 스핀 베이스 (33) 의 내부가 아니라, 기판 (W) 과 스핀 베이스 (33) 사이에 배치된다. 따라서, 발열 부재 (72) 가 스핀 베이스 (33) 의 내부에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 의 간격을 단축할 수 있어, 기판 (W) 의 가열 효율을 높일 수 있다.
본 실시형태에서는, 가열 코일 (73) 이 스핀 베이스 (33) 의 근처에 배치되어 있다. 요컨대, 도 8a 에 나타내는 바와 같이, 가열 코일 (73) 과 스핀 베이스 (33) 의 상하 방향의 간격 (D2) 은, 가열 코일 (73) 의 두께 (T2) 보다 좁다. 가열 코일 (73) 은, 스핀 베이스 (33) 의 하방에 배치되어 있고, 발열 부재 (72) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상방에 배치되어 있다. 가열 코일 (73) 을 스핀 베이스 (33) 에 근접시키면, 가열 코일 (73) 로부터 발열 부재 (72) 까지의 거리가 단축된다. 이로써, 발열 부재 (72) 에 가해지는 교번 자계가 강해지므로, 가열 코일 (73) 에 공급되는 전력을 효율적으로 발열 부재 (72) 의 열로 변환할 수 있다.
본 실시형태에서는, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 가 저감되어 있다. 요컨대, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 는, 가열 코일 (73) 의 두께 (T2) 보다 작다. 스핀 베이스 (33) 가 두꺼우면, 가열 코일 (73) 로부터 발열 부재 (72) 까지의 거리가 증가할 뿐만 아니라, 발열 부재 (72) 에 가해지는 교번 자계가 약해진다. 그 때문에, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 를 저감시킴으로써, 발열 부재 (72) 를 효율적으로 온도 상승시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 다른 부재가 개재되어 있지 않고, 발열 부재 (72) 가 기판 (W) 에 직접 대향하고 있다. 그 때문에, 발열 부재 (72) 의 열이 효율적으로 기판 (W) 에 전달된다. 이로써, 기판 (W) 의 가열 효율을 높일 수 있다.
본 실시형태에서는, 간격 변경 기구 (61) 가, 복수의 척 부재 (32) 와 발열 부재 (72) 를 상하 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 이로써, 복수의 척 부재 (32) 에 파지되어 있는 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 의 상하 방향의 간격이 변경된다. 따라서, 발열 부재 (72) 로부터 기판 (W) 까지의 거리를 필요에 따라 변경할 수 있다.
본 실시형태에서는, 복수의 척 부재 (32) 가 퇴피 위치로서의 상위치에 위치하고 있는 퇴피 상태에서, 반송 로봇 (R1) 이, 핸드 (H1) 상에 지지된 기판 (W) 을 복수의 척 부재 (32) 위에 둔다. 다음으로, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 하강시켜 기판 (W) 으로부터 떼어놓는다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에서 퇴피시킨다. 기판 (W) 이 복수의 척 부재 (32) 로부터 취해질 때에는, 퇴피 상태에서 핸드 (H1) 가 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 삽입된다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 이 핸드 (H1) 를 상승시킨다. 이로써, 기판 (W) 이 복수의 척 부재 (32) 로부터 떨어지고, 핸드 (H1) 에 지지된다.
가열 효율의 관점에서 보면, 발열 부재 (72) 는, 기판 (W) 의 근처에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 발열 부재 (72) 가 기판 (W) 에 지나치게 가까우면, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 핸드 (H1) 를 진입시킬 수 없어, 기판 (W) 을 복수의 척 부재 (32) 에 두거나, 복수의 척 부재 (32) 로부터 취하거나 할 수 없다. 전술한 바와 같이, 기판 (W) 의 수수는 퇴피 상태에서 실시된다. 한편으로, 기판 (W) 의 가열은, 복수의 척 부재 (32) 가 근접 위치로서의 하위치에 위치하고 있는 근접 상태에서 실시된다. 따라서, 기판 (W) 의 가열 효율을 저하시키지 않고, 기판 (W) 의 수수를 실시할 수 있다.
본 실시형태에서는, 복수의 척 부재 (32) 가, 스핀 베이스 (33) 에 대해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 가동 척 (32a) 을 포함한다. 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 의 상하 방향의 간격은, 복수의 척 부재 (32) 를 스핀 베이스 (33) 에 대해 상하 방향으로 이동시킴으로써 변경된다. 따라서, 가동 척 (32a) 은, 스핀 베이스 (33) 에 대해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능할 뿐만 아니라, 스핀 베이스 (33) 에 대해 상하 방향으로 이동 가능하다. 이와 같이, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 의 상하 방향의 간격을 변경하기 위해 발열 부재 (72) 를 상하 방향으로 이동시킬 필요가 없기 때문에, 발열 부재 (72) 를 지지하는 구조를 간소화할 수 있다.
본 실시형태에서는, 자기를 흡수하는 자기 차단 부재 (77) 의 외벽부 (77a) 가, 가열 코일 (73) 을 둘러싸고 있다. 또한 자기를 흡수하는 자기 차단 부재 (77) 의 하벽부 (77b) 가, 가열 코일 (73) 의 하방에 위치하고 있다. 따라서, 가열 코일 (73) 의 둘레에 위치하는 부재에 미치는 교번 자계의 영향을 억제하거나 또는 없앨 수 있다. 동일하게, 가열 코일 (73) 의 하방에 위치하는 부재에 미치는 교번 자계의 영향을 억제하거나 또는 없앨 수 있다.
본 실시형태에서는, 발열 부재 (72) 의 온도를 검출하는 온도계 (75) 의 검출값이, 제어 장치 (3) 에 입력된다. 제어 장치 (3) 는, 이 검출값에 기초하여 가열 코일 (73) 에 공급되는 전력을 제어한다. 이로써, 발열 부재 (72) 의 온도를 높은 정밀도로 목표 온도에 근접시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 하면 노즐 (16) 이 기판 (W) 의 하면을 향하여 처리 유체를 토출한다. 하면 노즐 (16) 은, 발열 부재 (72) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (72c) 내에 평면에서 보았을 때 배치되어 있다. 따라서, 하면 노즐 (16) 로부터 토출된 처리 유체가 발열 부재 (72) 에 방해되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 처리 유체를 기판 (W) 의 하면에 확실하게 공급할 수 있다.
본 실시형태에서는, 가동 척 (32a) 이 연직인 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동한다. 이 경우, 척 회동축선 (A2) 이 수평인 직선인 경우와 비교하여, 가동 척 (32a) 이 통과하는 통과 공간의 체적을 줄이기 쉽다. 특히, 척 회동축선 (A2) 이 가동 척 (32a) 의 중심선에 일치하는 경우에는, 통과 공간의 체적을 가동 척 (32a) 의 체적에 일치 또는 거의 일치시킬 수 있다.
제 2 실시형태
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 제 1 실시형태에 대한 제 2 실시형태의 주요한 차이점은, 복수의 척 부재 (32) 가 아니라, 발열 부재 (72) 가 승강하는 것과, 가동 척 (32a) 이 수평인 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동 가능한 것이다.
도 11 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 스핀 척 (31) 의 연직 단면을 나타내는 모식도이다. 도 12 는, 도 11 에 나타내는 화살표 XII 의 방향으로 가동 척 (32a) 을 본 모식적인 평면도이다. 도 13 은, 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 이를 때까지 종동부가 구동부에 의해 연직으로 눌린 상태를 나타내는 모식적인 단면도이다. 도 11 은, 가동 척 (32a) 이 폐쇄 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있고, 도 13 은, 가동 척 (32a) 이 폐쇄 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 11 ∼ 도 13 에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 10f 에 나타낸 각 부와 동등한 구성에 대해서는, 도 1 등과 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
고정 척 (32b) (도 3 참조) 은, 스핀 베이스 (33) 에 고정되어 있다. 가동 척 (32a) 은, 수평인 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동 가능하게 스핀 베이스 (33) 에 유지되어 있다.
도 12 에 나타내는 바와 같이, 가동 척 (32a) 은, 수평으로 연장되는 지지축 (281) 과 지지축 (281) 이 삽입된 지지공 (282) 을 통하여, 스핀 베이스 (33) 에 지지되어 있다. 지지축 (281) 은, 가동 척 (32a) 에 형성되어 있고, 지지공 (282) 은, 스핀 베이스 (33) 에 형성되어 있다. 지지축 (281) 이 스핀 베이스 (33) 에 형성되고, 지지공 (282) 이 가동 척 (32a) 에 형성되어도 된다.
1 쌍의 지지축 (281) 은, 가동 척 (32a) 으로부터 서로 반대쪽으로 연장되어 있다. 1 쌍의 지지축 (281) 은, 동일한 직선 상에 위치하고 있다. 지지축 (281) 은, 회전축선 (A1) (도 11 참조) 을 둘러싸는 원의 접선 방향으로 수평으로 연장되어 있다. 지지공 (282) 은, 스핀 베이스 (33) 에 형성된 관통부 (33p) 의 내면에서 오목하게 되어 있다. 1 쌍의 지지축 (281) 은, 각각, 1 쌍의 지지공 (282) 에 삽입되어 있다.
가동 척 (32a) 은, 지지축 (281) 의 중심선에 상당하는 수평인 척 회동축선 (A2) 둘레로 스핀 베이스 (33) 에 대해 이동 가능하다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 척 회동축선 (A2) 는, 스핀 베이스 (33) 의 상면보다 하방에 배치되어 있다. 가동 척 (32a) 의 상단부는, 척 회동축선 (A2) 둘레의 가동 척 (32a) 의 회동에 따라 직경 방향으로 이동한다. 스핀 베이스 (33) 의 관통부 (33p) 는, 스핀 베이스 (33) 의 외주면으로부터 내방으로 연장되는 절결이다. 스핀 베이스 (33) 의 관통부 (33p) 는, 스커트 (63) 의 관통부 (63p) 에 연통되어 있다. 스커트 (63) 의 관통부 (63p) 는, 스커트 (63) 를 직경 방향으로 관통하고 있다. 스커트 (63) 의 관통부 (63p) 는, 스커트 (63) 의 상면으로부터 하방으로 연장되는 절결이다.
도 13 에 나타내는 바와 같이, 코일 스프링 (51) 은, 가동 척 (32a) 의 내방에 배치되어 있다. 코일 스프링 (51) 의 일단부 (외단부) 는, 가동 척 (32a) 에 유지되어 있다. 코일 스프링 (51) 의 타단부 (내단부) 는, 스핀 베이스 (33) 에 형성된 유지부 (53) 에 유지되어 있다. 코일 스프링 (51) 은, 척 회동축선 (A2) 보다 하방에 배치되어 있다. 코일 스프링 (51) 은, 척 회동축선 (A2) 보다 내방에 배치되어 있다. 코일 스프링 (51) 은, 가동 척 (32a) 을 원점 위치에 유지한다. 가동 척 (32a) 이 원점 위치로부터 개방 위치쪽으로 회동하면, 코일 스프링 (51) 이 탄성 변형되어, 가동 척 (32a) 을 원점 위치로 되돌리는 복원력이 발생한다. 도 13 은, 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다.
종동부 (55) 는, 척 부재 (32) 에 고정되어 있다. 종동부 (55) 는, 척 부재 (32) 와 함께 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동한다. 종동부 (55) 는, 척 부재 (32) 로부터 외방으로 연장되어 있다. 종동부 (55) 는, 척 회동축선 (A2) 보다 하방에 배치되어 있다. 종동부 (55) 는, 척 회동축선 (A2) 보다 외방에 배치되어 있다. 종동부 (55) 의 일부는, 스커트 (63) 의 관통부 (63p) 내에 배치되어 있다. 종동부 (55) 는, 스커트 (63) 의 외주면으로부터 외방으로 돌출되어 있다. 종동부 (55) 의 외단 (55o) 은, 스커트 (63) 보다 외방에 배치되어 있다. 종동부 (55) 는, 구동부 (56) 보다 하방에 배치되어 있다.
승강 부재 (62) 는, 케이싱 (52) 의 하방에 배치되어 있다. 승강 부재 (62) 의 상위치는, 케이싱 (52) 으로부터 하방으로 떨어진 위치이다. 승강 부재 (62) 는, 복수의 가이드 부재 (64) 와 함께 승강한다. 가이드 스토퍼 (64b) 는, 승강 부재 (62) 의 상면으로부터 상방으로 연장되어 있고, 가이드 샤프트 (64a) 는, 가이드 스토퍼 (64b) 로부터 상방으로 연장되어 있다. 가이드 샤프트 (64a) 는, 스핀 베이스 (33) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공에 삽입되어 있다. 가이드 스토퍼 (64b) 는, 스핀 베이스 (33) 의 하방에 배치되어 있다. 스핀 베이스 (33) 에 대한 상방향으로의 승강 부재 (62) 의 이동은, 가이드 스토퍼 (64b) 와 스핀 베이스 (33) 의 접촉에 의해 규제된다.
발열 부재 (72) 는, 가이드 샤프트 (64a) 에 지지되어 있다. 발열 부재 (72) 는, 가이드 샤프트 (64a) 의 상단부에 고정되어 있다. 발열 부재 (72) 는, 승강 부재 (62) 와 함께 승강한다. 발열 부재 (72) 의 판상부 (72a) 와 스핀 베이스 (33) 사이에 개재하는 각부 (72b) (도 2 참조) 는, 발열 부재 (72) 로부터 생략되어 있다. 승강 부재 (62), 가이드 부재 (64), 및 발열 부재 (72) 는, 스핀 베이스 (33) 에 대해 상하 방향으로 이동 가능하다.
발열 부재 (72) 는, 승강 부재 (62) 의 승강에 따라 상위치 (도 11 에서 2 점 쇄선으로 나타내는 위치) 와 하위치 (도 11 에서 실선으로 나타내는 위치) 사이에서 상하 방향으로 이동한다. 발열 부재 (72) 가 상위치에 위치하고 있을 때, 발열 부재 (72) 의 상면으로부터 복수의 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 에 파지되어 있는 기판 (W) 의 하면까지의 거리 (D1) 는, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 의 두께 (T1) (도 8a 참조) 보다 짧다. 이것과는 반대로, 발열 부재 (72) 가 하위치에 위치하고 있을 때, 당해 거리 (D1) 는, 핸드 (H1) 의 두께 (T1) 보다 길다.
다음으로, 스핀 척 (31) 과 반송 로봇 (R1) 사이에서의 기판 (W) 의 수수에 대해 설명한다.
반송 로봇 (R1) (도 3 참조) 이 복수의 척 부재 (32) 에 기판 (W) 을 둘 때에는, 승강 액추에이터 (69) 가 발열 부재 (72) 를 퇴피 위치로서의 하위치에 위치시킨다. 그 후, 스핀 모터 (36) 는, 스핀 베이스 (33) 의 회전각이 수수 각도에 일치하는 수수 위치에 스핀 베이스 (33) 에 위치시킨다. 스핀 베이스 (33) 의 수수 위치는, 구동부 (56) 가 평면에서 보았을 때 종동부 (55) 에 겹치는 위치이다. 도 12 는, 스핀 베이스 (33) 가 수수 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다.
가드 승강 유닛 (29) 은, 스핀 베이스 (33) 가 수수 위치에 배치된 후, 맨 위의 스플래쉬 가드 (28A) 를 준비 위치로부터 해제 위치까지 하강시킨다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 스플래쉬 가드 (28A) 가 해제 위치쪽으로 이동하는 과정에서, 구동부 (56) 가 종동부 (55) 에 접촉하여, 종동부 (55) 가 구동부 (56) 에 의해 하방으로 눌린다. 그에 따라, 코일 스프링 (51) 이 탄성 변형되어, 가동 척 (32a) 이 개방 위치쪽으로 이동한다. 스플래쉬 가드 (28A) 가 해제 위치에 배치되면, 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 배치된다. 이로써, 모든 가동 척 (32a) 이 개방 위치에 배치된다.
반송 로봇 (R1) 은, 스플래쉬 가드 (28A) 가 해제 위치에 위치하고 있는 상태에서, 핸드 (H1) 에 지지되어 있는 기판 (W) 이 발열 부재 (72) 의 상방에 위치하는 상위치에 핸드 (H1) 를 이동시킨다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 가 발열 부재 (72) 및 스플래쉬 가드 (28A) 에 접촉하지 않는 하위치까지 핸드 (H1) 를 하강시킨다. 핸드 (H1) 가 상위치로부터 하위치로 하강하는 과정에서, 기판 (W) 은, 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 위에 놓이고, 핸드 (H1) 로부터 떨어진다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에서 퇴피시킨다.
가드 승강 유닛 (29) 은, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 가 기판 (W) 의 하방으로부터 퇴피된 후, 스플래쉬 가드 (28A) 를 해제 위치로부터 상승시킨다. 이로써, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 서로 떨어진다. 그에 따라, 가동 척 (32a) 은, 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 원점 위치쪽으로 이동한다. 기판 (W) 이 복수의 지지부 (38b) 에 지지되어 있으므로, 가동 척 (32a) 은, 원점 위치에 이르는 일 없이, 원점 위치의 앞의 위치인 폐쇄 위치에서 멈춘다. 이로써, 가동 척 (32a) 의 파지부 (38a) 가 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 기판 (W) 의 외주부에 가압된다. 승강 액추에이터 (69) 는, 핸드 (H1) 가 발열 부재 (72) 의 상방으로부터 퇴피한 후, 발열 부재 (72) 를 근접 위치로서의 상위치로 이동시킨다.
반송 로봇 (R1) 이 복수의 척 부재 (32) 로부터 기판 (W) 을 취할 때에는, 승강 액추에이터 (69) 가 발열 부재 (72) 를 퇴피 위치로서의 하위치에 위치시키고, 스핀 모터 (36) 가 스핀 베이스 (33) 를 수수 위치에 위치시킨다. 가드 승강 유닛 (29) 은, 구동부 (56) 가 종동부 (55) 에 대해 간격을 두고 연직으로 대향하고 있는 상태에서, 맨 위의 스플래쉬 가드 (28A) 를 해제 위치까지 하강시킨다. 이로써, 모든 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 가 기판 (W) 의 외주부로부터 떨어지고, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 가 기판 (W) 의 외주부에 접한다.
반송 로봇 (R1) 은, 기판 (W) 이 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지되어 있는 상태에서, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 핸드 (H1) 를 삽입하고, 핸드 (H1) 를 상방으로 이동시킨다. 이 과정에서, 기판 (W) 은, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 로부터 떨어지고, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 에 지지된다. 그 후, 가드 승강 유닛 (29) 은, 스플래쉬 가드 (28A) 를 상승시켜, 구동부 (56) 를 종동부 (55) 로부터 떼어놓는다. 이로써, 가동 척 (32a) 은, 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 원점 위치로 되돌아간다.
반송 로봇 (R1) 은, 기판 (W) 이 복수의 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 에 지지되어 있는 상태에서, 기판 (W) 과 발열 부재 (72) 사이에 핸드 (H1) 를 삽입한다. 그 후, 반송 로봇 (R1) 은, 핸드 (H1) 를 상방으로 이동시킨다. 기판 (W) 은, 핸드 (H1) 가 상방으로 이동하고 있을 때, 모든 척 부재 (32) 의 지지부 (38b) 로부터 떨어지고, 핸드 (H1) 에 지지된다. 그 후, 가드 승강 유닛 (29) 은, 스플래쉬 가드 (28A) 를 해제 위치로부터 상승시켜, 구동부 (56) 를 종동부 (55) 로부터 상방으로 떼어놓는다. 이로써, 가동 척 (32a) 은, 코일 스프링 (51) 의 복원력으로 원점 위치로 되돌아간다.
이상과 같이 본 실시형태에서는, 가드 승강 유닛 (29) 이 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 오픈용의 액추에이터를 겸하고 있으므로, 전용의 오픈용의 액추에이터를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 가동 척 (32a) 을 개폐하는 척 개폐 기구 (34) 를 간소화할 수 있다. 또한 구동부 (56) 가 종동부 (55) 에 접촉하여, 종동부 (55) 를 누르므로, 자력으로 가동 척 (32a) 을 개방 위치쪽으로 이동시키는 경우와 비교하여, 가동 척 (32a) 을 확실하게 개방 위치쪽으로 이동시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 종동부 (55) 는, 기판 (W) 의 회전축선 (A1) 을 둘러싸는 원의 접선 방향으로 연장되는 수평인 척 회동축선 (A2) 보다 하방에 배치되어 있다. 한편으로, 가동 척 (32a) 의 파지부 (38a) 는, 척 회동축선 (A2) 보다 상방에 배치되어 있다. 파지부 (38a) 는, 기판 (W) 의 둘레에 배치된다. 종동부 (55) 가 척 회동축선 (A2) 보다 상방에 배치되어 있는 경우, 원심력이 종동부 (55) 에 가해지면, 파지부 (38a) 를 외방으로 이동시키는 힘, 요컨대, 파지부 (38a) 를 기판 (W) 의 외주부로부터 떼어놓는 힘이 발생한다. 이에 대해, 종동부 (55) 가 척 회동축선 (A2) 보다 하방에 배치되어 있는 경우, 원심력이 종동부 (55) 에 가해지면, 파지부 (38a) 를 내방으로 이동시키는 힘, 요컨대, 파지부 (38a) 를 기판 (W) 의 외주부에 가압하는 힘이 발생한다. 그 때문에, 기판 (W) 을 보다 확실하게 파지할 수 있다.
다른 실시형태
본 발명은, 전술한 실시형태의 내용에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변경이 가능하다.
예를 들어, 가열 코일 (73) 과 스핀 베이스 (33) 의 상하 방향의 간격 (D2) 은, 가열 코일 (73) 의 두께 (T2) 와 동일해도 되고, 가열 코일 (73) 의 두께 (T2) 보다 넓어도 된다.
스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 는, 가열 코일 (73) 의 두께 (T2) 와 동일해도 되고, 가열 코일 (73) 의 두께 (T2) 보다 커도 된다.
발열 부재 (72) 의 판상부 (72a) 의 두께는, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 와 동일해도 되고, 스핀 베이스 (33) 의 두께 (T3) 보다 커도 된다.
발열 부재 (72) 는, 복수의 척 부재 (32) 에 파지되어 있는 기판 (W) 에 간접적으로 대향하고 있어도 된다. 즉, 다른 부재가, 발열 부재 (72) 와 기판 (W) 사이에 배치되어 있어도 된다.
기판 (W) 과 발열 부재 (72) 의 간격을 변경하는 간격 변경 기구 (61) 가 생략되어도 된다. 즉, 복수의 척 부재 (32) 에 파지되어 있는 기판 (W) 이 배치되는 파지 위치와 발열 부재 (72) 의 간격은 일정해도 된다.
척 개폐 기구 (34) 등의 가열 코일 (73) 이외의 부재에 영향이 없는 것이면, 교번 자계를 차단하는 자기 차단 부재 (77) 가 생략되어도 된다.
제어 장치 (3) 는, 발열 부재 (72) 의 온도를 목표 온도에 일치시키기 위해, 온도계 (75) 의 검출값을 참조하는 일 없이, 가열 코일 (73) 을 흐르는 교류 전류의 지령값을 변경해도 된다. 즉, 온도계 (75) 가 생략되어도 된다.
기판 (W) 의 하면에 처리 유체를 공급할 필요가 없으면, 하면 노즐 (16) 을 생략해도 된다. 이 경우, 발열 부재 (72) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공이 생략되어도 된다. 동일하게, 스핀 베이스 (33) 의 중앙부를 상하 방향으로 관통하는 관통공이 생략되어도 된다.
승강 구동 유닛 (66) 의 구동 마그넷 (68) 은, 평면에서 보았을 때 원호상이어도 된다. 이 경우, 승강 부재 (62) 의 승강은, 구동 마그넷 (68) 이 종동 마그넷 (67) 의 하방에 위치하는 수수 위치 (수수 각도) 에 스핀 베이스 (33) 가 위치하고 있을 때에 실시된다.
전술한 기판 (W) 의 처리의 일례에서는, 제 1 가열 공정 (도 9 의 스텝 S3) 및 제 2 가열 공정 (도 9 의 스텝 S8) 의 양방이 실행되는 경우에 대해 설명했지만, 제 1 가열 공정 및 제 2 가열 공정의 일방을 생략해도 된다.
제 1 실시형태에 있어서, 종동부 (55) 및 구동부 (56) 가 회전 방향으로 서로 대향하는 위치 관계이면, 종동부 (55) 는, 스핀 베이스 (33) 로부터 외방으로 돌출되어 있어도 되고, 돌출되어 있지 않아도 된다.
제 1 실시형태에 있어서, 척 부재 (32) 대신에, 발열 부재 (72) 를 승강시켜도 된다. 이 경우, 가동 척 (32a) 은, 연직인 척 회동축선 (A2) 둘레로 회동 가능하게 스핀 베이스 (33) 에 유지된다. 고정 척 (32b) 은, 스핀 베이스 (33) 에 고정된다.
제 2 실시형태에 있어서, 종동부 (55) 는, 척 회동축선 (A2) 보다 상방에 배치되어 있어도 된다.
지지부 (38b) 를 척 부재 (32) 로부터 생략해도 된다. 이 경우, 반송 로봇 (R1) 의 핸드 (H1) 와 척 부재 (32) 의 파지부 (38a) 사이에서 직접 기판 (W) 의 수수를 실시하면 된다.
IH 가열 기구 (71) 를 생략해도 된다.
기판 처리 장치 (1) 는, 다각형의 기판 (W) 을 처리하는 장치이어도 된다.
전술한 모든 구성의 2 개 이상이 조합되어도 된다.
본 출원은 2016년 9월 23일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2016-186147호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다. 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명하게 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들의 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
1 : 기판 처리 장치
3 : 제어 장치
5 : 제 1 약액 노즐 (처리 유체 공급 유닛)
9 : 제 2 약액 노즐 (처리 유체 공급 유닛)
13 : 린스액 노즐 (처리 유체 공급 유닛)
16 : 하면 노즐 (처리 유체 공급 유닛)
19 : 용제 노즐 (처리 유체 공급 유닛)
22 : 기체 노즐 (처리 유체 공급 유닛)
32 : 척 부재
32a : 가동 척
32b : 고정 척
33 : 스핀 베이스
34 : 척 개폐 기구
36 : 스핀 모터
38a : 파지부
38b : 지지부
51 : 코일 스프링 (파지력 발생 부재)
55 : 종동부
55o : 종동부의 외단
56 : 구동부
56a : 구동부의 세로부
56b : 구동부의 가로부
56i : 구동부의 내단
61 : 간격 변경 기구
62 : 승강 부재
66 : 승강 구동 유닛
67 : 종동 마그넷
68 : 구동 마그넷
69 : 승강 액추에이터
71 : IH 가열 기구
72 : 발열 부재
73 : 가열 코일
74 : IH 회로
A1 : 회전축선
A2 : 척 회동축선
H1 : 핸드
R1 : 반송 로봇
W : 기판

Claims (9)

  1. 기판의 외주부에 가압되는 폐쇄 위치와 상기 기판의 외주부에 대한 가압이 해제되는 개방 위치 사이에서 척 회동축선 둘레로 회동 가능한 가동 척을 포함하고, 상기 가동 척의 이동에 따라, 상기 기판을 수평으로 파지하는 폐쇄 상태와 상기 기판의 파지가 해제되는 개방 상태 사이에서 전환되는 복수의 척 부재와,
    상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선 둘레로 상기 복수의 척 부재를 회전시킴으로써 상기 기판을 상기 회전축선 둘레로 회전시키는 동력을 발생하는 스핀 모터와,
    평면에서 보았을 때 상기 복수의 척 부재를 상기 회전축선 둘레로 둘러싸는 통상의 스플래쉬 가드와,
    상기 스플래쉬 가드를 연직 방향으로 이동시키는 가드 승강 유닛과,
    상기 가동 척을 상기 폐쇄 위치쪽으로 이동시키는 힘을 발생하는 파지력 발생 부재와,
    상기 가동 척보다 외방에 위치하는 외단을 포함하고, 상기 가동 척과 함께 상기 척 회동축선 둘레로 회동하고, 상기 가동 척과 함께 상기 회전축선 둘레로 회전하는 종동부와,
    상기 종동부의 외단보다 내방에 위치하는 내단을 포함하고, 상기 스플래쉬 가드와 함께 연직 방향으로 이동하는 구동부와,
    상기 스핀 모터를 제어함으로써 상기 종동부를 상기 가동 척과 함께 상기 회전축선 둘레로 회전시키고, 상기 가드 승강 유닛을 제어함으로써 상기 구동부를 상기 스플래쉬 가드와 함께 연직 방향으로 이동시키는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 종동부 및 구동부 중 적어도 일방을 이동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부가 서로 떨어진 상태에서 상기 종동부 및 구동부를 수평 또는 연직인 대향 방향으로 대향시키는 준비 스텝과,
    상기 준비 스텝 후, 상기 종동부 및 구동부를 상기 대향 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시키고, 상기 가동 척이 상기 개방 위치에 이를 때까지 상기 구동부에 상기 종동부를 누르게 하는 해제 스텝과,
    상기 해제 스텝 후, 상기 종동부 및 구동부를 서로 이반시키고, 상기 파지력 발생 부재에 상기 가동 척을 상기 폐쇄 위치쪽으로 이동시키는 파지 스텝을 실행하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동 척은, 연직인 상기 척 회동축선 둘레로 회동 가능하고,
    상기 제어 장치는, 상기 준비 스텝에 있어서, 상기 종동부 및 구동부를 수평으로 대향시키고, 상기 해제 스텝에 있어서, 상기 종동부를 상기 회전축선 둘레로 회동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시키는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동 척은, 수평인 상기 척 회동축선 둘레로 회동 가능하고,
    상기 제어 장치는, 상기 준비 스텝에 있어서, 상기 종동부 및 구동부를 연직으로 대향시키고, 상기 해제 스텝에 있어서, 상기 구동부를 연직 방향으로 이동시킴으로써, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시키는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가동 척은, 상기 기판의 외주부에 가압되는 파지부를 포함하고, 상기 회전축선을 둘러싸는 원의 접선 방향으로 연장되는 수평인 상기 척 회동축선 둘레로 회동 가능하고, 상기 파지부는, 상기 척 회동축선보다 상방에 배치되어 있고,
    상기 종동부는, 상기 척 회동축선보다 하방에 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 하방에 배치되는 핸드로 상기 기판을 지지하면서, 상기 복수의 척 부재에 상기 기판을 반송하는 반송 로봇을 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 해제 스텝에 있어서, 상기 스플래쉬 가드의 상단을 상기 핸드보다 하방에 위치시키면서, 상기 종동부 및 구동부를 서로 접촉시키는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판의 하방에 배치되고, 상기 스핀 모터의 동력을 상기 복수의 척 부재에 전달하는 스핀 베이스와,
    상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판을 처리하는 처리 유체를 상기 기판의 상면 및 하면의 적어도 일방에 공급하는 처리 유체 공급 유닛과,
    상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판과 상기 스핀 베이스 사이에 배치된 발열 부재와, 상기 스핀 베이스의 하방에 배치된 가열 코일과, 상기 가열 코일에 전력을 공급함으로써 상기 발열 부재에 가해지는 교번 자계를 발생시켜 상기 발열 부재를 발열시키는 IH 회로를 포함하는 IH 가열 기구를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 척 부재 또는 상기 발열 부재를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 복수의 척 부재에 파지되어 있는 상기 기판과 상기 발열 부재의 상하 방향의 간격을 변경하는 간격 변경 기구를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 간격 변경 기구는, 상기 스핀 베이스에 대해 상기 복수의 척 부재를 상하 방향으로 이동시키고,
    상기 가동 척은, 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이에서 상기 스핀 베이스에 대해 이동 가능한, 기판 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 간격 변경 기구는, 상기 스핀 베이스에 대해 상기 발열 부재를 상하 방향으로 이동시키는, 기판 처리 장치.
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