KR20190085129A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20190085129A
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면에 대향하는 하부 개구, 및 상하 방향의 통형상 공간이며 상기 하부 개구로부터 상방으로 연속되는 통형상 공간을 구획하는 내벽을 가지고, 상기 하부 개구로부터 처리액을 토출하는 처리액 노즐과, 상기 하부 개구와 상기 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주 부분과, 상기 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 상기 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함하는 처리액의 액주를, 상기 기판의 상면에 형성하는 액주 형성 유닛과, 상기 제2의 액주 부분에 물리력을 부여하는 물리력 부여 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
이 발명은, 처리액을 이용하여 기판의 상면을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 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 기판에 대해 처리액을 이용한 처리가 행해진다.
기판을 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치는, 예를 들어, 기판을 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 상면에 처리액의 액적을 충돌시키는 2유체 노즐과, 스핀 척에 유지되어 있는 기판의 상면을 향해 보호액을 토출하는 보호액 노즐을 구비하고 있다(하기 특허 문헌 1 참조).
이와 같은 기판 처리 장치에 있어서의 세정 처리에서는, 2유체 노즐은, 기판의 상면 내의 영역(이하에서는, 「분사 영역」이라고 한다.)을 향해 처리액을 분사한다. 또, 2유체 노즐로부터의 처리액의 액적의 분사와 병행하여, 보호액 노즐로부터 기판의 상면을 향해 보호액이 토출된다. 보호액 노즐로부터 토출된 보호액은 분사 영역에 진입하고, 보호액의 액막이 분사 영역에 형성된다. 따라서, 처리액의 액적은, 보호액의 액막에 의해 분사 영역이 덮여 있는 상태로 분사 영역에 충돌한다.
미국 특허 출원공개 제2012/247506호 공보
높은 세정 성능을 실현하기 위해서, 2유체 노즐의 분사압을 높이는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 2유체 노즐의 분사압이 높으면, 2유체 노즐의 분사되는 처리액의 액적이, 보호액의 액막을 분사 영역의 주위로 밀어내어 버릴 우려가 있다. 이 경우, 후속의 처리액의 액적이 보호액의 액막으로 보호되어 있지 않은 분사 영역에 직접 충돌할 우려가 있다. 즉, 충분한 두께를 가지는 보호액의 액막으로 분사 영역을 확실히 계속 덮는 것은 어렵다. 그 결과, 2유체 노즐로부터의 처리액의 액적의 분사에 의해, 기판의 상면에 데미지를 줄 우려가 있다.
한편, 기판으로의 데미지를 회피하기 위해서, 2유체 노즐의 분사압을 낮추는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 처리액의 액적의 분사에 수반하는 세정 능력이 저하하는 결과, 기판의 상면을 양호하게 세정할 수 없다.
즉, 특허 문헌 1의 수법에서는, 기판에 주는 데미지를 저감하면서, 세정 성능을 높이는 것에 한계가 있다.
따라서, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 액적 노즐로부터의 처리액의 액적을 이용하여 기판의 상면을 양호하게 처리하는 것이 요구되고 있다.
이와 같은 과제는, 처리액의 액적을 기판에 분사하는 액적 세정에 한정되지 않고, 초음파 진동이 부여된 처리액을 기판에 공급함으로써, 기판으로부터 이물을 제거하는 초음파 세정에도 공통되어 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 물리력을 이용하여 기판을 양호하게 세정할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
이 발명은, 기판을 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면에 대향하는 하부 개구, 및 상하 방향의 통형상 공간이며 상기 하부 개구로부터 상방으로 연속되는 통형상 공간을 구획하는 내벽을 가지고, 상기 하부 개구로부터 처리액을 토출하는 처리액 노즐과, 상기 하부 개구와 상기 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주(液柱) 부분과, 상기 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 상기 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함하는 처리액의 액주를, 상기 기판의 상면에 형성하는 액주 형성 유닛과, 상기 제2의 액주 부분에 물리력을 부여하는 물리력 부여 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 처리액 노즐에 의해 기판의 상면에 처리액의 액주가 형성된다. 처리액의 액주는, 처리액 노즐의 하부 개구와 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주 부분과, 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함한다. 물리력 부여 유닛에 의해 제2의 액주 부분에 물리력이 부여된다. 이것에 의해, 처리액의 액주에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주를 전파하여 기판의 상면에 주어진다. 그 결과, 기판의 상면을 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 물리력 부여 유닛으로부터의 물리력을, 처리액의 액주를 통하여 기판에 부여하므로, 물리력 부여 유닛으로부터의 물리력을 기판에 직접 부여하는 경우와 비교해, 기판에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
그러므로, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 물리력을 이용하여 기판을 양호하게 세정할 수 있다.
이 발명의 일실시 형태에서는, 상기 액주 형성 유닛은, 상기 물리력 부여 유닛에 관계없이 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛을 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 처리액 공급 유닛으로부터의 처리액이 통형상 공간에 공급된다. 그 때문에, 통형상 공간에 처리액을 양호하게 모을 수 있다. 이것에 의해, 기판의 상면에 액주를 양호하게 형성할 수 있다.
또, 상기 내벽에는, 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급구가 형성되어 있고, 상기 처리액 공급 유닛은, 상기 처리액 공급구로부터 처리액을 수평으로 상기 통형상 공간에 도입하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 통형상 공간에 수평으로 도입된 처리액은, 하부 개구로부터 바로 유출되지 않고 통형상 공간에 일단 멈춘다. 즉, 통형상 공간에 처리액을 양호하게 모을 수 있다.
또, 상기 처리액 노즐은, 상기 내벽으로부터 횡방향으로 튀어나오는 플랜지를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 처리액 공급 유닛은, 상기 통형상 공간과 상기 플랜지에 형성된 처리액 도입구를 연통하는 제1의 공급 유로를 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 플랜지의 내부에 제1의 공급 유로가 형성되어 있으므로, 플랜지의 내부를 유효 활용할 수 있다. 그 때문에, 처리액 노즐 밖에 제1의 공급 유로를 별도 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 점수의 저감 및/또는 처리액 공급 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 상기 처리액 노즐은, 상기 내벽을 가지는 내통과, 상기 내통의 측방을 둘러싸는 외통을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상기 처리액 공급 유닛은, 상기 내통과 상기 외통의 사이에 구획된 통형상의 제2의 공급 유로를 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 상기 내통과 상기 외통의 사이에 구획된 통형상의 제2의 공급 유로를 구획하기 때문에, 별로 공급 경로를 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 점수의 저감 및/또는 처리액 공급 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 상기 액주 형성 유닛은, 상기 하부 개구와 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면 사이의 간격을 변경하는 제1의 간격 변경 유닛을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 하부 개구와 기판의 상면 사이의 간격을 변경함으로써, 제1의 액주 부분의 상하 방향의 두께를 변경할 수 있다. 그 때문에, 처리액의 액주의 상하 방향의 두께를, 처리액의 액주를 전파하는 충격파가, 기판의 상면에 데미지를 주지 않고, 또한 기판의 상면에 충분한 세정력을 부여할 수 있는 최적의 두께로 조정하는 것이 가능하다.
또, 상기 기판 처리 장치가, 상기 제2의 액주 부분의 액면과 상기 하부 개구 사이의 간격을 변경하는 제2의 간격 변경 유닛을 더 포함하는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치이다.
이 구성에 의하면, 제2의 액주 부분의 액면과 하부 개구 사이의 간격을 변경함으로써, 제2의 액주 부분의 상하 방향의 두께를 변경하는 것이 가능하다. 그 때문에, 처리액의 액주의 상하 방향의 두께를, 처리액의 액주를 전파하는 충격파가, 기판의 상면에 데미지를 주지 않고, 또한 기판의 상면에 충분한 세정력을 부여할 수 있는 최적의 두께로 조정하는 것이 가능하다.
또, 제2의 액주 부분의 상하 방향의 두께를 변경시킴으로써, 하부 개구와 기판의 상면 사이의 간격에 관계없이, 처리액의 액주의 두께를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 제1의 액주 부분의 기둥형상의 형체를 유지하면서, 처리액의 액주의 두께를 최적의 두께로 조정할 수 있다.
또, 상기 처리액 노즐은, 상기 내벽의 하측 부분으로부터 횡방향으로 튀어나오는 플랜지를 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 하부 개구로부터 토출되어 기판의 상면에서 튀어 되돌아온 처리액이 주위에 비산하는 것을 억제할 수 있다.
또, 상기 물리력 부여 유닛이, 상기 제2의 액주 부분의 액면을 향해 처리액의 액적을 분사하는 액적 분사 유닛을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제2의 액주 부분의 액면으로의 처리액의 액적의 분사에 의해 제2의 액주 부분의 액면에 진동이 부여되고, 이것에 의해, 처리액의 액주에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주를 전파하여 기판의 상면에 주어진다. 이것에 의해, 기판의 상면을 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 액적 분사 유닛으로부터의 처리액의 액적을, 처리액의 액주를 통하여 기판에 부여하므로, 액적 분사 유닛으로부터의 처리액의 액적을, 기판에 직접 부여하는 경우와 비교해, 기판에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
그러므로, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 처리액의 액적에 의한 진동을 이용한 세정 처리를 기판에 양호하게 실시할 수 있다.
또, 상기 통형상 내벽에는, 상기 통형상 공간에 존재하고 있는 기체를 상기 통형상 공간 밖으로 도출하는 도출구가 형성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 통형상 내벽에 도출구가 설치되어 있다. 제2의 액주 부분의 액면으로의 처리액의 액적의 분사압 때문에, 통형상 공간의 내부 압력이 고압이 될 우려가 있다. 통형상 공간에 존재하는 기체를, 도출구를 통과시켜 통형상 공간 밖으로 배제함으로써, 통형상 공간의 내부 압력을 저감시킬 수 있다. 그러므로, 처리액의 액주를 양호하게 형성할 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛에 의해 공급되는 처리액의 종류가, 상기 액적 분사 유닛으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류와 동일해도 된다. 또, 상기 처리액 공급 유닛에 의해 공급되는 처리액의 종류가, 상기 액적 분사 유닛으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류와 상이해도 된다.
상기 물리력 부여 유닛이, 상기 제2의 액주 부분에 접액(接液)하여, 상기 제2의 액주 부분에 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동자를 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제2의 액주 부분에 초음파 진동자로부터 초음파 진동이 부여됨으로써, 처리액의 액주에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주를 전파하여 기판의 상면에 주어진다. 이것에 의해, 기판의 상면을 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 액주의 높이를 충분히 확보할 수 있으므로, 얇은 액막을 통하여 초음파 진동을 기판에 부여하는 경우와 비교해, 기판에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
이것에 의해, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 초음파 진동이 부여된 처리액을 이용한 세정 처리를 기판에 양호하게 실시할 수 있다.
상기 기판 처리 장치가, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을, 당해 기판의 중앙부를 통과하는 연직축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛과, 상기 기판 회전 유닛에 의해 회전되어 있는 기판의 상면에 있어서, 상기 처리액의 액주가 형성되는 액주 형성 영역을, 상기 기판의 상면의 중앙부와 상기 기판의 상면의 주연부의 사이에서 이동시키는 액주 형성 영역 이동 유닛을 더 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 연직축선 둘레로 기판을 회전시키면서, 액주 형성 영역을, 기판의 상면의 중앙부와 기판의 상면의 주연부의 사이에서 이동시킴으로써, 액주 형성 영역을, 기판의 상면의 전역을 주사시킬 수 있다. 이것에 의해, 물리력이 부여된 처리액의 액주를 이용하여, 기판의 상면의 전역을 양호하게 세정할 수 있다.
이 발명은, 하부 개구, 및 상하 방향의 통형상 공간이며 하부 개구로부터 상방으로 연속되는 통형상 공간을 구획하는 내벽을 가지는 처리액 노즐을, 수평 자세로 유지되어 있는 기판의 상면에 상기 하부 개구가 대향하도록 배치하는 노즐 배치 공정과, 상기 처리액 노즐에 처리액을 공급함으로써, 상기 하부 개구와 상기 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주 부분과, 상기 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 상기 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함하는 처리액의 액주를, 상기 기판의 상면에 형성하는 액주 형성 공정과, 상기 제2의 액주 부분에 물리력을 부여하는 물리력 부여 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 처리액 노즐에 의해 기판의 상면에 처리액의 액주가 형성된다. 처리액의 액주는, 처리액 노즐의 하부 개구와 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주 부분과, 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함한다. 물리력 부여 유닛에 의해 제2의 액주 부분에 물리력이 부여된다. 이것에 의해, 처리액의 액주에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주를 전파하여 기판의 상면에 주어진다. 그 결과, 기판의 상면을 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 물리력 부여 유닛으로부터의 물리력을, 처리액의 액주를 통하여 기판에 부여하므로, 물리력 부여 유닛으로부터의 물리력을 기판에 직접 부여하는 경우와 비교해, 기판에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
그러므로, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 물리력을 이용하여 기판을 양호하게 세정할 수 있다.
상기 액주 형성 공정은, 상기 물리력 부여 공정에 관계없이 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 처리액 공급 유닛으로부터의 처리액이 통형상 공간에 공급된다. 그 때문에, 통형상 공간에 처리액을 양호하게 모을 수 있다. 이것에 의해, 기판의 상면에 액주를 양호하게 형성할 수 있다.
상기 내벽에는, 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급구가 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 처리액 공급 공정은, 상기 처리액 공급구로부터 처리액을 수평으로 상기 통형상 공간에 도입하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 통형상 공간에 수평으로 도입된 처리액은, 하부 개구로부터 바로 유출되지 않고 통형상 공간에 일단 멈춘다. 즉, 통형상 공간에 처리액을 양호하게 모을 수 있다.
상기 액주 형성 공정은, 상기 하부 개구와 상기 기판의 상면 사이의 간격을 변경하는 제1의 간격 변경 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 하부 개구와 기판의 상면 사이의 간격을 변경함으로써, 제1의 액주 부분의 상하 방향의 두께를 변경할 수 있다. 그 때문에, 처리액의 액주의 상하 방향의 두께를, 처리액의 액주를 전파하는 충격파가, 기판의 상면에 데미지를 주지 않고, 또한 기판의 상면에 충분한 세정력을 부여할 수 있는 최적의 두께로 조정하는 것이 가능하다.
상기 기판 처리 방법이, 상기 제2의 액주 부분의 액면과 상기 하부 개구 사이의 간격을 변경하는 제2의 간격 변경 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 제2의 액주 부분의 액면과 하부 개구 사이의 간격을 변경함으로써, 제2의 액주 부분의 상하 방향의 두께를 변경하는 것이 가능하다. 그 때문에, 처리액의 액주의 상하 방향의 두께를, 처리액의 액주를 전파하는 충격파가, 기판의 상면에 데미지를 주지 않고, 또한 기판의 상면에 충분한 세정력을 부여할 수 있는 최적의 두께로 조정하는 것이 가능하다.
또, 제2의 액주 부분의 상하 방향의 두께를 변경시킴으로써, 하부 개구와 기판의 상면 사이의 간격에 관계없이, 처리액의 액주의 두께를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 제1의 액주 부분의 기둥형상의 형체를 유지하면서, 처리액의 액주의 두께를 최적의 두께로 조정할 수 있다.
상기 물리력 부여 공정이, 상기 제2의 액주 부분의 액면을 향해 처리액의 액적을 분사하는 액적 분사 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 제2의 액주 부분의 액면으로의 처리액의 액적의 분사에 의해 제2의 액주 부분의 액면에 진동이 부여되고, 이것에 의해, 처리액의 액주에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주를 전파하여 기판의 상면에 주어진다. 이것에 의해, 기판의 상면을 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 액적 분사 유닛으로부터의 처리액의 액적을, 처리액의 액주를 통하여 기판에 부여하므로, 액적 분사 유닛으로부터의 처리액의 액적을, 기판에 직접 부여하는 경우와 비교해, 기판에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
그러므로, 기판으로의 데미지를 억제하면서, 처리액의 액적에 의한 진동을 이용한 세정 처리를 기판에 양호하게 실시할 수 있다.
상기 기판 처리 방법이, 상기 기판을, 당해 기판의 중앙부를 통과하는 연직축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 있어서, 상기 처리액의 액주가 형성되는 액류 형성 영역을, 상기 기판의 상면의 중앙부와, 상기 기판의 상면의 주연부의 사이에서 이동시키는 액주 형성 영역 이동 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 연직축선 둘레로 기판을 회전시키면서, 액주 형성 영역을, 기판의 상면의 중앙부와 기판의 상면의 주연부의 사이에서 이동시킴으로써, 액주 형성 영역을, 기판의 상면의 전역을 주사시킬 수 있다. 이것에 의해, 물리력이 부여된 처리액의 액주를 이용하여, 기판의 상면의 전역을 양호하게 세정할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시 형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치에 포함되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 3은, 상기 처리 유닛에 포함되는 처리액 노즐의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
도 4는, 도 3을, 절단면선 IV-IV에서 본 횡단면도이다.
도 5는, 상기 처리액 노즐의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
도 6은, 상기 처리액 노즐에 포함되는 제1의 물리력 부여 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
도 7은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 8은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는, 상기 기판 처리예에 있어서의 물리 세정 처리 공정을 설명하기 위한 모식적인 도이다.
도 10은, 본 발명의 제2의 실시 형태에 따른 처리액 노즐의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제3의 실시 형태에 따른 처리액 노즐의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치(1)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)을 한 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시 형태에서는, 기판(W)은, 원판형상의 기판이다. 기판 처리 장치(1)는, 처리액으로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)으로 처리되는 복수장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C1)가 재치(載置)되는 로드 포트(LP)와, 로드 포트(LP)와 처리 유닛(2)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 제어 장치(3)를 포함한다. 반송 로봇(IR)은, 캐리어(C1)와 반송 로봇(CR)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 로봇(CR)은, 반송 로봇(IR)과 처리 유닛(2)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(2)은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다.
도 2는, 처리 유닛(2)의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
처리 유닛(2)은, 상자형의 챔버(4)와, 챔버(4) 내에서 한 장의 기판(W)을 수평의 자세로 유지하고, 기판(W)의 중심을 통과하는 연직의 회전축선(A1) 둘레로 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(기판 유지 유닛)(5)과, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면에 처리액을 토출하기 위한 처리액 노즐(6)과, 처리액 노즐(6)에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛(7)을 포함한다.
챔버(4)는, 스핀 척(5)이나 노즐을 수용하는 상자형상의 격벽(10)과, 격벽(10)의 상부로부터 격벽(10) 내에 청정 공기(필터에 의해 여과된 공기)를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU(팬·필터·유닛)(11)과, 격벽(10)의 하부로부터 챔버(4) 내의 기체를 배출하는 배기 덕트(12)를 포함한다. FFU(11)는, 격벽(10)의 상방에 배치되어 있고, 격벽(10)의 천정에 부착되어 있다. FFU(11)는, 격벽(10)의 천정으로부터 챔버(4) 내로 하향으로 청정 공기를 보낸다. 배기 덕트(12)는, 처리 컵(9)의 저부에 접속되어 있고, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 공장에 설치된 배기 처리 설비를 향해 챔버(4) 내의 기체를 도출한다. 따라서, 챔버(4) 내를 하방으로 흐르는 다운 플로우(하강류)가, FFU(11) 및 배기 덕트(12)에 의해 형성된다. 기판(W)의 처리는, 챔버(4) 내에 다운 플로우가 형성되어 있는 상태로 행해진다.
스핀 척(5)으로서, 기판(W)을 수평 방향으로 끼우고 기판(W)을 수평으로 유지하는 협지식의 척이 채용되어 있다. 구체적으로는, 스핀 척(5)은, 스핀 모터(기판 회전 유닛)(13)와, 이 스핀 모터(13)의 구동축과 일체화된 스핀축(14)과, 스핀축(14)의 상단에 대략 수평으로 부착된 원판형상의 스핀 베이스(15)를 포함한다.
스핀 베이스(15)의 상면에는, 그 주연부에 복수개(3개 이상. 예를 들어 6개)의 협지 부재(16)가 배치되어 있다. 복수개의 협지 부재(16)는, 스핀 베이스(15)의 상면 주연부에 있어서, 기판(W)의 외주 형상에 대응하는 원주 상에서 적당한 간격을 두고 배치되어 있다.
또, 스핀 척(5)으로서는, 협지식인 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 기판(W)의 이면을 진공 흡착함으로써, 기판(W)을 수평의 자세로 유지하고, 또한 그 상태로 연직의 회전축선 둘레로 회전함으로써, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)을 회전시키는 진공 흡착식인 것(배큠 척)이 채용되어도 된다.
처리액 노즐(6)은, 기판(W)의 상면에 있어서의 처리액의 공급 위치를 변경할 수 있는 스캔 노즐로서의 기본 형태를 가지고 있다. 처리액 노즐(6)은, 스핀 척(5)의 상방에서 거의 수평으로 연장된 노즐 아암(17)의 선단부에 부착되어 있다. 노즐 아암(17)은, 스핀 척(5)의 측방으로 거의 연직으로 연장된 아암 지지축(도시하지 않음)에 지지되어 있다. 노즐 아암(17)에는, 모터 등으로 구성되는 아암 요동 유닛(액주 형성 영역 이동 유닛)(19)이 결합되어 있다. 아암 요동 유닛(19)의 구동에 의해, 노즐 아암(17)을, 아암 지지축을 중심으로 하여 수평면 내에서 요동시킬 수 있다. 이 요동에 의해, 이 요동축선 둘레로, 처리액 노즐(6)을 회동시킬 수 있게 되어 있다.
또, 노즐 아암(17)에는, 서보모터나 볼나사 기구 등으로 구성되는 아암 승강 유닛(제1의 간격 변경 유닛)(20)이 결합되어 있다. 아암 승강 유닛(20)의 구동에 의해 노즐 아암(17)을 승강시키고, 이 승강에 의해, 처리액 노즐(6)을 승강시킬 수 있다. 아암 승강 유닛(20)의 승강에 의해, 처리액 노즐(6)을, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면과 처리액 노즐(6)의 하단이 소정의 간격(즉, 다음에 서술하는 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격)(W1)(예를 들어 약 5mm, 혹은 그것 이하. 도 3 참조)를 두고 대향하는 하측 위치와, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상방으로 크게 퇴피하는 상측 위치의 사이에서 승강시킬 수 있다. 이와 같이, 아암 승강 유닛(20)은, 처리액 노즐(6)을, 기판(W)에 접근/이격시키기 위한 접리 구동 기구를 구성하고 있다.
도 3은, 처리액 노즐(6)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다. 도 4는, 도 3을, 절단면선 IV-IV에서 본 횡단면도이다. 도 5는, 처리액 노즐(6)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이며, 도 3에 나타내는 상태로부터, 통형상 공간(21)에 모여 있는 처리액의 액면(제2의 액주 부분(42)의 액면(43))을 상승시킨 상태를 나타낸다.
이하의 설명에서는, 보디(22)(통체(24) 및 플랜지(30)를 포함한다)의 둘레방향을 둘레방향(C)로 한다. 보디(22)의 직경방향을 직경방향(R)로 한다.
도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 처리액 노즐(6)은, 처리액을 모을 수 있는 통형상 공간(21)이 내부에 형성된 보디(22)와, 보디(22)에 부착되고, 통형상 공간(21)에 모여 있는 처리액의 액면(제2의 액주 부분(42)의 액면(43))에 물리력을 부여하는 제1의 물리력 부여 유닛(23)을 포함한다. 제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 통형상 공간(21)에 모여 있는 처리액의 액면(제2의 액주 부분(42)의 액면(43))에 처리액의 액적을 분사하는 액적 분사 유닛이다. 보디(22)는, 노즐 아암(17)에 동반 승강 가능하게 부착되어 있다. 그 때문에, 아암 승강 유닛(20)의 구동에 의해, 노즐 아암(17)과 함께 보디(22)가 승강한다.
보디(22)는, 예를 들어 원통으로 이루어지는 통체(24)와, 통체(24)의 하측 부분(이 실시 형태에서는, 약 하반분)의 외주로부터, 직경방향(R)의 바깥쪽을 향해 돌출하는 원반형상의 플랜지(30)를 포함한다. 플랜지(30)는, 다음에 서술하는 하부 개구(21b)로부터 토출되어, 기판(W)의 상면에서 튀어 되돌아온 처리액이 주위에 비산하는 것을 억제할 수 있도록 설치되어 있다.
통체(24)의 내주면은, 소정의 연직축 둘레로 원통형상을 이루는 통형상 내벽(26)에 의해 구성되어 있다. 통형상 내벽(26) 및 통체(24)의 상면(24a) 및 하면(24b)에 의해, 상하 방향으로 연장되는 원통형상의 통형상 공간(21)이 구획되어 있다. 통형상 공간(21)은, 통체(24)의 하면(24b)에 개구하여 원형의 하부 개구(21b)를 형성하고, 통체(24)의 상면(24a)에 개구하여 원형의 상부 개구(21a)를 형성하고 있다. 하부 개구(21b)와 상부 개구(21a)의 직경은 서로 동일하다.
통체(24)의 하측 부분에는, 2개의 처리액 공급구(25)가 개구하고 있다. 2개의 처리액 공급구(25)는, 둘레방향(C)으로 180° 간격을 두고 설치되어 있다.
통체(24)의 상측 부분에는, 통형상 공간(21)에 존재하는 기체를 통형상 공간(21) 밖으로 도출하기 위한 도출구(27)가 개구하고 있다. 도출구(27)는, 통형상 공간(21)에 모여 있는 처리액의 액면(제2의 액주 부분(42)의 액면(43))보다 항상 높아지는 위치에 설치되어 있다. 이 실시 형태에서는, 2개의 도출구(27)가 둘레방향(C)으로 180° 간격을 두고 설치되어 있고, 둘레방향(C)에 관해서 처리액 공급구(25)와 맞춰져 있다. 그러나, 둘레방향(C)에 관해서 도출구(27)가 처리액 공급구(25)와 어긋나 있어도 된다. 도출구(27)에는, 배기 배관(39)을 통하여 배기 장치(40)(도 7 참조)가 접속되어 있다. 배기 장치(40)는, 예를 들어 이젝터 등의 흡인 장치에 의해 구성되어 있고, 도출구(27)의 내부를 배기하여, 통형상 공간(21)에 존재하는 기체를, 도출구(27)를 통과하여 통형상 공간(21) 밖으로 배출시킨다.
처리액 공급 유닛(7)은, 처리액 노즐(6)의 내부를 관통하여 형성된, 처리액 공급구(25)와 동수(예를 들어 2개)의 제1의 공급 유로(29)를 포함한다. 각 제1의 공급 유로(29)는, 직경방향(R)을 따라 수평으로 연장되는 수평부(29a)와, 수평부(29a)의 외주단으로부터 상방으로 상승하는 수직부(29b)를 포함한다. 수직부(29b)는, 플랜지(30)의 상면의 외주부에 개구하여 처리액 도입구(32)를 형성하고 있다. 처리액 도입구(32)는, 플랜지(30)의 상면의 주연부에 2개 설치되어 있다. 2개의 처리액 도입구(32)는, 둘레방향(C)으로 180° 간격을 두고 설치되어 있다.
플랜지(30)의 내부에 제1의 공급 유로(29)가 형성되어 있으므로, 플랜지(30)의 내부를 유효 활용할 수 있다. 그 때문에, 통체(24) 밖에 제1의 공급 유로를 별도 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 점수의 저감 및/또는 처리액 공급 유닛(7)의 소형화를 도모할 수 있다.
처리액 공급 유닛(7)은, 제1의 처리액 공급 배관(33)을 더 포함한다. 제1의 처리액 공급 배관(33)의 일단은 처리액 도입구(32)에 접속되어 있고, 제1의 처리액 공급 배관(33)의 타단은 처리액 공급원에 접속되어 있다. 제1의 처리액 공급 배관(33)의 도중부에는, 제1의 처리액 공급 배관(33)을 개폐하는 제1의 처리액 밸브(34)와, 제1의 처리액 공급 배관(33)의 개도를 조정하여, 제1의 처리액 공급 배관(33)(즉, 통형상 공간(21))에 공급되는 처리액의 유량을 조정하기 위한 유량 조정 밸브(35)를 포함한다.
처리액은, 약액 또는 물을 포함한다. 약액으로서, SC1(암모니아 과산화 수소수 혼합액： ammonia-hydrogen peroxide mixture), SC2(hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture： 염산 과산화 수소수), 불산, 버퍼드 불산, 암모니아수, FPM(불산 과산화 수소수 혼합액), SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol： IPA) 등을 예시할 수 있다. 물은, 예를 들어 탈이온수(DIW)이지만, DIW에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도(예를 들어, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수 중 어느 하나여도 된다.
제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 외곽 원통형상을 이루는 하우징(36)을 가지고 있다. 하우징(36)의 직경은, 통형상 내벽(26)의 내경보다 작게 설정되어 있다. 그 때문에, 통형상 내벽(26)과 하우징(36)의 사이에는, 환상의 간극이 형성되어 있다. 하우징(36)은, 상하 방향의 일부(도 3에서는 상단부)에, 직경방향(R)의 바깥쪽으로 튀어나오는 원반형상의 튀어나옴부(37)가 설치되어 있다. 튀어나옴부(37)의 외경은, 통형상 내벽(26)의 내경보다 크다. 하우징(36)은, 볼나사 등을 포함하는 지지 구조(도시하지 않음)를 통하여, 처리액 노즐(6)의 보디(22)에 지지되어 있다. 또, 제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 보디(22)에 대해, 예를 들어 스플라인 구조(도시하지 않음) 등에 의해 상대 회전 불가능하게 또한 상대 승강 가능하게 설치되어 있다. 튀어나옴부(37)의 하면의 주연부와, 보디(22)의 상단부 사이의 주위는, 벨로스(44)에 의해 덮여 있다. 이것에 의해, 벨로스(44)의 내측의 공간에 먼지 등이 진입하는 것을 방지하면서, 제1의 물리력 부여 유닛(23)과 보디(22)를 상대적으로 승강시킬 수 있다.
하우징(36)에는, 서보모터나 볼나사 기구 등으로 구성되는 물리 승강 유닛(38)이 결합되어 있다. 물리 승강 유닛(38)의 구동에 의해, 제1의 물리력 부여 유닛(23)을 보디(22)에 대해 승강시킬 수 있다.
처리 유닛(2)에 의해 기판(W)에 대해 처리를 행할 때에는, 노즐 아암(17)의 요동 및 승강에 의해, 처리액 노즐(6)이, 기판(W)의 상면에 근접해서 대향하는 하측 위치(도 3에 나타내는 위치)에 배치된다. 이 상태로, 제1의 처리액 밸브(34)가 열림으로써, 처리액 공급원으로부터의 처리액이, 제1의 처리액 공급 배관(33)을 통하여 제1의 공급 유로(29)에 공급된다. 제1의 공급 유로(29)에 공급된 처리액은, 수평부(29a)의 하류단에 접속된 각 처리액 공급구(25)로부터, 통형상 공간(21)에 수평으로 도입된다. 통형상 공간(21)에 수평으로 도입된 처리액은, 하부 개구(21b)로부터 바로 유출되지 않고 통형상 공간(21)에 일단 멈춘다. 이것에 의해, 통형상 공간(21)에 처리액을 양호하게 모을 수 있다.
통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급에 의해, 통형상 공간(21)에 처리액이 모이고, 또한 그 처리액이, 하부 개구(21b)와, 기판(W)의 상면의 영역(이하에서는, 「액주 형성 영역(45)」이라고 한다.)의 사이에서 기둥형상(원기둥형상)을 이룬다. 액주 형성 영역(45)은, 기판(W)의 상면에 있어서 하부 개구(21b)와 대향하고 있다. 이 때, 하부 개구(21b)와 액주 형성 영역(45)의 사이에서 기둥형상(예를 들어 원기둥형상)을 이루는 처리액을, 제1의 액주 부분(41)이라고 한다. 제1의 액주 부분(41)은, 하부 개구(21b)와 액주 형성 영역(45)의 사이를 액밀 상태로 한다.
또, 이 때, 통형상 공간(21)에 모여 있는 기둥형상(예를 들어 원기둥형상)의 처리액을, 제2의 액주 부분(42)이라고 한다. 제2의 액주 부분(42)은, 제1의 액주 부분(41)으로부터 상방으로 연속되어 있다. 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량은, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)(즉, 통형상 공간(21)에 모여 있는 처리액의 액면)이, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하우징(36)의 하단으로부터 하방으로 미소한 간격(W0)을 두고 배치되도록 설정된다. 즉, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하단과 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)의 사이에 미소한 상하 간극이 확보되어 있다.
제1의 액주 부분(41)과 제2의 액주 부분(42)을 합하여, 처리액의 액주(46)라고 한다. 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)는, 예를 들어 5~20mm의 범위에 있어서 최적의 두께로 설정된다. 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)는, 변경(조정) 가능하다.
처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)의 조정은, 다음에 서술하는 2개의 수법으로 행할 수 있다.
우선, 1번째의 수법은, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격을 변경하여 제1의 액주 부분(41)의 상하 방향의 두께를 조정하고, 이것에 의해 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께를 조정하는 수법이다. 이것은, 아암 승강 유닛(20)에 의해 보디(22)의 높이 위치를 변화시킴으로써 실현된다.
다음에, 2번째의 수법은, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)과 하부 개구(21b) 사이의 간격(W2)을 변경하여 제2의 액주 부분(42)의 상하 방향의 두께를 조정하고, 이것에 의해 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께를 조정하는 수법이다. 이것은, 물리 승강 유닛(38)에 의해 제1의 물리력 부여 유닛(23)을 보디(22)에 대해 승강시키고, 또한, 유량 조정 밸브(35)의 개도를 조정하여 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량을 증감시킴으로써 실현된다. 도 5에는, 도 3에 나타내는 상태로부터, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)을 상승시킨 상태(즉, 제2의 액주 부분(42)의 상하 방향의 두께를 확대시킨 상태. 그것에 맞추어, 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량도 증대하고 있다)를 나타낸다. 단, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하단과 제2의 액주 부분(42)의 액면(43) 사이의 간격(W0)은, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)의 높이 위치에 관계없이 일정하게 유지된다. 즉, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)의 높이 위치에 관계없이, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하단과 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)의 사이에 간극이 확보되어 있다.
처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)가 작으면, 액주 형성 영역(45)에 주어지는 충격력이 커져, 기판(W)의 상면에 데미지가 주어질 우려가 있다. 그 한편, 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)가 크면, 액주 형성 영역(45)에 충분한 충격력이 주어지지 않는다는 문제도 있다. 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)를 최적의 두께로 조정함으로써, 데미지를 억제하면서 기판(W)의 상면에 충분한 충격력을 부여할 수 있다.
또, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격(W1)을 너무 크게 하면, 제1의 액주 부분(41)이 기둥형상의 형체를 유지할 수 없게 될 우려도 있다. 이 실시 형태에서는, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격(W1)과, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)과 하부 개구(21b) 사이의 간격(W2)을 개별적으로 변경 가능하다.
제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 처리액의 미소 액적을 분출하는 스프레이 노즐의 형태를 가지고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1의 물리력 부여 유닛(23)에는, 처리액 공급원으로부터의 처리액을 제1의 물리력 부여 유닛(23)에 공급하는 제1의 처리액 배관(51)과, 처리액 공급원으로부터의 처리액을 제1의 물리력 부여 유닛(23)에 공급하는 제2의 처리액 배관(52)과, 기체 공급원으로부터의 기체의 일례로서의 불활성 가스(질소 가스, 건조 공기, 청정 공기 등)를 제1의 물리력 부여 유닛(23)에 공급하는 제1의 기체 배관(53)과, 기체 공급원으로부터의 기체의 일례로서의 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)를 제1의 물리력 부여 유닛(23)에 공급하는 제2의 기체 배관(54)이 접속되어 있다.
이 실시 형태에서는, 제1의 처리액 배관(51) 및 제2의 처리액 배관(52)에 공급되는 처리액은, 예를 들어 종류가 공통되어 있다. 제1의 처리액 배관(51) 및 제2의 처리액 배관(52)은, 각각, 일단이 처리액 공급원에 접속된 처리액 공통 배관(55)의 타단에 접속되어 있다. 처리액 공통 배관(55)에는, 처리액 공통 배관(55)으로부터 제1 및 제2의 처리액 배관(51, 52)의 처리액의 공급 및 공급 정지를 전환하는 제2의 처리액 밸브(56)가 개재되어 있다.
또, 이 실시 형태에서는, 제1의 기체 배관(53) 및 제2의 기체 배관(54)에 공급되는 기체는, 예를 들어 기체종이 공통되는 기체이다. 제1의 기체 배관(53) 및 제2의 기체 배관(54)은, 각각, 일단이 기체 공급원에 접속된 기체 공통 배관(57)의 타단에 접속되어 있다. 기체 공통 배관(57)에는, 기체 공통 배관(57)으로부터 제1 및 제2의 기체 배관(53, 54)으로의 기체의 공급 및 공급 정지를 전환하는 기체 밸브(58)가 개재되어 있다.
도 6은, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다.
제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 하우징(36)을 구성하는 대략 직육면체형상의 커버(61)와, 커버(61)의 내부에 수용된 대략 가로로 긴 판형상의 액적 생성 유닛(62)을 포함한다. 액적 생성 유닛(62)의 하단부(선첨(先尖)부(72)) 만이 커버(61)의 외부에 노출되어 있지만, 액적 생성 유닛(62)의 그 이외의 부분의 주위는, 커버(61)에 의해 포위되어 있다.
커버(61)는, 소정의 연직축선을 중심으로 하는 사각통형상을 이루는 4개의 측벽(63)(도 6에서는 2개만 도시)과, 4개의 측벽(63)의 상단을 폐색하는 상벽(64)을 포함한다. 상벽(64)의 외주부에 의해, 하우징(36)의 튀어나옴부(37)가 구성되어 있다. 4개의 측벽(63) 및 상벽(64)은, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이나 석영을 이용하여, 일체로 형성되어 있다. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽(63)에는, 각각, 커버(61) 내에 처리액을 도입하기 위한 처리액 도입구(65)가 형성되어 있다. 또, 상벽(64)에는, 커버(61) 내에 기체를 도입하기 위한 기체 도입구(66)가 형성되어 있다.
액적 생성 유닛(62)은, 연직 자세를 이루는 판형상의 본체부(67)를 구비하고 있다. 커버(61)는, 소정의 연직축선을 중심으로 하는 사각통형상을 이루는 4개의 측벽(63)과, 4개의 측벽(63)의 상단을 폐색하는 상벽(64)을 포함한다. 4개의 측벽(63) 및 상벽(64)은, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이나 석영을 이용하여, 일체로 형성되어 있다.
본체부(67)는, 본체부(67)의 길이 방향(도 6의 좌우 방향)의 중심부에 대해서 좌우 대칭으로 설치되어 있다. 본체부(67)의 내부는, 처리액이 유통하는 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍)의 처리액실(68)과, 기체가 유통하는 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍)의 기체실(69)이 구획되어 있다. 각 처리액실(68)에는, 당해 처리액실(68)에 대한 처리액의 유입구인 처리액 유입구(70)가 형성되어 있다. 각 기체실(69)에는, 당해 기체실(69)에 대한 기체의 유입구인 기체 유입구(71)가 형성되어 있다.
본체부(67)의 하면 중심부에는, 본체부(67)의 하면으로부터 하방으로 돌출하는 선첨부(72)가 형성되어 있다. 선첨부(72)는, 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍)의 안내면(73)에 의해 구성되어 있다. 한 쌍의 안내면(73)은, 서로 반대 방향의 평탄면으로 이루어지는 경사면을 포함한다. 선첨부(72)의 두께 및 한 쌍의 안내면(73)이 이루는 각도는 예각이며, 선첨부(72)가 연장되는 수평 방향에 관해서 일정하다.
본체부(67)의 하면에 있어서, 선첨부(72)의 측방(도 6의 좌우 측방)에는, 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍)의 처리액 토출구(74)가 형성되어 있다. 각 처리액 토출구(74)는 예를 들어 구멍이다. 한 쌍의 처리액 토출구(74)는, 한 쌍의 처리액실(68)에 1대 1 대응으로 설치되어 있다. 각 처리액 토출구(74)는 대응하는 처리액실(68)에 연통하고 있다. 각 처리액 토출구(74)는 상하로 연장되며, 당해 상하 방향에 관해서 유로 면적은 일정하다. 각 처리액 토출구(74)가, 구멍이 아닌 슬릿에 의해 형성되어 있어도 된다.
본체부(67)의 하면에 있어서, 한 쌍의 처리액 토출구(74)에 대해 측방(도 6의 좌우 측방)으로 간격을 둔 위치에는, 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍)의 기체 토출구(75)가 형성되어 있다. 각 기체 토출구(75)는 예를 들어 구멍이다. 한 쌍의 기체 토출구(75)는, 한 쌍의 기체실(69)에 1대 1 대응으로 설치되어 있다. 각 기체 토출구(75)는 대응하는 처리액실(68)에 연통하고 있다. 각 기체 토출구(75)는, 하방으로 향함에 따라서 내측(도 3의 내측)으로 경사지고, 당해 경사 방향에 관해서 유로 면적은 일정하다. 각 기체 토출구(75)가, 구멍이 아닌 슬릿에 의해 형성되어 있어도 된다.
제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 이른바 4유체 노즐의 형상을 채용하고 있다. 제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 각 처리액 유입구(70)와, 이 처리액 유입구(70)에 대응하는 처리액 도입구(65)를 연결하는 처리액 도입 유로(76)를 포함한다. 처리액 도입 유로(76)는, 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍) 설치되어 있다. 제1의 처리액 밸브(34)(도 3 참조)가 열리면, 처리액 도입 유로(76)를 통하여, 처리액 유입구(70)로부터 처리액실(68)에 처리액이 공급된다. 처리액실(68)에 공급된 처리액은, 처리액실(68)을 충전하고, 처리액 토출구(74)를 향해 밀려나와, 처리액 토출구(74)로부터 하방을 향해 강한 토출압으로 토출된다.
제1의 물리력 부여 유닛(23)은, 또한, 각 기체 유입구(71)와, 이 기체 유입구(71)에 대응하는 기체 도입구(66)를 연결하는 기체 도입 유로(77)를 포함한다. 기체 도입 유로(77)는, 한 쌍(도 6의 좌우 한 쌍) 설치되어 있다. 기체 밸브(58)(도 3 참조)가 열리면, 기체 도입 유로(77)를 통하여, 기체 유입구(71)로부터 기체실(69)에 기체가 공급된다. 기체실(69)에 공급된 기체는, 기체실(69)을 충전하고, 기체 토출구(75)를 향해 밀려나와, 기체 토출구(75)로부터 내측 하방을 향해 강한 토출압으로 토출된다.
기체 밸브(58)를 열고 기체 토출구(75)로부터 기체를 토출시키면서, 제1의 처리액 밸브(34)를 열고 처리액 토출구(74)로부터 처리액을 토출시킴으로써, 각 안내면(73)에 있어서, 처리액에 기체를 충돌(혼합)시킴으로써 처리액의 미소 액적을 생성할 수 있다. 이것에 의해, 2쌍의 처리액 토출구(74) 및 기체 토출구(75)로부터, 처리액을 분무형상으로 토출할 수 있다.
한쪽의 처리액 토출구(74)로부터 토출되는 처리액의 종류와, 다른쪽의 처리액 토출구(74)로부터 토출되는 처리액의 종류는 서로 상이해도 된다. 즉, 제1의 처리액 배관(51) 및 제2의 처리액 배관(52)에 공급되는 처리액은, 서로 상이해도 된다.
예를 들어, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터 분사되는 처리액의 액적이, 혼합 약액의 액적인 경우에는, 그들 혼합 전의 개개의 액을 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수 있다. 처리액으로서 SC1을 이용하는 경우에는, 암모니아수와 과산화 수소수를 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수 있다. 처리액으로서 SC2를 이용하는 경우에는, 염산과 과산화 수소수를 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수 있다. 처리액으로서 SPM을 이용하는 경우에는, 황산과 과산화 수소수를 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수 있다. 처리액으로서 버퍼드 불산을 이용하는 경우에는, 암모니아수와 불산을 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수 있다. 처리액으로서 FPM을 이용하는 경우에는, 불산과 과산화 수소수를 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수 있다.
또, 처리액으로서 희석 약액을 이용하는 경우에는, 희석 전의 약액과 물을 서로 상이한 처리액 토출구(74)로부터 토출시킬 수도 있다.
또, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류는, 처리액 공급 유닛(7)에 의해 통형상 공간(21)에 공급되는 처리액과 동일하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛(8)과, 스핀 척(5)을 둘러싸는 통형상의 처리 컵(9)을 포함한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 린스액 공급 유닛(8)은 린스액 노즐(81)을 포함한다. 린스액 노즐(81)은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐이며, 스핀 척(5)의 상방에서, 그 토출구를 기판(W)의 상면 중앙부를 향해 고정적으로 배치되어 있다. 린스액 노즐(81)에는, 린스액 공급원으로부터의 린스액이 공급되는 린스액 배관(82)이 접속되어 있다. 린스액 배관(82)의 도중부에는, 린스액 배관(82)을 개폐하기 위한 린스액 밸브(83)가 개재되어 있다. 린스액 밸브(83)가 열리면, 린스액 배관(82)으로부터 린스액 노즐(81)에 공급된 연속류의 린스액이, 린스액 노즐(81)의 하단에 설정된 토출구로부터 토출되어, 기판(W)의 상면에 공급된다. 또, 린스액 밸브(83)가 닫혀지면, 린스액 배관(82)으로부터 린스액 노즐(81)의 세정액의 공급이 정지되어, 린스액 노즐(81)로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 린스액 배관(82)으로부터 린스액 노즐(81)에 공급되는 린스액은, 예를 들어 물이다. 물은, 예를 들어 탈이온수(DIW)이지만, DIW에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도(예를 들어, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수 중 어느 하나여도 된다.
또, 린스액 공급 유닛(8)은, 린스액 노즐(81)을 이동시킴으로써, 기판(W)의 상면에 대한 린스액의 착액 위치를 기판(W)의 면 내에서 주사시키는 린스액 노즐 이동 장치를 구비하고 있어도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 컵(9)은, 스핀 척(5)에 유지되어 있는 기판(W)보다 바깥쪽(회전축선(A1)으로부터 떨어지는 방향)에 배치되어 있다. 처리 컵(9)은, 스핀 베이스(15)를 둘러싸고 있다. 스핀 척(5)이 기판(W)을 회전시키고 있는 상태로, 처리액이 기판(W)에 공급되면, 기판(W)에 공급된 처리액이 기판(W)의 주위로 떨쳐내어진다. 처리액이 기판(W)에 공급될 때, 상방향으로 열린 처리 컵(9)의 상단부(9a)는, 스핀 베이스(15)보다 상방에 배치된다. 따라서, 기판(W)의 주위에 배출된 약액이나 물 등의 처리액은, 처리 컵(9)에 의해 받아진다. 그리고, 처리 컵(9)에 받아진 처리액은, 도시하지 않은 회수 장치 또는 폐액 장치에 보내진다.
도 7은, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
제어 장치(3)는, 예를 들어 마이크로 컴퓨터를 이용하여 구성되어 있다. 제어 장치(3)는 CPU 등의 연산 유닛, 고정 메모리 디바이스, 하드 디스크 드라이브 등의 기억 유닛, 및 입출력 유닛을 가지고 있다. 기억 유닛에는, 연산 유닛이 실행하는 프로그램이 기억되어 있다.
또, 제어 장치(3)에는, 제어 대상으로서, 스핀 모터(13), 아암 요동 유닛(19), 아암 승강 유닛(20), 물리 승강 유닛(38), 배기 장치(40) 등이 접속되어 있다. 제어 장치(3)는, 미리 정해진 프로그램에 따라서, 스핀 모터(13), 아암 요동 유닛(19), 아암 승강 유닛(20), 물리 승강 유닛(38), 배기 장치(40) 등의 동작을 제어한다. 또, 제어 장치(3)는, 미리 정해진 프로그램에 따라서, 제1의 처리액 밸브(34), 제2의 처리액 밸브(56), 기체 밸브(58), 린스액 밸브(83) 등을 개폐한다. 또, 제어 장치(3)는, 미리 정해진 프로그램에 따라서, 유량 조정 밸브(35)의 개도를 조정한다.
도 8은, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9는, 상기 기판 처리예에 있어서의 물리 세정 처리 공정(S3)을 설명하기 위한 모식적인 도이다. 이하, 도 1~도 4, 도 7, 도 8 등을 참조하면서, 기판 처리예에 대해서 설명한다. 도 9는 적절히 참조한다.
처리 유닛(2)에 의해 세정 처리가 실행될 때는, 미세정 기판(W)이, 챔버(4)의 내부에 반입된다(도 8의 단계 S1).
구체적으로는, 기판(W)을 유지하고 있는 반송 로봇(CR)의 핸드(H)를 챔버(4)의 내부에 진입시킴으로써, 기판(W)이 그 표면(세정 대상면)을 상방을 향한 상태로 스핀 척(5)에 수도(受渡)된다. 그 후, 스핀 척(5)에 기판(W)이 유지된다.
스핀 척(5)에 기판(W)이 유지된 후, 제어 장치(3)는 스핀 모터(13)를 제어하여, 기판(W)을 회전 개시하게 한다(도 8의 단계 S2). 기판(W)의 회전 속도는, 액처리 속도(약 300rpm~약 1000rpm의 소정의 속도)까지 상승하게 된다(기판 회전 공정).
기판(W)의 회전이 액처리 속도에 이르면, 제어 장치(3)는, 액적에 의한 진동(물리력)이 부여된 처리액의 액주(46)를 이용하여 기판(W)의 상면을 세정하는 물리 세정 처리 공정(도 8의 단계 S3)을 실행한다.
구체적으로는, 제어 장치(3)는, 아암 요동 유닛(19)을 제어하여, 처리액 노즐(6)을 퇴피 위치로부터 기판(W)의 상방으로 인출한다. 다음에, 제어 장치(3)는, 아암 승강 유닛(20)을 제어하여, 처리액 노즐(6)을 하측 위치까지 하강시킨다. 이것에 의해, 처리액 노즐(6)을 하측 위치에 배치할 수 있다(노즐 배치 공정).
처리액 노즐(6)이 하측 위치에 배치되면, 제어 장치(3)는, 제1의 처리액 밸브(34)를 열고, 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급을 개시한다(처리액 공급 공정). 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급에 의해, 기판(W)의 상면에 있어서의 액주 형성 영역(45) 상에, 제1의 액주 부분(41)과 제2의 액주 부분(42)을 포함하는 처리액의 액주(46)가 형성된다(액주 형성 공정). 통형상 공간(21)에 있어서의 처리액의 액면(43)의 높이(즉, 제2의 액주 부분(42)의 상하 방향의 두께)는, 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량에 의존하고 있다. 제어 장치(3)는, 통형상 공간(21)에 있어서의 처리액의 액면(43)의 높이가, 소기 위치(즉, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하우징(36)의 하단으로부터 하방으로 간격(W0)을 둔 위치)가 되도록, 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량을 제어한다.
또, 제어 장치(3)는, 아암 승강 유닛(20)을 제어하여, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격을 변경하여 제1의 액주 부분(41)의 상하 방향의 두께(즉, 간격(W1))를 조정할 수 있다(제1의 간격 변경 공정). 아울러/이것에 대신하여, 제어 장치(3)는, 물리 승강 유닛(38)에 의해 제1의 물리력 부여 유닛(23)을 보디(22)에 대해 승강시키고, 또한, 유량 조정 밸브(35)의 개도를 조정하여 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량을 증감시킴으로써, 제2의 액주 부분(42)의 상하 방향의 두께를 조정할 수 있다(제2의 간격 변경 공정).
제2의 액주 부분(42)의 액면(43)의 높이가 소정 높이가 되면(제2의 액주 부분(42)이 형성되면), 제어 장치(3)는, 제2의 처리액 밸브(56) 및 기체 밸브(58)를 연다. 이것에 의해, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)에 대해, 처리액의 액적이 분사된다(액적 분사 공정).
제2의 액주 부분(42)의 액면(43)(처리액의 액주(46)의 액면)으로의 처리액의 액적의 분사에 의해, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)에 진동(물리력)이 부여되고, 이것에 의해, 처리액의 액주(46)에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주(46)를 전파하여 액주 형성 영역(45)(기판(W)의 상면)에 주어진다(물리력 부여 공정).
또, 기체 밸브(58)의 열림에 동기하여, 제어 장치(3)는, 배기 장치에 의한 배기(흡인)를 유효화한다. 이것에 의해, 도출구(27)의 내부가 흡인된다.
제2의 액주 부분(42)의 액면(43)에 대해 처리액의 액적이 고압으로 분사되기 때문에, 통형상 공간(21)의 내부 압력이 고압이 될 우려가 있다. 도출구(27)의 내부를 배기하여, 통형상 공간(21)에 존재하는 기체(특히, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하단과 제2의 액주 부분(42)의 액면(43) 사이의 상하 간극에 존재하는 기체나, 통형상 내벽(26)과 하우징(36) 사이의 환상의 간극에 존재하는 기체)를, 도출구(27)를 통과하여 통형상 공간(21) 밖으로 배출시킴으로써, 통형상 공간(21)의 내부 압력을 저감시킬 수 있고, 이것에 의해, 처리액의 액주(46)를 양호하게 형성할 수 있다.
또, 물리 세정 처리 공정 S2에서는, 제어 장치(3)는 아암 요동 유닛(19)을 제어하여, 도 9에 나타내는 바와 같이, 처리액 노즐(6)을, 중앙 위치(하부 개구(21b)가 기판의 상면의 중앙부에 대향하는 위치. 도 9에 실선으로 나타낸다)와 주연 위치(하부 개구(21b)가 기판의 상면의 주연부에 대향하는 위치. 도 9에 파선으로 나타낸다)의 사이에서, 원호형상의 궤적을 따라 수평으로 왕복 이동시킨다. 기판(W)을 회전축선(A1) 둘레로 회전시키면서, 액주 형성 영역(45)을, 기판(W)의 상면의 중앙부와 기판(W)의 상면의 주연부의 사이에서 이동시킴으로써, 액주 형성 영역(45)을, 기판(W)의 상면의 전역을 주사시킬 수 있다(액주 형성 영역 이동 공정). 이것에 의해, 액적에 의한 진동이 부여된 처리액의 액주(46)를 이용하여, 기판(W)의 상면의 전역을 세정할 수 있다.
제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터의 처리액의 액적의 토출 개시부터, 미리 정한 기간이 경과하면, 제어 장치(3)는, 제2의 처리액 밸브(56) 및 기체 밸브(58)를 닫고, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터의 처리액의 액적의 분사를 정지시킨다. 또, 제어 장치(3)는, 제1의 처리액 밸브(34)를 닫고, 하부 개구(21b)로부터의 처리액의 토출을 정지시킨다. 또, 제어 장치(3)는, 아암 승강 유닛(20)을 제어하여, 노즐 아암(17)을 상승시킨다. 노즐 아암(17)의 상승에 의해, 처리액 노즐(6)이, 기판(W)의 상면으로부터 크고 상방으로 상승하게 된다. 다음에, 제어 장치(3)는, 노즐 아암(17)을 요동시켜, 처리액 노즐(6)을 스핀 척(5)의 측방의 퇴피 위치로 되돌린다. 이것에 의해, 물리 세정 처리 공정이 종료된다.
다음에, 제어 장치(3)는, 기판의 상면의 처리액을 린스액으로 씻어내는 린스 공정(도 8의 단계 S4)을 행한다. 구체적으로는, 제어 장치(3)는 린스액 밸브(83)를 연다. 린스액 노즐(81)로부터 토출된 린스액은, 기판(W)의 상면 중앙부에 착액하고, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 상면 상을 기판(W)의 주연부를 향해 흐른다. 이것에 의해, 기판(W) 상의, 이물을 포함하는 처리액의 액막이 린스액의 액막으로 치환된다.
린스액의 토출 개시부터 소정 기간이 경과하면, 제어 장치(3)는, 린스액 밸브(83)를 닫고 린스액 노즐(81)로부터의 린스액의 토출을 정지시킨다. 이것에 의해, 린스 공정 S4가 종료된다.
다음에, 기판(W)을 건조시키는 스핀 드라이 공정(도 8의 단계 S5)이 행해진다. 구체적으로는, 제어 장치(3)는 스핀 모터(13)를 제어함으로써, 린스 공정 S4에 있어서의 회전 속도보다 큰 건조 회전 속도(예를 들어 수천 rpm)까지 기판(W)을 가속시켜, 그 건조 회전 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 이것에 의해, 큰 원심력이 기판(W) 상의 액체에 가해져, 기판(W)에 부착되어 있는 액체가 기판(W)의 주위로 떨쳐내어진다. 이와 같이 하여, 기판(W)으로부터 액체가 제거되어, 기판(W)이 건조된다.
기판(W)의 고속 회전의 개시부터 소정 기간이 경과하면, 제어 장치(3)는, 스핀 모터(13)를 제어함으로써, 스핀 척(5)에 의한 기판(W)의 회전을 정지시킨다(도 8의 단계 S6).
그 후, 챔버(4) 내로부터 기판(W)이 반출된다(도 8의 단계 S7). 구체적으로는, 제어 장치(3)는, 반송 로봇(CR)의 핸드를 챔버(4)의 내부에 진입시킨다. 그리고, 제어 장치(3)는, 반송 로봇(CR)의 핸드에 스핀 척(5) 상의 기판(W)을 유지시킨다. 그 후, 제어 장치(3)는, 반송 로봇(CR)의 핸드를 챔버(4) 내로부터 퇴피시킨다. 이것에 의해, 세정 처리 후의 기판(W)이 챔버(4)로부터 반출된다.
이상과 같이, 이 실시 형태에 의하면, 처리액 노즐(6)에 의해 기판(W)의 상면에 처리액의 액주(46)가 형성된다. 처리액의 액주(46)는, 처리액 노즐(6)의 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주 부분(41)과, 제1의 액주 부분(41)으로부터 상방으로 연속되고, 통형상 공간(21)에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분(42)을 포함한다. 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)으로의 처리액의 액적의 분사에 의해, 처리액의 액주(46)에 진동(물리력)이 부여되고, 이것에 의해, 처리액의 액주(46)에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주(46)를 전파하여 액주 형성 영역(45)(기판(W)의 상면)에 주어진다. 이것에 의해, 액주 형성 영역(45)(기판(W)의 상면)를 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터의 처리액의 액적을, 처리액의 액주(46)를 통하여 기판(W)에 부여하므로, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터의 처리액의 액적을, 기판(W)에 직접 부여하는 경우와 비교해, 기판(W)에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
이것에 의해, 기판(W)으로의 데미지를 억제하면서, 처리액의 액적에 의한 진동(물리력)을 이용한 세정 처리를 기판(W)에 양호하게 실시할 수 있다.
또, 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)가, 변경(조정) 가능하게 설치되어 있다. 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)가 작으면, 후술하는 액주 형성 영역(45)에 주어지는 충격력이 커져, 기판(W)의 상면에 데미지가 주어질 우려가 있다. 그 한편, 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)가 크면, 액주 형성 영역(45)에 충분한 충격력이 주어지지 않는다는 문제도 있다. 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)를 최적의 두께로 조정함으로써, 데미지를 억제하면서 기판(W)의 상면에 충분한 충격력을 부여할 수 있다.
또한, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격(W1)을 너무 크게 하면, 제1의 액주 부분(41)이 기둥형상의 형체를 유지할 수 없게 될 우려도 있다. 이 실시 형태에서는, 제1의 액주 부분(41)의 상하 방향의 두께와, 제2의 액주 부분(42)의 상하 방향의 두께(제2의 액주 부분(42)의 액면(43)과 하부 개구(21b) 사이의 간격(W2))를 개별적으로 변경시킴으로써, 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)를 조정할 수 있다. 즉, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격(W1)에 관계없이, 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 제1의 액주 부분(41)의 기둥형상의 형체를 유지하면서, 처리액의 액주(46)의 상하 방향의 두께(W3)를 최적의 두께로 조정할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 제2의 실시 형태에 따른 처리액 노즐(201)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다. 처리액 노즐(201)은, 처리액 노즐(6)(도 2 참조)에 대신해서 이용된다.
제2의 실시 형태에 있어서, 제1의 실시 형태와 공통되는 부분에는, 도 1~도 9의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 처리액 노즐(201)이, 제1의 실시 형태에 따른 처리액 노즐(6)(도 2 참조)과 상이한 주된 점은, 보디(22)에 대신해서, 보디(202)를 구비하고 있는 점이다. 보디(202)는, 거의 원기둥형상의 외형을 가지고 있다. 도시하지 않지만, 보디(202)는, 노즐 아암(17)(도 2 참조)에 동반 승강 가능하게 부착되어 있다.
이하의 설명에서는, 보디(202)(내통(203), 외통(204) 및 플랜지(205)를 포함한다)의 둘레방향을 둘레방향(C)로 한다. 보디(22)의 직경방향을 직경방향(R)로 한다.
보디(202)는, 상하 방향으로 연장되는 내통(203)과, 내통(203)의 측방을 둘러싸는 외통(204)와, 내통(203)의 하단 부분의 외주로부터, 내통(203)의 직경방향(R)의 바깥쪽을 향해 돌출하는 원반형상의 플랜지(205)를 포함한다. 내통(203)의 하단보다 약간 위쪽으로부터 직경방향(R)의 바깥쪽으로 튀어나오는 원환형상의 저판(206)에 의해, 외통(204)의 하단 부분이 폐색되어 있다.
내통(203)의 내주면은, 소정의 연직축 둘레로 원통형상을 이루는 통형상 내벽(207)에 의해 구성되어 있다. 통형상 내벽(207) 및 내통(203)의 상면 및 하면(203b)에 의해, 상하 방향으로 연장되는 원통형상의 통형상 공간(21)이 구획되어 있다. 통형상 공간(21)은, 내통(203)의 하면(203b)에 개구하여, 원형의 하부 개구(21b)를 형성하고, 내통(203)의 상면에 개구하여, 원형의 상부 개구를 형성하고 있다. 하부 개구(21b)와 상부 개구의 직경은 서로 동일하다.
외통(204) 및 내통(203)의 사이에는, 통형상 공간(21)에 처리액을 공급하기 위한 원통형상의 제2의 공급 유로(208)가 형성되어 있다. 제2의 공급 유로(208)에는, 제1의 처리액 공급 배관(33)(도 2 등 참조)이 접속되어 있다. 내통(203)에 있어서의 저판(206)과의 결합 부분의 바로 윗쪽에는, 제2의 공급 유로(208)와 통형상 공간(21)을 연통하는 처리액 공급구(209)가 개구하고 있다. 이 실시 형태에서는, 2개의 처리액 공급구(209)가 둘레방향(C)으로 180° 간격을 두고 설치되어 있다. 처리액 공급구(209)는, 제1의 실시 형태에 따른 처리액 공급구(25)(도 3 참조)로 동등한 기능을 나타낸다.
내통(203)의 상측 부분에는, 도출구(210)가 개구하고 있다. 도출구(210)는, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)보다 항상 높아지는 위치에 설치되어 있다. 이 실시 형태에서는, 2개의 도출구(210)가 둘레방향(C)으로 180° 간격을 두고 설치되어 있고, 둘레방향(C)에 관해서 처리액 공급구(209)와 맞춰져 있다. 그러나, 둘레방향(C)에 관해서 도출구(210)가 처리액 공급구(209)와 어긋나 있어도 된다.
도출구(210)에는, 배기 장치(40)(도 7 참조)의 일단이 접속된 배기 배관(211)의 타단이, 외통(204)을 관통하여 접속되어 있다. 배기 장치(40)는, 도출구(210)의 내부를 배기하여, 통형상 공간(21)에 존재하는 기체(특히, 제1의 물리력 부여 유닛(23)의 하단과 제2의 액주 부분(42)의 액면(43) 사이의 상하 간극에 존재하는 기체나, 통형상 내벽(207)과 하우징(36) 사이의 환상의 간극에 존재하는 기체)를, 도출구(210)를 통과하여 통형상 공간(21) 밖으로 배출시킴으로써, 통형상 공간(21)의 내부 압력을 저감시킬 수 있고, 이것에 의해, 처리액의 액주(46)를 양호하게 형성할 수 있다.
처리 유닛에 의해 기판(W)에 대해 처리를 행할 때에는, 처리액 노즐(201)이, 기판(W)의 상면에 근접해서 대향하는 하측 위치(도 10에 나타내는 위치)에 배치된다. 이 상태로, 처리액 공급원으로부터의 처리액이, 제1의 처리액 공급 배관(33)을 통하여 제2의 공급 유로(208)에 공급된다. 제2의 공급 유로(208)에 공급된 처리액은, 처리액 공급구(209)로부터, 통형상 공간(21)에 수평으로 도입된다. 통형상 공간(21)에 수평으로 도입된 처리액은, 하부 개구(21b)로부터 바로 유출되지 않고 통형상 공간(21)에 일단 멈춘다. 이것에 의해, 통형상 공간(21)에 처리액을 양호하게 모을 수 있다.
통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급에 의해, 기판(W)의 상면에, 제1 및 제2의 액주 부분(41, 42)을 포함하는 처리액의 액주(46)가 형성된다.
이상에 의해, 제2의 실시 형태에 의하면, 제1의 실시 형태에 있어서 설명한 작용 효과와 동일한 작용 효과를 나타낸다.
도 11은, 본 발명의 제3의 실시 형태에 따른 처리액 노즐(301)의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 종단면도이다. 처리액 노즐(301)은, 처리액 노즐(6)(도 2 참조)에 대신해서 이용된다.
제3의 실시 형태에 있어서, 제1의 실시 형태와 공통되는 부분에는, 도 1~도 9의 경우와 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 처리액 노즐(301)이, 제1의 실시 형태에 따른 처리액 노즐(6)과 상이한 주된 점은, 액적 분사 유닛으로 이루어지는 제1의 물리력 부여 유닛(23)(도 3 참조)에 대신해서, 초음파 부여 유닛으로 이루어지는 제2의 물리력 부여 유닛(302)을 설치한 점에 있다. 제2의 물리력 부여 유닛(302)은, 통형상 공간(21)에 모여 있는 처리액(제2의 액주 부분(42))에 초음파 진동을 부여하는 유닛이다.
제2의 물리력 부여 유닛(302)은, 하우징을 구성하는 상자형상의 커버(303)와, 커버(303) 내에 수용된 초음파 진동자(304)와, 초음파 진동자(304)에 의해 진동하게 되는 진동체(305)를 포함한다. 초음파 진동자(304)는, 제어 장치(3)(도 7 참조)에 의해 제어되는 초음파 발진기(306)로부터의 전기 신호를 받아 초음파 진동하도록 구성되어 있다. 진동체(305)는, 예를 들어 판형상이다.
제2의 물리력 부여 유닛(302)의 하면은 진동면(307)이며, 진동면(307)은, 진동체(305)의 하면에 의해 구성되어 있다. 진동면(307)은, 스핀 척(5)에 유지된 기판(W)의 상면과 평행이 되도록 수평면을 따르는 평탄면을 이루고 있다. 진동체(305)는, 예를 들어 석영이나 사파이어를 이용하여 형성되어 있어도 된다. 진동면(307)은, 그 전역이 제2의 액주 부분(42)에 접액하고 있다.
또, 커버(303)에는, 서보모터나 볼나사 기구 등으로 구성되는 물리 승강 유닛(308)(제2의 간격 변경 유닛)이 결합되어 있다. 물리 승강 유닛(308)의 구동에 의해, 제2의 물리력 부여 유닛(302)을 보디(22)에 대해 승강시킬 수 있다. 제어 장치(3)는, 물리 승강 유닛(38)에 의해 제2의 물리력 부여 유닛(302)을 보디(22)에 대해 승강시키고, 또한, 유량 조정 밸브(35)의 개도를 조정하여 통형상 공간(21)으로의 처리액의 공급 유량을 증감시킴으로써, 진동체(305)의 진동면(307)과 하부 개구(21b) 사이의 간격(W4)을 조정할 수 있다.
보디(309)는, 통체(24)에 도출구(27)(도 3 참조)가 설치되어 있지 않은 점을 제외하고, 제1의 실시 형태에 따른 보디(22)와 거의 동일한 구성이다. 초음파 부여 유닛으로 이루어지는 제2의 물리력 부여 유닛(302)에 의한 물리력의 부여에 따라서는 통형상 공간(21)의 내부 압력은 상승하지 않기 때문에, 기체의 도출에 관한 구성(도출구(27), 배기 배관(39), 배기 장치(40) 등)에 상당하는 구성은 생략된다.
제3의 실시 형태에 따른 처리 유닛에 있어서도, 처리 유닛(2)과 동일한 기판 처리예가 실행된다. 이하, 물리 세정 공정(도 8의 S3)에 있어서의, 상술한 기판 처리예와 상이한 점만 설명한다. 물리 세정 공정(도 8의 S3)에서는, 기판(W)의 상면에 있어서의 액주 형성 영역(45) 상에, 제1의 액주 부분(41)과 제2의 액주 부분(42)을 포함하는 처리액의 액주(46)가 형성되어 있는 상태에서, 제2의 액주 부분(42)의 액면(43)의 높이가 소정 높이가 되면(제2의 액주 부분(42)이 형성되면), 제어 장치(3)는, 초음파 발진기(306)를 제어하여, 제2의 물리력 부여 유닛(302)의 초음파 진동자(304)의 발진을 개시하게 한다. 초음파 진동자(304)의 진동에 의해, 진동체(305) 및 진동면(307)이 진동한다. 그 때문에, 초음파 진동자(304)의 진동이 진동면(307)을 통하여, 제2의 액주 부분(42)에 부여된다.
제2의 액주 부분(42)에 초음파 진동자(304)로부터 초음파 진동이 부여됨으로써, 처리액의 액주(46)에 충격파가 발생하고, 이 충격파가 처리액의 액주(46)를 전파하여 기판(W)의 상면에 주어진다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면을 양호하게 세정할 수 있다.
이 경우, 처리액의 액주(46)의 높이를 충분히 확보할 수 있으므로, 얇은 액막을 통하여 초음파 진동을 기판(W)에 부여하는 경우와 비교해, 기판(W)에 주어지는 데미지를 저감시킬 수 있다.
이것에 의해, 기판(W)으로의 데미지를 억제하면서, 초음파 진동이 부여된 처리액을 이용한 세정 처리를 기판에 양호하게 실시할 수 있다.
또, 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(W5)이, 변경(조정) 가능하게 설치되어 있다. 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(W5)이 작으면, 후술하는 액주 형성 영역(45)에 주어지는 충격력이 커져, 기판(W)의 상면에 데미지가 주어질 우려가 있다. 그 한편, 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(즉, 「제2의 액주 부분(42)의 액면(43)과 기판(W)의 상면 사이의 간격」과 동일한 것으로 봄)(W5)이 크면, 기판(W)의 상면에 충분한 충격력이 주어지지 않는다는 문제도 있다. 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(W5)을 최적의 두께로 조정함으로써, 데미지를 억제하면서 기판(W)의 상면에 충분한 충격력을 부여할 수 있다.
또한, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격(W1)을 너무 크게 하면, 제1의 액주 부분(41)이 기둥형상의 형체를 유지할 수 없게 될 우려도 있다. 이 실시 형태에서는, 제1의 액주 부분(41)의 상하 방향의 두께와, 진동체(305)의 진동면(307)과 하부 개구(21b) 사이의 간격(즉, 「제2의 액주 부분(42)의 액면(43)과 하부 개구(21b) 사이의 간격」과 동일한 것으로 봄)(W4)을 개별적으로 변경시킴으로써, 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(W5)을 조정할 수 있다. 즉, 하부 개구(21b)와 기판(W)의 상면 사이의 간격(W1)에 관계없이, 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(W5)을 조정할 수 있다. 이것에 의해, 제1의 액주 부분(41)의 기둥형상의 형체를 유지하면서, 진동체(305)의 진동면(307)과 기판(W)의 상면 사이의 간격(W5)을 최적의 두께로 조정할 수 있다.
이상, 이 발명의 3개의 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 이 발명은, 또 다른 형태로 실시할 수도 있다. 이 발명의 범위에 포함되는 몇개의 형태를 이하에 예시적으로 열거한다.
예를 들어 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 제1의 공급 유로(29)는 수평으로 연장되는 것에 한정되지 않고, 수평면에 대해 경사지는 것이어도 된다. 이 경우, 제1의 공급 유로(29)는, 처리액 공급구(25)로부터 처리액을, 수평면에 대해 경사지는 방향으로 통형상 공간(21)에 도입한다.
또, 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 제1의 공급 유로(29)의 갯수는, 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다. 또, 제1의 공급 유로(29)는 직선형상이 아니고, 예를 들어 통형상의 공간을 가지고 있어도 된다.
또, 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 도출구(27)는, 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다. 또, 도출구(27)는 구멍이 아니고, 슬릿을 이용하여 형성되어 있어도 된다.
또, 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 액적 분사 유닛으로 이루어지는 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로서, 처리액 토출구 및 기체 토출구를 2세트 가지는 이른바 4유체 노즐의 형상을 채용했지만, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로서, 공지의 이른바 2유체 노즐(예를 들어 일본 특허공개 2012-216777호 공보 참조)의 양태를 채용해도 된다. 이와 같은 2유체 노즐은, 처리액 토출구 및 기체 토출구를 1세트만 가지고 있다. 2유체 노즐은, 노즐 보디 밖에서 기체와 액체를 충돌시켜 그들을 혼합하여 액적을 생성하는 외부 혼합형의 2유체 노즐이어도 되고, 노즐 보디 내에서 기체와 액체를 혼합하여 액적을 생성하는 내부 혼합형의 2유체 노즐이어도 된다.
또, 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 액적 분사 유닛으로 이루어지는 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로서, 기액 혼합 방식의 액적 분사 유닛이 아니고, 잉크젯 방식에 의해 처리액의 액적을 분사하는 공지의 잉크젯 분사 유닛(일본 특허공개 2014-179567호 공보 참조)이 채용되어 있어도 된다. 이 경우, 잉크젯 분사 유닛에 의한 처리액의 액적의 분사에 따라서는 통형상 공간(21)의 내부 압력은 상승하지 않기 때문에, 도출구(27)에 상당하는 구성은 생략된다.
또, 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 처리액 공급 유닛(7)에 의해 통형상 공간(21)에 공급되는 처리액의 종류가, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류와 상이해도 된다. 이 경우, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류가, 예를 들어 약액이며, 통형상 공간(21)에 공급되는 처리액의 종류가, 예를 들어 물이어도 된다.
또, 제1 및 제3의 실시 형태에 있어서, 제1의 물리력 부여 유닛(23)으로부터 공급되는 처리액으로 통형상 공간(21)에 처리액을 모을 수 있다면, 처리액 공급 유닛(7)을 생략해도 된다.
또, 제2의 실시 형태와 제3의 실시 형태를 조합해도 된다. 즉, 처리액 노즐에 있어서, 초음파 부여 유닛으로 이루어지는 제2의 물리력 부여 유닛(302)(도 11 참조)을 채용하면서, 보디로서 보디(202)(도 10 참조)를 채용해도 된다.
또, 처리액 노즐(6, 201, 301)에 있어서, 보디(22, 202)가 노즐 아암(17)에 동반 승강 가능하게 부착되고, 또한 물리력 부여 유닛(23, 302)이 보디(22, 202)에 의해 승강 가능하게 지지되어 있는 것으로서 설명했지만, 물리력 부여 유닛(23, 302)이 노즐 아암(17)에 동반 승강 가능하게 부착되고, 또한 물리력 부여 유닛(23, 302)에 의해 보디(22, 202)가 승강 가능하게 지지되어 있어도 된다. 이 경우, 제2의 간격 변경 유닛은, 물리력 부여 유닛(23, 302)이 아니고, 보디(22, 202)에 결합된다.
또, 상술한 각 실시 형태에서는, 기판 처리 장치가 원판형상의 기판(W)을 처리하는 장치인 경우에 대해서 설명했지만, 기판 처리 장치가, 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 다각형의 기판을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예로 한정해서 해석되어야 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2017년 1월 16일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017-005292호에 대응하고 있고, 이 출원의 전 개시는 여기에 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.
1: 기판 처리 장치 3: 제어장치
5: 스핀 척(기판 유지 유닛) 6: 처리액 노즐
7: 처리액 공급 유닛 13: 스핀 모터(기판 회전 유닛)
19: 아암 요동 유닛(액주 형성 영역 이동 유닛)
20: 아암 승강 유닛(제1의 간격 변경 유닛) 21: 통형상 공간
21b: 하부 개구 23: 제1의 물리력 부여 유닛
25: 처리액 공급구 26: 통형상 내벽
27: 도출구 29: 제1의 공급 유로
30: 플랜지 32: 처리액 도입구
38: 물리 승강 유닛(제2의 간격 변경 유닛) 41: 제1의 액주 부분
42: 제2의 액주 부분 43: 액면
45: 액주 형성 영역 46: 처리액의 액주
201: 처리액 노즐 202: 보디
203: 내통 205: 플랜지
207: 통형상 내벽 208: 제2의 공급 유로
209: 처리액 공급구 210: 도출구
301: 처리액 노즐 302: 제2의 물리력 부여 유닛
304: 초음파 진동자
308: 물리 승강 유닛(제2의 간격 변경 유닛) 309: 보디
A1: 회전축선(연직축선) W: 기판
W1: 간격 W4: 간격
W5: 간격

Claims (21)

  1. 기판을 수평 자세로 유지하기 위한 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면에 대향하는 하부 개구, 및 상하 방향의 통형상 공간이며 상기 하부 개구로부터 상방으로 연속되는 통형상 공간을 구획하는 내벽을 가지고, 상기 하부 개구로부터 처리액을 토출하는 처리액 노즐과,
    상기 하부 개구와 상기 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주(液柱) 부분과, 상기 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 상기 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함하는 처리액의 액주를, 상기 기판의 상면에 형성하는 액주 형성 유닛과,
    상기 제2의 액주 부분에 물리력을 부여하는 물리력 부여 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액주 형성 유닛은, 상기 물리력 부여 유닛에 관계없이 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 내벽에는, 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급구가 형성되어 있고,
    상기 처리액 공급 유닛은, 상기 처리액 공급구로부터 처리액을 수평으로 상기 통형상 공간에 도입하는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 처리액 노즐은, 상기 내벽으로부터 횡방향으로 튀어나오는 플랜지를 포함하고,
    상기 처리액 공급 유닛은, 상기 통형상 공간과 상기 플랜지에 형성된 처리액 도입구를 연통하는 제1의 공급 유로를 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 처리액 노즐은,
    상기 내벽을 가지는 내통과,
    상기 내통의 측방을 둘러싸는 외통을 포함하고,
    상기 처리액 공급 유닛은, 상기 내통과 상기 외통의 사이에 구획된 통형상의 제2의 공급 유로를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액주 형성 유닛은,
    상기 하부 개구와 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 상면 사이의 간격을 변경하는 제1의 간격 변경 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 액주 부분의 액면과 상기 하부 개구 사이의 간격을 변경하는 제2의 간격 변경 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액 노즐은, 상기 내벽의 하측 부분으로부터 횡방향으로 튀어나오는 플랜지를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물리력 부여 유닛이, 상기 제2의 액주 부분의 액면을 향해 처리액의 액적을 분사하는 액적 분사 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 통형상 내벽에는, 상기 통형상 공간에 존재하고 있는 기체를 상기 통형상 공간 밖으로 도출하는 도출구가 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛에 의해 공급되는 처리액의 종류가, 상기 액적 분사 유닛으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류와 동일한, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛에 의해 공급되는 처리액의 종류가, 상기 액적 분사 유닛으로부터 분사되는 처리액의 액적의 종류와 상이한, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물리력 부여 유닛이, 상기 제2의 액주 부분에 접액(接液)하여, 상기 제2의 액주 부분에 초음파 진동을 부여하는 초음파 진동자를 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을, 당해 기판의 중앙부를 통과하는 연직축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛과,
    상기 기판 회전 유닛에 의해 회전되고 있는 기판의 상면에 있어서, 상기 처리액의 액주가 형성되는 액류 형성 영역을, 상기 기판의 상면의 중앙부와, 상기 기판의 상면의 주연부의 사이에서 이동시키는 액주 형성 영역 이동 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 하부 개구, 및 상하 방향의 통형상 공간이며 하부 개구로부터 상방으로 연속되는 통형상 공간을 구획하는 내벽을 가지는 처리액 노즐을, 수평 자세로 유지되어 있는 기판의 상면에 상기 하부 개구가 대향하도록 배치하는 노즐 배치 공정과,
    상기 처리액 노즐에 처리액을 공급함으로써, 상기 하부 개구와 상기 기판의 상면의 사이를 처리액으로 액밀하게 채우는 제1의 액주 부분과, 상기 제1의 액주 부분으로부터 상방으로 연속되고, 상기 통형상 공간에 모인 처리액으로 이루어지는 제2의 액주 부분을 포함하는 처리액의 액주를, 상기 기판의 상면에 형성하는 액주 형성 공정과,
    상기 제2의 액주 부분에 물리력을 부여하는 물리력 부여 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 액주 형성 공정은, 상기 물리력 부여 공정에 관계없이 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 내벽에는, 상기 통형상 공간에 처리액을 공급하는 처리액 공급구가 형성되어 있고,
    상기 처리액 공급 공정은, 상기 처리액 공급구로부터 처리액을 수평으로 상기 통형상 공간에 도입하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  18. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액주 형성 유닛은,
    상기 하부 개구와 상기 기판의 상면 사이의 간격을 변경하는 제1의 간격 변경 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  19. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 액주 부분의 액면과 상기 하부 개구 사이의 간격을 변경하는 제2의 간격 변경 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  20. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물리력 부여 공정이, 상기 제2의 액주 부분의 액면을 향해 처리액의 액적을 분사하는 액적 분사 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  21. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을, 당해 기판의 중앙부를 통과하는 연직축선 둘레로 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판 회전 공정에 있어서, 상기 처리액의 액주가 형성되는 액류 형성 영역을, 상기 기판의 상면의 중앙부와, 상기 기판의 상면의 주연부의 사이에서 이동시키는 액주 형성 영역 이동 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
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