KR20190099309A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20190099309A
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노부아키 오키타
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

컵에 부착된 이물질이 기판에 재부착되는 것을 저감시키는 기술을 제공한다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 을 둘러싸기 가능한 통형상으로 형성된 제 1 통형상부 (321) 및 제 2 통형상부 (322) 를 갖고, 제 2 통형상부 (322) 가 제 1 통형상부 (321) 의 상측에 연결되어 있는 상컵부 (32) 를 갖는다. 또, 기판 처리 장치 (1) 는, 상컵부 (32) 를 연직 방향으로 이동시킴으로써, 상컵부 (32) 를, 제 1 통형상부 (321) 가 기판 (W) 을 둘러싸는 위치, 및, 제 2 통형상부 (322) 가 기판 (W) 을 둘러싸는 위치의 각각에 정지시키는 컵 이동부 (36) 를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은, 기판 처리 기술에 관한 것이다.
웨이퍼 처리에 있어서는, 웨이퍼 표면의 먼지나 부착물, 퇴적물 등을 제거하기 위해, 스크러버 처리가 실시되는 경우가 있다. 이 스크러버 처리에서는, 회전 중인 웨이퍼에 브러시를 적당한 압력으로 접촉시키고, 소정의 처리액을 기판에 공급하면서 브러시를 이동시키는 브러시 처리가 실시된다. 그 후, 브러시를 대피시키고 나서, 기판을 고속으로 회전시킴으로써, 기판 상의 액체를 털어내는 건조 처리가 실시된다. 이와 같은 스크러버 처리를 실시하는 장치로는, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 것이 있다.
일본 공개특허공보 2009-231628호
특허문헌 1 의 기판 처리 장치에서는, 브러시 처리와 건조 처리에 있어서, 기판으로부터 털어내어진 액체를, 동일한 상 (上) 컵의 내주면 (內周面) 에서 받아내도록 구성되어 있다. 이 때문에, 각 처리에 전용 상컵을 준비하는 경우에 비하면, 장치의 공간 절약화, 비용 억제, 제어의 간이화를 도모할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1 의 기판 처리 장치의 경우, 브러시 처리시에 발생한 이물질을 함유하는 액체가 상컵에 부착될 수 있다. 그러면, 건조 처리시에 털어내어진 액체가 상컵에 충돌함으로써, 그 이물질이 기판에 재부착될 우려가 있었다.
그래서, 본 발명은, 컵에 부착된 이물질이 기판에 재부착되는 것을 저감시키는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 제 1 양태는, 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 기판을 수평 자세로 유지하고, 연직 방향과 평행한 회전축선 둘레로 회전하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부를 회전시키는 회전 구동부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸기 가능한 통형상으로 형성된 제 1 통형상부 및 제 2 통형상부를 갖고, 상기 제 2 통형상부가 상기 제 1 통형상부의 연직 방향의 일방측에 연결되어 있는 컵부와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에 처리액을 공급하여 당해 기판을 처리하는 처리부와, 상기 컵부를 상기 기판 유지부에 대해 연직 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 컵부를, 상기 제 1 통형상부가 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸는 제 1 상대 위치, 및, 상기 제 2 통형상부가 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸는 제 2 상대 위치의 각각에 정지시키는 상대 이동 기구를 구비한다.
또, 제 2 양태는, 제 1 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제 2 통형상부가, 상기 제 1 통형상부의 상측에 연결되어 있다.
또, 제 3 양태는, 제 2 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 통형상부가, 상기 제 2 통형상부보다 내폭이 작아지는 부분을 갖는다.
또, 제 4 양태는, 제 2 양태 또는 제 3 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 컵부는, 상기 제 2 통형상부로부터 상기 제 1 통형상부에 걸쳐, 내폭이 점차 작아진다.
또, 제 5 양태는, 제 3 양태 또는 제 4 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 컵부의 연직 방향의 중간부에 형성되어 있고, 상기 제 1 통형상부의 내주면으로부터 상기 컵부의 내측 방향으로 장출 (張出) 되고, 또한, 내연 (內緣) 부가 연직 방향으로 상기 기판 유지부가 통과 가능한 구멍을 형성하고 있는 환상부와, 상기 제 1 통형상부와 상기 환상부를, 이들 사이에 간극을 형성하면서 연결하는 연결부를 추가로 구비한다.
또, 제 6 양태는, 제 2 양태 내지 제 5 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 통형상부의 내주면이, 상기 제 2 통형상부의 내주면보다 친수성이 높은 친수성 표면이다.
또, 제 7 양태는, 제 1 양태 내지 제 6 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 상대 이동 기구는, 상기 컵부를 연직 방향으로 이동시킨다.
또, 제 8 양태는, 제 1 양태 내지 제 7 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 회전 구동부는, 상기 컵부가 상기 제 2 상대 위치에 있을 때에, 상기 컵부가 상기 제 1 상대 위치에 있을 때보다 상기 기판 유지부를 고속으로 회전시킨다.
또, 제 9 양태는, 제 8 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 처리부는, 상기 상대 이동 기구, 상기 회전 구동부 및 상기 처리부를 제어하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 컵부를 상기 제 1 상대 위치에 정지시킨 상태에서, 회전 중인 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제 1 처리를 실시하고, 상기 컵부를 상기 제 2 상대 위치에 정지시킨 상태에서, 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 기판의 표면의 액체를 제거하는 제 2 처리를 실시한다.
또, 제 10 양태는, 제 9 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 처리는, 상기 기판의 상면 전역에 상기 처리액의 막을 형성하는 처리를 포함한다.
또, 제 11 양태는, 제 9 양태 또는 제 10 양태의 기판 처리 장치로서, 상기 처리부는, 상기 기판의 표면에 맞닿아지는 브러시부와, 상기 브러시부를 상기 기판에 맞닿게 하는 맞닿음 위치와 상기 기판으로부터 멀어진 대피 위치 사이에서 이동시키는 브러시 이동 기구를 추가로 갖고, 상기 제어부는, 상기 브러시 이동 기구를 추가로 제어하고, 상기 제 1 처리는, 상기 브러시부를 회전 중인 상기 기판에 맞닿게 하여 상기 기판을 처리하는 브러시 처리를 포함한다.
또, 제 12 양태는, 제 1 양태 내지 제 11 양태 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 컵부는, 상기 제 2 통형상부의 연직 방향의 일방측에 연결되고, 상기 기판을 둘러싸기 가능하게 형성된 제 3 통형상부를 추가로 포함하고, 상기 상대 이동 기구는, 상기 컵부를 상기 기판 유지부에 대해 연직 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 제 3 통형상부가 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸는 제 3 상대 위치에 상기 컵부를 정지시킨다.
또, 제 13 양태는, 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, (a) 기판을 수평 자세로 유지하는 유지 공정과, (b) 상기 기판을 컵부에 있어서의 통형상의 제 1 통형상부로 둘러싸는 제 1 둘러싸기 공정과, (c) 상기 제 1 통형상부에 둘러싸인 상기 기판을 회전시키면서, 그 기판의 표면에 처리액을 공급하는 제 1 처리 공정과, (d) 상기 제 1 처리 공정 후, 상기 컵부에 있어서의 상기 제 1 통형상부의 연직 방향의 일방측에 연결된 통형상의 제 2 통형상부로 상기 기판을 둘러싸는 제 2 둘러싸기 공정과, (e) 상기 제 2 통형상부에 둘러싸인 상기 기판을 회전시키는 제 2 처리 공정을 포함한다.
또, 제 14 양태는, 제 13 양태의 기판 처리 방법으로서, 상기 제 2 통형상부가, 상기 제 1 통형상부의 상측에 연결되어 있다.
제 1 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 기판이 컵부의 제 1 통형상부에 둘러싸이는 상태에서 제 1 처리를 실시하고, 기판이 컵부의 제 2 통형상부에 둘러싸인 상태에서 제 2 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 제 1 처리시에, 기판 상의 이물질을 함유하는 액체가 제 1 통형상부에 털어내어짐으로써, 그 이물질이 제 1 통형상부에 부착되었다고 해도, 제 2 처리시에, 그 이물질이 기판에 재부착되는 것을 저감시킬 수 있다.
제 2 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 기판이 제 1 통형상부에 둘러싸인 상태에서 제 1 처리를 실시함으로써, 처리 중에 발생한 이물질은, 제 2 통형상부보다 하측의 제 1 통형상부에 부착될 수 있다. 이 때문에, 기판이 제 2 통형상부에 둘러싸인 상태에서 제 2 처리를 실시할 때, 이물질이 부착된 제 1 통형상부가 기판보다 하측에 배치되기 때문에, 그 이물질이 기판에 재부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
제 3 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 2 처리에 있어서 기판으로부터 외방으로 털어내어진 액체는, 제 2 통형상부에 받아내어지고, 제 1 통형상부에 있어서의 제 2 통형상부보다 내폭이 작아지는 부분의 내주면을 따라 흘러내릴 수 있다. 이로써, 제 1 통형상부의 상기 부분에 부착된 이물질을 씻어낼 수 있다.
제 4 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 2 처리에 있어서 기판으로부터 털어내어진 액체는, 제 2 통형상부에 받아내어지고, 제 2 통형상부로부터 제 1 통형상부에 걸쳐 내폭이 점차 작아지는 부분의 내주면을 따라 흘러내릴 수 있다. 이로써, 제 1 통형상부에 있어서의 제 2 통형상부와 연결하는 부분으로부터 그 하측의 부분에 부착된 이물질을 씻어낼 수 있다.
제 5 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 처리시에, 기판으로부터 털어내어지는 액체 중, 제 1 통형상부로부터 상측의 제 2 통형상부측을 향하는 액체를, 환상부에 의해 받아낼 수 있다. 이로써, 제 1 통형상부로부터 상측의 제 2 통형상부로 이물질을 함유하는 액체가 부착되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제 2 처리시에, 제 1 처리에서 발생한 이물질이 기판에 부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다. 또, 제 2 처리에 있어서, 기판으로부터 제 2 통형상부로 비산된 액체가, 환상부와 제 1 통형상부 사이의 간극을 통과하여, 제 1 통형상부의 내주면을 타고 흘러내릴 수 있다. 이로써, 제 1 통형상부에 부착된 이물질을 씻어낼 수 있다.
제 6 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 통형상부의 내주면이 친수성 표면이기 때문에, 제 1 처리에 있어서, 제 1 통형상부의 내주면에 충돌한 액체가 튀어서 되돌아오는 것을 저감시킬 수 있다. 이로써, 제 1 처리에 있어서의, 이물질의 재부착을 유효하게 저감시킬 수 있다.
제 7 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 컵부를 이동시킴으로써, 기판 유지부를 연직 방향으로 이동시키는 경우보다, 장치 구성을 간이화할 수 있다.
제 8 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 2 처리에 있어서의 기판의 회전수가, 제 1 처리시보다 크기 때문에, 기판 상의 액체가 고속 상태로 외방으로 털어내어지지만, 기판 표면에 존재하는 액체는, 이물질이 부착된 제 1 통형상부와는 상이한 제 2 통형상부에서 받아내어진다. 따라서, 제 1 통형상부에 부착된 이물질이, 기판에 재부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
제 9 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 처리액을 사용하는 제 1 처리와, 기판 상의 액체를 제거하는 제 2 처리를 실시할 수 있다.
제 10 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 처리에 있어서, 기판의 상면 전역에 상기 처리액의 막을 형성함으로써, 기판의 상면을 균일하게 처리할 수 있다.
제 11 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 처리에 있어서의 브러시 처리에 의해 발생하는 이물질을 함유한 액체가, 제 1 통형상부에서 받아내어짐으로써, 제 1 통형상부의 내주면에 이물질이 부착될 수 있다. 그러나, 제 2 처리에서는, 이물질이 부착된 제 1 통형상부와는 상이한 제 2 통형상부에서 기판의 외방으로 털어내어진 처리액이 받아내어지기 때문에, 제 1 처리에서 발생한 이물질이 제 2 처리시에 기판에 재부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
제 12 양태의 기판 처리 장치에 의하면, 컵부에 있어서의 연직 방향으로 상이한 3 개의 부분 각각에서, 기판으로부터 털어내어지는 액체를 받아낼 수 있다.
제 13 양태의 기판 처리 방법에 의하면, 제 1 처리에서 발생한 이물질을 함유하는 액체가 제 1 통형상부에 부착되었다고 해도, 제 2 처리에 있어서는, 기판이 제 2 통형상부로 둘러싸이기 때문에, 제 1 통형상부에 부착된 이물질이 기판에 재부착되는 것을 저감시킬 수 있다.
제 14 양태의 기판 처리 방법에 의하면, 제 1 처리에서 이물질이 발생한 경우에, 그 이물질은, 제 2 통형상부보다 하측의 제 1 통형상부에 부착될 수 있다. 이 때문에, 제 2 처리시에는, 이물질이 부착된 제 1 통형상부가 기판보다 하측에 배치되기 때문에, 기판에 그 이물질이 재부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 를 나타내는 개략 정면도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 를 나타내는 개략 정면도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 를 나타내는 개략 정면도이다.
도 4 는, 제 1 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 의 동작 플로의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 5 는, 제 2 실시형태의 상컵부 (32A) 를 나타내는 개략 측면도이다.
도 6 은, 제 3 실시형태의 상컵부 (32B) 를 나타내는 개략 측면도이다.
도 7 은, 도 6 에 나타내는 A-A 위치에 있어서의 상컵부 (32B) 의 절단면을 나타내는 개략 평면도이다.
도 8 은, 제 4 실시형태의 상컵부 (32C) 및 컵 이동부 (36A) 를 나타내는 개략 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 요소는 어디까지나 예시이고, 본 발명의 범위를 그것들에만 한정하는 취지의 것은 아니다. 도면에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 필요에 따라 각 부의 치수나 수가 과장되거나 또는 간략화되어 도시되는 경우가 있다.
＜1. 제 1 실시형태＞
＜기판 처리 장치 (1) 의 구성＞
도 1 ∼ 도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 를 나타내는 개략 정면도이다. 도 1 ∼ 도 3 에 있어서, 컵부 (30) 의 상컵부 (32) 및 하컵부 (34) 에 대해서는, 연직 방향을 따라 절단했을 때의 절단면을 도시하고 있다. 또, 도 2 는 기판 (W) 이 상컵부 (32) 의 제 1 통형상부 (320) 에 둘러싸인 상태를 나타내고 있고, 도 3 은 기판 (W) 이 상컵부 (32) 의 제 2 통형상부 (322) 에 둘러싸인 상태를 나타내고 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 회전 중인 기판 (W) (여기서는, 원판상의 반도체 웨이퍼) 에 브러시 (브러시 본체부 (42)) 를 맞닿게 하여, 기판 (W) 표면의 먼지나 부착물, 퇴적물 등을 제거하는 이른바 스크러버 장치로서 구성되어 있다. 구체적으로, 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 유지부 (10), 회전 구동부 (20), 컵부 (30), 세정 브러시부 (40), 처리액 공급부 (50), 처리액 공급부 (60) 및 제어부 (80) 를 구비한다.
＜기판 유지부 (10)＞
기판 유지부 (10) 는, 스핀 베이스부 (12) 와, 복수의 척 핀부 (14) 를 구비한다.
스핀 베이스부 (12) 는, 기판 (W) 보다 약간 큰 반경을 갖는 원판상으로 형성되어 있다. 스핀 베이스부 (12) 는, 연직 방향을 따르는 기판 회전축선 (A1) 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 스핀 베이스부 (12) 의 상면은, 기판 회전축선 (A1) 과 직교하는 수평면으로 되어 있다.
복수의 척 핀부 (14) 는, 스핀 베이스부 (12) 의 상면에, 기판 회전축선 (A1) 둘레에 소정의 간격을 두고 배치 형성되어 있다. 복수의 척 핀부 (14) 각각이, 기판 (W) 의 둘레 단면에 가압됨으로써, 기판 (W) 이 수평 자세로 유지된다. 수평 자세란, 기판 (W) 의 양측의 주면 (主面) (가장 면적이 큰 면) 이 수평면에 대해 평행한 상태를 말한다.
＜회전 구동부 (20)＞
회전 구동부 (20) 는, 기판 회전축선 (A1) 을 따라 연장되는 회전축부 (22) 와, 회전축부 (22) 를 기판 회전축선 (A1) 둘레로 회전시키는 스핀 모터 (24) 를 구비한다.
스핀 베이스부 (12) 는, 회전축부 (22) 의 연직 방향의 상단에 장착되어 있다. 회전축부 (22) 가 기판 회전축선 (A1) 둘레로 회전함으로써, 스핀 베이스부 (12), 복수의 척 핀부 (14) 에 파지된 기판 (W) 이, 기판 회전축선 (A1) 둘레로 일체적으로 회전한다.
＜컵부 (30)＞
컵부 (30) 는, 상컵부 (32), 하컵부 (34) 및 컵 이동부 (36) 를 구비한다.
상컵부 (32) 는, 기판 유지부 (10) 의 전체 둘레 단부를 둘러쌈과 함께, 상부 및 하부가 개방된 통형상 (여기서는, 원통상) 으로 형성된 부재이다. 상컵부 (32) 는, 컵 이동부 (36) 에 의해, 기판 회전축선 (A1) 을 따라 상하로 승강 이동 가능하게 구성되어 있다. 상컵부 (32) 는, 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 의 전체 둘레 단부를 둘러쌈으로써, 회전 중인 기판 (W) 으로부터 외방으로 털어내어지는 처리액을 받아낸다. 상컵부 (32) 는, 상컵부 (32) 의 내주면에서 받아내어진 액체가 하방으로 낙하할 수 있도록 구성되어 있다.
하컵부 (34) 는, 상컵부 (32) 의 하방에 배치 형성되어 있다. 하컵부 (34) 는, 상컵부 (32) 에서 받아내어진 액체를 하방에서 받아내고, 이것을 회수할 수 있도록 구성되어 있다. 하컵부 (34) 의 바닥면에는, 배액관 등의 액체를 배출하기 위한 배액 기구가 적절히 형성된다.
상컵부 (32) 및 하컵부 (34) 의 소재는, 특별히 한정되지 않지만, 수지 (예를 들어, 테플론 (등록 상표) 등의 불소계의 합성 수지) 를 채용할 수 있다. 상컵부 (32) 를 수지제로 함으로써, 경량화를 도모할 수 있다.
컵 이동부 (36) 는, 에어 실린더, 피니언 기어, 볼 나사, 또는 리니어 모터등의 액추에이터로 구성될 수 있다. 컵 이동부 (36) 는, 제어부 (80) 의 제어 신호에 기초하여, 상컵부 (32) 를 기판 회전축선 (A1) 을 따라 상하로 승강시킨다.
상컵부 (32) 는, 제 1 통형상부 (321) 와, 제 2 통형상부 (322) 를 갖는다. 제 1 통형상부 (321) 및 제 2 통형상부 (322) 는, 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 을 둘러싸기 가능한 원통상으로 형성되어 있다. 그리고, 제 2 통형상부 (322) 는, 제 1 통형상부 (321) 의 연직 방향의 일방측 (여기서는, 상측) 에 직접 연결된 부분으로 되어 있다. 요컨대, 상컵부 (32) 의 하측 부분이 제 1 통형상부 (321) 이고, 상컵부 (32) 의 상측 부분이 제 2 통형상부 (322) 로 되어 있다.
제 1 통형상부 (321) 는, 제 2 통형상부 (322) 보다 내폭 (내경) 이 작아져 있다. 여기서는, 상컵부 (32) 가, 제 2 통형상부 (322) 로부터 제 1 통형상부 (321) 에 걸쳐, 내폭 (내경) 이 작아져 있다. 이 때문에, 제 2 통형상부 (322) 로부터 제 1 통형상부 (321) 에 걸쳐, 상컵부 (32) 의 내주면이 내측으로 경사져 있다.
제 1 통형상부 (321) 는, 연직 방향 하측을 향함에 따라, 내폭이 점차 작아지는 통형상으로 형성되어 있다. 또한, 내폭이 균일하게 작아지는 것은 필수가 아니고, 단계적으로 작아지는 부분을 갖고 있어도 된다.
제 2 통형상부 (322) 는, 하측을 향함에 따라 내폭이 점차 작아지는 통형상으로 형성되어 있다. 단, 제 2 통형상부 (322) 의 상측 부분은, 내측으로 들어감으로써, 내폭이 점차 작아지는 부분을 갖는다. 제 2 통형상부 (322) 의 내폭은, 연직 방향의 어느 위치에 있어도, 기판 유지부 (10) 의 스핀 베이스부 (12) 또는 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 의 폭 (수평 방향의 폭) 보다 커져 있다.
제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 은, 제 2 통형상부 (322) 의 내주면 (322S) 보다 친수성이 높은 친수성 표면으로 되어 있다. 또, 제 2 통형상부 (322) 의 내주면 (322S) 은, 내주면 (321S) 보다 소수성이 높은 소수성 표면으로 되어 있다. 예를 들어 상컵부 (32) 가 수지로 형성되어 있는 경우, 제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 을 친수성 표면으로 하기 위해서, 샌드 블라스트 처리를 실시하면 된다.
제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 을 친수성 표면으로 함으로써, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체가 내주면 (321S) 에 충돌했을 때의 액체가 튀어서 되돌아오는 것을 저감시킬 수 있다. 또, 제 2 통형상부 (322) 의 내주면 (322S) 을 소수성 표면으로 함으로써, 내주면 (322S) 에 부착된 액체가, 그 내주면 (322S) 을 따라 양호하게 흘러내릴 수 있다.
도시가 생략된 반송 장치 (반송 로봇) 등에 의해 기판 처리 장치 (1) 에 기판 (W) 을 반입하는 경우, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 컵 이동부 (36) 는, 반송 장치가 기판 (W) 을 복수의 척 핀부 (14) 에 재치 (載置) 할 수 있도록, 상컵부 (32) 를 하강시킨다. 이 때의 상컵부 (32) 의 상단 (제 2 통형상부 (322) 의 상단) 은, 예를 들어, 복수의 척 핀부 (14) 에 기판 (W) 이 재치될 때의 기판 (W) 의 높이보다 하측, 보다 바람직하게는, 스핀 베이스부 (12) 의 상면보다 하측이 된다.
또, 컵 이동부 (36) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상컵부 (32) 의 제 1 통형상부 (321) 가 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 의 전체 둘레 단부를 둘러싸는 위치에 오도록, 상컵부 (32) 를 이동시켜 정지시킨다. 이 때의 상컵부 (32) 의 기판 유지부 (10) 에 대한 상대적인 위치가 제 1 상대 위치에 대응한다. 또한, 컵 이동부 (36) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상컵부 (32) 의 제 2 통형상부 (322) 가 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 의 전체 둘레 단부를 둘러싸는 위치에 오도록, 상컵부 (32) 를 이동시켜 정지시킨다. 이 때의 상컵부 (32) 의 기판 유지부 (10) 에 대한 상대적인 위치가 제 2 상대 위치에 대응한다.
또한, 본 실시형태에서는, 컵 이동부 (36) 에 의해, 상컵부 (32) 를 연직 방향으로 이동시키는 대신에, 기판 유지부 (10) 를 연직 방향으로 이동시켜도 된다. 단, 기판 유지부 (10) 는, 회전 구동부 (20) 에 연결되어 있기 때문에, 기판 유지부 (10) 를 연직 방향으로 이동시키는 기구는 복잡해질 수 있다. 이 때문에, 상컵부 (32) 를 연직 방향으로 이동시키는 쪽이, 기판 유지부 (10) 를 이동시키는 경우보다, 일반적으로 장치 구성을 간이화할 수 있다.
＜세정 브러시부 (40)＞
세정 브러시부 (40) 는, 브러시 본체부 (42), 회전 모터 (44), 회전축 (46) 및 브러시 이동부 (48) 를 구비한다.
브러시 본체부 (42) 는, 대략 원기둥상으로 형성되어 있고, 나일론 브러시나 스펀지 등으로 구성될 수 있다. 브러시 본체부 (42) 는, 기판 유지부 (10) 의 스핀 베이스부 (12) 보다 상방에 배치 형성되고, 그 선단이, 기판 (W) 의 상면 (상측을 향하는 주면) 에 접함으로써, 기판 (W) 의 상면을 세정한다. 브러시 본체부 (42) 의 상단에는, 연직 방향으로 평행하게 배치 형성된 회전축 (46) 의 일단부가 접속되어 있다.
회전 모터 (44) 는, 회전축 (46) 을 연직 방향을 따르는 브러시 회전축선 (A2) 둘레로 회전시킴으로써, 브러시 본체부 (42) 를 브러시 회전축선 (A2) 둘레로 회전시킨다.
브러시 이동부 (48) 는, 브러시 본체부 (42), 회전 모터 (44) 및 회전축 (46) 을 일체적으로 연직 방향 및 수평 방향으로 이동시킨다. 브러시 이동부 (48) 는, 브러시 본체부 (42) 의 선단부가 기판 (W) 의 상면에 맞닿는 맞닿음 위치 (L11) (도 2 참조) 와, 브러시 본체부 (42) 의 선단부가 기판 (W) 의 상면으로부터 멀어진 대피 위치 (L12) (도 3 참조) 사이에서, 브러시 본체부 (42) 를 이동시킨다. 이 브러시 본체부 (42) 의 맞닿음 위치 (L11) 및 대피 위치 (L12) 사이의 이동은, 브러시 이동부 (48) 가 브러시 본체부 (42) 를 연직 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있다. 브러시 이동부 (48) 의 동작은, 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
＜처리액 공급부 (50)＞
처리액 공급부 (50) 는, 노즐부 (51), 노즐 이동부 (52), 처리액용 배관 (53), 처리액 공급원 (54), 처리액 공급 밸브 (55), 가스용 배관 (56), 가스 공급원 (57), 가스 공급 밸브 (58) 를 구비한다.
노즐부 (51) 는, 스핀 베이스부 (12) 보다 상방에 배치 형성되고, 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에 스프레이상의 처리액을 토출할 수 있도록 구성되어 있다. 노즐부 (51) 는, 노즐 이동부 (52) 에 의해, 기판 (W) 의 상면에 접근하여 처리액을 공급하는 공급 위치 (L21) (도 2 참조) 와, 공급 위치 (L21) 보다 상방의 대피 위치 (L22) (도 3 참조) 사이를 이동한다. 또, 노즐 이동부 (52) 는, 기판 (W) 의 상면을 따르는 수평 방향으로 이동시킨다. 노즐 이동부 (52) 의 동작은, 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
노즐부 (51) 는, 여기서는, 이류체 노즐로서 구성되어 있다. 노즐부 (51) 는, 처리액에 가스를 분사하여 처리액의 액적을 생성하고, 그 액적을 토출구로부터 토출하도록 구성되어 있다.
노즐부 (51) 에는, 처리액용 배관 (53) 이 접속되어 있다. 처리액용 배관 (53) 은, 처리액 공급원 (54) 에 접속되어 있고, 처리액 공급원 (54) 으로부터 공급되는 처리액을 노즐부 (51) 로 보내는 유로를 형성하고 있다. 처리액 공급원 (54) 은, 처리액으로서, 순수 (탈이온수 : DIW), SC1 (ammonia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아과산화수소수), 고순도 시트르산 수용액, 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH), NC2 (TMY (트리메틸-2하이드록시에틸암모늄하이드로옥사이드 수용액) 와 과산화수소수의 혼합액) 등을 공급할 수 있다. 처리액용 배관 (53) 의 경로 상에는, 처리액 공급 밸브 (55) 가 개재 삽입되어 있다.
처리액 공급 밸브 (55) 는, 노즐부 (51) 에 대한 처리액의 공급 및 공급 정지를 실시한다. 처리액 공급 밸브 (55) 가 개방되고, 처리액 공급원 (54) 으로부터 노즐부 (51) 에 처리액이 공급됨으로써, 노즐부 (51) 의 선단의 토출구로부터 처리액이 토출된다. 처리액 공급 밸브 (55) 는, 처리액용 배관 (53) 의 개도를 조절함으로써, 노즐부 (51) 에 공급되는 처리액의 유량을 조절 가능하게 구성될 수 있다. 처리액 공급 밸브 (55) 의 동작은, 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
노즐부 (51) 에는, 가스용 배관 (56) 이 접속되어 있다. 가스용 배관 (56) 은, 가스 공급원 (57) 에 접속되어 있고, 가스 공급원 (57) 으로부터 공급되는 가스를 노즐부 (51) 로 보내는 유로를 형성하고 있다. 가스 공급원 (57) 은, 가스로서, 불활성 가스 (N2, Ar, He, Kr, 또는 Xe 가스, 혹은 이것들의 혼합 가스) 또는 공기를 공급할 수 있다. 가스용 배관 (56) 의 경로 상에는, 가스 공급 밸브 (58) 가 개재 삽입되어 있다. 가스 공급 밸브 (58) 는, 노즐부 (51) 에 대한 가스의 공급 및 공급 정지를 실시한다. 가스 공급 밸브 (58) 가 개방되어, 노즐부 (51) 에 가스가 공급됨으로써, 노즐부 (51) 에 있어서, 처리액과 가스의 혼합이 실시된다. 가스 공급 밸브 (58) 는, 노즐부 (51) 에 공급되는 가스의 유량을 조정하는 것도 가능하게 구성될 수 있다. 가스 공급 밸브 (58) 의 동작은, 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
본 실시형태에서는, 브러시 본체부 (42) 와 노즐부 (51) 가, 개별적으로 이동하도록 구성되어 있는데, 연결 부재를 개재하여 노즐부 (51) 를 브러시 본체부 (42) 에 연결해도 된다. 이 경우, 브러시 이동부 (48) 에 의해, 브러시 본체부 (42) 와 함께 노즐부 (51) 가 이동한다. 이 때문에, 노즐 이동부 (52) 를 생략할 수 있다.
＜처리액 공급부 (60)＞
처리액 공급부 (60) 는, 기판 유지부 (10) 와 함께 회전하는 기판 (W) 의 상면에, 처리액을 공급 가능하게 구성되어 있다. 처리액 공급부 (60) 가 공급하는 처리액은, 처리액 공급부 (50) 가 공급하는 처리액과 동일해도 되고, 상이해도 된다.
처리액 공급부 (60) 는, 노즐부 (61), 노즐 이동부 (62), 처리액용 배관 (63), 처리액 공급원 (64), 처리액 공급 밸브 (65) 를 구비한다.
노즐부 (61) 는, 스핀 베이스부 (12) 보다 상방에 배치 형성되고, 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 에 처리액을 토출할 수 있도록 배치 형성되어 있다. 여기서는, 노즐부 (61) 는, 기판 (W) 의 상면 중앙부 (기판 회전축선 (A1) 의 위치) 를 향하여 연직 방향에 대해 비스듬하게 처리액을 토출한다. 또한, 노즐부 (61) 에 의한 기판 (W) 상의 처리액의 공급 위치는, 중앙부에 한정되는 것은 아니고, 임의로 설정할 수 있다. 또, 노즐부 (61) 로부터의 처리액의 토출 방향도 임의로 설정할 수 있다.
노즐부 (61) 는, 노즐 이동부 (62) 에 의해, 기판 (W) 에 접근하여 처리액을 공급하는 공급 위치 (L31) (도 3 참조) 와, 공급 위치 (L31) 보다 상방의 대피 위치 (L32) (도 2 참조) 사이를 이동한다. 노즐 이동부 (62) 의 동작은, 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
노즐부 (61) 에는 처리액용 배관 (63) 이 접속되어 있다. 처리액용 배관 (63) 은, 처리액 공급원 (64) 에 접속되어 있고, 처리액 공급원 (64) 으로부터 공급되는 처리액을 노즐부 (61) 로 보내는 유로를 형성하고 있다. 처리액 공급원 (64) 은, 처리액으로서, 순수 (탈이온수 : DIW), SC1 (ammonia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아과산화수소수), 고순도 시트르산 수용액, 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH), NC2 (TMY (트리메틸-2하이드록시에틸암모늄하이드로옥사이드 수용액) 와 과산화수소수의 혼합액) 등을 공급할 수 있다. 처리액용 배관 (63) 의 경로 상에는, 처리액 공급 밸브 (65) 가 개재 삽입되어 있다.
처리액 공급 밸브 (65) 는, 노즐부 (61) 에 대한 처리액의 공급 및 공급 정지를 실시한다. 처리액 공급 밸브 (65) 가 개방되어, 처리액 공급원 (64) 으로부터 노즐부 (61) 에 처리액이 공급됨으로써, 노즐부 (61) 의 선단의 토출구로부터 처리액이 토출된다. 처리액 공급 밸브 (65) 는, 처리액용 배관 (63) 의 개도를 조절함으로써, 노즐부 (61) 에 공급되는 처리액의 유량을 조절 가능하게 구성될 수 있다. 처리액 공급 밸브 (65) 의 동작은, 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
세정 브러시부 (40), 처리액 공급부 (50) 및 처리액 공급부 (60) 의 각각은, 처리부의 일례이다.
＜제어부 (80)＞
제어부 (80) 의 하드웨어로서의 구성은, 일반적인 컴퓨터와 동일하게 할 수 있다. 즉, 제어부 (80) 는, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 판독 출력 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 자유롭게 판독 기록할 수 있는 메모리인 RAM, 및, 제어용 어플리케이션 또는 데이터 등을 기억하는 보조 기억부 (기록 매체) 를 구비하고 있다. 제어부 (80) 의 CPU, ROM, RAM 및 보조 기억부 등의 각 요소는, 버스로 접속되어 있다.
제어부 (80) 는, 스핀 모터 (24), 컵 이동부 (36), 회전 모터 (44), 브러시 이동부 (48), 노즐 이동부 (52), 처리액 공급 밸브 (55), 가스 공급 밸브 (58), 노즐 이동부 (62), 처리액 공급 밸브 (65) 의 동작을 제어한다. 제어부 (80) 는, 이들 요소의 제어를, 미리 설정된 레시피 (처리 프로그램) 에 기초하여 실행한다. 레시피에는, 대상물에 대해 실시되어야 할 처리의 조건이 소정의 데이터 형식으로 기술되어 있다. 구체적으로는, 처리 순서 또는 처리 내용 (예를 들어, 회전수, 처리 시간, 공급량) 이 기술되어 있다. 이와 같은 레시피는, 보조 기억부에 적절히 격납된다.
＜기판 처리 장치 (1) 의 동작＞
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 의 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 기판 처리 장치 (1) 의 동작은 일례로, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 기판 처리 장치 (1) 의 각 동작은, 특별히 언급하지 않는 한, 제어부 (80) 의 제어하에서 실시되는 것으로 한다.
도 4 는, 제 1 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 의 동작 플로의 일례를 나타내는 흐름도이다. 먼저, 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 반입 공정 S1 을 실행한다. 구체적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상컵부 (32) 가 기판 유지부 (10) 의 스핀 베이스부 (12) 보다 하측에 배치된 상태에서, 도시가 생략된 반송 장치에 의해 미처리된 기판 (W) 이 기판 유지부 (10) 의 복수의 척 핀부 (14) 에 재치된다. 그리고, 그 기판 (W) 의 전체 둘레 단부를, 복수의 척 핀부 (14) 가 파지함으로써, 기판 유지부 (10) 에 의해 기판 (W) 이 수평 자세로 유지된다. 이 기판 유지부 (10) 가 기판 (W) 을 수평 자세로 유지하는 공정은, 기판 유지 공정에 상당한다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 제 1 둘러싸기 공정 S2 를 실행한다. 구체적으로는, 상컵부 (32) 의 제 1 통형상부 (321) 가 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 을 둘러싸는 위치에 오도록, 컵 이동부 (36) 가 상컵부 (32) 를 이동시켜 정지시킨다 (도 2 참조). 이로써, 기판 (W) 이 제 1 통형상부 (321) 에 둘러싸인 상태가 된다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 프리 린스 공정 S3 을 실행한다. 프리 린스 공정 S3 에서는, 스핀 모터 (24) 가, 스핀 베이스부 (12) 를 소정의 회전수 (예를 들어, 1000 rpm) 로 회전시킴으로써, 기판 (W) 을 회전시킨다. 그리고, 노즐부 (61) 로부터 처리액 (순수 등) 이 기판 (W) 에 공급된다. 이미 정한 시간이 경과되면, 노즐부 (61) 로부터의 처리액의 토출이 정지된다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 브러시 처리 공정 S4 를 실행한다. 구체적으로는, 스핀 모터 (24) 가 스핀 베이스부 (12) 를 소정의 회전수 (예를 들어, 300 rpm) 로 회전시킴으로써, 기판 (W) 을 회전시킨다. 그리고, 브러시 이동부 (48) 가 브러시 본체부 (42) 를 대피 위치 (L12) 로부터 맞닿음 위치 (L11) 까지 하강시켜, 기판 (W) 의 상면에 맞닿게 함과 함께, 회전 모터 (44) 가 브러시 본체부 (42) 를 브러시 회전축선 (A2) 둘레로 회전시킨다. 또한, 브러시 이동부 (48) 가, 브러시 본체부 (42) 를 기판 (W) 의 상면을 따르는 수평 방향으로 이동시킴으로써, 기판 (W) 의 상면 전체가, 브러시 본체부 (42) 에 의해 물리적으로 세정된다 (도 2 참조).
또한, 브러시 처리 공정 S4 에 있어서는, 노즐부 (61) (또는 노즐부 (51)) 등으로부터 처리액 (예를 들어, 순수) 의 공급이 실시되어도 된다. 이 때, 기판 (W) 의 회전수는 비교적 저속 (예를 들어, 300 rpm) 이기 때문에, 기판 (W) 의 상면 전역이 패들상의 액막 (처리액의 막) 으로 덮인 상태가 될 수 있다. 또, 브러시 처리 공정 S4 에 있어서는, 처리액으로서 SC1 등의 약액이 기판 (W) 의 상면에 공급되어도 된다.
또, 기판 처리 장치 (1) 는, 브러시 처리 공정 S4 를 스킵하고, 다음의 처리 (스프레이 처리 공정 S5) 를 실시하도록 구성되어도 된다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 스프레이 처리 공정 S5 를 실행한다. 구체적으로는, 스핀 모터 (24) 가 스핀 베이스부 (12) 를 소정의 회전수 (예를 들어, 500 ∼ 1000 rpm) 로 회전시킴으로써, 기판 (W) 을 회전시킨다. 그리고, 노즐 이동부 (52) 가 노즐부 (51) 를 공급 위치 (L21) 로 이동시키고, 노즐부 (51) 가 스프레이상의 처리액을 기판 (W) 을 향하여 토출한다. 또한, 노즐 이동부 (52) 가, 노즐부 (51) 를 기판 (W) 의 상면을 따르는 수평 방향으로 이동시킨다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체에, 스프레이상의 처리액이 공급된다. 또, 기판 (W) 의 회전에 의해, 기판 (W) 상의 처리액은, 기판 (W) 의 외방으로 털어내어져, 상컵부 (32) 의 제 1 통형상부 (321) 에 받아내어진다. 제 1 통형상부 (321) 에 받아내어지는 액체에는, 브러시 처리에 의해 발생한 불필요물인 이물질 (파티클) 이 함유될 수 있다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 제 2 둘러싸기 공정 S6 을 실행한다. 구체적으로는, 컵 이동부 (36) 가, 상컵부 (32) 의 제 2 통형상부 (322) 가 기판 유지부 (10) 에 유지된 기판 (W) 을 둘러싸는 위치에 오도록, 상컵부 (32) 를 이동시켜 정지시킨다 (도 3 참조). 이로써, 기판 (W) 이 제 2 통형상부 (322) 로 둘러싸인 상태가 된다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 포스트 린스 공정 S7 을 실행한다. 구체적으로는, 스핀 모터 (24) 가 스핀 베이스부 (12) 를 소정의 회전수 (예를 들어, 1000 rpm) 로 회전시킴으로써, 기판 (W) 을 회전시킨다. 또, 기판 (W) 의 상면에, 노즐부 (61) 로부터 린스액으로서 순수가 공급된다. 회전 중인 기판 (W) 의 상면에 공급된 처리액은, 기판 (W) 의 외방으로 털어내어져, 제 2 통형상부 (322) 에 받아내어진다 (도 3 참조).
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 스핀 드라이 공정 S8 을 실행한다. 구체적으로는, 스핀 모터 (24) 가 스핀 베이스부 (12) 를 소정의 회전수 (예를 들어, 2400 ∼ 3000 rpm) 로 회전시킴으로써, 기판 (W) 을 고속 회전시킨다. 그러면, 기판 (W) 의 상면에 잔존하고 있었던 린스액은, 기판 (W) 의 외방으로 털어내어져, 제 2 통형상부 (322) 에 받아내어진다. 이로써, 기판 (W) 의 상면이 건조된다. 또, 제 2 통형상부 (322) 에 받아내어진 린스액은, 상컵부 (32) 의 제 1 통형상부 (321) 의 내주면을 타고 흘러내릴 수 있다. 이로써, 제 1 통형상부 (321) 에 부착되어 있던 이물질이 제거될 수 있다.
브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 (제 1 처리) 에 있어서, 제 1 통형상부 (321) 에서 받아내어진 액체와, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 (제 2 처리) 에 있어서 제 2 통형상부 (322) 에서 받아내어진 액체는, 하컵부 (34) 에 형성된 동일한 배액 기구 (배액관 등) 를 통하여 장치 밖으로 배출된다.
계속해서, 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 반출 공정 S9 를 실행한다. 구체적으로는, 컵 이동부 (36) 가 상컵부 (32) 를 하강시킴으로써, 상컵부 (32) 가 기판 유지부 (10) 의 스핀 베이스부 (12) 보다 하측에 배치된다. 그리고, 기판 유지부 (10) 의 복수의 척 핀부 (14) 에 의한, 기판 (W) 의 유지가 해제된다. 유지가 해제된 기판 (W) 은, 도시가 생략된 반송 장치에 의해, 외부에 반출된다.
기판 (W) 이 반출되면, 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 처리 장치 (1) 의 각 요소를 초기 위치로 이동시키고, 다음의 미처리된 기판 (W) 의 반입을 받을 준비를 실시한다. 그 후에, 기판 처리 장치 (1) 는, 다시 기판 반입 공정 S1 을 실행한다.
상기와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 컵 이동부 (36) 가 기판 (W) 에 대한 상컵부 (32) 의 상대 위치를 변경함으로써, 기판 (W) 을, 상컵부 (32) 의 연직 방향으로 상이한 제 1 통형상부 (321) 및 제 2 통형상부 (322) 각각으로 둘러싸는 것이 가능하다. 이 때문에, 기판 (W) 이 제 1 통형상부 (321) 에 둘러싸이는 상태에서, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 (제 1 처리) 를 실시하고, 기판이 컵부의 제 2 통형상부에 둘러싸인 상태에서 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 (제 2 처리) 을 실시할 수 있다. 이로써, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 시에, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체 중에 이물질이 존재하였다고 해도, 그 이물질은, 제 1 통형상부 (321) 에 부착될 수 있다. 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 시에는, 기판 (W) 이 제 2 통형상부 (322) 에 둘러싸여 있기 때문에, 제 1 통형상부 (321) 에 부착된 이물질이 기판 (W) 에 재부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
또, 제 2 통형상부 (322) 가 제 1 통형상부 (321) 보다 상측에 연결된다. 이 때문에, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 (제 1 처리) 에 있어서, 제 1 통형상부 (321) 에 이물질이 부착되었다고 해도, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 (제 2 처리) 에서는, 그 제 1 통형상부 (321) 는, 기판 (W) 의 상면보다 하측에 배치된다. 이 때문에, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 시에, 제 1 통형상부 (321) 에 부착된 이물질이 기판 (W) 에 재부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
특히, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 (제 2 처리) 에 있어서의 기판 (W) 의 회전수를, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 (제 1 처리) 에 있어서의 기판 (W) 의 회전수보다 크게 한 경우, 기판 (W) 상의 액체가 제 2 통형상부 (322) 에 고속 상태로 충돌할 수 있다. 그러나, 제 2 통형상부 (322) 에는, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 에 있어서 발생할 수 있는 이물질의 부착이 억제되기 때문에, 기판 (W) 에 그 이물질이 부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
또, 제 2 통형상부 (322) 가 제 1 통형상부 (321) 보다 상측에 연결되기 때문에, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 (제 2 처리) 에 있어서, 기판 (W) 의 상면으로부터 털어내어진 액체 (여기서는, 린스액) 가, 제 2 통형상부 (322) 에 충돌한 후, 제 1 통형상부 (321) 의 내주면을 타고 흘러내릴 수 있다 (도 3 참조). 특히, 본 예에서는, 상컵부 (32) 는, 제 2 통형상부 (322) 로부터 제 1 통형상부에 걸쳐, 내폭이 점차 작아지기 때문에, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체는, 제 2 통형상부 (322) 및 제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (322S, 321S) 이 이루는 경사면을 따라 흘러내린다. 이 때문에, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 (제 1 처리) 시에 제 1 통형상부 (321) 의 내주면에 부착된 이물질은, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 에 있어서 기판 (W) 으로부터 털어내어진 린스액에 의해 씻겨내어질 수 있다. 특히, 포스트 린스 공정 S7 에서는, 다량의 린스액이 기판 (W) 에 공급되기 때문에, 제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 의 이물질을 씻어낼 수 있다. 따라서, 이물질이 상컵부 (32) 의 제 1 통형상부 (321) 에 정착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
이와 같이, 제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 이, 린스액으로 씻겨내어짐으로써, 다음의 미처리된 기판 (W) 에 대해, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 를 실시할 때에, 그 기판 (W) 을 비교적 청정한 제 1 통형상부 (321) 로 둘러쌀 수 있다. 따라서, 앞의 기판 (W) 의 처리시에 발생한 이물질이, 다음의 기판 (W) 의 처리시에 부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
또, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 에 있어서, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체는, 제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 에 받아내어진다. 내주면 (321S) 은, 친수성 표면 (제 2 통형상부 (322) 의 내주면 (322S) 보다 친수성이 높은 표면) 이다. 이 때문에, 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 에 있어서, 이물질을 함유하는 액체가 제 2 통형상부 (322) 의 내주면 (322S) 에서 튀어서 되돌아오는 것을 저감시킬 수 있고, 따라서, 그 이물질이 기판 (W) 에 재부착되는 것을 저감시킬 수 있다.
또, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 에 있어서, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체 (린스액) 는, 제 2 통형상부 (322) 의 소수성 표면인 내주면 (322S) 에 받아내어진다. 이 때문에, 포스트 린스 공정 S7 및 스핀 드라이 공정 S8 에 있어서, 제 2 통형상부 (322) 에 부착된 액체가, 내주면 (322S) 을 따라 흘러내리기 쉬워진다. 이 내주면 (322S) 으로부터 흘러내린 액체에 의해, 제 1 통형상부 (321) 의 내주면 (321S) 의 세정을 바람직하게 실시할 수 있다.
＜2. 제 2 실시형태＞
다음으로, 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이후의 설명에 있어서, 이미 설명한 요소와 동일한 기능을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호 또는 알파벳 문자를 추가한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 5 는, 제 2 실시형태의 상컵부 (32A) 를 나타내는 개략 측면도이다. 도 5 에 있어서, 상컵부 (32A) 에 대해서는, 연직 방향을 따라 절단했을 때의 절단면을 도시하고 있다. 상컵부 (32A) 는, 상컵부 (32) 와 마찬가지로, 하측에 배치된 제 1 통형상부 (321A) 와, 제 1 통형상부 (321A) 의 상측에 연결되는 제 2 통형상부 (322A) 를 갖는다. 상컵부 (32A) 는, 제 1 통형상부 (321A) 와 제 2 통형상부 (322A) 의 연결 부분에서 잘록한 형상을 갖고 있고, 제 1 통형상부 (321A) 및 제 2 통형상부 (322A) 각각의 내주면이, 연직 방향의 중간 부분에서 외측으로 넓어지고 있다.
이와 같은 형상을 갖는 상컵부 (32A) 를, 컵 이동부 (36) 에 의해 연직보 방향으로 이동시킴으로써, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 을, 제 1 통형상부 (321A) 및 제 2 통형상부 (322A) 각각으로 둘러쌀 수 있다.
상컵부 (32A) 의 경우, 제 1 통형상부 (321A) 및 제 2 통형상부 (322A) 의 연직 방향의 중간부 부근에 기판 (W) 을 배치함으로써, 상측으로 털어내어지는 액체를, 제 1 통형상부 (321A) 및 제 2 통형상부 (322A) 의 내주면 (321S, 322S) 에서 받아낼 수 있다.
예를 들어, 기판 (W) 을 제 1 통형상부 (321A) 로 둘러싸고, 상기 브러시 처리 공정 S4 및 스프레이 처리 공정 S5 를 실시함으로써, 이물질을 함유하는 액체가 제 2 통형상부 (322A) 에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 또, 기판 (W) 을 제 2 통형상부 (322A) 의 연직 방향의 중간부 부근에서 둘러싼 경우, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체가 상컵부 (32) 의 외측으로 비산되는 것을 억제할 수 있다.
＜3. 제 3 실시형태＞
도 6 은, 제 3 실시형태의 상컵부 (32B) 를 나타내는 개략 측면도이다. 도 7 은, 도 6 에 나타내는 A-A 위치에 있어서의 상컵부 (32B) 의 절단면을 나타내는 개략 평면도이다. 또한, 도 6 에 있어서, 상컵부 (32B) 에 대해서는, 연직 방향을 따라 절단했을 때의 절단면을 도시하고 있다. 도 7 에 있어서는, 상컵부 (32B) 만을 단면도로 나타내고 있고, 환상부 (38) 에 대해서는 평면도로 나타내고 있다.
상컵부 (32B) 는, 상컵부 (32) 와 마찬가지로, 하측에 배치된 제 1 통형상부 (321B) 와, 제 1 통형상부 (321B) 의 상측에 직접 연결되는 제 2 통형상부 (322B) 를 갖는다. 제 2 통형상부 (322B) 의 상측 부분은, 상측을 향함에 따라 내폭이 작아져 있다. 그리고, 제 1 통형상부 (321B) 의 내폭과, 제 2 통형상부 (322B) 의 하측 부분의 내폭은, 거의 동일하게 되어 있다.
상컵부 (32B) 는, 환상부 (38) 를 구비하고 있다. 환상부 (38) 는, 상컵부 (32B) 의 연직 방향의 중간부에 형성되어 있고, 외연 부분이 복수 개 (여기서는, 4 개) 의 연결부 (380) 를 개재하여 제 1 통형상부 (321B) 에 연결되어 있다. 이 때문에, 제 1 통형상부 (321B) 의 내주면 (321S) 과, 환상부 (38) 의 외연부 사이에는, 간극이 형성되어 있다.
또, 환상부 (38) 는, 상컵부 (32B) 의 내측으로 장출되는 형상으로 형성되어 있다. 여기서는, 환상부 (38) 는, 연직 방향의 상측을 향하고, 또한, 상컵부 (32B) 의 내측을 향하여 장출되어 있다. 그리고, 환상부 (38) 의 내연부는, 스핀 베이스부 (12) 및 스핀 베이스부 (12) 상에 유지된 기판 (W) 이 연직 방향으로 통과 가능한 원형의 구멍을 형성하고 있다.
환상부 (38) 를 형성함으로써, 기판 (W) 을 제 1 통형상부 (321B) 로 둘러싼 상태에서, 기판 (W) 의 처리를 실시했을 때, 기판 (W) 으로부터 털어내어진 액체 중, 제 1 통형상부 (321B) 보다 상측의 제 2 통형상부 (322B) 를 향하는 액체를, 환상부 (38) 에 의해 받을 수 있다. 이로써, 액체 중에 함유되는 이물질이, 제 2 통형상부 (322B) 에 부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
또, 기판 (W) 을 제 2 통형상부 (322B) 로 둘러싼 상태에서, 기판 (W) 을 처리했을 때, 기판 (W) 으로부터 털어내어져 제 2 통형상부 (322B) 에 받아내어진 액체는, 제 1 통형상부 (321B) 와 환상부 (38) 사이의 간극을 통과하여, 제 1 통형상부 (321B) 에 부착된 이물질을 씻어낼 수 있다.
또한, 환상부 (38) 는, 제 1 실시형태의 상컵부 (32) (도 1 참조) 또는 제 2 실시형태의 상컵부 (32A) (도 5 참조) 에도 적용 가능하다.
＜4. 제 4 실시형태＞
도 8 은, 제 4 실시형태의 상컵부 (32C) 및 컵 이동부 (36A) 를 나타내는 개략 측면도이다. 도 8 에 있어서, 상컵부 (32C) 에 대해서는, 연직 방향을 따라 절단했을 때의 절단면을 도시하고 있다. 또, 도 8 에 나타내어지는 기판 (W) 및 기판 유지부 (10) 의 각 위치는, 상컵부 (32C) 에서 보았을 때의 상대적인 위치로, 기판 (W) 및 기판 유지부 (10) 가 연직 방향으로 이동하는 것은 아닌 것을 부언해 둔다.
상컵부 (32C) 의 형상은, 상컵부 (32) 와 대략 동일하다. 상컵부 (32C) 는, 연직 방향의 하측으로부터 상측에 걸쳐, 4 개의 원통상 부분 (제 1 통형상부 (321C), 제 2 통형상부 (322C), 제 3 통형상부 (323C) 및 제 4 통형상부 (324C)) 을 구비하고 있다. 즉, 제 2 통형상부 (322C) 는 제 1 통형상부 (321C) 의 상측에 직접 연결되는 부분이고, 제 3 통형상부 (323C) 는 제 2 통형상부 (322C) 의 상측에 직접 연결되는 부분이고, 제 4 통형상부 (324C) 는 제 3 통형상부 (323C) 의 상측에 직접 연결되는 부분이다.
컵 이동부 (36A) 는, 상컵부 (32C) 를 연직 방향으로 이동시킴으로써, 상컵부 (32C) 를, 4 개의 원통상 부분 (제 1 통형상부 (321C) ∼ 제 4 통형상부 (324C)) 의 각각으로 기판 (W) 을 둘러싸는 위치로 이동시켜 정지시킨다. 이로써, 상컵부 (32C) 는, 기판 (W) 을 4 개의 상이한 4 개의 원통상 부분의 각각으로 둘러싼 상태에서, 기판 (W) 으로부터 털어내어지는 액체를 받는 것이 가능하게 되어 있다.
제 1 통형상부 (321C) ∼ 제 4 통형상부 (324C) 각각의 내주면에 샌드 블라스트 등의 처리를 실시함으로써, 친수성 또는 소수성의 성질을 갖게 할 수 있다. 제 1 통형상부 (321C) ∼ 제 4 통형상부 (324C) 의 내주면 각각에 갖게 할 수 있는 친수성 또는 소수성의 성질은, 기판 (W) 의 처리 내용에 따라 적절히 선택할 수 있다.
상컵부 (32C) 및 컵 이동부 (36A) 를 채용한 경우, 도 4 에 있어서 설명한 기판 (W) 의 처리 각각을, 기판 (W) 을 제 1 통형상부 (321C) ∼ 제 4 통형상부 (324C) 의 어느 것으로 둘러싼 상태에서 실시할 수 있다. 구체적으로는, 프리 린스 공정 S3 및 브러시 처리 공정 S4 를 제 1 통형상부 (321C) 로 기판 (W) 을 둘러싼 상태에서, 스프레이 처리 공정 S5 를 제 2 통형상부 (322C) 로 기판 (W) 을 둘러싼 상태에서, 각각 실시할 수 있다. 또한, 포스트 린스 공정 S7 을 제 3 통형상부 (323C) 로 기판 (W) 을 둘러싼 상태에서, 스핀 드라이 공정 S8 을 제 4 통형상부 (324C) 로 기판 (W) 을 둘러싼 상태에서, 각각 실시할 수 있다. 또한, 프리 린스 공정 S3 에 있어서, 포스트 린스 공정 S7 과 동일한 처리액 (린스액) 을 사용하는 경우에는, 프리 린스 공정 S3 을, 포스트 린스 공정 S7 과 동일하게, 제 3 통형상부 (323C) 로 기판 (W) 을 둘러싼 상태에서 실시할 수 있다.
이와 같이, 상컵부 (32C) 및 컵 이동부 (36A) 를 채용함으로써, 상컵부 (32C) 의 다수의 부분에서 기판 (W) 으로부터 털어내어지는 액체를 받을 수 있다. 이물질이 발생하기 쉬운 처리와, 그 밖의 처리에서, 기판 (W) 을 둘러싸는 부분을 상이하게 함으로써, 기판 (W) 에 이물질이 부착되는 것을 유효하게 저감시킬 수 있다.
＜5. 변형예＞
이상, 실시형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은 상기와 같은 것에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 는, 스크러버 처리를 실시하도록 구성되어 있지만, 본 발명은 그 밖의 처리 (예를 들어, 레지스트 도포 처리, 현상 처리) 를 실시하는 기판 처리 장치에 대해서도 유효하다.
또, 상기 실시형태에서는, 기판 처리 장치의 처리 대상이 액정 표시 장치용의 유리 기판인 경우를 설명하였다. 그러나, 처리 대상이 되는 기판은, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 자기·광 디스크용의 유리 또는 세라믹 기판, 유기 EL 용 유리 기판, 태양 전지용 유리 기판 또는 실리콘 기판, 그 외 플렉시블 기판 및 프린트 기판 등의 전자 기기용의 각종 피처리 기판이어도 된다.
본 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기의 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시로서, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 해석된다. 상기 각 실시형태 및 각 변형예에서 설명한 각 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합하거나, 생략하거나 할 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
10 : 기판 유지부
20 : 회전 구동부
24 : 스핀 모터
30 : 컵부
32, 32A, 32B, 32C : 상컵부
321, 321A, 321B, 321C : 제 1 통형상부
321S : 내주면
322, 322A, 322B, 322C : 제 2 통형상부
322S : 내주면
323C : 제 3 통형상부
324C : 제 4 통형상부
36, 36A : 컵 이동부 (상대 이동 기구)
38 : 환상부
380 : 연결부
40 : 세정 브러시부
42 : 브러시 본체부
44 : 회전 모터
48 : 브러시 이동부
50 : 처리액 공급부
60 : 처리액 공급부
80 : 제어부
A1 : 기판 회전축선
W : 기판

Claims (14)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 수평 자세로 유지하고, 연직 방향으로 평행한 회전축선 둘레로 회전하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부를 회전시키는 회전 구동부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸기 가능한 통형상으로 형성된 제 1 통형상부 및 제 2 통형상부를 갖고, 상기 제 2 통형상부가 상기 제 1 통형상부의 연직 방향의 일방측에 연결되어 있는 컵부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에 처리액을 공급하여 당해 기판을 처리하는 처리부와,
    상기 컵부를 상기 기판 유지부에 대해 연직 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 컵부를, 상기 제 1 통형상부가 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸는 제 1 상대 위치, 및, 상기 제 2 통형상부가 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸는 제 2 상대 위치의 각각에 정지시키는 상대 이동 기구를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통형상부가, 상기 제 1 통형상부의 상측에 연결되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 통형상부가, 상기 제 2 통형상부보다 내폭이 작아지는 부분을 갖는, 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 컵부는, 상기 제 2 통형상부로부터 상기 제 1 통형상부에 걸쳐, 내폭이 점차 작아지는, 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 컵부의 연직 방향의 중간부에 형성되어 있고, 상기 제 1 통형상부의 내주면으로부터 상기 컵부의 내측 방향으로 장출되고, 또한, 내연부가 연직 방향으로 상기 기판 유지부가 통과 가능한 구멍을 형성하고 있는 환상부와,
    상기 제 1 통형상부와 상기 환상부를, 이들 사이에 간극을 형성하면서 연결하는 연결부를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 통형상부의 내주면이, 상기 제 2 통형상부의 내주면보다 친수성이 높은 친수성 표면인, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상대 이동 기구는, 상기 컵부를 연직 방향으로 이동시키는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 구동부는, 상기 컵부가 상기 제 2 상대 위치에 있을 때에, 상기 컵부가 상기 제 1 상대 위치에 있을 때보다 상기 기판 유지부를 고속으로 회전시키는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 상대 이동 기구, 상기 회전 구동부 및 상기 처리부를 제어하는 제어부를 갖고,
    상기 제어부는,
    상기 컵부를 상기 제 1 상대 위치에 정지시킨 상태에서, 회전 중인 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제 1 처리를 실시하고,
    상기 컵부를 상기 제 2 상대 위치에 정지시킨 상태에서, 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 기판의 표면의 액체를 제거하는 제 2 처리를 실시하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 처리는, 상기 기판의 상면 전역에 상기 처리액의 막을 형성하는 처리를 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 기판의 표면에 맞닿아지는 브러시부와,
    상기 브러시부를 상기 기판에 맞닿게 하는 맞닿음 위치와 상기 기판으로부터 멀어진 대피 위치 사이에서 이동시키는 브러시 이동 기구를 추가로 갖고,
    상기 제어부는, 상기 브러시 이동 기구를 추가로 제어하고,
    상기 제 1 처리는, 상기 브러시부를 회전 중인 상기 기판에 맞닿게 하여 상기 기판을 처리하는 브러시 처리를 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컵부는,
    상기 제 2 통형상부의 연직 방향의 일방측에 연결되고, 상기 기판을 둘러싸기 가능하게 형성된 제 3 통형상부를 추가로 포함하고,
    상기 상대 이동 기구는, 상기 컵부를 상기 기판 유지부에 대해 연직 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 제 3 통형상부가 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판을 둘러싸는 제 3 상대 위치에 상기 컵부를 정지시키는, 기판 처리 장치.
  13. 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    (a) 기판을 수평 자세로 유지하는 유지 공정과,
    (b) 상기 기판을 컵부에 있어서의 통형상의 제 1 통형상부로 둘러싸는 제 1 둘러싸기 공정과,
    (c) 상기 제 1 통형상부에 둘러싸인 상기 기판을 회전시키면서, 그 기판의 표면에 처리액을 공급하는 제 1 처리 공정과,
    (d) 상기 제 1 처리 공정 후, 상기 컵부에 있어서의 상기 제 1 통형상부의 연직 방향의 일방측에 연결된 통형상의 제 2 통형상부로 상기 기판을 둘러싸는 제 2 둘러싸기 공정과,
    (e) 상기 제 2 통형상부에 둘러싸인 상기 기판을 회전시키는 제 2 처리 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 통형상부가, 상기 제 1 통형상부의 상측에 연결되어 있는, 기판 처리 방법.
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