KR20200060280A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20200060280A
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히로아키 이나도미
사토시 비와
사토시 오카무라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

초임계 건조 처리의 효율화를 도모하는 것이다. 본 개시에 따른 기판 처리 장치는, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서, 처리 용기와, 복수의 유지부를 구비한다. 처리 용기는 건조 처리가 행해지는 용기이다. 복수의 유지부는 처리 용기의 내부에 있어서 각각 상이한 기판을 유지한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 패턴 도괴를 억제하면서, 기판의 표면에 잔존하는 수분을 제거하는 기술로서, 고압 하에서 얻어지는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 초임계 건조 기술이 알려져 있다.
일본특허공개공보 2011-009299호
본 개시는 초임계 건조 처리의 효율화를 도모할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 기판 처리 장치는, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서, 처리 용기와, 복수의 유지부를 구비한다. 처리 용기는 건조 처리가 행해지는 용기이다. 복수의 유지부는 처리 용기의 내부에 있어서 각각 상이한 기판을 유지한다.
본 개시에 따르면, 초임계 건조 처리의 효율화를 도모할 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 상방에서 본 모식적인 단면도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템에서 실행되는 일련의 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 3은 액 처리 유닛의 구성예를 나타내는 도이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
도 5는 처리 용기의 내부에 복수의 웨이퍼가 수용된 상태의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 6은 처리 공간에 있어서의 처리 유체의 유통 경로의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 7은 제 2 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
도 8은 제 3 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
도 9는 제 4 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
도 10은 제 5 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
도 11은 제 6 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
도 12는 제 6 실시 형태에 있어서의 유지부의 구성을 나타내는 모식 평면도이다.
도 13은 제 7 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다.
이하에, 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 실시하기 위한 형태(이하, '실시 형태'라고 기재함)에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 개시에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태는 처리 내용을 모순시키지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 각 실시 형태에서 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략된다.
<제 1 실시 형태>
[1. 기판 처리 시스템의 구성]
먼저, 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 상방에서 본 모식적인 단면도이다. 또한 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
(반입반출 스테이션(2)에 대하여)
반입반출 스테이션(2)은 캐리어 재치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 재치부(11)에는 복수 매의 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼(W)'라고 기재함)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련된다. 반송부(12)의 내부에는 반송 장치(13)와 전달부(14)가 배치된다.
반송 장치(13)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 반송 장치(13)는 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
(처리 스테이션(3)에 대하여)
처리 스테이션(3)은 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은 반송 블록(4)과, 복수(여기서는 2 개)의 처리 블록(5_1, 5_2)을 구비한다.
(반송 블록(4)에 대하여)
반송 블록(4)은 반송 에어리어(15)와, 반송 장치(16)를 구비한다. 반송 에어리어(15)는, 예를 들면 반입반출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)의 배열 방향(X축 방향)을 따라 연장되는 직육면체 형상의 영역이다.
반송 에어리어(15)에는 반송 장치(16)가 배치된다. 반송 장치(16)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 반송 장치(16)는 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 복수의 처리 블록(5)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 블록(5_1, 5_2)은 반송 에어리어(15)의 양측에 있어서 반송 에어리어(15)에 인접하여 배치된다. 구체적으로, 처리 블록(5_1)은 반입반출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)의 배열 방향(X축 방향)에 직교하는 방향(Y축 방향)에 있어서의 반송 에어리어(15)의 일방측(Y축 정방향측)에 배치되고, 처리 블록(5_2)은 타방측(Y축 부방향측)에 배치된다.
처리 블록(5_1)은 복수(여기서는 2 개)의 액 처리 유닛(17a, 17b)과, 건조 유닛(18_1)과, 공급 유닛(19_1)을 구비한다. 또한, 처리 블록(5_2)은 복수(여기서는 2 개)의 액 처리 유닛(17c, 17d)과, 건조 유닛(18_2)과, 공급 유닛(19_2)을 구비한다.
또한 이하에 있어서, 처리 블록(5_1, 5_2)을 구별하지 않는 경우에는, 이들을 총칭하여 '처리 블록(5)'이라고 기재하는 경우가 있다. 마찬가지로, 액 처리 유닛(17a ~ 17d)을 총칭하여 '액 처리 유닛(17)', 건조 유닛(18_1, 18_2)을 총칭하여 '건조 유닛(18)', 공급 유닛(19_1, 19_2)을 총칭하여 '공급 유닛(19)'이라고 기재하는 경우가 있다.
액 처리 유닛(17)은 웨이퍼(W)의 패턴 형성면인 상면을 세정하는 세정 처리를 행한다. 또한, 액 처리 유닛(17)은 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 상면에 액막을 형성하는 액막 형성 처리를 행한다. 액 처리 유닛(17)의 구성에 대해서는 후술한다.
건조 유닛(18)은 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)에 대하여 초임계 건조 처리를 행한다. 구체적으로, 건조 유닛(18)은 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)를 초임계 상태의 처리 유체와 접촉시킴으로써 동일 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 건조 유닛(18)의 구성에 대해서는 후술한다.
공급 유닛(19)은 건조 유닛(18)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 구체적으로, 공급 유닛(19)은 유량계, 유량 조정기, 배압 밸브, 히터 등을 포함하는 공급 기기군과, 공급 기기군을 수용하는 하우징을 구비한다. 제 1 실시 형태에 있어서, 공급 유닛(19)은 처리 유체로서 CO2를 건조 유닛(18)으로 공급한다.
각 처리 블록(5)에 있어서, 복수의 액 처리 유닛(17), 건조 유닛(18) 및 공급 유닛(19)은 반송 에어리어(15)를 따라(즉, X축 방향을 따라) 배열된다. 액 처리 유닛(17), 건조 유닛(18) 및 공급 유닛(19) 중 액 처리 유닛(17)은 반입반출 스테이션(2)에 가장 가까운 위치에 배치되고, 공급 유닛(19)은 반입반출 스테이션(2)으로부터 가장 먼 위치에 배치된다.
건조 유닛(18_1)은 초임계 건조 처리가 행해지는 처리 에어리어(181a)와, 반송 블록(4)과 처리 에어리어(181a)와의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달이 행해지는 복수(여기서는 2 개)의 전달 에어리어(182a, 182b)를 구비한다. 제 1 실시 형태에 있어서, 처리 에어리어(181a) 및 복수의 전달 에어리어(182a, 182b)는 반송 에어리어(15)를 따라 배열된다. 구체적으로, 복수의 전달 에어리어(182a, 182b)는 처리 에어리어(181a)의 X축 방향에 있어서의 양측, 즉 처리 에어리어(181a)의 X축 부방향측 및 정방향측에 배치된다.
마찬가지로, 건조 유닛(18_2)은, 초임계 건조 처리가 행해지는 처리 에어리어(181b)와, 반송 블록(4)과 처리 에어리어(181b)와의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달이 행해지는 복수(여기서는 2 개)의 전달 에어리어(182c, 182d)를 구비한다. 제 1 실시 형태에 있어서, 처리 에어리어(181b) 및 복수의 전달 에어리어(182c, 182d)는 반송 에어리어(15)를 따라 배열된다. 구체적으로, 복수의 전달 에어리어(182c, 182d)는 처리 에어리어(181b)의 X축 방향에 있어서의 양측, 즉 처리 에어리어(181b)의 X축 부방향측 및 정방향측에 배치된다.
또한 이하에 있어서, 건조 유닛(18_1, 18_2)을 구별하지 않는 경우에는, 이들을 총칭하여 '건조 유닛(18)'이라고 기재하는 경우가 있다. 마찬가지로, 처리 에어리어(181a, 181b)를 총칭하여 '처리 에어리어(181)', 전달 에어리어(182a ~ 182d)를 총칭하여 '전달 에어리어(182)'라고 기재하는 경우가 있다.
(제어 장치(6)에 대하여)
기판 처리 시스템(1)은 제어 장치(6)를 구비한다. 제어 장치(6)는 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(61)와 기억부(62)를 구비한다.
제어부(61)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 가지는 마이크로 컴퓨터 및 각종의 회로를 포함한다. 이러한 마이크로 컴퓨터의 CPU는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내 실행함으로써, 반송 장치(13, 16), 액 처리 유닛(17), 건조 유닛(18) 및 공급 유닛(19) 등의 제어를 실현한다.
또한 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기록 매체로부터 제어 장치(6)의 기억부(62)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
기억부(62)는 예를 들면 RAM, 플래쉬 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는 하드 디스크, 광디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.
[2. 기판 처리의 흐름]
이어서, 상술한 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 일련의 기판 처리의 흐름에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 일련의 기판 처리의 순서를 나타내는 순서도이다. 또한, 도 2에 나타내는 일련의 기판 처리는 제어부(61)의 제어에 따라 실행된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저 반입 처리가 행해진다(단계(S101)). 반입 처리에서는, 반송 장치(13)(도 1 참조)가 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 전달부(14)에 배치한다. 이어서, 반송 장치(16)(도 1 참조)가 전달부(14)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 액 처리 유닛(17)으로 반입한다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는, 액 처리 유닛(17)에 있어서 세정 처리가 행해진다(단계(S102)). 액 처리 유닛(17)은 웨이퍼(W)의 패턴 형성면인 상면에 각종 처리액을 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 상면으로부터 파티클 및 자연 산화막 등을 제거한다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는, 액 처리 유닛(17)에 있어서 액막 형성 처리가 행해진다(단계(S103)). 액 처리 유닛(17)은 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 상면에 액체 상태의 IPA(이하, 'IPA 액체'라고 기재함)를 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 IPA 액체에 의한 액막을 형성한다.
액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)는, 반송 장치(16)에 의해, 동일한 처리 블록(5)에 배치되는 건조 유닛(18)의 전달 에어리어(182)로 반송된 후, 전달 에어리어(182)로부터 처리 에어리어(181)로 반송된다. 이 후, 기판 처리 시스템(1)에서는, 처리 에어리어(181)에 있어서 초임계 건조 처리가 행해진다(단계(S104)). 초임계 건조 처리에 있어서, 건조 유닛(18)은 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)를 초임계 상태의 처리 유체와 접촉시킴으로써 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)를 건조시킨다.
제 1 실시 형태에 있어서, 건조 유닛(18)은 초임계 건조 처리를 2 매의 웨이퍼(W)에 대하여 동시에 실행한다. 구체적으로, 반송 장치(16)는 1 개의 처리 블록(5), 예를 들면 처리 블록(5_1)에 배치된 2 개의 액 처리 유닛(17a, 17b) 중 일방의 액 처리 유닛(17a)으로부터 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)를 취출한다. 그리고, 반송 장치(16)는 액 처리 유닛(17a)으로부터 취출한 웨이퍼(W)를, 동일한 처리 블록(5_1)에 배치된 건조 유닛(18_1)이 구비하는 2 개의 전달 에어리어(182a, 182b) 중 일방의 전달 에어리어(182a)로 반송한다. 또한, 반송 장치(16)는 처리 블록(5_1)에 배치된 2 개의 액 처리 유닛(17a, 17b) 중 타방의 액 처리 유닛(17b)으로부터 액막 형성 처리 후의 웨이퍼(W)를 취출한다. 그리고, 반송 장치(16)는 액 처리 유닛(17b)으로부터 취출한 웨이퍼(W)를, 건조 유닛(18_1)이 구비하는 2 개의 전달 에어리어(182a, 182b) 중 타방의 전달 에어리어(182b)로 반송한다. 이 후, 2 매의 웨이퍼(W)는, 각 전달 에어리어(182a, 182b)로부터 처리 에어리어(181)로 반송되어, 처리 에어리어(181)에 있어서 초임계 건조 처리가 실시된다.
또한 반송 장치(16)는, 먼저 X축 부방향측에 배치된 액 처리 유닛(17a)으로부터 취출한 웨이퍼(W)를 X축 정방향측에 배치된 전달 에어리어(182b)로 반송해도 된다. 또한, 반송 장치(16)는 이 후, X축 정방향측에 배치된 액 처리 유닛(17b)으로부터 취출한 웨이퍼(W)를 X축 부방향측에 배치된 전달 에어리어(182a)로 반송해도 된다. 제 1 실시 형태에 있어서, 2 매의 웨이퍼(W)에는 전달 에어리어(182a, 182b)에 있어서의 대기 시간에 차가 생기게 되는데, 상기와 같이 최초로 반송하는 웨이퍼(W)의 반송 거리를 짧게 함으로써, 이러한 대기 시간의 차를 흡수할 수 있다.
이어서, 기판 처리 시스템(1)에서는 반출 처리가 행해진다(단계(S105)). 반출 처리에서는, 먼저 초임계 건조 처리 후의 웨이퍼(W)가 처리 에어리어(181)로부터 전달 에어리어(182)로 반송된다. 이 후, 반송 장치(16)가, 초임계 건조 처리 후의 웨이퍼(W)를 전달 에어리어(182)로부터 취출하여 전달부(14)로 반송한다. 이 후, 반송 장치(13)가 초임계 건조 처리 후의 웨이퍼(W)를 전달부(14)로부터 취출하여 캐리어(C)로 반송한다.
[3. 액 처리 유닛의 구성]
이어서, 액 처리 유닛(17)의 구성에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 액 처리 유닛(17)의 구성예를 나타내는 도이다. 액 처리 유닛(17)은, 예를 들면 스핀 세정에 의해 웨이퍼(W)를 1 매씩 세정하는 매엽식의 세정 장치로서 구성된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 액 처리 유닛(17)은 처리 공간을 형성하는 아우터 챔버(23) 내에 배치된 웨이퍼 유지 기구(25)로 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하고, 이 웨이퍼 유지 기구(25)를 연직축 둘레로 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고, 액 처리 유닛(17)은 회전하는 웨이퍼(W)의 상방에 노즐 암(26)을 진입시키고, 이러한 노즐 암(26)의 선단부에 마련되는 약액 노즐(26a)로부터 약액 또는 린스액을 미리 정해진 순으로 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 상면의 세정 처리를 행한다.
또한, 액 처리 유닛(17)에는 웨이퍼 유지 기구(25)의 내부에도 약액 공급로(25a)가 형성되어 있다. 그리고, 이러한 약액 공급로(25a)로부터 공급된 약액 또는 린스액에 의해, 웨이퍼(W)의 하면도 세정된다.
세정 처리는, 예를 들면 먼저 알칼리성의 약액인 SC1액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)에 의한 파티클 및 유기성의 오염 물질의 제거가 행해지고, 이어서 린스액인 탈이온수(Deionized Water : 이하, 'DIW'라고 기재함)에 의한 린스 세정이 행해진다. 이어서, 산성 약액인 희불산 수용액(Diluted Hydrofluoric acid : 이하, 'DHF'라고 기재함)에 의한 자연 산화막의 제거가 행해지고, 이어서 DIW에 의한 린스 세정이 행해진다.
상술한 각종 약액은 아우터 챔버(23), 및 아우터 챔버(23) 내에 배치되는 이너 컵(24)에 받아져, 아우터 챔버(23)의 저부에 마련되는 배액구(23a), 및 이너 컵(24)의 저부에 마련되는 배액구(24a)로부터 배출된다. 또한, 아우터 챔버(23) 내의 분위기는 아우터 챔버(23)의 저부에 마련되는 배기구(23b)로부터 배기된다.
액막 형성 처리는 세정 처리에 있어서의 린스 처리 후에 행해진다. 구체적으로, 액 처리 유닛(17)은 웨이퍼 유지 기구(25)를 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 상면 및 하면에 IPA 액체를 공급한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하는 DIW가 IPA로 치환된다. 이 후, 액 처리 유닛(17)은 웨이퍼 유지 기구(25)의 회전을 완만하게 정지한다.
액막 형성 처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 그 상면에 IPA 액체의 액막이 형성된 상태인 채로, 웨이퍼 유지 기구(25)에 마련된 미도시의 전달 기구에 의해 반송 장치(16)로 전달되어, 액 처리 유닛(17)으로부터 반출된다. 웨이퍼(W) 상에 형성된 액막은, 액 처리 유닛(17)으로부터 건조 유닛(18)으로의 웨이퍼(W)의 반송 중, 및 건조 유닛(18)으로의 반입 동작 중에, 웨이퍼(W) 상면의 액체가 증발(기화)함으로써 패턴 도괴가 발생하는 것을 방지한다.
[4. 건조 유닛의 구성]
이어서, 건조 유닛(18)의 구성에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 제 1 실시 형태에 따른 건조 유닛(18)의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 또한, 도 5는 처리 용기의 내부에 복수의 웨이퍼(W)가 수용된 상태의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 건조 유닛(18)은 처리 용기(31)와, 복수의 덮개체(32a, 32b)와, 복수의 유지부(33a, 33b)를 구비한다.
처리 용기(31)는, 예를 들면 16 ~ 20 MPa 정도의 고압 환경을 형성할 수 있는 압력 용기이다. 처리 용기(31)는 처리 에어리어(181)(도 1 참조)에 배치되고, 초임계 건조 처리는 처리 용기(31) 내부의 처리 공간(311)에서 행해진다.
처리 용기(31)는 평면으로 봤을 때 직사각형 형상을 가지고 있고, 복수(여기서는 4 개)의 측면 중 전달 에어리어(182)에 면하는 2 개의 측면에 개구(312a, 312b)를 가진다. 제 1 실시 형태에 있어서, 2 개의 전달 에어리어(182)는 처리 에어리어(181)를 사이에 두고 대향하는 위치에 마련되어 있다. 따라서, 2 개의 개구(312a, 312b)는 처리 용기(31)가 가지는 복수의 측면 중 서로 대향하는 측면, 여기서는 X축 부방향측의 측면과 X축 정방향측의 측면에 마련된다. 이와 같이, 복수의 개구(312a, 312b)를 각각 처리 용기(31)의 상이한 측면에 마련함으로써, 예를 들면 1 개의 측면에 개구를 마련하는 경우와 비교하여 측면 1 개당 개구 면적을 작게 할 수 있다. 개구 면적이 작아질수록, 처리 공간(311)을 고압으로 한 경우에 후술하는 락 부재(42)에 걸리는 압력이 작아진다. 따라서, 처리 용기(31)의 내압성의 확보가 용이하다.
복수(여기서는 2 개)의 덮개체(32a, 32b)의 각각은 이동 기구(321)에 접속되어 있으며, 이러한 이동 기구(321)에 의해 처리 에어리어(181) 및 전달 에어리어(182) 사이를 수평 이동한다. 이에 의해, 각 덮개체(32a, 32b)는 처리 용기(31)의 대응하는 개구(312a, 312b)를 개폐한다. 구체적으로, X축 부방향측에 배치된 덮개체(32a)는, 처리 용기(31)의 X축 부방향측의 측면에 형성된 개구(312a)를 개폐하고, X축 정방향측에 배치된 덮개체(32b)는 처리 용기(31)의 X축 정방향측의 측면에 형성된 개구(312b)를 개폐한다.
복수(여기서는 2 개)의 유지부(33a, 33b)는 각각 상이한 웨이퍼(W)를 1 매씩 수평으로 유지한다. 각 유지부(33a, 33b)는, 예를 들면 평면으로 봤을 때 직사각형 형상의 프레임체이며, 웨이퍼(W)의 외주부를 하방으로부터 지지함으로써 웨이퍼(W)를 유지한다.
2 개의 유지부(33a, 33b) 중 X축 부방향측에 배치된 유지부(33a)는, 2 개의 덮개체(32a, 32b) 중 X축 부방향측에 배치된 덮개체(32a)에 마련된다. 또한, 2 개의 유지부(33a, 33b) 중 X축 정방향측에 배치된 유지부(33b)는, 2 개의 덮개체(32a, 32b) 중 X축 정방향측에 배치된 덮개체(32b)에 마련된다.
이들 유지부(33a, 33b)는, 이동 기구(321)에 의해 덮개체(32a, 32b)와 함께 처리 에어리어(181)로 이동함으로써, 처리 공간(311)의 내부에 수용된다. 구체적으로, X축 부방향측으로부터 처리 공간(311)으로 진입한 유지부(33a)는, 처리 공간(311)에 있어서, X축 정방향측으로부터 처리 공간(311)으로 진입한 유지부(33b)의 하방에 배치된다. 이와 같이, 2 개의 유지부(33a, 33b)는 처리 용기(31)의 내부에 있어서 연직 방향으로 간격을 두고 배열되기 때문에, 예를 들면 처리 용기(31)의 풋프린트의 증대를 억제할 수 있다. 또한 이하에 있어서, 덮개체(32a, 32b)를 구별하지 않는 경우에는, 이들을 총칭하여 '덮개체(32)'라고 기재하는 경우가 있다. 마찬가지로, 유지부(33a, 33b)를 총칭하여 '유지부(33)', 개구(312a, 312b)를 총칭하여 '개구(312)'라고 기재하는 경우가 있다.
처리 용기(31)에는 공급부(35)와 배출부(37)가 마련된다. 공급부(35)는 공급 유닛(19)(도 1 참조)의 공급 기기군에 접속되어 있고, 공급 유닛(19)으로부터 공급되는 처리 유체를 처리 공간(311)으로 공급한다. 배출부(37)는 처리 공간(311)으로부터 처리 유체를 배출한다.
공급부(35)는 처리 용기(31)에 있어서의 처리 공간(311)의 천장면에 마련되고, 하방을 향해 개구되는 공급구로부터 처리 공간(311)에 대하여 처리 유체를 연직 하향으로 공급한다. 공급부(35)는, 처리 용기(31)에 형성된 2 개의 개구(312) 중, 상단의 유지부(33)가 출입하는 개구(312)(여기서는 X축 정방향측의 개구(312))측쪽으로 마련된다. 또한 공급부(35)는, 처리 에어리어(181) 및 전달 에어리어(182)의 배열 방향(X축 방향)과 직교하는 수평 방향(Y축 방향)을 따라 복수의 공급구를 구비하는 구성이어도 된다.
배출부(37)는, 처리 용기(31)에 있어서의 처리 공간(311)의 저면에 마련되고, 상방을 향해 개구되는 배출구로부터 처리 유체를 배출한다. 배출부(37)는, 처리 용기(31)에 형성된 2 개의 개구(312) 중, 하단의 유지부(33)가 출입하는 개구(312)(여기서는 X축 부방향측의 개구(312))쪽으로 마련된다. 또한 배출부(37)는, 처리 에어리어(181) 및 전달 에어리어(182)의 배열 방향(X축 방향)과 직교하는 수평 방향(Y축 방향)을 따라 복수의 배출구를 구비하는 구성이어도 된다.
건조 유닛(18)은 공급부(35)로부터 처리 공간(311)으로 처리 유체를 공급하면서, 배출부(37)를 거쳐 처리 공간(311) 내의 처리 유체를 배출한다. 처리 유체의 배출로에는, 처리 공간(311)으로부터의 처리 유체의 배출량을 조정하는 댐퍼가 마련되어 있고, 처리 공간(311) 내의 압력이 원하는 압력으로 조정되도록 댐퍼에 의해 처리 유체의 배출량이 조정된다. 이에 의해, 처리 공간(311)에 있어서 처리 유체의 초임계 상태가 유지된다. 이하에서는, 초임계 상태의 처리 유체를 '초임계 유체'라고 기재하는 경우가 있다.
처리 용기(31)는 각 개구(312)보다 각 개구(312)의 덮개 개방 방향측으로 돌출된 제 1 돌출부(313) 및 제 2 돌출부(314)를 구비한다. 제 1 돌출부(313)는 개구(312)의 하부로부터 X축 방향을 향해 돌출되고, 제 2 돌출부(314)는 개구(312)의 상부로부터 X축 방향을 향해 돌출된다.
제 1 돌출부(313)에는 제 1 돌출부(313)의 상면과 하면을 연통하는 제 1 삽입 관통홀(315)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 돌출부(314)에는 제 1 삽입 관통홀(315)과 연직 방향에서 대향하는 위치(즉 제 1 삽입 관통홀(315)의 상방)에, 제 2 돌출부(314)의 상면과 하면을 연통하는 제 2 삽입 관통홀(316)이 형성되어 있다.
또한, 건조 유닛(18)은 복수(여기서는 2 개)의 락 부재(42)를 구비한다. 락 부재(42)는 제 1 돌출부(313)에 형성된 복수의 제 1 삽입 관통홀(315)에 각각 삽입 관통되어 있다. 각 락 부재(42)에는, 락 부재(42)를 연직 방향을 따라 이동시키는 승강 기구(43)가 접속된다.
[5. 건조 유닛의 동작예]
건조 유닛(18)에서는, 먼저 2 매의 웨이퍼(W)의 반입 처리가 행해진다. 반입 처리에 있어서, 건조 유닛(18)은 X축 부방향측에 배치된 덮개체(32a)를 이동 기구(321)에 의해 X축 정방향측으로 수평 이동시키고, X축 정방향측에 배치된 덮개체(32b)를 X축 부방향측으로 이동 기구(321)에 의해 수평 이동시킨다. 이에 의해, 2 개의 유지부(33a, 33b)에 각각 유지된 2 매의 웨이퍼(W)가 처리 용기(31)의 처리 공간(311)에 수용되고, 또한 2 개의 덮개체(32a, 32b)에 의해 처리 공간(311)이 밀폐된 상태가 된다. 또한, 2 개의 덮개체(32a, 32b)를 이동시키는 차례 및 타이밍은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 건조 유닛(18)은 2 개의 락 부재(42)를 승강 기구(43)에 의해 상승시킴으로써, 각 락 부재(42)를 제 2 돌출부(314)에 형성된 제 2 삽입 관통홀(316)에 삽입 관통시킨다.
락 부재(42)는, 처리 공간(311)에 공급된 처리 유체에 의해 초래되는 내압에 저항하여, 처리 공간(311)을 향해 덮개체(32)를 누른다. 이에 의해, 덮개체(32a, 32b)에 의해 처리 공간(311)이 밀폐된 상태를 유지할 수 있다.
이어서, 건조 유닛(18)에서는 승압 처리가 행해진다. 승압 처리에 있어서, 건조 유닛(18)은 공급부(35)로부터 처리 용기(31)의 처리 공간(311)으로 처리 유체를 공급함으로써, 처리 공간(311)의 압력을 상승시킨다. 이에 의해, 처리 공간(311)의 압력은 대기압으로부터 처리 압력까지 상승한다. 처리 압력은 처리 유체인 CO2가 초임계 상태가 되는 임계 압력(약 7.2 MPa)을 초과하는 압력으로, 예를 들면 16 MPa 정도이다. 이러한 승압 처리에 의해, 처리 공간 내의 처리 유체가 초임계 상태로 상변화하여, 웨이퍼(W)의 표면에 액 축적된 IPA 액체가 초임계 상태의 처리 유체에 용해되기 시작한다. 또한, 공급 유닛(19)으로부터 공급되는 처리 유체는 초임계 상태여도 되고, 액체 상태여도 된다.
이어서, 건조 유닛(18)에서는 유통 처리가 행해진다. 유통 처리에 있어서, 건조 유닛(18)은 처리 공간(311)의 압력을 처리 압력으로 유지한 채로, 공급부(35)로부터 처리 공간(311)으로 처리 유체를 공급하면서, 처리 공간으로 공급된 처리 유체를 배출부(37)로부터 처리 공간(311)의 외부로 배출한다. 이에 의해, 처리 공간(311)에는 웨이퍼(W)의 주위에서 정해진 방향으로 유동하는 처리 유체의 층류가 형성된다.
여기서, 처리 공간(311)에 있어서의 처리 유체의 유통 경로에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 처리 공간(311)에 있어서의 처리 유체의 유통 경로의 일례를 나타내는 모식 단면도이다. 또한 도 6에서는, 건조 유닛(18)이 구비하는 구성의 일부를 생략하여 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 처리 유체는 공급부(35)로부터 상단의 덮개체(32b)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면으로 공급된 후, 상단의 웨이퍼(W)의 상방을 그 표면을 따라 X축 부방향으로 흐른다. 이 후, 처리 유체는 상단의 유지부(33b)의 선단과 처리 공간(311)의 내벽 사이를 하방을 향해 흐른 후, 하단의 유지부(33a)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방을 그 표면을 따라 X축 정방향으로 흐른다. 이 후, 처리 유체는 하단의 유지부(33a)의 선단과 처리 공간(311)의 내벽 사이를 하방을 향해 흐른 후, 하단의 웨이퍼(W)의 하면과 처리 공간(311)의 저면 사이를 X축 부방향으로 흐른다. 그리고, 처리 유체는 배출부(37)로부터 처리 공간(311)의 외부로 배출된다.
웨이퍼(W)의 패턴 형성면(상면)에 존재하는 IPA 액체는, 고압 상태(예를 들면, 16 MPa)인 초임계 유체와 접촉함으로써, 서서히 초임계 유체에 용해되어, 최종적으로는 초임계 유체로 치환된다. 이에 의해, 패턴 사이의 간극은 초임계 유체에 의해 채워진 상태가 된다.
이와 같이, 건조 유닛(18)에 의하면, 각 웨이퍼(W)의 표면을 따라 흐르는 처리 유체의 흐름을 처리 공간(311)의 내부에 형성할 수 있기 때문에, 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 초임계 건조 처리를 동시에 행하는 경우에 있어서의 처리 균일성의 저하를 억제할 수 있다.
이어서, 건조 유닛(18)에서는 감압 처리가 행해진다. 감압 처리에 있어서, 건조 유닛(18)은 처리 공간(311)의 압력을 고압 상태로부터 대기압까지 감압한다. 이에 의해, 패턴 간의 간극을 채우고 있던 초임계 유체가 통상의 즉 기체 상태의 처리 유체로 변화한다.
이와 같이, 건조 유닛(18)은 패턴 형성면에 존재하는 IPA 액체를 초임계 유체로 치환한 후, 초임계 유체를 기체 상태의 처리 유체로 되돌림으로써, 패턴 형성면으로부터 IPA 액체를 제거하여 패턴 형성면을 건조시킨다.
초임계 유체는 액체(예를 들면 IPA 액체)와 비교하여 점도가 작고, 또한 액체를 용해하는 능력도 높은 것에 더불어, 초임계 유체와 평형 상태에 있는 액체 또는 기체와의 사이에서 계면이 존재하지 않는다. 따라서, 초임계 건조 처리를 행함으로써, 표면 장력의 영향을 받지 않고 액체를 건조시킬 수 있다. 즉, 건조 처리 시에 패턴이 무너지는 것을 억제할 수 있다.
여기서는, 건조 방지용의 액체로서 IPA 액체를 이용하고, 처리 유체로서 CO2를 이용하는 것으로 했지만, IPA 이외의 액체를 건조 방지용의 액체로서 이용해도 되고, CO2 이외의 유체를 처리 유체로서 이용해도 된다.
이와 같이, 제 1 실시 형태에 따른 건조 유닛(18)에 의하면, 복수 매의 웨이퍼(W)에 대하여 초임계 건조 처리를 동시에 행하는 것으로 했기 때문에, 초임계 건조 처리를 1 매의 웨이퍼(W)씩 행하는 종래의 기판 처리 장치와 비교하여, 초임계 건조 처리의 효율화를 도모할 수 있다. 또한, 예를 들면 초임계 건조 처리의 효율화를 위하여 건조 유닛의 수를 늘린 경우와 비교하여, 기판 처리 시스템(1)의 고비용화를 억제할 수 있다.
<제 2 실시 형태>
도 7은 제 2 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 또한, 이하의 각 실시 형태에서는 이해를 용이하게 하기 위하여, 건조 유닛의 구성의 일부를 생략하여 나타내는 경우가 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태에 따른 건조 유닛(18A)은 구획판(38)을 구비한다. 구획판(38)은 상단의 유지부(33b)와 하단의 유지부(33a) 사이에 배치되는 판 형상의 부재이며, 처리 용기(31)에 있어서의 처리 공간(311)의 X축 부방향측의 내벽으로부터 X축 정방향측의 내벽을 향해 연장된다. 구획판(38)의 선단과 처리 공간(311)의 X축 정방향측의 내벽 사이에는 간극이 마련된다. 또한, 구획판(38)은 처리 용기(31)와 별체로 마련되어도 되고, 일체적으로 형성되어도 된다.
제 2 실시 형태에 따른 건조 유닛(18A)에 있어서, 처리 유체는 상단의 유지부(33b)의 선단과 처리 공간(311)의 내벽 사이를 하방을 향해 흐른 후, 구획판(38)과 상단의 웨이퍼(W)의 하면 사이를 X축 정방향으로 흐른다. 이 후, 처리 유체는 구획판(38)의 하면과 하단의 웨이퍼(W)의 상면 사이를 X축 부방향으로 흐른 후, 프레임체 형상의 유지부(33)의 공동 부분을 지나 하방으로 흘러, 배출부(37)로부터 처리 공간(311)의 외부로 배출된다.
이와 같이, 상단의 유지부(33b)와 하단의 유지부(33a) 사이에 구획판(38)을 마련함으로써, 하단의 유지부(33a)의 상방의 공간을 좁게 할 수 있고, 하단의 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 보다 효율적으로 접촉시킬 수 있다. 또한, 구획판(38)은 구획판(38)의 하면과 웨이퍼(W)의 상면 간의 거리(D1)가, 처리 공간(311)의 천장면과 상단의 웨이퍼(W)의 상면 간의 거리(D2)와 동일하게 되는 위치에 배치된다. 이에 의해, 복수의 웨이퍼(W)에 대한 초임계 건조 처리의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다.
여기서는, 구획판(38)이 처리 용기(31)에 마련되는 경우의 예에 대하여 나타냈지만, 구획판(38)은 하단의 덮개체(32a) 또는 하단의 유지부(33a)에 마련되어도 된다.
<제 3 실시 형태>
도 8은 제 3 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태에 따른 건조 유닛(18B)은 보충부(50)를 구비한다. 보충부(50)는 2 개의 전달 에어리어(182) 중, 건조 유닛(18B)에 최초로 반송되는 웨이퍼(W)의 반송처가 되는 전달 에어리어(182)(여기서는 전달 에어리어(182a))에 배치되고, 전달 에어리어(182a)에 있어서 유지부(33a)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면에 IPA를 보충한다.
상술한 바와 같이, 전달 에어리어(182a)에 있어서 유지부(33a)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면에는, IPA 액체의 액막이 형성되어 있다. 반송 장치(16)(도 1 참조)는 웨이퍼(W)를 1 매씩 반송하기 때문에, 건조 유닛(18B)에 최초로 반송된 웨이퍼(W)는, 2 매째의 웨이퍼(W)가 건조 유닛(18B)으로 반송될 때까지의 사이에, 전달 에어리어(182a)에서 대기시켜 두게 된다. 그 동안, 1 매째의 웨이퍼(W) 상면의 IPA 액체가 휘발됨으로써, 2 매의 웨이퍼(W)의 액막의 두께에 차가 생길 우려가 있다.
이에 대하여, 제 3 실시 형태에 따른 건조 유닛(18B)은, 동시에 처리되는 2 매의 웨이퍼(W) 중 건조 유닛(18B)에 최초로 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여, 보충부(50)를 이용하여 IPA 액체를 보충할 수 있다. 따라서, 제 3 실시 형태에 따른 건조 유닛(18B)에 의하면, 2 매의 웨이퍼(W)의 액막의 두께에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 건조 유닛(18B)은 2 개의 전달 에어리어(182)(예를 들면, 전달 에어리어(182a, 182b))의 양방에 보충부(50)를 구비하고 있어도 된다.
<제 4 실시 형태>
도 9는 제 4 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시 형태에 따른 건조 유닛(18C)은 2 개의 전달 에어리어(182) 중, 건조 유닛(18C)에 최초로 반송되는 웨이퍼(W)의 반송처가 되는 전달 에어리어(182)(여기서는 전달 에어리어(182a))를 둘러싸는 상자체(51)를 구비한다. 상자체(51)는 전달 에어리어(182a)에 배치되는 덮개체(32a), 유지부(33a) 및 웨이퍼(W)를 수용 가능하다. 또한, 제 4 실시 형태에 따른 건조 유닛(18C)은 상자체(51)의 내부에 IPA 분위기를 공급하는 분위기 공급부(52)를 구비한다.
제 4 실시 형태에 따른 건조 유닛(18C)에 의하면, 분위기 공급부(52)를 이용하여 상자체(51)의 내부에 IPA 분위기를 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 IPA 액체의 액막의 휘발을 억제할 수 있다. 따라서, 2 매의 웨이퍼(W)의 액막의 두께에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 건조 유닛(18C)은 2 개의 전달 에어리어(182)(예를 들면, 전달 에어리어(182a, 182b))의 양방에 상자체(51) 및 분위기 공급부(52)를 구비하고 있어도 된다.
<제 5 실시 형태>
도 10은 제 5 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 5 실시 형태에 따른 건조 유닛(18D)은 처리 용기(31D)와, 2 개의 덮개체(32Da, 32Db)와, 4 개의 유지부(33e ~ 33h)를 구비한다.
덮개체(32Da, 32Db)는 4 개의 유지부(33e ~ 33h) 중 2 개를 지지한다. 구체적으로, 덮개체(32Da)는 유지부(33e, 33f)를 지지하고, 덮개체(32Db)는 유지부(33g, 33h)를 지지한다.
처리 공간(311)의 내부에 있어서, 4 개의 유지부(33e ~ 33h)는 X축 부방향측의 덮개체(32Da)에 지지된 유지부(33e, 33f)와, X축 정방향측의 덮개체(32Db)에 지지된 유지부(33g, 33h)가 엇갈려 배열된다.
이와 같이, 건조 유닛(18D)은 3 개 이상의 유지부(33e ~ 33h)를 구비하는 구성이어도 된다. 이 경우, 일방의 덮개체(32Da)에 지지되는 유지부(33e, 33f)와 타방의 덮개체(32Db)에 지지되는 유지부(33g, 33h)를 엇갈려 배열함으로써, 1 개의 덮개체(32Da, 32Db)에 지지되는 복수의 유지부(33e ~ 33h)의 간격을 넓게 할 수 있다. 따라서, 반송 장치(16)에 의한 웨이퍼(W)의 전달이 용이하다. 또한, 일방의 덮개체(32Da)에 지지되는 유지부(33e, 33f)와 타방의 덮개체(32Db)에 지지되는 유지부(33g, 33h)를 엇갈려 배열함으로써, 각 웨이퍼(W)의 상면을 최상단으로부터 차례로 흐르는 처리 유체의 흐름을 처리 공간(311)의 내부에 형성할 수 있다.
제 5 실시 형태에 있어서, 각 처리 블록(5)에는 4 개의 액 처리 유닛(17)이 마련되어도 된다.
또한 여기서는, 일방의 덮개체(32Da)와 타방의 덮개체(32Db)에 동일 수의 유지부가 마련되는 경우의 예를 나타냈지만, 일방의 덮개체(32Da)에 마련되는 유지부의 수와 타방의 덮개체(32Db)에 마련되는 유지부의 수는 상이해도 된다.
<제 6 실시 형태>
도 11은 제 6 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태에 따른 건조 유닛(18E)은 1 개의 개구(312E)를 가지는 처리 용기(31E)와, 1 개의 덮개체(32E)와, 복수의 유지부(33Ea ~ 33Ec)를 구비한다. 복수(여기서는 3 개)의 유지부(33Ea ~ 33Ec)는 1 개의 덮개체(32E)에 마련된다.
또한, 건조 유닛(18E)은 복수(여기서는 3 개)의 공급부(35Ea ~ 35Ec)를 구비한다. 복수의 공급부(35Ea ~ 35Ec)는 처리 용기(31E)의 개구(312E)가 마련되는 측면과 대향하는 측면에 마련된다.
복수의 공급부(35Ea ~ 35Ec)의 각각은, 복수의 유지부(33Ea ~ 33Ec)에 의해 유지된 복수의 웨이퍼(W)의 각각에 대응한다. 구체적으로, 3 개의 공급부(35Ea ~ 35Ec) 중 상단의 공급부(35Ea)는, 3 개의 유지부(33Ea ~ 33Ec) 중 상단의 유지부(33Ea)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면과 처리 공간(311E)의 천장면 사이의 높이 위치에 배치된다. 마찬가지로, 중단의 공급부(35Eb)는 중단의 유지부(33Eb)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면과 상단의 웨이퍼(W)의 하면 사이의 높이 위치에 배치되고, 하단의 공급부(35Ec)는 하단의 유지부(33Ec)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면과 중단의 웨이퍼(W)의 하면 사이의 높이 위치에 배치된다.
각 공급부(35Ea ~ 35Ec)는 대응하는 웨이퍼(W)의 상면을 따라 처리 유체를 공급한다. 따라서, 제 6 실시 형태에 따른 건조 유닛(18E)에 의하면, 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 균일하게 공급할 수 있다.
또한, 제 6 실시 형태에 따른 건조 유닛(18E)은 1 개의 덮개체(32E)에 대하여 복수의 유지부(33Ea ~ 33Ec)를 마련한 구성을 가진다. 이러한 구성으로 함으로써, 전달 에어리어(182)의 수를 1 개로 할 수 있다는 점에서, 풋프린트의 증대를 억제할 수 있다.
도 12는 제 6 실시 형태에 있어서의 유지부(33Ea)의 구성을 나타내는 모식 평면도이다. 또한, 유지부(33Eb, 33Ec)도 유지부(33Ea)와 동일한 구성을 가지기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 유지부(33Ea)는 웨이퍼(W)의 전달 시에 반송 장치(16)와 간섭하는 부분을 노치한, 평면으로 봤을 때 갈고리 형상을 가진다. 구체적으로, 유지부(33Ea)는 제 1 지지부(331)와, 제 2 지지부(332)와, 제 3 지지부(333)를 가진다. 제 1 지지부(331)는 Y축 방향을 따라 연장되고, 웨이퍼(W)에 있어서의 X축 부방향측의 외주부를 지지한다. 제 2 지지부(332)는 제 1 지지부(331)의 Y축 정방향측의 단부로부터 X축 방향을 따라 연장되고, 웨이퍼(W)에 있어서의 Y축 정방향측의 외주부를 지지한다. 제 3 지지부(333)는 제 2 지지부(332)의 X축 정방향측의 단부로부터 Y축 방향을 따라 연장되고, 웨이퍼(W)에 있어서의 X축 정방향측의 외주부를 지지한다. 유지부(33Ea)는 이들 제 1 지지부(331), 제 2 지지부(332) 및 제 3 지지부(333)에 의해 웨이퍼(W)를 3 점에서 지지한다.
1 개의 덮개체(32E)에 대하여 복수의 유지부(33Ea ~ 33Ec)를 마련하는 경우, 유지부(33Ea ~ 33Ec) 간의 간격이 좁아짐으로써, 반송 장치(16)에 의한 웨이퍼(W)의 전달이 곤란해질 우려가 있다. 이에 대하여, 유지부(33E)를 상기 형상으로 함으로써, 복수의 유지부(33Ea ~ 33Ec) 간의 간격이 좁은 경우라도, 반송 장치(16)와 유지부(33Ea ~ 33Ec)와의 간섭을 억제할 수 있다.
<제 7 실시 형태>
도 13은 제 7 실시 형태에 따른 건조 유닛의 구성을 나타내는 모식 단면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 7 실시 형태에 따른 건조 유닛(18F)은 처리 용기(31F)와, 덮개체(32F)와, 복수의 유지부(33F)를 구비한다.
처리 용기(31F)는 상부에 개구(312F)를 가진다. 덮개체(32F)는 처리 용기(31F)의 상방에 배치되고, 이동 기구(321F)에 의해 연직 방향을 따라 이동한다.
처리 공간(311F)의 천장면이 되는 덮개체(32F)의 하면에는, 연직 방향으로 연장되는 지지 부재(39)를 개재하여 복수의 유지부(33F)가 마련된다. 복수의 유지부(33F)는 연직 방향으로 간격을 두고 배열된다.
건조 유닛(18F)은 이동 기구(321F)를 이용하여 덮개체(32F)를 하방으로 이동시킨다. 이에 의해, 덮개체(32F)에 마련된 복수의 유지부(33F)가 처리 용기(31F)의 처리 공간(311F)에 수용되고, 또한 덮개체(32F)에 의해 처리 공간(311F)이 밀폐된 상태가 된다.
처리 용기(31F)에는 공급부(35F)가 마련되어 있고, 공급부(35F)를 거쳐 처리 공간(311F) 내에 처리 유체가 공급된다. 또한, 처리 용기(31F)에는 배출부(37F)가 마련되어 있고, 배출부(37F)를 거쳐 처리 공간(311F)으로부터 처리 유체가 배출된다. 여기서는, 공급부(35F) 및 배출부(37F)가 처리 공간(311F)의 저면에 마련되는 경우의 예를 나타냈지만, 공급부(35F) 및 배출부(37F)는 처리 공간(311F)의 측면에 마련되어도 된다. 이 경우, 건조 유닛(18F)은 각 웨이퍼(W)의 상면을 따라 처리 유체를 공급하는 복수의 공급부를 구비하고 있으면 되며, 구체적으로 웨이퍼(W)와 동일 수의 공급부를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 유지부에 의해 유지되는 복수의 웨이퍼(W)의 각각에 대응하여, 대응하는 웨이퍼(W)의 상면을 따라 처리 유체를 공급하는 복수의 공급부를 구비하는 구성은, 다른 실시 형태에 따른 건조 유닛에도 적용 가능하다.
이와 같이, 복수의 유지부(33F)는 상부가 개방된 처리 용기(31F)를 개폐 가능한 덮개체(32F)에 마련되어도 된다.
<그 외의 실시 형태>
제 1 ~ 4 실시 형태에서는 처리 용기(31)가 가지는 복수의 측면 중 서로 대향하는 2 개의 측면에 각각 개구(312)를 1 개씩 마련하고, 일방의 웨이퍼(W)를 일방의 개구(312)로부터, 타방의 웨이퍼(W)를 반대측의 개구(312)로부터 반입하는 것으로 했다. 이에 한정하지 않고, 2 개의 개구(312)는, 처리 용기(31)가 가지는 복수의 측면 중 서로 직교하는 2 개의 측면에 각각 마련되어도 된다. 예를 들면, 처리 용기(31)가 가지는 복수의 측면 중, X축 부방향측의 측면과 Y축 부방향측의 측면에 개구(312)가 마련되어도 된다. 제 5 실시 형태에 따른 덮개체(32D)에 대해서도 동일하다.
또한, 각 처리 블록(5)에 배치되는 액 처리 유닛(17)의 수는 반드시 건조 유닛(18, 18A ~ 18F)에서 동시에 처리되는 웨이퍼(W)의 수와 동일한 것을 요하지 않는다. 예를 들면, 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에 있어서, 처리 블록(5)에 배치되는 액 처리 유닛(17)의 수는 1 개여도 된다.
상술해 온 바와 같이, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18, 18A ~ 18F))는 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판(일례로서 웨이퍼(W))을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치이다. 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 처리 용기(일례로서 처리 용기(31, 31D ~ 31F))와, 복수의 유지부(일례로서 유지부(33, 33E, 33F))를 구비한다. 처리 용기는 건조 처리가 행해지는 용기이다. 복수의 유지부는 처리 용기의 내부에 있어서 각각 상이한 기판을 유지한다. 따라서, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 초임계 건조 처리의 효율화를 도모할 수 있다.
복수의 유지부(일례로서 유지부(33, 33E, 33F))는 처리 용기의 내부에 있어서 연직 방향으로 간격을 두고 배열되어도 된다. 이에 의해, 예를 들면 처리 용기의 풋프린트의 증대를 억제할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18, 18A ~ 18D))는 제 1 덮개체(일례로서 X축 부방향측에 배치된 덮개체(32, 32D))와, 제 2 덮개체(일례로서 X축 정방향측에 배치된 덮개체(32, 32D))를 구비하고 있어도 된다. 제 1 덮개체는 처리 용기(일례로서 처리 용기(31, 31D))의 제 1 측면(일례로서 X축 부방향측의 측면)에 마련된 제 1 개구(일례로서 X축 부방향측의 개구(312))를 개폐 가능하다. 제 2 덮개체는 처리 용기의 제 2 측면(일례로서 X축 정방향측의 측면)에 마련된 제 2 개구(일례로서 X축 정방향측의 개구(312))를 개폐 가능하다. 이 경우, 복수의 유지부 중 일부의 유지부(일례로서 X축 부방향측에 배치된 1 또는 복수의 유지부(33))는 제 1 덮개체에 마련되어도 된다. 또한, 복수의 유지부 중 다른 일부의 유지부(일례로서 X축 정방향측에 배치된 1 또는 복수의 유지부(33))는 제 2 덮개체에 마련되어도 된다. 이와 같이, 복수의 개구를 각각 처리 용기의 상이한 측면에 마련함으로써, 처리 용기의 내압성의 확보가 용이해진다.
복수의 유지부(일례로서 건조 유닛(18D)가 구비하는 복수의 유지부(33))는 처리 용기(일례로서 처리 용기(31D))의 내부에 있어서, 일부의 유지부(일례로서 X축 부방향측에 배치된 복수의 유지부(33))와 다른 일부의 유지부(일례로서 X축 정방향측에 배치된 복수의 유지부(33))가 엇갈려 배열되어도 된다. 이에 의해, 1 개의 덮개체에 지지되는 복수의 유지부의 간격을 넓게 할 수 있기 때문에, 반송 장치에 의한 기판의 전달이 용이해진다.
제 2 측면(일례로서 X축 정방향측의 측면)은 처리 용기(일례로서 처리 용기(31, 31D))가 가지는 복수의 측면 중 제 1 측면(일례로서 X축 부방향측의 측면)과 대향하는 위치에 배치되어도 된다. 이에 의해, 예를 들면 제 1 측면과 제 2 측면을 기판 처리 시스템(1)의 긴 방향을 따라 배치함으로써, 기판 처리 시스템(1)의 짧은 방향의 폭의 증가를 억제할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18E))는 처리 용기(일례로서 처리 용기(31E))의 측면에 마련된 개구(일례로서 개구(312E))를 개폐 가능한 덮개체(일례로서 덮개체(32E))를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 복수의 유지부(일례로서 유지부(33E))는 덮개체(일례로서 덮개체(32E))에 마련되어도 된다. 이에 의해, 전달 에어리어(182)의 수를 1 개로 할 수 있다는 점에서, 풋프린트의 증대를 억제할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18F))는, 상부가 개방된 처리 용기(일례로서 처리 용기(31F))를 개폐 가능한 덮개체(일례로서 덮개체(32F))를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 복수의 유지부(일례로서 유지부(33F))는 덮개체(일례로서 덮개체(32F))에 마련되어도 된다. 이에 의해, 풋프린트의 증대를 억제할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18, 18A ~ 18D))는 공급부(35)와, 배출부(37)를 구비하고 있어도 된다. 공급부(35)는 처리 용기(일례로서 처리 용기(31, 31D))의 내부에 있어서, 복수의 유지부(일례로서 유지부(33)) 중 최상단의 유지부에 유지된 기판보다 상방에 배치되고, 처리 용기의 내부에 처리 유체를 공급한다. 배출부(37)는 처리 용기의 내부에 있어서, 복수의 유지부 중 최하단의 유지부에 유지된 기판보다 하방에 배치되고, 처리 용기의 내부로부터 처리 유체를 배출한다. 이에 의해, 각 기판의 상면을 최상단으로부터 차례로 흐르는 처리 유체의 흐름을 처리 공간의 내부에 형성할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18A))는 처리 용기(일례로서 처리 용기(31))의 내부에 있어서, 연직 방향으로 인접하는 2 개의 유지부의 사이에 배치되는 구획판(38)을 더 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 연직 방향으로 인접하는 2 개의 유지부 중 하단의 유지부의 상방의 공간을 좁게 할 수 있어, 하단의 유지부에 유지된 기판에 대하여 처리 유체를 보다 효율적으로 접촉시킬 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18A))에 있어서, 연직 방향으로 인접하는 2 개의 유지부(33a, 33b) 중 상단의 유지부(33b)는 복수의 유지부(33a, 33b) 중 최상단의 유지부여도 된다. 이 경우, 구획판(38)은 연직 방향으로 인접하는 2 개의 유지부(33a, 33b) 중 하단의 유지부(33a)에 유지된 기판의 상면과 구획판(38)의 하면 간의 거리(D1)가, 연직 방향으로 인접하는 2 개의 유지부(33a, 33b) 중 상단의 유지부(33b)에 유지된 기판의 상면과 처리 용기(31)의 천장면 간의 거리(D2)와 동일하게 되는 위치에 배치되어도 된다. 이에 의해, 복수의 기판에 대한 초임계 건조 처리의 처리 균일성을 향상시킬 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18E))는 처리 용기(일례로서 처리 공간(311E))의 내부에 있어서, 복수의 유지부(일례로서 유지부(33E))에 의해 유지된 복수의 기판 중 대응하는 기판의 상면을 따라 처리 유체를 공급하는 복수의 공급부(일례로서 공급부(35E))를 더 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 처리 용기에 수용된 복수의 기판에 대하여 처리 유체를 균일하게 공급할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18B))는 처리 용기에 인접하는 전달 에어리어(일례로서 전달 에어리어(182))에 배치되고, 상면에 액체(일례로서 IPA)의 막이 형성된 기판의 상면에 액체를 보충하는 보충부(50)를 더 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 복수의 기판 간에서 액막의 두께에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
실시 형태에 따른 기판 처리 장치(일례로서 건조 유닛(18C))는 상자체(51)와, 분위기 공급부(52)를 구비하고 있어도 된다. 상자체(51)는 처리 용기에 인접하는 전달 에어리어(일례로서 전달 에어리어(182))를 둘러싸는 상자체로서, 상면에 액체(일례로서 IPA)의 막이 형성된 기판을 수용 가능하다. 분위기 공급부(52)는 상자체(51)의 내부에 액체의 분위기를 공급한다. 이에 의해, 복수의 기판 사이에서 액막의 두께에 차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시 형태는 첨부의 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (14)

  1. 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서,
    상기 건조 처리가 행해지는 처리 용기와,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서 각각 상이한 상기 기판을 유지하는 복수의 유지부
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유지부는,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서 연직 방향으로 간격을 두고 배열되는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 제 1 측면에 마련된 제 1 개구를 개폐 가능한 제 1 덮개체와,
    상기 처리 용기의 제 2 측면에 마련된 제 2 개구를 개폐 가능한 제 2 덮개체
    를 더 구비하고,
    상기 복수의 유지부 중 일부의 상기 유지부는, 상기 제 1 덮개체에 마련되고,
    상기 복수의 유지부 중 다른 일부의 상기 유지부는, 상기 제 2 덮개체에 마련되는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 유지부는,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서, 상기 일부의 상기 유지부와 상기 다른 일부의 상기 유지부가 엇갈려 배열되는, 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 측면은,
    상기 처리 용기가 가지는 복수의 측면 중 상기 제 1 측면과 대향하는 위치에 배치되는, 기판 처리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 측면에 마련된 개구를 개폐 가능한 덮개체
    를 더 구비하고,
    상기 복수의 유지부는, 상기 덮개체에 마련되는, 기판 처리 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상부가 개방된 상기 처리 용기를 개폐 가능한 덮개체
    를 더 구비하고,
    상기 복수의 유지부는, 상기 덮개체에 마련되는, 기판 처리 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서, 상기 복수의 유지부 중 최상단의 상기 유지부에 유지된 상기 기판보다 상방에 배치되고, 상기 처리 용기의 내부에 상기 처리 유체를 공급하는 공급부와,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서, 상기 복수의 유지부 중 최하단의 상기 유지부에 유지된 상기 기판보다 하방에 배치되고, 상기 처리 용기의 내부로부터 상기 처리 유체를 배출하는 배출부
    를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서, 연직 방향으로 인접하는 2 개의 상기 유지부의 사이에 배치되는 구획판
    을 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    연직 방향으로 인접하는 2 개의 상기 유지부 중 상단의 유지부는, 상기 복수의 유지부 중 최상단의 유지부이며,
    상기 구획판은,
    연직 방향으로 인접하는 2 개의 상기 유지부 중 하단의 유지부에 유지된 상기 기판의 상면과 상기 구획판의 하면 간의 거리가, 연직 방향으로 인접하는 2 개의 상기 유지부 중 상단의 유지부에 유지된 상기 기판의 상면과 상기 처리 용기의 천장면 간의 거리와 동일하게 되는 위치에 배치되는, 기판 처리 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서, 상기 복수의 유지부에 의해 유지된 복수의 상기 기판 중 대응하는 상기 기판의 상면을 따라 상기 처리 유체를 공급하는 복수의 공급부
    를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기에 인접하는 전달 에어리어에 배치되고, 상면에 액체의 막이 형성된 상기 기판의 상기 상면에 상기 액체를 보충하는 보충부
    를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기에 인접하는 전달 에어리어를 둘러싸는 상자체로서, 상면에 액체의 막이 형성된 상기 기판을 수용 가능한 상기 상자체와,
    상기 상자체의 내부에 상기 액체의 분위기를 공급하는 분위기 공급부
    를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  14. 기판 처리 장치가 구비하는 복수의 유지부를 이용하여 복수의 기판을 유지하는 유지 공정과,
    상기 기판 처리 장치가 구비하는 처리 용기에 대하여, 상기 복수의 기판을 유지한 상기 복수의 유지부를 수용하는 수용 공정과,
    상기 처리 용기의 내부에 있어서, 상기 복수의 기판을 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 건조시키는 건조 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
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