KR20200096200A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20200096200A
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도모아키 아이하라
마사유키 하야시
지로 오쿠다
구니오 야마다
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 처리액을 토출하는 처리액 노즐을 갖고, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 처리 위치와, 상기 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치의 사이에서 상기 처리액 공급 유닛을 이동시키는 이동 유닛을 구비하고, 상기 처리액 공급 유닛은, 상기 처리액 노즐에 형성되며, 상기 처리액 공급 유닛이 상기 처리 위치에 위치하는 상태에서, 일단부가 상기 기판의 중앙 영역에 대향하고, 또한, 타단부가 상기 기판의 외주 영역에 대향하는 제1 유로와, 상기 제1 유로의 상기 일단부로부터 되접어 꺽어 연장되고, 상기 제1 유로의 상기 일단부로 처리액을 공급하는 제2 유로와, 상기 처리액 노즐에 형성되며, 상기 제1 유로가 연장되는 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 유로 내의 처리액을 상기 기판의 상면을 향해 토출하는 복수의 토출구를 더 갖는다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
일본국 특허공개 2015-115492호 공보에서는, 기판의 상면을 약액으로 처리하는 기판 처리를 실행할 수 있는 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 이 기판 처리 장치는, 약액을 토출하는 토출구가 복수 형성된 약액 토출 헤드를 갖는다. 약액 토출 헤드는 아암에 장착되어 있고, 아암은 지지축에 결합되어 있다. 지지축이 요동 구동 기구에 의해 연직 축선 둘레로 회동됨으로써, 기판의 회전 중심의 직상(直上)의 위치(일본국 특허공개 2015-115492호 공보의 도 7에 도시하는 제1 위치)와 기판의 주연의 일부의 직상의 위치(일본국 특허공개 2015-115492호 공보의 도 8에 도시하는 제2 위치)의 사이에서 약액 토출 헤드가 이동한다. 약액 토출 헤드에는, 아암의 내부로부터 약액이 공급된다.
일본국 특허공개 2015-115492호 공보의 도 2에 도시하는 약액 토출 헤드와 같이, 유로가 연장되는 방향으로 복수의 토출구가 배열된 노즐에서는, 유로의 선단 부근(아암으로부터 먼 위치)에 위치하는 토출구로부터 토출되는 액의 유량이, 유로의 기단 부근(아암에 가까운 위치)에 위치하는 토출구로부터 토출되는 액의 유량보다 많아지는 경향이 있다.
여기서, 기판의 주연 영역에 대향하는 토출구가 기판의 회전 방향으로 기판의 상면에 대하여 단위 시간당 상대 이동하는 거리는, 기판의 중앙 영역에 대향하는 토출구가 기판의 회전 방향으로 기판의 상면에 대하여 단위 시간당 상대 이동하는 거리보다 크다. 그 때문에, 기판의 주연 영역에 공급하는 약액의 유량을, 기판의 중앙 영역에 공급하는 약액의 유량보다 많게 하지 않으면, 기판의 중앙 영역 처리가 기판의 주연 영역보다 더 진행되어 버린다. 그 결과, 기판의 상면이 균일하게 처리되지 않을 우려가 있다.
일본국 특허공개 2015-115492호 공보의 도 7에 도시하는 바와 같이 약액 토출 헤드의 중심을 기판의 회전 중심의 직상에 위치시켜 약액 토출 헤드로부터 기판의 상면을 향해 약액을 토출한 경우에는, 기판의 주연 영역에 공급하는 약액의 유량을, 기판의 중앙 영역에 공급하는 약액의 유량보다 많게 할 수 없다. 따라서, 일본국 특허공개 2015-115492호 공보의 약액 토출 헤드를 이용한 경우, 기판의 상면을 균일하게 처리하지 못할 우려가 있다.
또한, 약액 토출 헤드를 가열하는 구성이 설치되어 있지 않은 일반적인 약액 토출 헤드에서는, 아암이나 약액 토출 헤드의 온도는 주위의 공간과 동일한 정도의 온도(상온 정도)이기 때문에, 약액은, 아암 내나 약액 토출 헤드 내에서 냉각된다. 그 때문에, 충분히 가열한 약액을 약액 토출 헤드를 향해 공급해도, 토출구로부터 토출될 때까지 약액의 온도가 저하될 우려가 있다.
이에, 본 발명의 하나의 목적은, 기판의 상면을 소기의 고온의 처리액으로 처리할 수 있고, 또한, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과, 처리액을 토출하는 처리액 노즐을 갖고, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 처리 위치와, 상기 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치의 사이에서 상기 처리액 공급 유닛을 이동시키는 이동 유닛을 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다. 그리고, 상기 처리액 공급 유닛은, 상기 처리액 노즐에 형성되며, 상기 처리액 공급 유닛이 상기 처리 위치에 위치하는 상태에서, 일단부가 상기 기판의 중앙 영역에 대향하고, 또한, 타단부가 상기 기판의 외주 영역에 대향하는 제1 유로와, 상기 제1 유로의 상기 일단부로부터 되접어 꺽어 연장되고, 상기 제1 유로의 상기 일단부로 처리액을 공급하는 제2 유로와, 상기 처리액 노즐에 형성되며, 상기 제1 유로가 연장되는 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 유로 내의 처리액을 상기 기판의 상면을 향해 토출하는 복수의 토출구를 더 갖는다.
이 구성에 의하면, 제2 유로로부터 제1 유로의 일단부로 처리액이 공급된다. 또한, 제1 유로가 연장되는 방향으로 복수의 토출구가 배열되어 있다. 그 때문에, 처리액 노즐에서는, 제1 유로의 선단 부근(타단부 부근)에 위치하는 토출구로부터 토출되는 처리액의 유량이, 제1 유로의 기단 부근(일단부 부근)에 위치하는 토출구로부터 토출되는 처리액의 유량보다 커진다. 그 때문에, 처리액 노즐에서는, 제1 유로의 타단부측의 토출구의 유량이 제1 유로의 일단부측의 토출구의 유량보다 크다. 한편, 처리액 공급 유닛이 처리 위치에 위치하는 상태에서는, 제1 유로의 일단부는 기판의 중앙 영역에 대향하고, 제1 유로의 타단부는 기판의 외주 영역에 대향하고 있다. 그 때문에, 기판의 상면의 외주 영역에 공급되는 처리액의 유량을, 기판의 상면의 중앙 영역에 공급되는 처리액의 유량보다 증대시킬 수 있다. 따라서, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
또한, 제1 유로의 일단부로 처리액을 공급하는 제2 유로는, 제1 유로의 일단부로부터 되접어 꺽어 연장되어 있기 때문에, 제1 유로와 제2 유로를 서로 근접한 위치에 배치할 수 있다. 또한, 처리액 공급 유닛은, 그 전체가 이동 유닛에 의해 이동되기 때문에, 제1 유로와 제2 유로가 서로 근접한 상태가, 처리액 공급 유닛의 이동 중에도 유지된다. 그 때문에, 제2 유로 내의 처리액에 의해 제1 유로 내의 처리액을 보온할 수 있다. 따라서, 토출구로 향하는 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 토출구로부터 토출되어 기판의 상면에 착액하는 처리액의 온도를 고온으로 유지할 수 있으므로, 소기의 고온의 처리액으로 기판의 상면을 처리할 수 있다.
이상과 같이, 소기의 고온의 처리액으로 기판의 상면을 처리하고, 또한, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 제1 유로는, 상기 기판의 상면과 평행하게 연장된다. 그 때문에, 토출구와 기판의 상면 사이의 거리의, 복수의 토출구 간에서의 차이를 저감할 수 있다. 따라서, 처리액이 토출구로부터 토출되고 나서 기판의 상면에 착액할 때까지 처리액이 손실하는 열량의 차이를, 복수의 토출구 간에서 저감할 수 있다. 이로 인해, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 제2 유로가 상기 제1 유로와 평행하게 연장된다. 그 때문에, 제1 유로가 연장되는 방향의 전역에서 제1 유로와 제2 유로를 근접시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 유로 내의 처리액이 제2 유로 내의 처리액에 의해 효율적으로 보온된다. 또한, 제1 유로와 제2 유로가 평행하게 연장됨으로써, 제1 유로 내의 처리액이 그 연장되는 방향의 전역에서 빠짐없이 보온된다. 바꿔 말하면, 제1 유로 내의 처리액이 부분적으로 보온되지 않는다고 하는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 토출구로부터 토출되는 처리액의, 복수의 토출구 간에서의 온도차를 저감할 수 있다. 따라서, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 상기 제2 유로가 형성된 유로 형성 배관을 더 포함한다. 상기 유로 형성 배관은 상기 처리액 노즐과 고정되어 있다. 즉, 제2 유로가 형성된 유로 형성 배관이, 처리액 노즐을 지지하는 부재를 겸하고 있다. 따라서, 처리액 공급 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 제2 유로가 상기 처리액 노즐에 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 유로에 더욱 근접한 위치에 제2 유로를 위치시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 유로 내의 처리액이 제2 유로 내의 처리액에 의해 더욱 효율적으로 보온된다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 처리액 노즐이, 내관 및 외관으로 구성되는 이중관 구조를 갖는다. 또한, 상기 내관에 의해 상기 제1 유로가 구획되고, 상기 내관과 상기 외관에 의해 상기 제2 유로가 구획된다. 그 때문에, 제1 유로에 더욱 근접한 위치에 제2 유로를 위치시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 유로 내의 처리액이 제2 유로 내의 처리액에 의해 더욱 효율적으로 보온된다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 이동 유닛이, 연직 방향을 따르는 선회 축선 둘레로 상기 처리액 공급 유닛을 선회시키는 선회 유닛을 포함한다. 그 때문에, 선회 축선 둘레의 선회라고 하는 간이한 동작에 의해, 처리 위치와 퇴피 위치의 사이에서 처리액 공급 유닛을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 복수의 상기 토출구는, 상기 기판의 상면에 있어서 상기 제1 유로의 상기 타단부 부근에 대향하는 영역에 공급되는 처리액의 유량이, 상기 기판의 상면에 있어서 상기 제1 유로의 상기 일단부 부근에 대향하는 영역에 공급되는 처리액의 유량보다 크도록 설치되어 있다. 여기서, 전술한 바와 같이, 처리액 공급 유닛이 처리 위치에 위치하는 상태에서는, 제1 유로의 일단부는 기판의 중앙 영역에 대향하고, 제1 유로의 타단부는 기판의 외주 영역에 대향하고 있다. 그 때문에, 기판의 상면의 외주 영역에 공급되는 처리액의 유량을, 기판의 상면의 중앙 영역에 공급되는 처리액의 유량보다 더욱 증대시킬 수 있다. 이로 인해, 기판의 상면의 외주 영역에서의 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있으므로, 기판의 상면의 외주 영역에서의 에칭 레이트의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 제1 유로 내의 처리액을 흡인하는 흡인 유닛을 더 구비한다.
여기서, 제2 유로로부터 제1 유로로의 처리액 공급이 정지되어 있을 때에는, 복수의 토출구가 형성된 제1 유로 내에 처리액이 남을 수 있다. 제1 유로 내에는 처리액이 남은 상태에서 이동 유닛이 처리액 공급 유닛을 이동시킨 때에는, 제1 유로 내에 남은 처리액은, 액적이 되어 기판의 상면으로 낙하할 수 있다. 이와 같은 의도하지 않은 처리액의 낙하로 인해, 기판의 상면에 파티클이 발생할 우려가 있다. 이에, 흡인 유닛에 제1 유로 내의 처리액을 흡인시킴으로써, 처리액 공급의 정지시에 제1 유로 내에 처리액이 남는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 처리액 공급의 정지시에 있어서의 기판 상으로의 처리액의 낙하를 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 흡인 유닛은, 상기 제1 유로의 상기 일단부 근방에 연결된 흡인 유로와, 상기 흡인 유로를 통해 상기 제1 유로의 내부를 흡인하는 흡인 장치를 포함한다. 그 때문에, 흡인 장치는, 제1 유로 내의 처리액을 효율적으로 흡인할 수 있다. 한편, 제2 유로에서의 처리액이 필요 이상으로 흡인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 필요 이상으로 처리액을 흡인하여 처리액을 낭비하는 것을 억제할 수 있고, 또한, 제1 유로 내의 처리액을 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 제1 유로는, 상기 제2 유로로부터 공급된 처리액을 모으는 액저류부와, 상기 액저류부로부터 측방으로 연장되며, 각 상기 토출구와 상기 액저류부를 연결하는 토출 유로를 포함한다.
이 구성에 의하면, 제2 유로로부터 제1 유로로의 처리액 공급을 정지하고 있을 때에는, 액저류부와 토출 유로에 처리액이 남을 수 있다. 토출 유로가 액저류부로부터 측방으로 연장되어 있기 때문에, 토출 유로 내의 처리액은, 액저류부 내의 처리액의 중량을 받기 어렵다. 따라서, 처리액 공급의 정지시에, 처리액이 토출 유로를 통해 토출구로부터 기판 상으로 낙하하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 토출 유로가, 상기 토출구로부터 상방으로 연장되는 연직 유로와, 상기 연직 유로와 상기 액저류부를 연결하며, 상기 액저류부로부터 상기 연직 유로를 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사진 경사 유로를 포함한다. 그 때문에, 토출 유로 내에 처리액이 남은 경우에도, 그 처리액은, 경사 유로를 통해 액저류부로 되돌아가기 쉽다. 따라서, 토출 유로 내의 처리액이 받는 중량을 더욱 저감할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 토출구가, 상기 액저류부의 바닥부보다 상방에 위치한다. 그 때문에, 토출구가 액저류부의 하방에 위치하는 구성과 비교하여, 토출 유로를 짧게 할 수 있다. 따라서, 토출 유로 내의 처리액이 받는 중량을 더욱 저감할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 토출 유로의 유로 단면적이, 상기 액저류부의 유로 단면적보다 작다. 그 때문에, 토출 유로 내의 처리액에 작용하는 표면장력을 증대시킬 수 있으므로, 처리액이 토출 유로 내에 머물기 쉽다. 따라서, 처리액 공급의 정지시에 있어서의 기판 상으로의 처리액의 낙하를 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 상기 처리액 노즐을 둘러싸며, 상기 처리액 노즐 주위의 분위기로부터 상기 처리액 노즐을 단열하는 단열 부재를 포함한다. 그 때문에, 제1 유로 내의 처리액을 더욱 보온할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시 형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 2는 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 모식도이다.
도 3은 상기 처리 유닛에 구비된 처리액 공급 유닛 및 그 주변의 측면도이다.
도 4는 상기 처리액 공급 유닛의 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선에 따른 단면도이다.
도 6은 상기 처리액 공급 유닛에 구비된 처리액 노즐 및 그 주변의 하면도이다.
도 7은 도 5의 VII-VII선에 따른 단면도이다.
도 8은 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10a는 상기 기판 처리의 프리디스펜스(도 9의 S2)를 설명하기 위한 도해적인 측면도이다.
도 10b는 상기 기판 처리의 프리디스펜스(도 9의 S2)를 설명하기 위한 도해적인 측면도이다.
도 10c는 상기 기판 처리의 약액 처리(도 9의 S3)를 설명하기 위한 도해적인 측면도이다.
도 11은 도 9에 도시한 기판 처리에 있어서 처리액 노즐에 공급되는 처리액의 온도의 시간적 변화의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 12는 도 9에 도시한 기판 처리에 있어서 처리액 노즐에 공급되는 처리액의 온도의 시간적 변화의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 처리액 노즐의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 처리액 노즐의 하면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 처리액 공급 유닛 및 그 주변의 측면도이다.
도 16은 도 15의 XVI-XVI선에 따른 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 처리액 노즐의 단면도이다.
<제1 실시 형태>
도 1은, 본 발명의 제1 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. 본 실시 형태에서는, 기판(W)은 원판상의 기판이다. 기판 처리 장치(1)는, 약액이나 린스액 등의 처리액으로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(2)과, 처리 유닛(2)에서 처리되는 복수장의 기판(W)을 수용하는 캐리어(C)가 재치되는 로드포트(LP)와, 로드포트(LP)와 처리 유닛(2)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(IR 및 CR)과, 기판 처리 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(3)를 포함한다. 반송 로봇(IR)은, 캐리어(C)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 모식도이다.
처리 유닛(2)은, 스핀 척(5)과, 통형상의 컵(6)과, 약액 공급 유닛(7)과, 이동 유닛(8)과, 린스액 공급 유닛(9)과, 대기 포트(10)를 포함한다. 스핀 척(5)은, 한 장의 기판(W)을 수평한 자세로 유지하면서 기판(W)의 중앙부를 통과하는 연직의 회전 축선(A1) 둘레로 기판(W)을 회전시킨다. 컵(6)은 스핀 척(5)을 둘러싼다. 약액 공급 유닛(7)은, 기판(W)의 상면(표면)에 약액을 공급한다. 이동 유닛(8)은, 약액 공급 유닛(7)을 적어도 수평 방향으로 이동시킨다. 린스액 공급 유닛(9)은, 기판(W)의 상면에 탈이온수(Deionized Water: DIW) 등의 린스액을 공급한다. 대기 포트(10)는, 평면에서 볼 때 컵(6)의 둘레에 배치되어 있다.
처리 유닛(2)은, 컵(6)을 수용하는 챔버(14)(도 1 참조)를 더 포함한다. 챔버(14)에는, 챔버(14) 내로 기판(W)을 반입하거나, 챔버(14) 내로부터 기판(W)을 반출하기 위한 출입구(미도시)가 형성되어 있다. 챔버(14)에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛(미도시)이 구비되어 있다.
스핀 척(5)은, 척 핀(20)과, 스핀 베이스(21)와, 스핀 베이스(21)의 하면 중앙에 결합된 회전축(22)과, 회전축(22)에 회전력을 부여하는 전동 모터(23)를 포함한다. 회전축(22)은, 회전 축선(A1)을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축(22)의 상단에 스핀 베이스(21)가 결합되어 있다.
스핀 베이스(21)는, 수평 방향을 따르는 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스(21)의 상면의 주연부에, 복수의 척 핀(20)이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 스핀 베이스(21) 및 척 핀(20)은, 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛에 포함된다. 기판 유지 유닛은 기판 홀더라고도 한다.
전동 모터(23)에 의해 회전축(22)이 회전됨으로써, 기판(W)이 회전 축선(A1)의 둘레로 회전된다. 전동 모터(23)는, 기판(W)을 회전 축선(A1)의 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛에 포함된다.
약액 공급 유닛(7)은, 약액을 토출하는 제1 약액 노즐(30)과, 제1 약액 노즐(30)을 지지하는 제1 약액 배관(31)과, 약액을 토출하는 제2 약액 노즐(40)과, 제2 약액 노즐(40)을 지지하는 제2 약액 배관(41)을 포함한다. 제1 약액 노즐(30)은, 기판(W)의 상면을 향해 약액을 토출하는 복수의 제1 토출구(30a)를 갖는다. 제2 약액 노즐(40)은, 기판(W)의 상면을 향해 약액을 토출하는 제2 토출구(40a)를 갖는다. 약액 공급 유닛(7)은, 기판(W)의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛의 일 예이다. 제1 약액 노즐(30)은, 처리액 공급 유닛에 구비된 처리액 노즐의 일 예이다.
약액은, 예를 들어, 에칭액의 일 예인 인산이다. 약액은, 인산 이외의 액체여도 된다. 즉, 약액은, 예를 들어, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 인산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들어 구연산, 옥살산 등), 유기 알칼리(예를 들어, TMAH: 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면활성제, 및 부식 방지제 중 적어도 하나를 포함하는 액이여도 된다.
제1 약액 노즐(30)에는, 제1 약액 배관(31)을 통해 제1 약액 공급관(35)이 접속되어 있다. 제1 약액 공급관(35)에는, 제1 전동 밸브(32), 제1 유량계(33) 및 제1 온도 센서(34)가 사이에 놓여있다. 제1 약액 공급관(35)에는, 약액 공급원으로부터 인산 등의 약액이 공급된다. 제1 전동 밸브(32)는, 제1 약액 노즐(30)에의 약액의 공급 유무의 전환과, 제1 약액 노즐(30)에 공급되는 약액의 유량 변경을 행한다. 제1 유량계(33)는, 제1 약액 공급관(35)을 흐르는 약액의 유량을 검출한다. 제1 온도 센서(34)는, 제1 약액 공급관(35) 내의 약액의 온도를 검출한다.
제2 약액 노즐(40)에는, 제2 약액 배관(41)을 통해 제2 약액 공급관(45)이 접속되어 있다. 제2 약액 공급관(45)에는, 제2 전동 밸브(42), 제2 유량계(43) 및 제2 온도 센서(44)가 사이에 놓여 있다. 제2 약액 공급관(45)에는, 약액 공급원으로부터 인산 등의 약액이 공급된다. 제2 전동 밸브(42)는, 제2 약액 노즐(40)에의 약액의 공급 유무의 전환과, 제2 약액 노즐(40)에 공급되는 약액의 유량 변경을 행한다. 제2 유량계(43)는, 제2 약액 공급관(45)을 흐르는 약액의 유량을 검출한다. 제2 온도 센서(44)는, 제2 약액 공급관(45) 내의 약액의 온도를 검출한다.
약액 공급 유닛(7)은, 이동 유닛(8)에 의해, 처리 위치와 퇴피 위치의 사이에서 이동된다. 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 위치할 때, 제1 약액 노즐(30)이 기판(W)에 대향한다. 약액 공급 유닛(7)이 퇴피 위치에 위치할 때, 제1 약액 노즐(30)이 기판(W)에 대향하는 위치로부터 퇴피해 있다. 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 제1 약액 노즐(30)과 마찬가지로 제2 약액 노즐(40)도 기판(W)에 대향하고 있다. 약액 공급 유닛(7)이 퇴피 위치에 위치하는 상태에서, 제2 약액 노즐(40)도 기판(W)과 대향하는 위치로부터 퇴피해 있다.
이동 유닛(8)은, 연직 방향으로 연장되는 선회축(25)과, 선회축(25)에 연결된 홀더(26)와, 선회축(25)에 선회 축선(A2) 둘레의 구동력을 부여하는 선회 유닛(27)을 포함한다. 홀더(26)는, 선회 축선(A2)에 직교하는 방향으로 연장되는 아암(26a)과, 제1 약액 배관(31) 및 제2 약액 배관(41)을 지지하는 지지부(26b)를 포함한다. 선회 유닛(27)이 선회축(25)을 선회시킴으로써, 홀더(26), 제1 약액 배관(31) 및 제2 약액 배관(41)이 선회 축선(A2) 둘레로 선회한다. 이로 인해, 제1 약액 노즐(30) 및 제2 약액 노즐(40)이 선회 축선(A2) 둘레로 선회한다. 선회 유닛(27)은, 예를 들어, 전동 모터이다.
이동 유닛(8)은, 선회축(25)을 승강시키는 볼나사(미도시)와, 당해 볼나사에 구동력을 부여하는 전동 모터(미도시)를 포함하고 있어도 된다. 이동 유닛(8)이 선회축(25)을 승강시킴으로써, 홀더(26), 제1 약액 배관(31) 및 제2 약액 배관(41)이 승강한다. 이로 인해, 제1 약액 노즐(30) 및 제2 약액 노즐(40)이 승강한다.
린스액 공급 유닛(9)은, 기판(W)의 상면에 린스액을 공급하는 린스액 노즐(50)을 포함한다. 린스액 노즐(50)에는 린스액 배관(51)이 접속되어 있다. 린스액 배관(51)에는 린스액 밸브(52)가 사이에 놓여 있다. 린스액 배관(51)에는, 린스액 공급원으로부터 DIW 등의 린스액이 공급되고 있다. 린스액 밸브(52)는, 린스액의 유로를 개폐한다. 린스액 노즐(50)은 고정 노즐이다. 본 실시 형태와는 달리, 린스액 노즐(50)은, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동 가능한 이동 노즐이여도 된다.
린스액은, DIW에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도(예를 들어, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수, 암모니아 등을 포함한 알칼리 이온수, 환원수(수소수)여도 된다.
대기 포트(10)는, 기판(W)의 상면으로부터 퇴피해 있는 제1 약액 노즐(30) 및 제2 약액 노즐(40)로부터 토출되는 약액을 받아내기 위한 포트이다. 대기 포트(10)는, 바닥이 있는 통상(筒狀)의 형태를 갖는다. 약액 공급 유닛(7)이 퇴피 위치에 있는 상태에서, 제1 약액 노즐(30) 및 제2 약액 노즐(40)은, 대기 포트(10)의 상방에 위치한다. 대기 포트(10)의 바닥부에는, 대기 포트(10) 내의 약액을 배출하기 위한 배액관(55)이 접속되어 있다. 배액관(55)에는, 배액관(55) 내의 약액의 유로를 개폐하는 배액 밸브(56)가 사이에 놓여 있다.
다음에, 도 3 내지 도 6을 이용하여, 약액 공급 유닛(7)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은, 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변의 측면도이다. 도 4는, 약액 공급 유닛(7)의 평면도이다. 도 5는, 도 4의 V-V선에 따른 단면도이다. 도 6은, 제1 약액 노즐(30) 및 그 주변의 하면도이다.
도 3을 참조하여, 제2 약액 배관(41)은 수평부(41a)와 수하(垂下)부(41b)를 포함한다. 수평부(41a)는, 선회 축선(A2)으로부터 멀어지는 방향으로 수평으로 연장된다. 수하부(41b)는 수평부(41a)에 연결되어 있다. 수하부(41b)는, 선회 축선(A2)으로부터 멀어짐에 따라 하방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사져 연장된다. 제2 약액 노즐(40)은 수하부(41b)에 연결되어 있다. 제2 약액 노즐(40)은, 선회 축선(A2)으로부터 멀어짐에 따라 하방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사져 연장된다. 제2 약액 노즐(40)은, 제2 토출구(40a)가 형성된 토출부(40b)를 그 선단에 가지고 있다.
제1 약액 노즐(30)은 수평으로 연장된다. 제1 약액 노즐(30)은, 선회 축선(A2)측과는 반대측의 일단부(30b)와, 선회 축선(A2)측의 타단부(30c)를 갖는다. 제1 약액 배관(31)은, 제1 약액 노즐(30)의 일단부(30b)로부터 되접어 꺽어 수평으로 연장되어 있다. 제1 약액 배관(31)은, 상(上) 수평부(31a)와, 수하부(31b)와, 하(下) 수평부(31c)를 포함한다. 상 수평부(31a)는, 선회 축선(A2)으로부터 멀어지는 방향으로 수평으로 연장된다. 수하부(31b)는, 상 수평부(31a)로부터 하방으로 연장된다. 하 수평부(31c)는, 수하부(31b)의 하단으로부터 선회 축선(A2)에 가까워지는 방향으로 수평으로 연장된다. 상 수평부(31a) 및 하 수평부(31c)는, 제1 약액 노즐(30)과 평행하게 연장되어 있다. 수하부(31b)는 연직 방향으로 연장되어 있다. 하 수평부(31c)는, 제1 약액 노즐(30)의 일단부(30b)에 연결되어 있다.
제1 약액 노즐(30)은, 제1 약액 배관(31)의 상 수평부(31a)로부터 하방으로 연장되는 브래킷(28)을 통해 제1 약액 배관(31)에 고정되어 있다.
도 4를 참조하여, 처리 유닛(2)은, 제1 약액 노즐(30) 내의 약액을 흡인하는 흡인 유닛(11)을 더 포함한다. 흡인 유닛(11)은, 흡인 배관(65)과 흡인 장치(60)를 포함한다. 흡인 배관(65)은, 제1 약액 배관(31)에 분기 접속되어 있다. 흡인 장치(60)는, 흡인 배관(65) 내에 형성된 흡인 유로(65a)를 통해, 제1 약액 노즐(30)에 설치된 제1 유로(70)의 내부를 흡인한다. 흡인 장치(60)는 진공 펌프 등이다. 흡인 배관(65)에는, 흡인 유로(65a)를 개폐하는 흡인 밸브(66)가 사이에 놓여 있다. 흡인 배관(65)은, 제1 약액 배관(31)의 상 수평부(31a)와 수하부(31b)의 연결 부분(31d)에 연결되어 있다. 흡인 배관(65)은, 제1 약액 배관(31) 및 제2 약액 배관(41)과 함께 홀더(26)의 지지부(26b)에 의해 지지되어 있다.
도 5를 참조하여, 제1 약액 노즐(30) 내에는, 수평 방향으로 연장되는 제1 유로(70)가 형성되어 있다. 제1 유로(70)가 연장되는 방향은, 제1 약액 노즐(30)이 연장되는 방향과 동일한 방향이다. 제1 유로(70)는, 기판(W)의 상면과 평행하게 연장되어 있다. 제1 유로(70)가 연장되는 방향을 길이 방향(L)이라 한다. 제1 유로(70)는, 선회 축선(A2)측과는 반대측의 일단부(70a)와, 선회 축선(A2)측의 타단부(70b)를 갖는다.
제1 약액 배관(31) 내에는, 제1 유로(70)의 일단부(70a)로부터 되접어 꺽어 연장되는 제2 유로(80)가 형성되어 있다. 상세하게는, 제1 약액 배관(31)의 상 수평부(31a)에는, 제2 유로(80)가 형성되어 있고, 제1 약액 배관(31)의 수하부(31b) 및 하 수평부(31c)에는, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 및 제2 유로(80)를 연결하는 되접어 꺾음 유로(85)가 형성되어 있다. 제1 약액 배관(31)은, 제2 유로(80)가 형성된 유로 형성 배관의 일 예이다. 제1 유로(70)에서는, 처리액은 일단부(70a)측으로부터 타단부(70b)측을 향해 흐른다. 처리액이 흐르는 방향에 있어서, 일단부(70a)는 타단부(70b)보다 상류측이다.
제2 유로(80)는 수평으로 연장되어 있다. 제2 유로(80)는, 제1 유로(70)와 평행하게 연장되어 있고, 또한, 되접어 꺾음 유로(85)를 통해 제1 유로(70)에 연결되어 있다. 그 때문에, 제2 유로(80)는, 평면에서 볼 때 제1 유로(70)와 겹쳐 있다. 흡인 유로(65a)는, 제2 유로(80)와 되접어 꺾음 유로(85)가 교차하는 부분(제1 유로(70)의 일단부(70a)의 근방(80a))에 연결되어 있다.
제1 약액 노즐(30)은, 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 위치하는 상태(도 3 및 도 4에 도시한 상태)에서, 기판(W)의 상면에 대향한다. 상세하게는, 도 3을 참조하여, 제1 약액 노즐(30)의 일단부(30b)가 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향하고, 제1 약액 노즐(30)의 타단부(30c)가 기판(W)의 상면의 외주 영역에 대향한다. 그 때문에, 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 위치하는 상태에서는, 제1 유로(70)가 기판(W)의 상방에 배치된다. 또한, 제1 유로(70)의 일단부(70a)는, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향하고, 제1 유로(70)의 타단부(70b)는, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 대향한다.
기판(W)의 상면의 중앙 영역은, 기판(W)의 상면의 회전 중심을 포함하는 영역을 의미한다. 기판(W)의 상면의 회전 중심은, 기판(W)의 상면에 있어서 회전 축선(A1)과 교차하는 위치를 의미한다. 기판(W)의 상면의 외주 영역은, 기판(W)의 상면의 주연 부근의 영역을 의미한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 복수의 제1 토출구(30a)는, 제1 약액 노즐(30)의 하면(30d)에 형성되어 있다. 복수의 제1 토출구(30a)는 길이 방향(L)을 따라 배열되어 있다. 상세하게는, 복수의 제1 토출구(30a)는 서로 등간격을 두고 있다. 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 배치되어 있을 때, 일단부(70a) 부근의 제1 토출구(30a)는, 제1 유로(70) 내의 약액을 기판(W)의 상면의 중앙 영역을 향해 토출하고, 타단부(70b) 부근의 제1 토출구(30a)는, 제1 유로(70) 내의 약액을 기판(W)의 상면의 외주 영역을 향해 토출한다.
제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근의 제1 토출구(30a)들 사이의 거리(제2 피치(P2))는, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근의 제1 토출구(30a)들 사이의 거리(제1 피치(P1))보다 작다. 즉, 복수의 제1 토출구(30a)는, 기판(W)의 상면에 있어서 제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근에 대향하는 영역(기판(W)의 상면의 외주 영역)에 공급되는 약액의 유량이, 기판(W)의 상면에 있어서 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근에 대향하는 영역(기판(W)의 상면의 중앙 영역)에 공급되는 약액의 유량보다 크도록 구성되어 있다. 또한, 피치(P1, P2)는, 서로 이웃하는 제1 토출구(30a)들의 중심간 거리이다. 본 실시 형태에서는, 제1 토출구(30a)는 총 12개소에 설치되어 있다. 가장 타단부(70b)측에서부터 세어 4개째까지의 제1 토출구(30a)의 합계 4개의 제1 토출구(30a)의 사이의 피치(P2)만이, 다른 제1 토출구(30a)의 사이의 피치(P1)보다 작다.
이 실시 형태와는 달리, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근에는, 제1 토출구(30a)가 1개만 설치되어 있어도 된다. 또한, 제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근에는, 제1 토출구(30a)가 1개만 설치되어 있어도 된다.
다음에, 도 7을 이용하여 제1 유로(70)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 도 7은, 도 5의 VII-VII선에 따른 단면도이다.
도 7을 참조하여, 제1 유로(70)는, 제2 유로(80)로부터 공급된 약액을 모으는 액저류부(71)와, 복수의 제1 토출구(30a) 및 액저류부(71)를 연결하는 복수의 토출 유로(72)를 포함한다. 액저류부(71)는, 복수의 제1 토출구(30a)의 측방에서 제1 유로(70)의 길이 방향(L)으로 연장되는 원통상의 형태를 가지고 있다. 각 토출 유로(72)는, 액저류부(71)로부터 측방으로 연장되어 있다. 토출 유로(72)는, 각 제1 토출구(30a)에 1개씩 접속되어 있다.
각 토출 유로(72)는, 대응하는 제1 토출구(30a)로부터 상방으로 연장되는 원통상의 연직 유로(72a)와, 대응하는 연직 유로(72a) 및 액저류부(71)를 연결하는 경사 유로(72b)를 포함한다. 경사 유로(72b)는, 액저류부(71)로부터 대응하는 연직 유로(72a)를 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사진다. 경사 유로(72b)는 원통상이다. 연직 유로(72a)의 직경(D1) 및 경사 유로(72b)의 직경(D2)은, 액저류부(71)의 직경(D3)보다 작다. 그 때문에, 토출 유로(72)의 유로 단면적은, 액저류부(71)의 유로 단면적보다 작다.
제1 약액 노즐(30)의 하면(30d)은, 액저류부(71)의 하방에 위치하는 제1 면(30e)과, 단차(30g)를 통해 제1 면(30e)에 연결된 제2 면(30f)을 포함한다. 제2 면(30f)은, 액저류부(71)의 바닥부(71a)(하단)보다 상방에 위치한다. 제2 면(30f)은 평탄면이다. 제1 토출구(30a)는 제2 면(30f)에 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 토출구(30a)는, 액저류부(71)의 바닥부(71a)(하단)보다 상방에 위치해 있다.
제1 약액 노즐(30)에는, 길이 방향(L)으로 연장되는 보강 부재(36)가 삽입 관통되어 있다. 보강 부재(36)는, 예를 들어, 스테인리스강재로 형성된 중공의 봉이다.
도 8은, 기판 처리 장치(1)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 컨트롤러(3)는, 마이크로컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 프로그램에 따라, 기판 처리 장치(1)에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(3)는, 프로세서(CPU)(3A)와 프로그램이 격납된 메모리(3B)를 포함하며, 프로세서(3A)가 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 다양한 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 컨트롤러(3)는, 반송 로봇(IR, CR), 전동 모터(23), 이동 유닛(8), 흡인 장치(60), 및 밸브류(32, 42, 52, 56, 66) 등의 동작을 제어한다.
도 9는, 기판 처리 장치(1)에 의한 기판 처리의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9에는, 컨트롤러(3)가 프로그램을 실행함으로써 실행되는 기판 처리가 나타나 있다. 이 기판 처리에서는 기판(W)이 한 장씩 연속 처리된다. 각 기판(W)의 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 반입(S1), 프리디스펜스(S2), 약액 처리(S3), 린스 처리(S4), 건조 처리(S5) 및 기판 반출(S6)이 이 순서로 실행된다.
기판 처리에서는, 먼저, 미처리된 기판(W)이, 반송 로봇(IR, CR)에 의해 캐리어(C)로부터 처리 유닛(2)으로 반입되고, 스핀 척(5)에 건네진다(S1). 이 후, 기판(W)은, 반송 로봇(CR)에 의해 반출될 때까지의 동안, 척 핀(20)에 의해, 스핀 베이스(21)의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 수평으로 유지된다(기판 유지 공정).
기판(W)이 반입된 후, 기판(W)의 상면을 약액으로 처리하기 전에 제1 약액 노즐(30) 및 제2 약액 노즐(40)로부터 약액을 토출시키는 프리디스펜스(S2)가 개시된다. 처리 유닛(2)에서 기판(W)을 한 장씩 연속 처리하는 기판 처리에서는, 프리디스펜스(S2)를 실행함으로써, 약액 처리(S3)에 있어서 기판(W)에 공급되는 약액의 온도의, 동일한 처리 유닛(2)에서 처리되는 기판(W)간에서의 차이를 저감할 수 있다. 그 때문에, 기판(W)간에서의 품질의 차이를 저감할 수 있다. 제2 약액 노즐(40)의 제2 토출구(40a)는 1개 밖에 설치되어 있지 않은 반면, 제1 약액 노즐(30)의 제1 토출구(30a)는 복수 설치되어 있다. 그 때문에, 통상, 제2 약액 노즐(40)로부터 토출되는(제2 약액 노즐(40)을 흐르는) 처리액의 유량은, 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되는(제1 약액 노즐(30)을 흐르는) 처리액의 유량보다 작다. 따라서, 제2 약액 노즐(40) 내를 흐르는 처리액의 온도는, 제1 약액 노즐(30) 내를 흐르는 처리액의 온도보다 주위의 환경에 의해 변화하기 쉽다. 따라서, 프리디스펜스(S2)에 의한 온도 제어는, 제1 약액 노즐(30)보다 제2 약액 노즐(40)에 있어서 중요하다.
도 10a 및 도 10b는, 기판 처리의 프리디스펜스(도 9의 S2)를 설명하기 위한 도해적인 측면도이다. 도 10c는, 기판 처리의 약액 처리(도 9의 S3)를 설명하기 위한 도해적인 측면도이다.
프리디스펜스(S2)에서는, 도 10a에 도시하는 바와 같이, 이동 유닛(8)이 약액 공급 유닛(7)을 퇴피 위치에 배치한다. 그리고, 제1 전동 밸브(32) 및 제2 전동 밸브(42)가 열린다. 이로 인해, 제1 약액 노즐(30)의 복수의 제1 토출구(30a) 및 제2 약액 노즐(40)의 제2 토출구(40a)로부터 약액이 토출된다. 제1 토출구(30a) 및 제2 토출구(40a)로부터 토출된 약액은, 대기 포트(10)에 의해 받을 수 있다. 배액 밸브(56)가 열림으로써 대기 포트(10) 내의 약액이 대기 포트(10)로부터 배제된다.
제1 약액 노즐(30)의 복수의 제1 토출구(30a) 및 제2 약액 노즐(40)의 제2 토출구(40a)로부터 약액이 소정 시간 토출된 후, 제1 전동 밸브(32) 및 제2 전동 밸브(42)가 닫힌다. 이로 인해, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 제1 약액 노즐(30)의 복수의 제1 토출구(30a) 및 제2 약액 노즐(40)의 제2 토출구(40a)로부터의 약액의 토출이 정지된다.
그리고, 일정 시간의 프리디스펜스(S2) 후, 약액 처리(S3)가 개시된다. 구체적으로는, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 전동 모터(23)는 스핀 베이스(21)를 회전시킨다. 이로 인해, 척 핀(20)에 수평으로 유지된 기판(W)이 회전한다(기판 회전 공정). 그리고, 이동 유닛(8)이 약액 공급 유닛(7)을 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 제1 전동 밸브(32) 및 제2 전동 밸브(42)가 열린다. 이로 인해, 제1 약액 노즐(30)의 복수의 제1 토출구(30a) 및 제2 약액 노즐(40)의 제2 토출구(40a)로부터 약액이 토출된다. 제1 토출구(30a) 및 제2 토출구(40a)로부터 토출된 약액은, 기판(W)의 상면에 착액한다. 공급된 약액은 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체에 널리 퍼진다. 이로 인해, 기판(W)의 상면이 약액에 의해 처리된다.
다음에, 일정 시간의 약액 처리(S3) 후, 기판(W) 상의 약액을 DIW 등의 린스액으로 치환함으로써, 기판(W) 상으로부터 약액을 배제하기 위한 린스 처리(S4)가 실행된다.
구체적으로는, 제1 전동 밸브(32) 및 제2 전동 밸브(42)가 닫히고, 린스액 밸브(52)가 열린다. 이로 인해, 린스액 노즐(50)로부터 기판(W)의 상면을 향해 린스액이 공급(토출)된다. 린스액 노즐(50)로부터 토출된 린스액은, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 착액한다. 기판(W) 상에 공급된 린스액은 원심력에 의해 기판(W)의 상면 전체에 널리 퍼진다. 이 린스액에 의해 기판(W) 상의 약액이 씻겨진다. 이 동안에, 이동 유닛(8)이, 약액 공급 유닛(7)을 퇴피 위치로 퇴피시킨다. 약액 공급 유닛(7)을 이동시키기 전에, 흡인 장치(60)가 제1 약액 노즐(30)의 제1 유로(70) 내의 약액을 흡인한다.
다음에, 기판(W)을 건조시키는 건조 처리(S5)가 행해진다. 구체적으로는, 린스액 밸브(52)가 닫힌다. 그리고, 전동 모터(23)가 고 회전속도(예를 들어 3000rpm)로 기판(W)을 회전시킨다. 이로 인해, 큰 원심력이 기판(W) 상의 린스액에 작용하고, 기판(W) 상의 린스액이 기판(W)의 주위로 뿌려진다. 이와 같이 하여, 기판(W)으로부터 린스액이 제거되고, 기판(W)이 건조된다. 그리고, 기판(W)의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 전동 모터(23)가, 스핀 베이스(21)에 의한 기판(W)의 회전을 정지시킨다.
그 후, 반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(2)에 진입하고, 스핀 척(5)으로부터 처리가 끝난 기판(W)을 건져 내어, 처리 유닛(2) 밖으로 반출한다(S6). 그 기판(W)은, 반송 로봇(CR)에서 반송 로봇(IR)으로 건네지고, 반송 로봇(IR)에 의해, 캐리어(C)에 수납된다. 그리고, 다음의 미처리된 기판(W)의 기판 처리가 개시된다.
다음에, 프리디스펜스(S2)의 일 예에 대해 도 11을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 11은, 도 9에 도시한 기판 처리에 있어서 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되는 약액의 온도의 시간적 변화의 일 예를 나타내는 그래프이다. 도 11에서는, 횡축이 처리 시간(t)이고, 종축이 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되는 약액의 온도, 즉 토출 온도(T)이다. 토출 온도(T)는, 제1 온도 센서(34)에 의해 검출되는 온도이다. 그 때문에, 토출 온도(T)는, 엄밀하게는, 제1 약액 공급관(35) 내의 약액의 온도이다. 도 11에서는, 기판(W)을 연속 처리하는 기판 처리에 있어서 1장째~3장째에 처리한 기판(W)의 각각에 대해, 토출 온도(T)의 시간 변화가 나타나 있다. 여기에서는, 제2 약액 노즐(40)의 토출 온도의 시간 변화는, 제1 약액 노즐(30)의 토출 온도(T)의 시간 변화와 거의 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.
프리디스펜스(S2)에서는, 예를 들어, 약액의 토출 유량이 약액 처리(S3)에서의 약액의 토출 유량(처리 유량)과 동일한 토출 유량으로 설정되고, 제1 약액 노즐(30)로부터 대기 포트(10)로의 약액의 토출이 개시된다. 즉, 약액의 토출 유량이 일정하게 된다. 약액의 토출 유량은, 제1 유량계(33)가 검출하는 유량이다. 약액의 토출 유량의 설정은, 제1 전동 밸브(32)의 개도(開度)가 변경됨으로써 행해진다. 제1 약액 노즐(30)로부터 대기 포트(10)로의 약액의 토출을 개시했을 때의 시각을 t0으로 한다(프리디스펜스 개시 공정).
약액 공급 유닛(7)에는 새로운 약액이 계속 공급된다. 그 때문에, 처리 시간(t)의 경과와 함께, 약액 공급 유닛(7)(특히 제1 약액 노즐(30) 및 제1 약액 배관(31)의 관벽) 및 그 주변 부재의 온도가 상승한다. 역으로 말하면, 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재에 의해, 제1 약액 노즐(30) 및 제1 약액 배관(31)의 내부를 흐르는 약액의 열이 빼앗긴다. 그 때문에, 프리디스펜스의 개시시(시각 t0)에 있어서의 제1 약액 노즐(30)로부터의 약액의 토출 온도(T)는, 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도와, 제1 약액 노즐(30) 및 제1 약액 배관(31)의 내부를 흐르는 약액의 온도가 평형에 도달하는 온도(포화 온도(T1))보다 상당히 낮다.
제1 약액 노즐(30)로부터의 약액의 토출의 속행에 따라 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재가 승온하고, 이로 인해, 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재에 의해 빼앗기는 열량이 감소한다. 제1 약액 노즐(30)로부터의 약액의 토출을 더 속행함으로써, 포화 온도(T1)의 약액이 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되게 된다.
토출 온도(T)가 포화 온도(T1)에 도달한 시각을 t1으로 한다. 프리디스펜스의 개시(시각 t0)로부터, 포화 온도(T1)의 약액이 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되게 될 때까지(시각 t1)의 기간(이하, 「도달 기간」이라고 한다)은, 프리디스펜스 개시 전의 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도에 의존한다. 프리디스펜스 개시 전의 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도와 포화 온도(T1)의 차이가 클수록, 도달 기간은 길어진다. 프리디스펜스 개시 전의 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도와 포화 온도(T1)의 차이가 작을 수록, 도달 기간은 짧아진다.
처리 유닛(2)에서 기판(W)을 연속 처리하는 경우에 있어서, 연속 처리의 개시시(예를 들어, 1장째나 2장째의 기판(W)에 대한 처리)에는, 프리디스펜스 개시 전의 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도가 비교적 낮다. 특히, 1장째의 기판(W)에 대한 처리에서는, 프리디스펜스 개시 전의 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도가 예를 들어 상온(예를 들어 약 25℃)까지 저하해 있을 수 있다.
도 11에 나타내는 예에서는, 프리디스펜스의 개시로부터 도달 기간이 경과하여 토출 온도(T)가 포화 온도(T1)에 도달하면, 제1 약액 노즐(30)로부터의 약액의 토출을 정지시킨다(프리디스펜스 정지 공정). 그리고, 이동 유닛(8)이, 약액 공급 유닛(7)을 처리 위치를 향해 이동시키기 시작한다(약액 공급 유닛 이동 공정). 약액 공급 유닛(7)이 이동하고 있는 동안, 약액 공급 유닛(7)에는, 새로운 약액이 공급되지 않으므로, 약액 공급 유닛(7)의 온도가 서서히 저하하고, 제1 약액 노즐(30) 및 제1 약액 배관(31) 내의 약액의 온도가 저하한다. 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 도달하면, 다시 제1 전동 밸브(32)가 열린다. 이로 인해, 제1 약액 노즐(30)로부터 기판(W)의 상면으로의 약액의 공급이 개시된다(약액 공급 공정). 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 도달하는 시각을 t2로 한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 시각(t1) 및 시각(t2)은, 처리 순서가 뒤인 기판(W)일수록 빨라진다. 도시하고 있지 않지만, 4장째 이후의 기판(W)의 처리에서의 시각(t1) 및 시각(t2)은, 3장째의 기판(W)의 처리의 시각(t1) 및 시각(t2)과 각각 거의 같다.
즉, 도 11에 나타내는 예에서는, 1장째의 기판(W)의 프리디스펜스의 기간을 2장째의 기판(W)의 프리디스펜스의 기간보다 길게 하고, 2장째의 기판(W)의 프리디스펜스의 기간을 3장째의 기판(W)의 프리디스펜스의 기간보다 길게 하고 있다. 4장째 이후의 기판(W)의 프리디스펜스의 기간은, 3장째의 기판의 프리디스펜스의 기간과 거의 동일하다.
이 방법으로 프리디스펜스를 실행함으로써, 약액 처리 개시시의 토출 온도(T)의, 기판 처리 마다의 차이를 확실히 저감할 수 있다.
다음에, 프리디스펜스(S2)의 다른 예에 대해 도 12를 이용하여 상세하게 설명한다. 도 12는, 도 9에 도시한 기판 처리에 있어서 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되는 약액의 온도의 시간적 변화의 다른 예를 나타내는 그래프이다. 도 12에서는, 횡축을 처리 시간(t)으로 하고, 종축을 토출 온도(T)로 하고 있다. 도 12에서는, 기판(W)을 연속 처리하는 기판 처리에 있어서 1장째~3장째에 처리한 기판(W)의 각각에 대해, 토출 온도(T)의 시간 변화를 나타내고 있다. 여기에서는, 제2 약액 노즐(40)의 토출 온도의 시간 변화는, 제1 약액 노즐(30)의 토출 온도(T)의 시간 변화와 거의 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.
제1 약액 노즐(30)로부터 대기 포트(10)로의 약액의 토출을 개시했을 때의 시각, 즉 프리디스펜스의 개시 시각을 t0으로 한다. 그리고, 프리디스펜스의 종료후에 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치로 이동한 후, 제1 약액 노즐(30)로부터 기판(W)의 상면으로의 약액의 공급이 개시되는 시각을 t3으로 한다. 몇 장째의 기판(W)의 처리인지에 관계없이, 시각(t0)에서 시각(t3)까지의 사이의 시간이 일정해지도록 약액 공급을 개시하는 시간이 설정된다(약액 공급 시각 설정 공정). 그리고, 프리디스펜스의 개시로부터 일정 기간이 경과한 시점(시각 t3이 된 시점)에, 제1 약액 노즐(30)로부터 토출되는 약액의 토출 온도(T)가 포화 온도(T1)보다 낮은 목표 온도(T2)가 되도록, 제1 전동 밸브(32)의 개도가 조정되어, 토출 유량이 제어된다. 토출 유량이 저감되면, 약액 공급 유닛(7)에 공급되는 약액 전체의 열량이 적어지므로, 토출 온도(T)가 저하한다. 한편, 토출 유량을 증대시키면, 약액 공급 유닛(7)에 공급되는 약액 전체의 열량이 많아지므로, 토출 온도(T)가 증대한다.
전술한 바와 같이, 처리 유닛(2)에서 기판(W)을 연속 처리하는 경우에 있어서, 연속 처리의 개시시(예를 들어, 1장째나 2장째의 기판(W)에 대한 처리)에는, 프리디스펜스 개시 전의 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변 부재의 온도가 비교적 낮다. 그 때문에, 1장째의 기판(W)의 프리디스펜스에서의 토출 유량을 2장째의 기판(W)의 프리디스펜스에서의 토출 유량보다 크게 하고, 2장째의 기판(W)의 프리디스펜스에서의 토출 유량을 3장째의 기판(W)의 프리디스펜스에서의 토출 유량보다 크게 하고 있다. 4장째 이후의 기판(W)의 프리디스펜스에서의 토출 유량은, 3장째의 기판의 프리디스펜스에서의 토출 유량과 거의 동일하다.
제1 약액 노즐(30)로부터 기판(W)의 상면으로의 약액의 공급이 개시된 후에는, 예를 들어, 기판 처리마다의 토출 온도(T)의 차이가 저감되도록, 컨트롤러(3)가 제1 전동 밸브(32)의 개도를 조정한다(개도 조정 공정). 컨트롤러(3)는, 제1 유량계(33)가 검출하는 유량에 기초하여 피드백 제어를 실행한다. 도 12에서는, 약액 처리(S3)에 있어서 처리 시간(t)의 경과에 따라, 약액 공급 개시 후의 목표 온도(T3)를 변화시키는 예를 나타내고 있다. 이 경우에도, 제1 유량계(33)에 의해 유량을 상시 검출하고, 제1 전동 밸브(32)의 개도를 상시 조정함으로써, 기판 처리마다의 토출 온도(T)의 차이를 저감할 수 있다.
이 방법에 의하면, 목표 온도(T2) 및 목표 온도(T3)가 포화 온도(T1)보다 낮으므로, 프리디스펜스(S2)의 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 약액의 소비량을 저감할 수 있다. 또한 피드백 제어를 실행함으로써, 기판 처리마다의 토출 온도(T)의 차이를 더욱 저감할 수 있다.
여기서, 일반적으로, 일단이 폐색된 유로를 갖는 노즐에서는, 유로의 일단 부근에서의 처리액의 압력이, 유로에서의 그 외의 부분과 비교하여 커진다. 그 때문에, 유로의 선단 부근에 위치하는 토출구로부터 토출되는 처리액의 유량이, 유로의 기단 부근에 위치하는 토출구로부터 토출되는 처리액의 유량보다 많아지는 경향이 있다.
제1 실시 형태에 의하면, 제2 유로(80)로부터 제1 유로(70)의 일단부(70a)로 약액이 공급된다. 또한, 제1 유로(70)가 연장되는 방향(길이 방향(L))으로 복수의 제1 토출구(30a)가 배열되어 있다. 따라서, 제1 약액 노즐(30)에서는, 제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근에 위치하는 제1 토출구(30a)의 유량이 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근에 위치하는 제1 토출구(30a)의 유량보다 커진다.
한편, 약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 위치하는 상태에서는, 제1 유로(70)의 일단부(70a)는 기판(W)의 중앙 영역에 대향하고, 제1 유로(70)의 타단부(70b)는 기판(W)의 외주 영역에 대향하고 있다. 그 때문에, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 공급되는 약액의 유량을, 기판(W)의 상면의 중심 영역에 공급되는 약액의 유량보다 증대시킬 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
또한, 제1 유로(70)의 일단부(70a)로 약액을 공급하는 제2 유로(80)는, 제1 유로(70)의 일단부(70a)로부터 되접어 꺽어 연장되어 있기 때문에, 제1 유로(70)와 제2 유로(80)를 서로 근접한 위치에 배치할 수 있다. 또한 약액 공급 유닛(7)은, 그 전체가 이동 유닛(8)에 의해 이동되기 때문에, 제1 유로(70)와 제2 유로(80)가 서로 근접한 상태가, 약액 공급 유닛(7)의 이동 중에도 유지된다. 그 때문에, 제2 유로(80) 내의 처리액에 의해 제1 유로(70) 내의 처리액을 보온할 수 있다. 따라서, 제1 토출구(30a)로 향하는 약액의 온도 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 제1 토출구(30a)로부터 토출되어 기판(W)의 상면에 착액하는 처리액의 온도를 고온으로 유지할 수 있으므로, 소기의 고온의 처리액으로 기판(W)의 상면을 처리할 수 있다.
이상과 같이, 소기의 고온의 처리액으로 기판(W)의 상면을 처리하고, 또한, 기판(W)의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 제1 유로(70)는, 기판(W)의 상면과 평행하게 연장된다. 그 때문에, 제1 토출구(30a)와 기판(W)의 상면 사이의 거리의, 복수의 제1 토출구(30a) 간에서의 차이를 저감할 수 있다. 따라서, 처리액이 제1 토출구(30a)로부터 토출되고 나서 기판(W)의 상면에 착액할 때까지 처리액이 손실하는 열량의 차이를, 복수의 제1 토출구(30a) 간에서 저감할 수 있다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 제2 유로(80)가 제1 유로(70)와 평행하게 연장된다. 그 때문에, 제1 유로(70)가 연장되는 방향(길이 방향(L))의 전역에서 제1 유로(70)와 제2 유로(80)를 근접시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 유로(70) 내의 처리액이 제2 유로(80) 내의 처리액에 의해 효율적으로 보온된다. 또한, 제1 유로(70)와 제2 유로(80)가 평행하게 연장됨으로써, 제1 유로(70) 내의 약액이 길이 방향(L)의 전역에서 빠짐없이 보온된다. 바꿔 말하면, 제1 유로(70) 내의 약액이 부분적으로 보온되지 않는다고 하는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 제1 토출구(30a) 간의 토출 약액의 온도차를 저감할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수도 있다.
또한, 제1 유로(70)와 제2 유로(80)를 근접시킴으로써, 약액 공급 유닛(7)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 제2 유로(80)가, 제1 유로(70)의 일단부(70a)로부터 되접어 꺾여 있고, 또한, 제1 유로(70)와 평행하게 연장되어 있다. 그 때문에, 제1 유로(70)의 타단부(70b) 주변을 흐르는 약액은, 제2 유로(80)에 있어서 상류측 부분을 흐르는 약액에 의해 보온된다. 즉, 제1 유로(70)의 타단부(70b) 주변을 흐르는 약액은, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 주변을 흐르는 약액과 비교하여, 고온의 약액에 의해 보온된다. 이로 인해, 제1 유로(70) 내에서의 약액의 온도차를 저감할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 약액 공급 유닛(7)이, 제2 유로(80)가 형성된 제1 약액 배관(31)(유로 형성 배관)을 더 포함한다. 제1 약액 배관(31)은 제1 약액 노즐(30)을 지지한다. 즉, 제2 유로(80)가 형성된 제1 약액 배관(31)이, 제1 약액 노즐(30)을 지지하는 부재를 겸하고 있다. 따라서, 약액 공급 유닛(7)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 이동 유닛(8)이, 연직 방향을 따르는 선회 축선(A2) 둘레로 약액 공급 유닛(7)을 선회시키는 선회 유닛(27)을 포함한다. 그 때문에, 선회 축선(A2) 둘레의 선회라고 하는 간이한 동작에 의해, 처리 위치와 퇴피 위치의 사이에서 약액 공급 유닛(7)을 이동시킬 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 복수의 제1 토출구(30a)는, 기판(W)의 상면에 있어서 제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근에 대향하는 영역에 공급되는 처리액의 유량이, 기판(W)의 상면에 있어서 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근에 대향하는 영역에 공급되는 처리액의 유량보다 크도록 설치되어 있다. 그 때문에, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 공급되는 약액의 유량을, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급되는 약액의 유량보다 더욱 증대시킬 수 있다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 외주 영역에서의 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있으므로, 기판(W)의 상면의 외주 영역에서의 에칭 레이트의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 처리 유닛(2)이, 제1 유로(70) 내의 약액을 흡인하는 흡인 유닛(11)을 포함한다. 여기서, 제2 유로(80)로부터 제1 유로(70)로 약액을 공급하고 있는 상태에서, 제2 유로(80)로부터 제1 유로(70)로의 약액의 공급이 정지된 상태로 전환한 경우 등에 제1 유로(70) 내에 약액이 남는다. 이 상태에서 이동 유닛(8)이 약액 공급 유닛(7)을 이동시키면, 제1 유로(70) 내에 남은 약액이, 액적이 되어 기판(W)의 상면으로 낙하할 수 있다. 이와 같은 의도하지 않은 약액의 낙하로 인해, 기판(W)의 상면에 파티클이 발생할 우려가 있다. 이에, 흡인 유닛(11)에 제1 유로(70) 내의 약액을 흡인시킴으로써, 약액 공급의 정지시에 제1 유로(70) 내에 약액이 남는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 약액 공급의 정지시에 기판(W) 상으로 약액의 낙하를 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 흡인 유닛(11)은, 제1 유로(70)의 일단부(70a)의 근방(80a)에 연결된 흡인 유로(65a)와, 흡인 유로(65a)를 통해 제1 유로(70)의 내부를 흡인하는 흡인 장치(60)를 포함한다. 그 때문에, 흡인 장치(60)는, 제1 유로(70) 내의 약액을 효율적으로 흡인할 수 있다. 한편, 제2 유로(80)에서의 약액이 필요 이상으로 흡인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 필요 이상으로 약액을 흡인하여 약액을 낭비하는 것을 억제할 수 있고, 또한, 제1 유로(70) 내의 약액을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 제1 유로(70)는, 제2 유로(80)로부터 공급된 약액이 모이는 액저류부(71)와, 액저류부(71)로부터 측방으로 연장되는 토출 유로(72)를 포함한다. 각 토출 유로(72)는, 대응하는 제1 토출구(30a)와 액저류부(71)를 연결한다.
그 때문에, 제2 유로(80)로부터 제1 유로(70)로 공급된 약액은, 액저류부(71) 및 토출 유로(72)를 차례로 경유하여 제1 토출구(30a)로부터 토출된다. 제2 유로(80)로부터 제1 유로(70)로의 약액의 공급을 정지하면, 제1 유로(70) 내의 약액은, 액저류부(71) 및 토출 유로(72) 내에 남는다. 토출 유로(72)는, 액저류부(71)로부터 측방으로 연장되어 있기 때문에, 토출 유로(72) 내의 처리액은, 액저류부(71) 내의 약액의 중량을 받기 어렵다. 토출 유로(72) 내의 약액은, 토출 유로(72)가 액저류부(71)로부터 하방으로 연장되는 구성과 비교하여, 액저류부(71) 내의 약액의 중량을 받기 어렵다. 따라서, 약액 공급의 정지시에, 약액이 토출 유로(72)를 통해 제1 토출구(30a)로부터 기판(W) 상으로 낙하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 토출 유로(72)가, 제1 토출구(30a)로부터 상방으로 연장되는 연직 유로(72a)와, 연직 유로(72a)와 액저류부(71)를 연결하는 경사 유로(72b)를 포함한다. 경사 유로(72b)는, 액저류부(71)로부터 연직 유로(72a)를 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사져 있다. 그 때문에, 토출 유로(72) 내에 약액이 남은 경우에도, 그 약액은, 경사 유로(72b)를 통해 액저류부(71)로 되돌아가기 쉽다. 따라서, 토출 유로(72) 내의 약액이 받는 중량을 더욱 저감할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 제1 토출구(30a)가, 액저류부(71)의 바닥부(71a)보다 상방에 위치한다. 그 때문에, 제1 토출구(30a)가 액저류부(71)의 하방에 위치하는 구성과 비교하여, 토출 유로(72)를 짧게 할 수 있다. 따라서, 토출 유로(72) 내의 약액이 받는 중량을 더욱 저감할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에 의하면, 토출 유로(72)의 유로 단면적이, 액저류부(71)의 유로 단면적보다 작다. 그 때문에, 토출 유로(72) 내의 약액에 작용하는 표면장력을 증대시킬 수 있으므로, 약액이 토출 유로(72) 내에 머물기 쉽다. 따라서, 약액 공급의 정지시에 기판(W) 상으로 약액의 낙하를 억제할 수 있다.
<제2 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 도 13은, 제2 실시 형태에 따른 제1 약액 노즐(30)의 단면도이다. 도 13은, 길이 방향(L)에 대하여 직교하는 평면을 따라 제1 약액 노즐(30)을 절단했을 때의 단면도이다. 도 13에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 따른 제1 약액 노즐(30)에서는, 제1 실시 형태와는 달리, 제1 약액 노즐(30)의 하면(30d)에는 단차(30g)가 설치되어 있지 않고, 하면(30d)이 평탄면이다. 그리고, 제1 토출구(30a)는 하면(30d)에 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 토출구(30a)가 액저류부(71)의 바닥부(71a)보다 하방에 위치해 있다. 제1 약액 노즐(30)의 하면(30d)이 평탄면이기 때문에, 제1 약액 노즐(30)의 가공(제조) 공정을 간소화할 수 있다.
<제3 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 도 14는, 제3 실시 형태에 따른 제1 약액 노즐(30)의 하면도이다. 도 14에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
제3 실시 형태에 따른 제1 약액 노즐(30)에서는, 제1 실시 형태와는 달리, 제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근의 제1 토출구(30a)가, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근의 제1 토출구(30a)보다 크다. 타단부(70b) 부근의 제1 토출구(30a)의 직경(d2)은, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근의 제1 토출구(30a)의 직경(d1)보다 크다. 즉, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 제1 토출구(30a)는, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 공급되는 약액의 유량이, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급되는 약액의 유량보다 크도록 구성되어 있다.
제3 실시 형태에서는, 제1 토출구(30a)는 총 11개소에 설치되어 있다. 가장 타단부(70b)측에서부터 세어 3개째까지의 제1 토출구(30a)의 합계 3개의 제1 토출구(30a)의 직경(d2)이, 다른 제1 토출구(30a)의 직경(d1)보다 크다.
제3 실시 형태에 의하면, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 공급되는 약액의 유량을, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급되는 약액의 유량보다 더욱 증대시킬 수 있다. 이로 인해, 기판(W)의 상면의 외주 영역에서의 약액의 온도 저하를 억제할 수 있으므로, 기판(W)의 상면의 외주 영역에서의 에칭 레이트의 저하를 방지할 수 있다.
제3 실시 형태에서는, 제1 토출구(30a)들 사이의 거리는 서로 동일하다(P1=P2). 이 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 유로(70)의 타단부(70b) 부근의 제1 토출구(30a)들 사이의 거리(피치 P2)가, 제1 유로(70)의 일단부(70a) 부근의 제1 토출구(30a)들 사이의 거리(피치 P1)보다 작아도 된다(P2<P1). 그렇다면, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 공급되는 약액의 유량을, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 공급되는 약액의 유량보다 더욱 증대시킬 수 있다.
<제4 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도 15는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 약액 공급 유닛(7) 및 그 주변의 측면도이다. 도 16은, 도 15의 XVI-XVI선에 따른 단면도이다. 도 15 및 도 16에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 15에서는, 설명의 편의상, 제2 약액 노즐(40) 및 제2 약액 배관(41)의 도시를 생략하고 있다.
제4 실시 형태에 따른 약액 공급 유닛(7)은, 제1 실시 형태의 제1 약액 노즐(30) 및 제1 약액 배관(31) 대신에, 내관(91) 및 외관(92)으로 구성되는 이중관 구조를 갖는 제1 약액 노즐(90)을 포함한다. 제1 약액 노즐(90)에서는, 내관(91)에 의해 제1 유로(70)가 구획되고, 내관(91)과 외관(92)에 의해 제2 유로(80)가 구획되어 있다.
외관(92)은, 선회 축선(A2)측과는 반대측의 일단부(93a) 및 선회 축선(A2)측의 타단부(93b)를 갖는 통관(筒管; 93)과, 통관(93)의 일단부(93a)를 막는 벽부(94)를 포함한다. 통관(93)의 타단부(93b)에는 제1 약액 공급관(35)이 연결되어 있다. 외관(92)은, 이동 유닛(8)의 홀더(26)에 의해 지지되어 있다.
내관(91)은, 액저류부(71)를 구획하는 통관(95)과, 통관(95)으로부터 외관(92)의 외측까지 연장되는 복수의 돌출관(96)과, 제1 유로(70)의 타단부(70b)를 구획하는 구획벽(97)을 포함한다.
돌출관(96)은, 토출 유로(72)를 구획하고 있으며, 선단을 하방으로 향하도록 크랭크하고 있다. 각 돌출관(96)의 선단에는, 기판(W)의 상면을 향해 약액을 토출하는 복수의 제1 토출구(90a)가 형성되어 있다.
통관(95)의 상부와 벽부(94)의 사이에는 간극(98)이 설치되어 있다. 이 간극(98)을 통해, 제2 유로(80)는, 제1 유로(70)의 일단부(70a)로부터 되접어 꺾여 있다.
약액 공급 유닛(7)이 처리 위치에 배치되어 있을 때, 복수의 제1 토출구(90a)는 기판(W)의 상면에 대향한다. 상세하게는, 일단부(70a) 부근의 제1 토출구(90a)는, 기판(W)의 상면의 중앙 영역에 대향하고, 타단부(70b) 부근의 제1 토출구(90a)는, 기판(W)의 상면의 외주 영역에 대향한다.
제4 실시 형태에서는, 외관(92)의 하단과 내관(91)의 하단과의 사이에는 간극이 설치되어 있지 않지만, 외관(92)의 하단과 내관(91)의 하단과의 사이에는 간극이 설치되어 있어, 이 간극이 제2 유로(80)의 일부를 구성하고 있어도 된다.
제4 실시 형태에 의하면, 상술한 바와 같이, 제1 약액 노즐(90)이, 내관(91) 및 외관(92)으로 구성되는 이중관 구조를 갖는다. 또한, 내관(91)에 의해 제1 유로(70)가 구획되고, 내관(91)과 외관(92)에 의해 제2 유로(80)가 구획된다. 그 때문에, 제1 유로(70)에 더욱 근접한 위치에 제2 유로(80)를 위치시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 유로(70) 내의 약액이 제2 유로(80) 내의 약액에 의해 더욱 효율적으로 보온된다. 또한, 되접어 꺾인 배관을 갖는 구성과 비교하여, 약액 공급 유닛(7)의 소형화 도모할 수 있다.
<제5 실시 형태>
다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 도 17은, 제5 실시 형태에 따른 제1 약액 노즐(30)의 단면도이다. 도 17에서는, 지금까지 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
제5 실시 형태에 따른 약액 공급 유닛(7)은, 제1 약액 배관(31)을 포함하고 있지 않으며, 약액 공급 유닛(7)의 제1 약액 노즐(30)에는, 제1 유로(70)와 더불어 제2 유로(80) 및 되접어 꺾음 유로(85)가 형성되어 있다. 되접어 꺾음 유로(85)는, 실제로는 도 17에 도시하는 단면에는 나타나지 않기 때문에, 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 그 때문에, 제1 유로(70)에 더욱 근접한 위치에 제2 유로(80)를 위치시킬 수 있다. 이로 인해, 제1 유로(70) 내의 약액이 제2 유로(80) 내의 약액에 의해 더욱 효율적으로 보온된다. 또한, 되접어 꺾인 배관을 갖는 구성(예를 들어, 제1 실시 형태의 구성)과 비교하여, 약액 공급 유닛(7)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 제5 실시 형태에 따른 약액 공급 유닛(7)은, 제1 약액 노즐(30)을 둘러싸며, 제1 약액 노즐(30) 주위의 분위기로부터 제1 약액 노즐(30)을 단열하는 단열 부재(100)를 더 포함한다. 그 때문에, 제1 유로(70) 내의 약액을 더욱 효율적으로 보온할 수 있다. 제1 약액 노즐(30)은, 불소계 수지 등의 비교적 열전도성이 높은 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 불소계 수지로서는, 예를 들어, PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌) 등을 들 수 있다. 처리액의 온도가 100℃ 이하이면, PE(폴리에틸렌) 등을 이용할 수 있다. 단열 부재(100)는, 반드시 제1 약액 노즐(30)의 전면(全面)을 덮고 있을 필요는 없다.
본 발명은, 이상에 설명한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상술한 각 실시 형태는 임의로 조합하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 실시 형태~제4 실시 형태의 약액 공급 유닛(7)이 단열 부재(100)를 포함하고 있어도 된다.
또한, 약액 공급 유닛(7)의 구성은, 약액 이외의 처리액(예를 들어 린스액)을 공급하는 유닛에도 적용할 수 있다.
또한, 제2 유로(80)는, 반드시 제1 유로(70)와 평행하게 설치되어 있을 필요는 없으며, 제1 유로(70)에 대하여 경사져 연장되어 있어도 되고, 만곡하여 연장되어 있어도 된다. 또한, 되접어 꺾음 유로(85)가 설치되어 있지 않고, 제2 유로(80)가 제1 유로(70)에 직접 접속된 구성이어도 된다. 또한, 제1 유로(70)는, 반드시 수평으로 연장되어 있을 필요는 없으며, 타단부(70b)가 일단부(70a)보다 하방에 위치하도록 수평 방향에 대하여 경사져 있어도 된다. 그렇다면, 제1 유로(70)의 타단부(70b)측의 제1 토출구(30a)로부터 토출되는 약액의 유량을, 제1 유로(70)의 일단부(70a)측의 제1 토출구(30a)로부터 토출되는 약액의 유량보다 더욱 증대시킬 수 있다.
또한, 이동 유닛(8)은, 반드시 선회 유닛(27)을 포함하고 있을 필요는 없으며, 약액 공급 유닛(7)을 수평 방향으로 직선적으로 이동시키는 볼나사 기구와, 당해 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함하고 있어도 된다.
또한, 기판 처리에서는, 기판 반입(S1) 이전에, 프리디스펜스(S2)가 개시되어 있어도 된다. 그렇게 함으로써, 기판(W)을 처리 유닛(2)에 반입하고 나서, 기판(W)의 상면에 약액이 공급되기 시작할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 특허 청구의 범위에 기재한 특징 이외에도, 이하와 같은 특징이 추출될 수 있다. 이들 특징은, 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재한 특징과 임의로 조합 가능하다.
A1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
처리액을 토출하는 처리액 노즐을 갖고, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
상기 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 처리 위치와, 상기 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치의 사이에서 상기 처리액 공급 유닛을 이동시키는 이동 유닛을 더 포함하고,
상기 처리액 공급 유닛은,
상기 처리액 노즐이 연장되는 방향으로 배열된 복수의 토출구와,
처리액을 모으는 액저류부, 및 상기 액저류부로부터 측방으로 연장되며, 각 상기 토출구와 상기 액저류부를 연결하는 토출 유로를 갖는 제1 유로를 더 가지는, 기판 처리 장치.
A1에 기재된 발명에 의하면, 제1 유로로 공급된 처리액은, 액저류부 및 토출 유로를 차례로 경유하여 토출구로부터 토출된다. 그 때문에, 처리액 공급 유닛을 처리 위치로 이동시킨 상태에서 토출구로부터 처리액을 토출시킴으로써 기판의 상면에 처리액을 착액시킬 수 있다.
여기서, 제1 유로로 처리액이 공급되고 있지 않은 때에는, 제1 유로 내의 처리액은, 액저류부 및 토출 유로 내에 남는다. 토출 유로는, 액저류부로부터 측방으로 연장되어 있기 때문에, 토출 유로 내의 처리액은, 액저류부 내의 처리액의 중량을 받기 어렵다. 토출 유로 내의 처리액은, 토출 유로가 액저류부로부터 하방으로 연장되는 구성과 비교하여, 액저류부 내의 처리액의 중량을 받기 어렵다. 따라서, 처리액의 공급을 정지한 후에, 처리액 노즐로부터 기판 상으로의 처리액의 의도하지 않은 낙하를 억제할 수 있다.
A2. 상기 제1 유로는, 상기 처리액 공급 유닛이 상기 처리 위치에 위치하는 상태에서, 일단부가 상기 기판의 중앙 영역에 대향하고, 또한, 타단부가 상기 기판의 외주 영역에 대향하도록 구성되어 있고,
상기 처리액 공급 유닛이, 상기 제1 유로의 상기 일단부로부터 되접어 꺽어 연장되고, 상기 제1 유로의 상기 일단부로 처리액을 공급하는 제2 유로를 더 포함하는, A1에 기재된 기판 처리 장치.
A2에 기재된 발명에 의하면, 제2 유로로부터 제1 유로의 일단부로 처리액이 공급된다. 또한, 제1 유로가 연장되는 방향으로 복수의 토출구가 배열되어 있다. 그 때문에, 처리액 노즐에서는, 제1 유로의 타단부 부근의 토출구의 유량이 제1 유로의 일단부 부근의 토출구의 유량보다 크다. 한편, 처리액 공급 유닛이 처리 위치에 위치하는 상태에서는, 제1 유로의 일단부는 기판의 중앙 영역에 대향하고, 제1 유로의 타단부는 기판의 외주 영역에 대향하고 있다. 그 때문에, 기판의 상면의 외주 영역에 공급되는 처리액의 유량을, 기판의 상면의 중앙 영역에 공급되는 처리액의 유량보다 증대시킬 수 있다. 따라서, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
또한, 제1 유로의 일단부로 처리액을 공급하는 제2 유로는, 제1 유로의 일단부로부터 되접어 꺽어 연장되어 있기 때문에, 제1 유로와 제2 유로를 서로 근접한 위치에 배치할 수 있다. 또한, 처리액 공급 유닛은, 그 전체가 이동 유닛에 의해 이동되기 때문에, 제1 유로와 제2 유로가 서로 근접한 상태가, 처리액 공급 유닛의 이동 중에도 유지된다. 그 때문에, 제2 유로 내의 처리액에 의해 제1 유로 내의 처리액을 보온할 수 있다. 따라서, 토출구로 향하는 처리액의 온도 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 토출구로부터 토출되어 기판의 상면에 착액하는 처리액의 온도를 고온으로 유지할 수 있으므로, 소기의 고온의 처리액으로 기판의 상면을 처리할 수 있다.
이상과 같이, 소기의 고온의 처리액으로 기판의 상면을 처리하고, 또한, 기판의 상면의 처리 얼룩을 저감할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해 이용된 구체적 예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체적 예에 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2017년 5월 18일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017-099269호에 대응하고 있으며, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 포함되는 것으로 한다.

Claims (18)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛과,
    처리액을 토출하는 제1 처리액 노즐과 처리액을 토출하는 제2 처리액 노즐을 갖고, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 제1 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 처리 위치와, 상기 제1 처리액 노즐이 상기 기판의 상면에 대향하는 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치의 사이에서 상기 처리액 공급 유닛을 이동시키는 이동 유닛을 구비하고,
    상기 처리액 공급 유닛은,
    상기 제1 처리액 노즐에 형성되며, 상기 처리액 공급 유닛이 상기 처리 위치에 위치하는 상태에서, 일단부가 상기 기판의 중앙 영역에 대향하고, 또한, 타단부가 상기 기판의 외주 영역에 대향하는 제1 유로와,
    상기 제1 유로의 상기 일단부로부터 되접어 꺽어 연장되고, 상기 제1 유로의 상기 일단부로 처리액을 공급하는 제2 유로와,
    상기 제1 처리액 노즐에 형성되며, 상기 제1 유로가 연장되는 방향을 따라 배열되고, 상기 제1 유로 내의 처리액을 상기 기판의 상면을 향해 토출하는 복수의 토출구와,
    상기 제1 유로 및 상기 제2 유로의 측방에 설치되고 상기 제2 처리액 노즐에 처리액을 공급하는 측방 배관을 더 가지며,
    상기 측방 배관이, 수평 방향으로 연장되는 수평부와, 상기 수평부에 연결되고, 상기 수평부로부터 멀어짐에 따라 하방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사져 연장되는 수하부를 갖고,
    상기 수하부의 선단에 상기 제2 처리액 노즐이 연결되어 있는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유로는, 상기 기판의 상면과 평행하게 연장되는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 유로가 상기 제1 유로와 평행하게 연장되는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛이, 상기 제2 유로가 형성된 유로 형성 배관을 더 포함하고,
    상기 유로 형성 배관은, 상기 제1 처리액 노즐과 고정되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이동 유닛이, 상기 유로 형성 배관 및 상기 측방 배관을 공통으로 지지하는 홀더를 더 갖는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 처리액 노즐은, 상기 처리액 공급 유닛이 상기 처리 위치에 위치할 때에 상기 기판의 상면에 대향하고, 상기 처리액 공급 유닛이 상기 퇴피 위치에 위치할 때에 상기 기판의 상면에 대향하는 위치로부터 퇴피하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수평부가, 상기 제2 유로에 상기 수평 방향으로부터 대향하는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 유로가, 상기 제1 처리액 노즐에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 처리액 노즐이, 내관 및 외관으로 구성되는 이중관 구조를 가지며,
    상기 내관에 의해 상기 제1 유로가 구획되고, 상기 내관과 상기 외관에 의해 상기 제2 유로가 구획되는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 이동 유닛이, 연직 방향을 따르는 선회 축선 둘레로 상기 처리액 공급 유닛을 선회시키는 선회 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    복수의 상기 토출구는, 상기 기판의 상면에 있어서 상기 제1 유로의 상기 타단부 부근에 대향하는 영역에 공급되는 처리액의 유량이, 상기 기판의 상면에 있어서 상기 제1 유로의 상기 일단부 부근에 대향하는 영역에 공급되는 처리액의 유량보다 크도록 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 유로 내의 처리액을 흡인하는 흡인 유닛을 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 흡인 유닛은, 상기 제1 유로의 상기 일단부의 근방에 연결된 흡인 유로와, 상기 흡인 유로를 통해 상기 제1 유로의 내부를 흡인하는 흡인 장치를 포함하는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 유로는, 상기 제2 유로로부터 공급된 처리액을 모으는 액저류부와, 상기 액저류부로부터 측방으로 연장되며, 각 상기 토출구와 상기 액저류부를 연결하는 토출 유로를 포함하는, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 토출 유로가, 상기 토출구로부터 상방으로 연장되는 연직 유로와, 상기 연직 유로와 상기 액저류부를 연결하며, 상기 액저류부로부터 상기 연직 유로를 향함에 따라 상방을 향하도록 수평 방향에 대하여 경사진 경사 유로를 포함하는, 기판 처리 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 토출구가, 상기 액저류부의 바닥부보다 상방에 위치하는, 기판 처리 장치.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 토출 유로의 유로 단면적이, 상기 액저류부의 유로 단면적보다 작은, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛이, 상기 제1 처리액 노즐을 둘러싸며, 상기 제1 처리액 노즐 주위의 분위기로부터 상기 제1 처리액 노즐을 단열하는 단열 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
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