KR20200116045A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20200116045A
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liquid
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liquid processing
unit
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KR1020200035754A
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카츠히로 모리카와
마사미 아키모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

복수 종류의 액 처리 공정을 포함하는 기판의 액 처리를 효율 좋게 실행한다. 기판 처리 장치는, 기판의 반출반입구를 가지고, 제 1 액 처리부와, 제 1 액 처리부보다 반출반입구로부터 먼 위치에 마련된 제 2 액 처리부가 내장된 액 처리 모듈과, 액 처리 모듈로 기판을 반출반입하는 반송 장치를 구비한다. 제 1 액 처리부는 제 1 유지부에 의해 유지된 기판에 제 1 액 처리를 실시하고, 제 2 액 처리부는, 제 1 액 처리 전 또는 후에, 제 2 유지부에 의해 유지된 기판에 제 2 액 처리를 실시한다. 반송 장치는, 제 1 수평 방향으로 진퇴 가능한 기판 유지부를 가지고, 기판 유지부에 의해 유지한 기판을 제 1 수평 방향으로 진퇴시킴으로써, 제 1 액 처리부 및 제 2 액 처리부에서 처리해야 할 기판의 반출반입구를 통한 제 1 액 처리부로의 반입과, 제 1 액 처리부 및 제 2 액 처리부에서 처리된 기판의 반출반입구를 통한 제 1 액 처리부로부터의 반출을 할 수 있도록 구성되어 있다.

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.
반도체 장치의 제조에 있어서, 반도체 웨이퍼(W) 등의 기판에 대하여 다양한 약액을 이용한 액 처리가 행해진다. 특허 문헌 1에는, 기판을 회전시킨 상태에서 기판에 인산 수용액을 공급하는 공정과, 기판의 회전을 정지시키거나 혹은 미속(微速) 회전시킨 상태에서 기판 상에 인산 수용액의 퍼들을 형성하는 공정과, 인산 수용액의 퍼들을 적외선 히터로 가열하여 인산 수용액에 의한 에칭을 촉진하는 공정과, 기판을 회전시켜 순수로 린스하는 공정과, 기판을 회전시켜 SC1로 약액 세정하는 공정과, 기판을 회전시켜 순수로 린스하는 공정과, 털어내기 건조 공정을 포함하는 일련의 공정을 실행하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 상기 기판 처리 장치는, 단일의 스핀 척에 의해 기판을 계속적으로 유지한 상태에서 상기의 일련의 공정을 실행한다.
일본특허공개공보 2014-157936호
본 개시는, 복수 종류의 액 처리 공정을 포함하는 기판의 액 처리를 효율 좋게 실행할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
일실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 반출반입구를 가지고, 제 1 액 처리부와, 상기 제 1 액 처리부보다 상기 반출반입구로부터 먼 위치에 마련된 제 2 액 처리부가 내장된 액 처리 모듈과, 상기 액 처리 모듈에 대하여 기판을 반출반입하는 반송 장치를 구비하고, 상기 제 1 액 처리부는, 기판을 유지하는 제 1 유지부를 가지고, 상기 제 1 유지부에 의해 유지된 기판에 제 1 액 처리를 실시하도록 구성되고, 상기 제 2 액 처리부는, 기판을 유지하는 제 2 유지부를 가지고, 상기 제 1 액 처리 전 또는 후에, 상기 제 2 유지부에 의해 유지된 기판에 제 2 액 처리를 실시하도록 구성되고, 상기 반송 장치는, 제 1 수평 방향으로 진퇴 가능한 기판 유지부를 가지고, 상기 기판 유지부에 의해 유지한 기판을 제 1 수평 방향으로 진퇴시킴으로써, 상기 제 1 액 처리부 및 상기 제 2 액 처리부에서 처리해야 할 기판의 상기 반출반입구를 통한 상기 제 1 액 처리부로의 반입과, 상기 제 1 액 처리부 및 상기 제 2 액 처리부에서 처리된 기판의 상기 반출반입구를 통한 상기 제 1 액 처리부로부터의 반출을 할 수 있도록 구성되어 있다.
본 개시에 따르면, 복수 종류의 액 처리 공정을 포함하는 기판의 액 처리를 효율 좋게 실행할 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치의 일실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 전체 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 다른 하나의 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 전체 구성을 나타내는 개략 측면도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치에 이용할 수 있는 액 처리 모듈 구성의 일례를 나타내는 개략 종단면 도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 액 처리 모듈의 개략 평면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 액 처리 모듈의 제 1 액 처리부의 구성을 나타내는 개략 종단면 도이다.
도 6은 도 3에 나타낸 액 처리 모듈의 제 2 액 처리부의 구성을 나타내는 개략 종단면 도이다.
도 7은 제 2 액 처리부에 마련된 핫 플레이트의 히터의 배치의 일례를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 8은 상기 핫 플레이트의 상면을 나타내는 개략 평면도이다.
도 9는 제 2 액 처리부에 마련된 흡착 플레이트의 하면의 구성의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 10은 상기 흡착 플레이트의 상면의 구성의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 11은 제 2 액 처리부에 마련된 제 1 전극부의 구성의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 12는 상기 흡착 플레이트의 개략 단면도이다.
도 13은 상기 흡착 플레이트의 도 12와는 다른 절단면을 따른 개략 단면도이다.
도 14a 제 2 액 처리부에 마련된 보조 히터에의 급전에 이용되는 전력 전송 기구의 제 1 구성예의 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 14b는 제 2 액 처리부에 마련된 보조 히터에의 급전에 이용되는 전력 전송 기구의 제 1 구성예의 개략 축 방향 단면도이다.
도 14c는 제 2 액 처리부에 마련된 보조 히터에의 급전에 이용되는 전력 전송 기구의 제 2 구성예의 개략 축 방향 단면도이다.
도 15a는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15b는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15c는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15d는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15e는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15f는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15g는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15h는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15i는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15j는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15k는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15l은 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15m은 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15n은 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15o는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15p는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 15q는 상기 액 처리 모듈의 동작 순서에 대하여 설명하는 개략도이다.
도 16a는 상기 액 처리 모듈에 설치되는 제 1 암 및 제 2 암의 변형예이다.
도 16b는 상기 액 처리 모듈에 설치되는 제 1 암 및 제 2 암의 변형예이다.
기판 처리 장치의 일실시 형태로서의 기판 처리 시스템에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도이다. 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)은 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는 복수 매의 기판, 본 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼(W))를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는 Y 방향(제 1 수평 방향) 및 Z 방향(연직 방향)으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은 반송부(15)와, 복수의 액 처리 모듈(16)을 구비한다. 복수의 액 처리 모듈(16)은 반송부(15)의 양측에 X 방향(제 2 수평 방향)으로 배열되어 있다.
반송부(15)는 내부에 X 방향(제 2 수평 방향)으로 연장되는 반송로(15A)와, 반송로(15A) 내에 마련된 기판 반송 장치(반송 장치)(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한 기판 반송 장치(17)는, 제 2 수평 방향(X 방향) 및 연직 방향(Z 방향)으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하다. 기판 반송 장치(17)는 웨이퍼(W)를 유지하는 반송 암(17A)을 가지고 있고, 이 반송 암(17A)을 이용하여, 전달부(14)와 임의의 액 처리 모듈(16)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
액 처리 모듈(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 액 처리를 행한다(상세 후술).
또한, 기판 처리 시스템(1)은 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는 기판 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 액 처리 모듈(16)로 반입된다.
액 처리 모듈(16)로 반입된 웨이퍼(W)는, 액 처리 모듈(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 액 처리 모듈(16)로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리 완료된 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)로 되돌려진다.
일실시 형태에 있어서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 스테이션(3)을 복수의 단위 블록(B1, B2, B3)을 적층함으로써 구성할 수 있다. 개개의 단위 블록(B1 ~ B3)의 구성은, 도 1에 나타낸 처리 스테이션(3)의 구성과 동일하다. 또한 이 경우, 복수의 전달부(14)가 마련되고, 각 전달부(14)가 1 개의 단위 블록에 할당된다. 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)는, 캐리어(C)와 임의의 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행할 수 있다.
이어서, 주로 도 3 및 도 4를 참조하여, 액 처리 모듈(16)의 구성에 대하여 설명한다. 액 처리 모듈(16)은, 당해 액 처리 모듈(16)의 전체를 덮는 하우징(1601)을 가지고 있다. 하우징(1601)에, Y 방향으로 직선적으로 배열된 제 1 액 처리부(1000) 및 제 2 액 처리부(2000)가 내장되어 있다. 제 1 액 처리부(1000)는 웨이퍼(W)에 대하여 일련의 복수의 공정으로 이루어지는 제 1 액 처리를 실시하고, 제 2 액 처리부(2000)는 웨이퍼(W)에 대하여 일련의 복수의 공정으로 이루어지는 제 2 액 처리를 실시한다.
하우징(1601)은, 제 1 액 처리부(1000)의 측에, 처리 전의 웨이퍼(W)를 액 처리 모듈(16)로 반입하고, 또한 처리 후의 웨이퍼를 액 처리 모듈(16)로부터 반출하기 위한 유일한 반출반입구(1602)를 가지고 있다. 반출반입구(1602)에는, 반출반입구(1602)를 개폐하기 위한 셔터(1603)가 부설되어 있다. 반출반입구(1602)를 통하여, 웨이퍼(W)를 유지한 기판 반송 장치(반송 장치)(17)의 반송 암(기판 유지부)(17A)이, Y 방향으로 이동하여 제 1 액 처리부(1000) 내로 진입할 수 있다.
제 1 액 처리부(1000)에는 제 1 회전식 액 처리 유닛(1001)이 마련되어 있다. 제 1 회전식 액 처리 유닛(1001)은, 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 제 1 스핀 척(1002)(제 1 유지부)을 가지고 있다. 제 1 스핀 척(1002)은 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하고, 유지한 웨이퍼(W)를 연직축선(1003) 둘레로 회전할 수 있다.
제 1 스핀 척(1002)은 메커니컬 척으로서 구성되어 있다. 메커니컬 척은, 반도체 제조 장치의 분야에서 주지하는 바와 같이, 적어도 하나의 가동 파지 클로를 포함하는 복수의 파지 클로에 의해, 웨이퍼(W)의 주연을 파지함으로써 웨이퍼(W)를 유지하도록 구성되어 있다.
제 1 스핀 척(1002)에는, 복수 예를 들면 3 개의 리프트 핀(제 1 지지 핀)(1004)이 부설되어 있다. 리프트 핀(1004)은 그 상단에서 웨이퍼(W)의 이면(하면)을 지지한 상태로 승강할 수 있다.
제 2 액 처리부(2000)에는 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)이 마련되어 있다. 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)은 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 제 2 스핀 척(2002)(제 2 유지부)을 가지고 있다. 제 2 스핀 척(2002)은 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하고, 유지한 웨이퍼(W)를 연직축선(2003) 둘레로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
제 2 스핀 척(2002)은 진공 척으로서 구성되어 있다. 진공 척은 웨이퍼(W)의 이면을 진공 흡착함으로써 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지한다. 도 3에 나타낸 제 2 스핀 척(2002)은, 도 6에 나타낸 회전 테이블(100)에 상당한다(상세 후술).
제 2 스핀 척(2002)에는, 복수 예를 들면 3 개의 리프트 핀(제 2 지지 핀)(2004)이 부설되어 있다. 리프트 핀(2004)은, 그 상단에서 웨이퍼(W)의 이면(하면)을 지지한 상태로 승강할 수 있다. 도 3에 나타낸 리프트 핀(2004)은, 도 6에 나타낸 리프트 핀(211)에 상당한다.
액 처리 모듈(16) 내에는, 제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에서 기판의 교체를 행하는 교체 장치(3000)가 마련되어 있다. 도시된 실시 형태에서는, 교체 장치(3000)는 제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에 마련된 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)을 가진다.
제 1 암(3100)은, 도시하지 않은 로터리 액츄에이터가 내장된 베이스(3101)에 장착되어 있고, 연직 방향(Z 방향으로 연장됨) 회전축선(3102)을 중심으로서 수평면 내를 선회할 수 있다. 제 1 암(3100)의 선단에는 진공 척(3103)이 마련되어 있다. 제 1 암(3100)을 선회시킴으로써, 진공 척(3103)의 중심, 즉 진공 척(3103)에 유지된 웨이퍼(W)의 중심이, 제 1 스핀 척(1002)의 연직축선(1003)과 일치하는 제 1 전달 위치와, 제 2 스핀 척(2002)의 연직축선(2003)과 일치하는 제 2 전달 위치에 위치시킬 수 있다.
제 2 암(3200)도, 도시하지 않은 로터리 액츄에이터가 내장된 베이스(3201)에 장착되어 있고, 연직 방향(Z 방향으로 연장됨) 회전축선(3202)을 중심으로서 수평면 내를 선회할 수 있다. 제 2 암(3200)의 선단에는 진공 척(3203)이 마련되어 있다. 제 2 암(3200)을 선회시킴으로써, 진공 척(3203)의 중심, 즉 진공 척(3203)에 유지된 웨이퍼(W)의 중심이, 제 1 스핀 척(1002)의 연직축선(1003)과 일치하는 제 1 전달 위치와, 제 2 스핀 척(2002)의 연직축선(2003)과 일치하는 제 2 전달 위치에 위치시킬 수 있다.
제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)은 상이한 높이 위치에 배치되어 있어, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)을 동시에 어떻게 움직여도 서로 간섭하지 않도록 되어 있다. 도시된 실시 형태에서는, 제 1 암(3100)은 제 2 암(3200)보다 낮은 높이 위치에 배치되어 있다.
도 4로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 제 1 유지부(1002)에 부설된 리프트 핀(1004)은, 리프트 핀(1004)이 어떠한 높이 위치에 있어도, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 선회 궤적과 간섭하지 않는 것과 같은 위치에 마련되어 있다. 마찬가지로, 제 2 유지부(2002)에 부설된 리프트 핀(2004)은, 리프트 핀(2004)이 어떠한 높이 위치에 있어도, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 선회 궤적과 간섭하지 않는 것과 같은 위치에 마련되어 있다. 또한 제 1 유지부(1002)에 부설된 리프트 핀(1004)은, 웨이퍼(W)를 제 1 액 처리부(1000)에 대하여 반출반입하기 위하여 제 1 액 처리부(1000) 내로 진입한 반송 암(17A)(이는 말굽 형상 또는 양다리 포크 형상을 가지고 있음)의 이동 궤적과도 간섭하지 않는 것과 같은 위치에 마련되어 있다.
제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에, 적어도 1 개의 격벽, 도시예에서는 2 개의 격벽(4100, 4200)이 마련되어 있다. 격벽(4100, 4200)은 제 1 액 처리부(1000) 내의 분위기와 제 2 액 처리부(2000) 내의 분위기를 격리할 수 있다.
격벽(4100)에는 개구(4101)가 마련되고, 개구(4101)에는 개구(4101)를 개폐하기 위한 셔터(4102)가 부설되어 있다. 마찬가지로, 격벽(4200)에는 개구(4201)가 마련되고, 개구(4201)에는 개구(4201)를 개폐하기 위한 셔터(4202)가 부설되어 있다. 셔터(4102, 4202)를 엶으로써, 웨이퍼(W)를 유지한 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 각각을, 개구(4101, 4201)를 통하여, 상기 제 1 전달 위치와 상기 제 2 전달 위치 사이에서 이동시킬 수 있다.
격벽(4100)과 격벽(4200) 사이에는, 암 대기 공간(4000)이 형성되어 있다. 암 대기 공간(4000) 내의 X 방향 양단부에는, 제 1 암(3100)의 베이스(3101)와 제 2 암(3200)의 베이스(3201)가 배치되어 있다.
제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 길이 방향을 X 방향으로 일치시킨 상태로 셔터(4102, 4202)를 닫음으로써, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 전체를 암 대기 공간(4000)에 저장할 수 있다. 이 때, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)은, 제 1 액 처리부(1000) 내의 분위기로부터도 제 2 액 처리부(2000) 내의 분위기로부터도 격리된다.
제 1 액 처리부(1000) 내에는, 제 1 액 처리부(1000)에서 실행되는 처리에 필요한 처리 유체(약액, 린스액, 건조용 액체, 건조용 가스 등)를 웨이퍼(W)에 공급하기 위한 1 개 이상의 노즐을 지지한 노즐 암(2100)이 마련되어 있다. 마찬가지로, 제 2 액 처리부(2000) 내에는, 제 2 액 처리부(2000)에서 실행되는 처리에 필요한 처리 유체(약액, 린스액, 건조용 액체, 건조용 가스 등)를 웨이퍼(W)에 공급하기 위한 1 개 이상의 노즐을 지지한 노즐 암(2200)이 마련되어 있다.
이어서, 제 1 액 처리부(1000)의 제 1 회전식 액 처리 유닛(1001)의 구성에 대하여 설명한다. 제 1 회전식 액 처리 유닛(1001)의 구성 자체는 공지이기 때문에, 도 5의 개략도를 참조하여 간단하게 설명하는 것으로 한다.
제 1 회전식 액 처리 유닛(1001)은, 전술한 바와 같이 제 1 스핀 척(1002)(제 1 유지부)을 가지고 있다. 제 1 스핀 척(1002)은, 원판 형상의 베이스 플레이트(1010)와, 베이스 플레이트(1010)의 주연부에 원주 방향으로 간격을 두고 마련된 복수의 가동의 파지 클로(1012)를 가지고 있다. 파지 클로(1012)는, 도시하지 않은 파지 클로 개폐 기구에 의해, 웨이퍼(W)의 주연에 대하여 접촉/분리하는 방향으로 변위 가능하다. 제 1 스핀 척(1002)은, 복수의 파지 클로(1012)에 의해 웨이퍼(W)의 주연을 파지함으로써, 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지할 수 있다.
베이스 플레이트(1010)의 하면 중심부로부터 연직 방향 하방으로 중공의 회전축(1014)이 연장되어 있다. 회전축(1014)은 모터(1016)에 의해 회전 구동되고, 이에 의해, 제 1 스핀 척(1002)에 의해 유지된 웨이퍼(W)를 연직축선 둘레로 회전시킬 수 있다.
베이스 플레이트(1010)에는, 리프트 핀(1004)이 통과되는 관통홀이 마련되어 있다. 리프트 핀(1004)은 스프링(1018)에 의해, 하향으로 힘이 가해져 있다. 리프트 핀(1004)은, 도 5에는 도시되어 있지 않은 계지 돌기에 의해, 도 5에 나타내는 위치보다 하방으로 변위할 수 없도록 되어 있다.
리프트 핀(1004)의 하방에는, 리프트 핀(1004)과 동일 수의 푸시 로드(1020)가 마련되어 있다. 베이스 플레이트(1010)를 특정의 각도 위치에서 정지시킨 경우에, 리프트 핀(1004)과 푸시 로드(1020)가 상하 방향으로 정렬한다. 푸시 로드(1020)의 하단은 링 부재(1022)에 고정되어 있다. 볼 나사, 에어 실린더 등의 리니어 액츄에이터(1024)가 링 부재(1022)를 상승시킴으로써, 푸시 로드(1020)에 의해 리프트 핀(1004)을 밀어올려, 리프트 핀(1004)을 원하는 높이 위치에 위치시킬 수 있다.
중공의 회전축(1014)의 내부에는, 봉 형상의 처리 유체 공급 부재(1025)가 마련되어 있다. 처리 유체 공급 부재(1025)는, 회전축(1014)이 회전해도 비회전 상태를 유지할 수 있도록 설치되어 있다. 처리 유체 공급 부재(1025)에는, 연직 방향으로 연장되는 1 개 이상의(도시예에서는 2 개의) 처리 유체 공급로(1026, 1028)가 마련되어 있다. 처리 유체 공급로(1026, 1028)의 상단은, 웨이퍼(W)의 이면(하면)의 중심부의 하방의 공간에 개구되어 있다.
처리 유체 공급로(1026)에는 린스액 공급 기구(1030)에 의해 린스액으로서의 순수(DIW)가 공급된다. 처리 유체 공급로(1028)에는 건조 가스 공급 기구(1032)에 의해 건조용 가스로서의 질소 가스(N2 가스)가 공급된다. 린스액 공급 기구(1030)로부터 공급된 순수와 건조 가스 공급 기구(1032)로부터 공급된 질소 가스는, 처리 유체 공급로(1026, 1028)의 상단의 개구로부터 웨이퍼(W)의 이면(하면)을 향해 토출된다. 즉, 처리 유체 공급 부재(1025)의 상단부는, 웨이퍼(W)의 이면을 향해 처리 유체를 토출하는 하 노즐로서의 역할을 한다.
제 1 액 처리부(1000)에는, 제 1 스핀 척(1002)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면(상면)에 처리 유체를 공급하는 1 개 이상의(본 예에서는 3 개의) 노즐(1034, 1036, 1038)이 마련되어 있다. 노즐(1034, 1036)은 제 1 노즐 암(1040)의 선단부에 지지되어 있다. 노즐(1038)은 제 2 노즐 암(1042)의 선단부에 지지되어 있다.
제 1 및 제 2 노즐 암(1040, 1042)은 각각 연직축선(1041, 1043) 둘레로 선회할 수 있고, 이에 의해, 제 1 스핀 척(1002)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면의 임의의 위치에 노즐(1034, 1036, 1038)을 거쳐 처리 유체를 공급할 수 있다. 또한, 도 5에 나타낸 제 1 및 제 2 노즐 암(1040, 1042)의 일방이 도 4의 노즐 암(2100)에 상당하고, 제 1 및 제 2 노즐 암(1040, 1042)의 타방에 상당하는 것은 도 4에는 표시되어 있지 않다.
노즐(1034)에는, 약액 공급 기구(1044) 및 린스액 공급 기구(1046)가 접속되어 있다. 약액 공급 기구(1044)에 의해 공급되는 약액으로서는, SC-1, DHF 등이 예시된다. 린스액 공급 기구(1046)에 의해 공급되는 린스액으로서는, DIW 등이 예시된다.
노즐(1036)에는, 건조용 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급 기구(1048)가 접속되어 있다. 유기 용제 공급 기구(1048)에 의해 공급되는 건조용 유기 용제로서는, 린스액(DIW)과 용이하게 치환 가능하며(예를 들면 DIW와 상용성을 가지고), 또한 린스액보다 휘발성이 높고 또한 표면 장력이 낮은 유기 용제인 IPA(이소프로필 알코올)가 예시된다.
노즐(1038)에는, 건조 가스 공급 기구(1050)가 접속되어 있다. 건조 가스 공급 기구(50)에 의해 공급되는 건조용 가스로서는, 질소 가스가 예시된다.
상술한 처리 유체(약액, 린스액, 건조용 유기 용제, 건조용 가스)의 공급 기구(1030, 1032, 1044, 1046, 1048, 1050)의 각각은, 처리 유체 공급원과, 처리 유체 공급원에 연결된 유체 라인(관로)과, 유체 라인에 개재 설치된 흐름 제어 기기로 구성할 수 있다. 처리 유체 공급원은, 예를 들면 기판 처리 시스템(1)이 설치되는 반도체 장치 제조 공장에 마련된 공장 용력이다. 처리 유체 공급원은, 기판 처리 시스템(1)에 부설된 액체 저류 탱크, 가스 봄베여도 된다. 흐름 제어 기기로서는, 예를 들면 개폐 밸브, 유량계, 유량 제어 밸브 등이 예시된다. 흐름 제어 기기에 의해, 각 처리 유체가 제어된 유량으로 웨이퍼(W)로 공급할 수 있다.
제 1 스핀 척(1002)의 주위에는, 회전하는 웨이퍼(W)로 공급된 후에 웨이퍼로부터 비산하는 처리 유체(특히 액체)를 회수하는 액받이 컵(1060)이 마련되어 있다. 액받이 컵(1060)의 저부에는, 배기 관로(1062) 및 배액 관로(1066)가 접속되어 있다. 배기 관로(1062)는 부압으로 유지된 공장 배기계에 접속되어 있어, 액받이 컵(1060) 내의 공간은 상시 흡인되고 있다. 배기 관로(1062)에는, 배기 댐퍼 또는 버터플라이 밸브 등의 유량 제어 디바이스(1064)가 개재 설치되어 있어, 배기 관로(1062)의 배기 유량을 제어할 수 있다. 배기 관로(1062)에는 이젝터가 마련되어 있어도 된다. 배액 관로(1066)는 공장 배액 통로에 접속되어 있다.
또한, 배기 관로(1062) 및 배액 관로(1066)는, 도 3에도 개략적으로 나타나 있다. 배기 관로(1062) 및 배액 관로(1066)와 동일한 배기 관로(2062)(도 3 및 도 6에 나타냄) 및 배액 관로(2066)(도 3에만 나타냄)가, 제 2 액 처리부(2000)에도 마련되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 배기 관로(2062)에도, 배기 댐퍼 또는 버터플라이 밸브 등의 유량 제어 디바이스(1064)가 개재 설치되어 있다. 배기 관로(2062) 및 배액 관로(2066)도, 공장 배기계 및 공장 폐수 통로에 각각 접속되어 있다.
배기 관로(1062)는 액받이 컵(1060)으로부터뿐 아니라, 제 1 액 처리부(1000) 내로서 또한 액받이 컵(1060)의 외측의 공간으로부터 직접 가스를 흡인할 수 있도록 마련되어 있어도 된다. 마찬가지로 배기 관로(2062)도, 액받이 컵(800)(도 3 및 도 6을 참조)뿐 아니라, 제 2 액 처리부(2000) 내로서 또한 액받이 컵(800)의 외측의 공간으로부터 직접 가스를 흡인할 수 있도록 마련되어 있어도 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 하우징(1601)의 천장부에는, 제 1 액 처리부(1000)에 대응하는 위치에 제 1 기체 공급부로서의 제 1 팬 필터 유닛(FFU1)이, 제 2 액 처리부(2000)에 대응하는 위치에 제 2 기체 공급부로서의 제 2 팬 필터 유닛(FFU2)이 각각 마련되어 있다. 이들 팬 필터 유닛(FFU1, FFU2)은, 청정 가스(클린 에어, 클린 드라이 에어, 질소 가스 혹은 이들의 혼합 가스)를 제 1, 제 2 액 처리부(1000, 2000) 내로 각각 공급할 수 있다. 제 1 팬 필터 유닛(FFU1) 및 제 2 팬 필터 유닛(FFU2)으로부터 공급되는 청정 가스의 유량은 독립하여 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
제 1 액 처리부(1000) 내의 압력(이하 '압력(P1)'이라고 함)은, 팬 필터 유닛(FFU1)으로부터의 급기 유량과 배기 관로(1062)를 개재한 배기 유량과의 밸런스에 따라 결정된다. 마찬가지로, 제 2 액 처리부(2000) 내의 압력(이하 '압력(P2)'이라고 함)은, 팬 필터 유닛(FFU2)으로부터의 급기 유량과 배기 관로(2062)를 개재한 배기 유량과의 밸런스에 의해 결정된다. 따라서, 제 1 액 처리부(1000) 및 제 2 액 처리부(2000)의 각각에 있어서, 급기 유량 및 배기 유량 중 적어도 일방을 적절히 조절함으로써, 압력(P1)과 압력(P2)을 원하는 관계로 할 수 있다.
여기서, 반송로(15A) 내의 압력을 PT(PT는 통상, 대개 대기압임)로 했을 때, PT > P1 > P2로 하는 것이 바람직하다. 특히 후술하는 바와 같이, 제 2 액 처리부(2000) 내에서 고온의 약액 처리가 행해지는 경우에는, 가장 오염성이 높은 제 2 액 처리부(2000) 내의 분위기가, 제 1 액 처리부(1000) 및 반송로(15A) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 제 2 액 처리부(2000)에 마련된 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)의 일실시 형태의 구성에 대하여 설명한다. 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)은, 매엽식의 딥 액 처리 유닛으로서 구성되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)은, 회전 테이블(100)(제 2 스핀 척)과, 웨이퍼(W)에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(700)와, 회전한 기판으로부터 비산한 처리액을 회수하는 액받이 컵(처리 컵)(800)을 구비하고 있다. 회전 테이블(100)은, 웨이퍼(W) 등의 원형의 기판을 수평 자세로 유지하여 회전시킬 수 있다. 회전 테이블(100), 처리액 공급부(700), 액받이 컵(800) 등의 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)의 구성 부품은, 하우징(1601) 내에 수용되어 있다. 도 6은 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)의 좌반부만을 나타내고 있다.
회전 테이블(100)은, 진공 흡착식의 스핀 척(진공 척)으로서 구성되어 있다. 회전 테이블(100)은, 흡착 플레이트(120)와, 핫 플레이트(140)와, 지지 플레이트(170)와, 주연 커버체(180)와, 중공의 회전축(200)을 가지고 있다. 흡착 플레이트(120)는, 그 위에 배치된 웨이퍼(W)를 수평 자세로 흡착한다. 핫 플레이트(140)는, 흡착 플레이트(120)를 지지하고 또한 가열하는, 흡착 플레이트(120)에 있어서의 베이스 플레이트이다. 지지 플레이트(170)는, 흡착 플레이트(120) 및 핫 플레이트(140)를 지지한다. 회전축(200)은, 지지 플레이트(170)로부터 하방으로 연장되어 있다. 회전 테이블(100)은, 회전축(200)의 주위에 배치된 전동 구동부(102)에 의해, 연직 방향으로 연장되는 회전축선(Ax) 둘레로 회전되고, 이에 의해, 유지한 웨이퍼(W)를 회전축선(Ax) 둘레로 회전시킬 수 있다. 전동 구동부(102)(상세는 도시하지 않음)는, 전동 모터로 발생한 동력을 동력 전달 기구(예를 들면 벨트 및 풀리)를 개재하여 회전축(200)에 전달하여 회전축(200)을 회전 구동하는 것으로 할 수 있다. 전동 구동부(102)는, 전동 모터에 의해 회전축(200)을 직접 회전 구동하는 것이어도 된다.
흡착 플레이트(120)는, 웨이퍼(W)의 직경보다 약간 큰 직경(구성에 따라서는, 동일한 직경이어도 됨), 즉 웨이퍼(W)의 면적보다 크거나 혹은 동일한 면적을 가지는 원판 형상의 부재이다. 흡착 플레이트(120)는, 웨이퍼(W)의 하면(처리 대상이 아닌 면)을 흡착하는 상면(표면)(120A)과, 핫 플레이트(140)의 상면에 접촉하는 하면(이면)(120B)을 가지고 있다. 흡착 플레이트(120)는, 열전도성 세라믹스 등의 고열 전도율 재료, 예를 들면 SiC에 의해 형성할 수 있다. 흡착 플레이트(120)를 구성하는 재료의 열전도율은 150 W/m·k 이상인 것이 바람직하다.
핫 플레이트(140)는, 흡착 플레이트(120)의 직경과 대략 동일한 직경을 가지는 원판 형상의 부재이다. 핫 플레이트(140)는, 플레이트 본체(141)와, 플레이트 본체(141)에 마련된 전기식의 히터(전기 히터)(142)(가열부)를 가지고 있다. 플레이트 본체(141)는 열전도성 세라믹스 등의 고열 전도율 재료, 예를 들면 SiC에 의해 형성되어 있다. 플레이트 본체(141)를 구성하는 재료의 열전도율은 150 W/m·k 이상인 것이 바람직하다.
히터(142)는, 플레이트 본체(141)의 하면(이면)에 마련된 면상(面狀) 히터, 예를 들면 폴리이미드 히터에 의해 구성할 수 있다. 바람직하게는, 핫 플레이트(140)에는, 도 7에 나타내는 것과 같은 복수(예를 들면 10 개)의 가열 존(143-1 ~ 143-10)이 설정된다. 히터(142)는 각 가열 존(143-1 ~ 143-10)에 각각 할당된 복수의 히터 요소(142E)로 구성되어 있다. 각 히터 요소(142E)는 각 가열 존(143-1 ~ 143-10) 내를 사행하여 연장되는 도전체로 형성되어 있다. 도 7에서는, 가열 존(143-1) 내에 있는 히터 요소(142E)만을 나타냈다.
이들 복수의 히터 요소(142E)에, 후술하는 급전부(300)에 의해, 서로 독립적으로 급전할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 상이한 가열 존을 상이한 조건으로 가열할 수 있어, 웨이퍼(W)의 온도 분포를 제어할 수 있다.
히터(142)의 하면에는 또한, 히터(142)와 대략 동일한 평면 형상을 가지는 보조 히터(900)가 마련되어 있다. 히터(142)와 마찬가지로, 보조 히터(900)도, 면 형상 히터, 예를 들면 폴리이미드 히터에 의해 구성할 수 있다. 또한 폴리이미드 히터에 의해 구성할 수 있는 히터(142)와 보조 히터(900)와의 사이에는, 폴리이미드막으로 이루어지는 절연막을 개재 설치시키는 것이 바람직하다. 보조 히터(900)는, 이후의 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 회전 테이블(100)의 회전 중 등의 히터(142)에의 통전이 불가능한 기간에, 핫 플레이트(140)를 가열(보온)하는 것을 가능하게 하기 위하여 마련되어 있다.
히터(142)와 마찬가지로, 보조 히터(900)에도 복수의 가열 존을 설정하여, 각 가열 존을 개별로 제어해도 된다. 히터(142)에 단일의 가열 존을 설정하여, 히터(142)의 전체를 균등하게 발열시켜도 된다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 플레이트 본체(141)의 상면(표면)에는, 1 개 이상(도시예에서는 2 개)의 플레이트용 흡인구(144P)와, 1 개 이상의(도시예에서는 중심부의 하나) 기판용 흡인구(144W)와, 1 개 이상(도시예에서는 외측의 2 개)의 퍼지 가스 공급구(144G)를 가지고 있다. 플레이트용 흡인구(144P)는, 흡착 플레이트(120)를 핫 플레이트(140)에 흡착시키기 위한 흡인력을 전달하기 위하여 이용된다. 기판용 흡인구(144W)는, 웨이퍼(W)를 흡착 플레이트(120)에 흡착시키기 위한 흡인력을 전달하기 위하여 이용된다.
또한 플레이트 본체(141)에는, 후술하는 리프트 핀(211)이 통과하는 복수(도시예에서는 3 개)의 리프트 핀 홀(145L)과, 회전 테이블(100)의 조립용의 나사에 액세스하기 위한 복수(도시예에서는 6 개)의 서비스 홀(145S)이 형성되어 있다. 통상 운전시에는, 서비스 홀(145S)은 캡(145C)으로 폐색되어 있다.
상술한 히터 요소(142E)는, 상기의 플레이트용 흡인구(144P), 기판용 흡인구(144W), 퍼지 가스 공급구(144G), 리프트 핀 홀(145L) 및 서비스 홀(145S)을 피해 배치되어 있다. 또한, 회전축(200)과의 연결을 전자석에 의해 행함으로써 서비스 홀을 없앨 수도 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(120)의 하면(120B)에는, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)과, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)과, 하면 퍼지 유로 홈(121G)이 형성되어 있다. 흡착 플레이트(120)가 핫 플레이트(140) 상에 적절한 위치 관계로 배치되어 있을 때에, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P) 중 적어도 일부가 플레이트용 흡인구(144P)에 연통한다. 마찬가지로, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W) 중 적어도 일부가 기판용 흡인구(144W)에 연통하고, 하면 퍼지 유로 홈(121G) 중 적어도 일부가 퍼지 가스 공급구(144G)에 연통한다. 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)과, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)과, 하면 퍼지 유로 홈(121G)은 서로 분리되어 있다(연통하고 있지 않다).
도 13에는, 핫 플레이트(140)의 흡인구(144P)(혹은 144W, 144G)와 흡착 플레이트(120)의 유로 홈(121P)(혹은 121W, 121G)이 중첩되어, 서로 연통하고 있는 상태가 개략적으로 나타나 있다.
도 10 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)에는, 복수의(도시예에서는 5 개의) 두꺼운 환상의 구획 벽(124)이 형성되어 있다. 두꺼운 구획 벽(124)은, 상면(120A)에, 서로 분리된 복수의 오목 영역(125W, 125G)(외측의 4 개의 원환 형상 영역과 가장 내측의 원형 영역)을 획정한다.
기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)의 복수의 개소에, 흡착 플레이트(120)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 홀(129W)(도 12를 참조)이 형성되어 있고, 각 관통 홀은, 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)과 복수(도시예에서는 4 개)의 오목 영역(125W) 중 어느 1 개를 연통시키고 있다.
또한, 하면 퍼지 유로 홈(121G)의 복수의 개소에, 흡착 플레이트(120)를 두께 방향으로 관통하는 관통 홀(129G)(도 12를 참조)이 형성되어 있고, 각 관통 홀은, 하면 퍼지 유로 홈(121G)과 가장 외측의 오목 영역(125G)을 연통시키고 있다. 가장 외측의 오목 영역(125G)은, 단일의 원환 형상의 상면 퍼지 유로 홈이 된다.
내측의 4 개의 오목 영역(125W) 내의 각각에는, 복수의 얇은 대략 환상의 분리벽(127)이 동심원 형상으로 마련되어 있다. 얇은 분리벽(127)은, 각 오목 영역(125W) 내에, 당해 오목 영역 내를 사행하여 연장되는 적어도 1 개의 상면 흡인 유로 홈(125WG)을 형성한다. 즉, 얇은 분리벽(127)은, 각 오목 영역(125W) 내에 흡인력을 균등하게 분산시킨다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 회전축선(Ax)의 부근에는, 흡인/퍼지부(150)가 마련되어 있다. 흡인/퍼지부(150)는, 중공의 회전축(200)의 내부에 마련된 로터리 조인트(151)를 가진다. 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)에는, 핫 플레이트(140)의 플레이트용 흡인구(144P) 및 기판용 흡인구(144W)에 연통하는 흡인 배관(152W)과, 퍼지 가스 공급구(144G)에 연통하는 퍼지 가스 공급 배관(152G)이 접속되어 있다.
로터리 조인트(151)의 하 피스(151B)에는, 흡인 배관(152W)에 연통하는 흡인 배관(153W)과, 퍼지 가스 공급 배관(152G)에 연통하는 퍼지 가스 공급 배관(153G)이 접속되어 있다. 로터리 조인트(151)는 흡인 배관(152W, 153W)끼리의 연통, 그리고 퍼지 가스 공급 배관(152G, 153G)끼리의 연통을 유지한 채로, 상 피스(151A) 및 하 피스(151B)가 상대 회전 가능하도록 구성되어 있다. 2 개의 상대 회전 가능한 피스 사이에서 유체를 누설시키지 않고 흘릴 수 있는 로터리 조인트 자체는, 유체 배관 기술의 분야에서 공지이다.
흡인 배관(153W)은 진공 펌프 등의 흡인 장치(154)에 접속되어 있다. 퍼지 가스 공급 배관(153G)은 퍼지 가스 공급 장치(155)에 접속되어 있다. 흡인 배관(153W)은 퍼지 가스 공급 장치(155)에도 접속되어 있다. 또한, 흡인 배관(153W)의 접속처를 흡인 장치(154)와 퍼지 가스 공급 장치(155) 사이에서 전환하는 전환 장치(156)(예를 들면 삼방 밸브)가 마련되어 있다.
핫 플레이트(140)에는, 핫 플레이트(140)의 플레이트 본체(141)의 온도를 검출하기 위한 복수의 온도 센서(146)가 매설되어 있다. 온도 센서(146)는 예를 들면 10 개의 가열 존(143-1 ~ 143-10)에 1 개씩 마련할 수 있다. 또한, 핫 플레이트(140)의 히터(142)에 근접한 위치에, 히터(142)의 과열을 검출하기 위한 적어도 1 개의 서모 스위치(147)가 마련되어 있다.
핫 플레이트(140)와 지지 플레이트(170) 사이의 공간(S)에는, 상기 온도 센서(146) 및 서모 스위치(147)에 더하여, 온도 센서(146) 및 서모 스위치(147)의 검출 신호를 송신하기 위한 제어 신호 배선(148A, 148B)과, 히터(142)의 각 히터 요소(142E)에 급전하기 위한 급전 배선(149)이 마련되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 로터리 조인트(151)의 주위에는, 스위치 기구(160)가 마련되어 있다. 스위치 기구(160)는, 회전축선(Ax)의 방향에 관하여 고정된 제 1 전극부(161A)와, 회전축선(Ax)의 방향으로 가동되는 제 2 전극부(161B)와, 제 2 전극부(161B)를 회전축선(Ax)의 방향으로 이동(승강)시키는 전극 이동 기구(162)(승강 기구)를 가지고 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극부(161A)는, 제 1 전극 지지체(163A)와, 제 1 전극 지지체(163A)에 지지된 복수의 제 1 전극(164A)을 가지고 있다. 복수의 제 1 전극(164A)에는, 제어 신호 배선(148A, 148B)에 접속된 제어 신호 통신용의 제 1 전극(164AC)(도 11에서는 작은 '○'으로 나타냄)과, 급전 배선(149)에 접속된 히터 급전용의 제 1 전극(164AP)(도 11에서는 큰 '○'으로 나타냄)이 포함된다.
제 1 전극 지지체(163A)는 전체적으로 원판 형상인 부재이다. 제 1 전극 지지체(163A)의 중심부에는, 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)가 삽입되는 원형의 홀(167)이 형성되어 있다. 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)는 제 1 전극 지지체(163A)에 고정되어 있어도 된다. 제 1 전극 지지체(163A)의 주연부는, 나사홀(171)을 이용하여 지지 플레이트(170)에 나사 고정할 수 있다.
도 6에 개략적으로 나타나는 바와 같이, 제 2 전극부(161B)는, 제 2 전극 지지체(163B)와, 제 2 전극 지지체(163B)에 지지된 복수의 제 2 전극(164B)을 가지고 있다. 제 2 전극 지지체(163B)는, 도 11에 나타낸 제 1 전극 지지체(163A)와 대략 동일한 직경의 전체적으로 원판 형상인 부재이다. 제 2 전극 지지체(163B)의 중심부에는, 로터리 조인트(151)의 하 피스(151B)가 통과할 수 있는 사이즈의 원형의 홀이 형성되어 있다.
제 1 전극(164A)에 대하여 승강함으로써 제 1 전극(164A)에 대하여 접촉/분리하는 제 2 전극(164B)은, 제 1 전극(164A)과 동일한 평면적 배치를 가지고 있다. 또한 이하, 히터 급전용의 제 1 전극(164AP)(수전 전극)과 접촉하는 제 2 전극(164B)(급전 전극)을 ‘제 2 전극(164BP)'이라고도 부른다. 또한, 제어 신호 통신용의 제 1 전극(164AC)과 접촉하는 제 2 전극(164B)을 ‘제 2 전극(164BC)'이라고도 부른다. 제 2 전극(164BP)은 급전 장치(급전부)(300)의 전력 출력 단자에 접속되어 있다. 제 2 전극(164BC)은 급전부(300)의 제어용 입출력 단자에 접속되어 있다.
각 제 2 전극(164B)과 급전부(300)의 전력 출력 단자 및 제어용 입출력 단자를 접속하는 도전로(168A, 168B, 169)(도 6을 참조)는, 적어도 부분적으로 플렉시블한 전선에 의해 형성되어 있다. 플렉시블한 전선에 의해, 제 2 전극(164B)과 급전부(300)와의 도통이 유지된 채로, 제 2 전극부(161B) 전체가 회전축선(Ax) 둘레로 중립 위치로부터 정회전 방향 및 역회전 방향으로 각각 정해진 각도만큼 회전하는 것이 가능해진다. 정해진 각도는 예를 들면 180도이지만, 이 각도에 한정되는 것은 아니다. 이는, 제 1 전극(164A)과 제 2 전극(164B)과의 접속을 유지한 채로, 회전 테이블(100)을 대략 ±180도 회전시킬 수 있는 것을 의미한다.
쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)의 일방을 포고 핀으로서 구성해도 된다. 도 6에서는, 제 2 전극(164B)의 모두가 포고 핀으로서 형성되어 있다. 또한 '포고 핀'은, 스프링이 내장된 신축 가능한 봉 형상 전극을 의미하는 용어로서 널리 이용되고 있다. 전극으로서, 포고 핀 대신에 콘센트, 마그넷 전극, 유도 전극 등을 이용할 수도 있다.
쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)끼리가 적절히 접촉하고 있을 때에 제 1 전극 지지체(163A)와 제 2 전극 지지체(163B)를 상대 회전 불가능하게 잠그는 록 기구(165)를 마련하는 것이 바람직하다. 록 기구(165)는, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 지지체(163A)에 마련된 홀(165A)과, 제 2 전극 지지체에 마련되고 또한 홀에 감합하는 핀(165B)으로 구성할 수 있다.
쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)끼리가 적절히 접촉하고 있는 것을 검출하는 디바이스(172)(도 6에 개략적으로 나타냄)를 마련하는 것도 바람직하다. 이러한 디바이스로서, 제 1 전극 지지체(163A)와 제 2 전극 지지체(163B)와의 각도 위치 관계가 적절한 상태에 있는 것을 검출하는 각도 위치 센서(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 또한 이러한 디바이스로서, 제 1 전극 지지체(163A)와 제 2 전극 지지체(163B)와의 회전축선(Ax) 방향의 거리가 적절한 상태에 있는 것을 검출하는 거리 센서(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 또한 상기 록 기구(165)의 홀(165A)에 핀(165B)이 적절히 감합하고 있는 것을 검출하는 접촉식의 센서(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
도 6에서 개략적으로 나타난 전극 이동 기구(162)는, 도시는 하지 않지만, 제 2 전극 지지체(163B)를 밀어올리는 푸시 로드와, 푸시 로드를 승강시키는 승강 기구(에어 실린더, 볼 나사 등)를 구비하여 구성할 수 있다(구성예 1). 이 구성을 채용하는 경우에는, 예를 들면 영구 자석을 제 1 전극 지지체(163A)에 마련하고 또한 전자석을 제 2 전극 지지체(163B)에 마련할 수 있다. 이에 의해, 필요에 따라, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)를 상하 방향으로 상대 이동 불가능하게 결합하는 것, 그리고 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)를 분리할 수 있다.
제 1 구성예를 채용한 경우, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)와의 결합 및 분리가, 회전 테이블(100)의 동일한 각도 위치에서 행해진다면, 제 2 전극부(161B)가 회전축선(Ax) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있지 않아도 된다. 즉, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)가 분리되었을 때에, 제 2 전극부(161B)를 지지하는 부재(예를 들면 상기의 푸시 로드 혹은 다른 지지 테이블)가 있으면 된다.
상기의 제 1 구성예 대신에 다른 구성예 2를 채용할 수도 있다. 상세하게 도시는 하지 않지만, 전극 이동 기구(162)의 제 2 구성예는, 회전축선(Ax)을 중심으로 하는 원환의 형상을 가지는 제 1 링 형상 부재와, 제 1 링 형상 부재를 지지하는 제 2 링 형상 부재와, 제 1 링 형상 부재와 제 2 링 형상 부재의 사이에 개재 설치되어 양자의 상대 회전을 가능하게 하는 베어링과, 제 2 링 형상 부재를 승강시키는 승강 기구(에어 실린더, 볼 나사 등)를 구비한다.
상기 구성예1, 2 중 어느 하나를 채용한 경우도, 쌍을 이루는 제 1 전극(164A) 및 제 2 전극(164B)을 적절히 접촉시킨 채로, 제 1 전극부(161A)와 제 2 전극부(161B)를 어느 한정된 각도 범위 내에서 연동하여 회전시키는 것이 가능하다.
회전 테이블(100)의 전동 구동부(102)는, 회전 테이블(100)을 임의의 회전 각도 위치에서 정지시키는 위치 결정 기능을 가지고 있다. 위치 결정 기능은, 회전 테이블(100)(또는 회전 테이블(100)에 의해 회전되는 부재)에 부설된 로터리 인코더의 검출값에 기초하여 전동 구동부(102)의 모터를 회전시킴으로써 실현될 수 있다. 회전 테이블(100)을 미리 정해진 회전 각도 위치에 정지시킨 상태에서, 제 2 전극부(161B)를 전극 이동 기구(162)에 의해 상승시킴으로써, 제 1 및 제 2 전극부(161A, 161B)의 대응하는 전극끼리를 적절히 접촉시킬 수 있다. 제 2 전극부(161B)를 제 1 전극부(161A)로부터 분리할 때도, 회전 테이블(100)을 상기의 미리 정해진 회전 각도 위치에 정지시킨 상태에서 분리를 행하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 흡착 플레이트(120)와 지지 플레이트(170) 사이의 공간(S) 내 및 공간(S)에 면하는 위치에, 복수의 전장 부품(히터, 배선, 센서류)이 배치되어 있다. 주연 커버체(180)는 웨이퍼(W)에 공급되는 처리액, 특히 부식성의 약액이 공간(S) 내로 진입하는 것을 방지하여, 전장 부품을 보호한다. 공간(S)으로, 퍼지 가스 공급 배관(152G)으로부터 분기시킨 배관(도시하지 않음)을 거쳐 퍼지 가스(N2 가스)를 공급해도 된다. 그렇게 함으로써, 공간(S)의 외부로부터 공간(S) 내로 약액 유래의 부식성의 가스가 진입하는 것이 방지되어, 공간(S) 내를 비부식성의 분위기로 유지할 수 있다.
이어서, 보조 히터(900)에의 급전 장치에 대하여 설명한다. 급전 장치는 접촉식의 전력 전송 기구를 가진다. 전력 전송 기구는 회전 테이블(100)이 일방향으로 연속적으로 회전하고 있을 때(이 때 스위치 기구(160)를 개재한 히터(142)에의 급전은 불가능함)에도 보조 히터(900)에의 통전이 가능하게 되도록 구성되어 있다. 전력 전송 기구는 로터리 조인트(151)(도 6을 참조)와 동축에 마련되고, 바람직하게는 로터리 조인트(151)에 탑재되거나 혹은 일체화되어 있다.
제 1 구성예에 따른 전력 전송 기구(910)에 대하여, 도 14a의 동작 원리도와, 도 14b의 축 방향 단면도를 참조하여 설명한다. 도 14a에 나타내는 바와 같이, 전력 전송 기구(910)는, 전동 축받이(볼 또는 롤러 베어링)와 유사한 구성을 가지고 있고, 아우터 레이스(911)와, 이너 레이스(912)와, 복수의 전동체(예를 들면 볼)(913)를 가진다. 아우터 레이스(911), 이너 레이스(912) 및 전동체(913)는 도전성 재료로 형성된다. 바람직하게는 전력 전송 기구(910)의 구성 요소(911, 912, 913) 간에 적당한 예압이 인가된다. 그렇게 함으로써, 전동체(913)를 개재하여 아우터 레이스(911)와 이너 레이스(912) 사이에 보다 안정적인 도통을 확보할 수 있다.
상기 동작 원리에 의한 전력 전송 기구(910)가 탑재된 로터리 조인트(151)의 구체예가 도 14b에 나타나 있다. 로터리 조인트(151)는 하우징(1601)(도 6을 참조) 내에 마련된 프레임 또는 이에 고정된 브래킷(모두 도시하지 않음)에 고정된 하 피스(151B)와, 회전 테이블(100) 또는 이와 연동하여 회전하는 부재(도시하지 않음)에 고정된 상 피스(151A)를 가진다.
도 14b에 나타난 로터리 조인트(151)의 구성 자체는 공지이지만, 간단히 설명해 둔다. 즉, 상 피스(151A)의 원통형의 중심홀(152A)에, 하 피스(151B)의 원주(圓柱)형의 중심 돌기(152B)가 삽입되어 있다. 중심 돌기(152B)는 한 쌍의 베어링(153)을 개재하여 상 피스(151A)에 지지되어 있다. 중심홀(152A)의 내주면에 취급하는 가스의 종류에 따른 수(도 14b에서는 GAS1 및 GAS2의 2 개이지만 이에는 한정되지 않음)의 원주 홈(154A)이 형성되어 있다. 각 원주 홈(154A)의 양 옆에 가스의 리크를 방지하기 위한 씰 링(155S)이 마련되어 있다. 상 피스(151A) 내에는, 복수의 원주 홈(154A)에 각각 연통하는 가스 개구(156A)가 형성되어 있다. 각 가스 개구(156A)의 단부가 가스 출구 포트(157A)로 되어 있다. 중심 돌기(152B)의 외주면에는, 복수의 원주 홈(154A)에 각각 대응하는 축 방향 위치에 복수의 원주 홈(154B)이 마련되어 있다. 하 피스(151B) 내에는, 복수의 원주 홈(154B)에 각각 연통하는 가스 개구(156B)가 형성되어 있다. 각 가스 개구(156B)의 단부가 가스 입구 포트(157B)로 되어 있다.
도 14b에 나타낸 구성에 의하면, 상 피스(151A)와 하 피스(151B)가 회전하고 있을 때에도, 실질적으로 가스 리크 없이, 가스 입구 포트(157B) 및 가스 출구 포트(157A)와의 사이에서 가스를 흘릴 수 있다. 물론, 가스 입구 포트(157B) 및 가스 출구 포트(157A)와의 사이에서 흡인력을 전달할 수도 있다.
로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)와 하 피스(151B) 사이에 전력 전송 기구(910)가 탑재되어 있다. 도 14b의 예에서는, 아우터 레이스(911)가 하 피스(151B)의 원통형의 오목부에 감합되고(예를 들면 압입되고), 상 피스(151A)의 원주형의 외주면이 이너 레이스(912)에 감합되어 있다(예를 들면 압입되고). 아우터 레이스(911)와 하 피스(151B) 사이, 그리고 상 피스(151A)와 이너 레이스(912) 사이에는 적당한 전기적 절연 처리가 실시되어 있다. 아우터 레이스(911)는 전선(916)을 개재하여 전원(혹은 급전 제어부)(915)에 전기적으로 접속되고, 이너 레이스(912)는 전선(914)을 개재하여 보조 히터(900)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한 도 14b의 예에서는, 이너 레이스(912)가 회전 테이블(100)과 일체적으로 회전하는 회전부이며, 아우터 레이스(911)는 회전하지 않는 고정부이다.
또한 도 14b에 나타낸 구성에 있어서, 전력 전송 기구(910)의 전동 축받이를 축 방향으로 다단으로 마련함으로써, 다채널의 급전을 행하는 것도 가능하다. 이 경우, 보조 히터(900)에 복수의 가열 존을 마련하여, 각 가열 존에 독립적인 급전을 행하는 것도 가능하다.
제 2 구성예에 따른 전력 전송 기구(920)에 대하여 도 14c를 참조하여 설명한다. 도 14c에 나타내는 전력 전송 기구(920)는, 그 자체 공지의 슬립 링으로 이루어지고, 다채널의 급전이 가능하도록 구성되어 있다. 슬립 링은 고정부(921) 및 회전부(922)로 구성된다. 고정부(921)는 하우징(1601) 내에 마련된 프레임 또는 이에 고정된 브래킷(모두 도시하지 않음)에 고정되어 있다. 회전부(922)는 회전 테이블(100) 또는 이와 연동하여 회전하는 부재(도시하지 않음)에 고정되어 있다. 고정부(921)의 측주면에는, 전원 혹은 급전 제어부(도시하지 않음)에 전기적으로 접속된 복수의 전선(923)이 접속되는 복수의 단자가 마련되어 있다. 회전부(922)의 축 방향 단면으로부터, 상기 복수의 단자와 각각 도통하고 있는 복수의 전선(924)이 연장되어, 보조 히터(900)(도 6을 참조)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 14c의 구성예에서는, 로터리 조인트(151)의 하 피스(151B)가, 그 중심에 관통홀(158)을 가지는 중공 부재로서 구성되어 있다. 관통홀의 내부에 슬립 링으로서 구성된 전력 전송 기구(920)가 저장되어 있다. 도 14b의 구성예와 마찬가지로, 로터리 조인트(151)의 하 피스(151B)는, 하우징(1601)(도 6을 참조) 내에 마련된 프레임 또는 이에 고정된 브래킷(모두 도시하지 않음)에 고정되어 있다. 또한, 로터리 조인트(151)의 상 피스(151A)는, 회전 테이블(100) 또는 이와 연동하여 회전하는 부재(도시하지 않음)에 고정되어 있다.
급전 장치를, 자계 결합을 이용한 전자 유도 방식 또는 자계 공명 방식의 와이어리스식의(비접촉식의) 전력 전송 기구(이러한 전력 전송 기구 그 자체는 공지임)를 이용한 구성으로 해도 된다. 이 경우, 와이어리스 전력 전송 기구는, 도 6에 개략적으로 나타내는 바와 같이, 갭을 두고 대면한 원주 방향으로 연장되는 송전 코일(903) 및 수전 코일(902)로 구성된다. 송전 코일(903) 및 수전 코일(902)의 주위에는, 자속을 모으기 위한 그리고 자계 누설을 방지하기 위한 페라이트 시트(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 송전 코일(903)은 비회전 부재 예를 들면 고정 외측 컵 요소(801)에 장착할 수 있고, 수전 코일(902)은 회전 부재 예를 들면 지지 플레이트(170)에 장착할 수 있다. 수전 코일(902)은 전선(904)을 개재하여 보조 히터(900)에 전기적으로 접속되어 있다. 송전 코일(903)은 전선(905)을 개재하여 전원(혹은 급전 제어부)(906)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 6에 개략적으로 나타낸 비접촉식의 전력 전송 기구(902, 903)를 이용하는 경우에도, 예를 들면 송전 코일(903) 및 수전 코일(902)을 복수 조 마련함으로써, 다채널 급전을 행할 수 있다.
또한, 핫 플레이트(140)와 지지 플레이트(170) 사이의 공간(S) 내의 적당한 부위에, 전력 전송 기구를 거쳐 보내져 온 전력을 다채널로 분배하는 분배기 및 개개의 가열 존에의 급전을 제어하는 제어 모듈(모두 도시하지 않음)을 설치해도 된다. 그렇게 함으로써, 전력 전송 기구가 단채널에 대응하는 것이었다 하더라도, 보조 히터(900)에 복수의 가열 존을 마련하여, 각 가열 존에 독립적인 급전을 행하는 것이 가능해진다.
보조 히터(900)에 급전하는 급전 장치는 상기한 것에는 한정되지 않고, 원하는 레벨의 전력의 전송을 행하면서 상대 회전이 허용되는 송전부(고정부)와 수전부(회전부)를 가지는 임의의 공지의 전력 전송 기구를 이용한 것을 채용할 수 있다.
전력 전송 기구가 다채널의 전력 전송이 가능하도록 구성되어 있는 경우에는, 1 개 또는 복수의 채널을 제어 신호 또는 검출 신호를 전송하기 위하여 이용해도 된다.
또한, 도 6 및 도 14a ~ 14c에 나타낸 전력 전송 기구가, 먼저 도 6 및 도 11을 참조하여 설명한 스위치 기구(160)를 개재한 주히터(142)에의 급전 기능 및 제어 / 검출 신호의 전송 기능의 전부 또는 일부를 맡아도 된다. 이 경우, 스위치 기구(160)를 완전하게 폐지해도 되고, 스위치 기구(160)의 구성을 일부 생략할 수도 있다.
또한 상기 실시 형태에서는, 독립적인 급전 계통에 의해 각각 급전되는 히터(주히터)(142) 즉 제 1 히터 요소, 및 보조 히터(900) 즉 제 2 히터 요소를 마련했지만, 이에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 보조 히터(900)를 마련하지 않고, 주히터(142)에 대하여 상술한 스위치 기구(160)를 포함하는 제 1 급전 계통과, 상술한 전력 전송 기구(910, 920) 및 전력 전송 기구(902, 903)를 포함하는 제 2 급전 계통에 의해 전력 공급을 할 수 있도록 구성해도 된다. 이 경우, 제 1 급전 계통 및 제 2 급전 계통 중 선택된 급전 계통에 의해, 주히터(142)에 대하여 전력 공급이 행해지도록 해도 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 주연 커버체(180)는, 상부(181), 측주부(182) 및 하부(183)를 가진다. 상부(181)는 흡착 플레이트(120)의 상방으로 돌출되어, 흡착 플레이트(120)에 접속되어 있다. 주연 커버체(180)의 하부(183)는 지지 플레이트(170)에 연결되어 있다.
주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주연은, 흡착 플레이트(120)의 외주연보다 반경 방향 내측에 위치하고 있다. 상부(181)는, 흡착 플레이트(120)의 상면에 접하는 원환 형상의 하면(184)과, 하면(184)의 내주연으로부터 세워지는 경사진 원환 형상의 내주면(185)과, 내주면(185)의 외주연으로부터 반경 방향 외측으로 대략 수평으로 연장되는 원환 형상의 외주면(186)을 가지고 있다. 내주면(185)은 흡착 플레이트(120)의 중심부에 가까워짐에 따라 낮아지도록 경사져 있다.
흡착 플레이트(120)의 상면(120A)과 주연 커버체(180)의 상부(181)의 하면(184) 사이에는, 액의 침수를 방지하기 위하여 씰링이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 씰링은, 상면(120A)과 하면(184) 사이에 배치된 O링(192)으로 할 수 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)의 일부가, 흡착 플레이트(120)의 최외주 부분에 있어서 원주 방향으로 연장되어 있다. 또한 도 10에 나타내는 바와 같이, 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)의 최외주 부분에, 오목홈(193)이 원주 방향으로 연속적으로 연장되어 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 최외주의 하면 흡인 유로 홈(121P)과 오목홈(193)은, 흡착 플레이트(120)를 두께 방향으로 관통하는 원주 방향으로 간격을 두고 마련된 복수의 관통 홀(129P)을 거쳐 연통하고 있다. 오목홈(193) 상에는, 주연 커버체(180)의 상부(181)의 하면(184)이 배치된다. 따라서, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)에 작용하는 부압에 의해, 주연 커버체(180)의 상부(181)의 하면(184)은, 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)에 흡착된다. 이 흡착에 의해, O링(192)이 찌부러지기 때문에, 확실한 씰링이 실현된다.
외주면(186) 즉 주연 커버체(180)의 정부(頂部)의 높이는, 흡착 플레이트(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면의 높이보다 높다. 따라서, 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 유지된 상태에서, 웨이퍼(W)의 상면에 처리액을 공급하면, 웨이퍼(W)의 상면이 액면(LS)보다 아래에 위치하도록 웨이퍼(W)를 침지할 수 있는 액 축적(퍼들)을 형성할 수 있다. 즉, 주연 커버체(180)의 상부(181)는, 흡착 플레이트(120)에 유지된 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸는 둑을 형성한다. 이 둑 및 흡착 플레이트(120)에 의해 처리액을 저류할 수 있는 오목부가 획정된다.
주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주면(185)의 경사는, 회전 테이블(100)을 고속 회전시켰을 때에, 상기의 오목부 내에 있는 처리액을, 외방으로 스무스하게 비산시키는 것을 용이하게 한다. 즉 이 경사가 있음으로써, 회전 테이블(100)을 고속 회전시켰을 때에, 주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주면에 액이 저류하는 것을 방지할 수 있다.
주연 커버체(180)의 반경 방향 외측에는, 주연 커버체(180)와 함께 회전하는 회전 컵(188)(회전 액받이 부재)이 마련되어 있다. 회전 컵(188)은, 원주 방향으로 간격을 두고 마련된 복수의 연결 부재(189)를 개재하여, 회전 테이블(100)의 구성 부품, 도시예에서는 주연 커버체(180)에 연결되어 있다. 회전 컵(188)의 상단은, 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 받을 수 있는 높이에 위치하고 있다. 주연 커버체(180)의 측주부(182)의 외주면과 회전 컵(188)의 내주면 사이에, 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액이 유하하는 통로(190)가 형성되어 있다.
액받이 컵(800)은, 회전 테이블(100)의 주위를 둘러싸고, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액을 회수한다. 도시된 실시 형태에 있어서는, 액받이 컵(800)은, 고정 외측 컵 요소(801)와, 승강 가능한 제 1 가동 컵 요소(802) 및 제 2 가동 컵 요소(803)와, 고정 내측 컵 요소(804)를 가지고 있다. 서로 인접하는 2 개의 컵 요소의 사이(801과 802의 사이, 802와 803의 사이, 803과 804의 사이)에 각각 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807), 제 3 배출 통로(808)가 형성된다. 제 1 및 제 2 가동 컵 요소(802, 803)의 위치를 변경함으로써, 3 개의 배출 통로(806, 807, 808) 중 어느 선택된 1 개에, 주연 커버체(180)와 회전 컵(188) 사이의 통로(190)로부터 유출되는 처리액을 유도할 수 있다. 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807) 및 제 3 배출 통로(808)는 각각, 반도체 제조 공장에 마련된 산계 배액 통로, 알칼리계 배액 통로 및 유기계 배액 통로(모두 도시하지 않음) 중 어느 하나에 접속된다. 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807) 및 제 3 배출 통로(808) 내에는, 도시하지 않은 기액 분리 구조가 마련되어 있다. 제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807) 및 제 3 배출 통로(808)는 이젝터 등의 배기 장치(도시하지 않음)를 개재하여 공장 배기계에 접속되어, 흡인되고 있다. 이러한 액받이 컵(800)은, 본건 출원인에 의한 특허 출원에 관련된 공개공보, 일본특허공개공보 2012-129462호, 일본특허공개공보 2014-123713호 등에 의해 공지이며, 상세에 대해서는 이들 공개 공보를 참조받고자 한다. 전술한 제 1 액 처리부(1000)의 액받이 컵(1060)도 상기와 같이 구성되어 있어도 된다.
회전축선(Ax)의 방향에 관하여 핫 플레이트(140)의 3 개의 리프트 핀 홀(145L)과 정렬되도록, 흡착 플레이트(120) 및 지지 플레이트(170)에도 각각 3 개의 리프트 핀 홀(128L, 171L)이 형성되어 있다.
회전 테이블(100)에는, 리프트 핀 홀(145L, 128L, 171L)을 관통하여, 복수(도시예에서는 3 개)의 리프트 핀(211)이 마련되어 있다. 각 리프트 핀(211)은, 리프트 핀(211)의 상단이 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)으로부터 상방으로 돌출되는 전달 위치(상승 위치)와, 리프트 핀(211)의 상단이 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)의 하방에 위치하는 처리 위치(하강 위치)와의 사이에서 이동 가능하다.
각 리프트 핀(211)의 하방에는 푸시 로드(212)가 마련되어 있다. 푸시 로드(212)는 승강 기구(213) 예를 들면 에어 실린더에 의해 승강시킬 수 있다. 푸시 로드(212)에 의해 리프트 핀(211)의 하단을 밀어올림으로써, 리프트 핀(211)을 전달 위치로 상승시킬 수 있다. 복수의 푸시 로드(212)를 회전축선(Ax)을 중심으로 하는 링 형상 지지체(도시하지 않음)에 마련하고, 공통의 승강 기구에 의해 링 형상 지지체를 승강시킴으로써 복수의 푸시 로드(212)를 승강시켜도 된다.
전달 위치에 있는 리프트 핀(211) 상에 실려 있는 웨이퍼(W)는, 고정 외측 컵 요소(801)의 상단(809)보다 높은 높이 위치에 위치하고, 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)의 내부에 진입해 온 기판 반송 장치(17)의 암(도 1 참조)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다.
리프트 핀(211)이 푸시 로드(212)로부터 멀어지면, 리턴 스프링(214)의 탄성력에 의해, 리프트 핀(211)은 처리 위치로 하강하여, 당해 처리 위치에 유지된다. 도 6에 있어서, 부호(215)는 리프트 핀(211)의 승강을 가이드하는 가이드 부재, 부호(216)는 리턴 스프링(214)을 받는 스프링 받이이다. 또한, 고정 내측 컵 요소(804)에는, 회전축선(Ax) 둘레의 스프링 받이(216)의 회전을 가능하게 하기 위한 원환 형상의 오목부(810)가 형성되어 있다.
처리액 공급부(700)는 복수의 노즐을 구비한다. 복수의 노즐에는 약액 노즐(701) 및 린스 노즐(702)이 포함된다. 약액 노즐(701)로, 약액 공급원(701A)으로부터, 약액 공급 라인(배관)(701C)에 개재 설치된 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(도시하지 않음)를 포함하는 약액 공급 기구(701B)를 거쳐 약액이 공급된다.
린스 노즐(702)로, 린스액 공급원(702A)으로부터, 린스액 공급 라인(배관)(702C)에 개재 설치된 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(도시하지 않음)를 포함하는 린스액 공급 기구(702B)를 거쳐 린스액이 공급된다.
상기한 복수의 노즐에는, 다른 처리 유체를 공급하는 노즐(703)이 포함되어 있어도 된다. 이 다른 노즐(703)로는, 처리 유체 공급원(703A)으로부터, 처리 유체 공급 라인(배관)(703C)에 개재 설치된 개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(도시하지 않음)를 포함하는 처리 유체 공급 기구(703B)를 거쳐 처리 유체(예를 들면 다른 약액)가 공급된다.
약액 공급 라인(701C)에, 약액을 온도 조절하기 위한 온조 기구로서 히터(701D)를 마련할 수 있다. 또한 약액 공급 라인(701C)을 구성하는 배관에, 약액을 온도 조절하기 위한 테이프 히터(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 린스액 공급 라인(702C)에도 이와 같은 히터류를 마련해도 된다.
약액 노즐(701), 린스 노즐(702) 및 노즐(703)은 노즐 암(704)의 선단에 의해 지지되어 있다. 노즐 암(704)의 기단은, 노즐 암(704)을 승강 및 선회시키는 노즐 암 구동 기구(705)에 의해 지지되어 있다. 노즐 암 구동 기구(705)에 의해, 약액 노즐(701) 및 린스 노즐(702)을 웨이퍼(W)의 상방의 임의의 반경 방향 위치(웨이퍼(W)의 반경 방향에 관한 위치)에 위치시키는 것이 가능하다.
하우징(1601)의 천장부에, 회전 테이블(100) 상에 웨이퍼(W)가 존재하고 있는지 여부를 검출하는 웨이퍼 센서(860)와, 웨이퍼(W)의 온도(혹은 웨이퍼(W) 상에 있는 처리액의 온도)를 검출하는 1 개 또는 복수의 적외선 온도계(870)(1 개만 도시함)가 마련되어 있다. 복수의 적외선 온도계(870)가 마련되는 경우, 각 적외선 온도계(870)는, 각 가열 존(143-1 ~ 143-10)에 각각 대응하는 웨이퍼(W)의 영역의 온도를 검출하는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 액 처리부(2000) 내에는 또한, 웨이퍼(W)와 대략 동일한 직경을 가지는 원판 형상의 탑 플레이트(950)가 마련되어 있다. 탑 플레이트(950)에는 히터(952)가 내장되어 있다.
탑 플레이트(950)는, 플레이트 이동 기구(960)에 의해, 커버 위치와 대기 위치와의 사이를 이동할 수 있다.
탑 플레이트(950)의 커버 위치는, 이후에 설명하는 작용도인 도 15e 및 도 15m에 나타내는 바와 같이, 탑 플레이트(950)가 회전 테이블(100)에 유지된 웨이퍼에 근접하는 위치이다.
대기 위치는, 노즐 암(704)의 선회 운동을 방해하지 않을 정도로, 또한 회전 테이블(100)에 대한 웨이퍼(W)의 반출반입 조작을 방해하지 않을 정도로 회전 테이블(100)로부터 충분히 떨어진 위치이다.
대기 위치는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 평면으로 봤을 때 액받이 컵(800)의 외측의 위치에 있어도 되고, 액받이 컵(800)의 직상(直上)의 위치에 있어도 된다.
대기 위치가 액받이 컵(800)의 직상의 위치에 있는 경우에는, 제 2 액 처리부(2000)의 풋프린트를 작게 할 수 있다. 이 경우, 플레이트 이동 기구(960)는, 탑 플레이트(950)를 승강시키는 기능을 가지고 있는 것만으로 좋다. 또한 이 경우, FFU(팬 필터 유닛)는 하우징(1601)의 측벽에 마련해도 된다.
대기 위치가 액받이 컵(800)의 외측의 위치에 있는 경우에는, FFU를 일반적인 배치로 할 수 있다(즉 제 2 액 처리부(2000)의 천장부에 마련할 수 있다). 이 경우, 플레이트 이동 기구(960)는 탑 플레이트(950)를 승강시키는 기능 및 수평 방향으로 이동시키는 기능을 가진다.
또한, 도 6에는 탑 플레이트(950)가 그려져 있지 않지만, 탑 플레이트(950)가 대기 위치에 있는 경우에는, 탑 플레이트(950)는 예를 들면 노즐 암(704)의 배후에 위치한다. 또한 도 15a ~ 도 15r은, 탑 플레이트(950)의 이동을 알기 쉽게 하기 위하여, 대기 위치가 액받이 컵(800)의 직상에 있는 전제로 기재되어 있다.
제 2 액 처리부(2000) 내로 가열된 기체를 공급하는 온조 기체 공급부를 마련해도 된다. 온조 기체 공급부는, 예를 들면 도 3에 개략적으로 나타내는 바와 같이 탑 플레이트(950)에 마련된 온조 가스 노즐(980)을 가진다. 온조 가스 노즐(980)은 탑 플레이트(950)의 하방의 공간을 향해 핫 N2 가스(가열된 질소 가스)를 공급할 수 있다. 온조 가스 노즐(980)은 예를 들면 원형의 탑 플레이트(950)의 중심으로부터 하향으로 핫 N2 가스를 분출하도록 마련할 수 있다. 온조 가스 노즐(980)은, 도 6에 개략적으로 나타내는 바와 같이, 고정 외측 컵 요소(801)의 상단 개구의 주연부에 마련되어도 되고, 이 경우, 온조 가스 노즐(980)은 웨이퍼(W)의 상방의 공간을 향해 핫 N2 가스(가열된 질소 가스)를 토출한다.
이어서, 액 처리 모듈(16)에서 1 매의 웨이퍼(W)에 대하여 실행되는 일련의 처리의 순서에 대하여, 도 15a ~ 도 15q 등을 참조하여 설명한다. 이하에 설명하는 동작은, 도 1에 나타낸 제어 장치(4)(제어부(18))에 의해, 기판 반송 장치(17) 및 액 처리 모듈(16)의 각종 구성 부품의 동작을 제어함으로써 행할 수 있다.
먼저, 도 15a에 나타내는 바와 같이, 셔터(1603)가 열려, 기판 반송 장치(17)의 반송 암(17A)이, 반출반입구(1602)를 통하여, 미처리의 웨이퍼(W)(1 매째의 웨이퍼라고 하는 의미로, 이후, 참조 부호(W1)를 부여함)를 제 1 액 처리부(1000) 내로 반입한다. 반송 암(17A)은, 제 1 스핀 척(1002)의 직상에 웨이퍼(W1)를 위치시킨다. 이 때, 리프트 핀(1004)의 선단은, 웨이퍼(W1)의 약간 하방에 위치하여 대기하고 있다.
이어서, 리프트 핀(1004)이, 웨이퍼(W1)의 클램프를 해제한 반송 암(17A)으로부터 웨이퍼(W1)를 수취한다. 이 후, 반송 암(17A)은 제 1 액 처리부(1000)로부터 퇴출한다. 그리고, 셔터(1603)가 닫힌다. 이어서, 셔터(4102, 4202)가 열려, 제 1 암(3100)이, 리프트 핀(1004)에 지지되어 있는 웨이퍼(W1) 하에 위치한다. 이어서, 제 1 암(3100)의 진공 척(3103)이, 리프트 핀(1004)으로부터 웨이퍼(W1)를 수취한다. 진공 척(3103)은 웨이퍼(W1)를 진공 흡착한다(도 15b를 참조).
또한, 리프트 핀(1004)과 반송 암(17A) 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달은, 리프트 핀(1004)과 반송 암(17A) 사이의 상대 승강 운동에 의해 행할 수 있고, 상대 승강 운동은, 리프트 핀(1004) 및 반송 암(17A) 중 어느 쪽을 움직이게 해도 된다. 즉, 웨이퍼(W)의 전달에 필요한 상대 승강 운동을 실현하기 위한 승강 기능은, 리프트 핀(1004) 및 반송 암(17A) 중 적어도 어느 일방이 가지고 있으면 된다. 또한, 반송 암(17A)이 리프트 핀(1004)으로 웨이퍼(W)를 전달하기기 전에 반송 암(17A)은 웨이퍼(W)의 클램프를 해제한다. 반송 암(17A)이 리프트 핀(1004)으로부터 웨이퍼(W)를 수취한 후에는 반송 암(17A)은 웨이퍼(W)를 클램프한다. 이 단락에 기재된 것은, 이하의 동작의 설명에서는 생략한다.
마찬가지로, 리프트 핀(1004, 2004)과 진공 척(3103, 3203) 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달은, 리프트 핀과 진공 척 사이의 상대 승강 운동에 의해 행할 수 있고, 상대 승강 운동은, 리프트 핀 및 진공 척(즉 제 1 또는 제 2 암) 중 어느 쪽을 움직이게 해도 된다. 즉, 웨이퍼(W)의 전달에 필요한 상대 승강 운동을 실현하기 위한 승강 기능은, 리프트 핀 및 진공 척 중 적어도 어느 일방이 가지고 있으면 된다. 또한, 진공 척(3103, 3203)이 리프트 핀(1004, 2004)으로 웨이퍼(W)를 전달하기 전에 진공 척은 웨이퍼(W)의 진공 흡착을 해제하고, 진공 척(3103, 3203)이 리프트 핀(1004, 2004)으로부터 웨이퍼(W)를 수취한 후에는 진공 척은 웨이퍼(W)를 진공 흡착한다. 이 단락에 기재된 것은, 이하의 동작의 설명에서는 생략한다.
리프트 핀(1004)을 개재하지 않고, 반송 암(17A)으로부터 진공 척(3103)에 직접 웨이퍼(W1)를 전달해도 된다. 반송 암(17A) 및 진공 척(3103)을 상대적으로 승강시킨 경우에 반송 암(17A)과 진공 척(3103) 및 제 1 암(3100)이 간섭하지 않는 형상으로 되어 있으면, 이러한 조작은 가능하다.
이어서, 제 1 암(3100)은 개구(4101, 4201)를 통하여 제 2 액 처리부(2000) 내로 진입하고, 웨이퍼(W1)를 제 2 스핀 척(2002)(이는 도 6의 회전 테이블(100)에 상당함)의 직상에 위치시킨다. 이 때, 리프트 핀(2004)(이는 도 6의 리프트 핀(211)에 상당함)의 선단은, 웨이퍼(W1)의 약간 하방에 위치하여 대기하고 있다(도 15c를 참조). 이어서, 리프트 핀(2004)이 진공 척(3103)으로부터 웨이퍼(W1)를 수취한다. 이 후, 제 1 암(3100)은 제 2 액 처리부(2000)로부터 퇴출되어, 암 대기 공간(4000) 내로 퇴피한다. 이 후, 셔터(4102, 4202)가 닫힌다. 웨이퍼(W1)를 지지하고 있던 리프트 핀(2004)은 하강하고, 이에 의해, 웨이퍼(W1)가 제 2 스핀 척(2002) 상에 배치된다. 진공 척으로서 구성된 제 2 스핀 척(2002)은 웨이퍼(W1)를 흡착한다(도 15d를 참조).
이 후, 제 2 액 처리부(2000)에 의해 웨이퍼(W1)의 처리가 행해진다. 이 처리에 대하여 여기서는 간단하게 설명해 두고, 잠시 후에 상세하게 설명한다. 도 15d에 나타내는 바와 같이, 제 2 스핀 척(2002)에 의해 유지되어 회전하는 웨이퍼(W1)에 약액 노즐(701)로부터 가열된 에칭액이 공급되어, 웨이퍼(W1)의 표면에 에칭액의 막이 형성된다. 이 후, 웨이퍼(W1)의 회전을 정지하고, 또한 그 후 약액 노즐(701)로부터의 에칭액의 공급을 정지함으로써, 웨이퍼(W1)의 표면이 정지한 에칭액의 막에 의해 덮인 상태가 된다(에칭액의 퍼들의 형성).
이어서 도 15e에 나타내는 바와 같이, 탑 플레이트(950)가 웨이퍼(W1) 상의 에칭액의 액막의 표면에 근접하는 위치까지 하강한다. 제 2 스핀 척(2002)에 내장된 히터(이는 도 6의 회전 테이블(100)에 마련된 히터(142) 및 보조 히터(900)에 상당함)에 의해, 웨이퍼(W1) 및 에칭액의 액막이, 에칭에 적합한 온도로 가열된다.
이 때, 탑 플레이트(950)에 내장된 히터(952)는, 웨이퍼(W1) 및 에칭액의 액막을 보온하는 역할을 한다. 또한, 히터(952)에 의해 탑 플레이트(950)의 하면이 가열되어 있기 때문에, 웨이퍼(W1) 상에서 가열된 에칭액으로부터 발생한 증기(수증기)가 탑 플레이트(950)의 하면 상에서 결로되지 않는다. 이 때문에, 에칭액의 액막의 표면과 탑 플레이트(950)의 하면과의 사이의 공간(간극)의 증기압이 유지되기 때문에, 에칭액의 증발이 억제되어, 에칭액의 농도를 원하는 범위 내로 유지할 수 있다.
웨이퍼(W1)의 표면이 가열된 에칭액의 액막으로 덮인 상태를 미리 정해진 시간만큼 유지함으로써, 웨이퍼(W1)의 에칭 처리(웨트 에칭 공정)가 종료된다. 또한, 웨이퍼(W1)를 정회전 및 역회전 방향으로 반회전 정도 회전시킴으로써, 웨이퍼(W1) 상의 에칭액을 교반해도 된다. 이에 의해, 에칭이 촉진되고, 또한 에칭량의 면내 균일성이 향상된다.
에칭 처리가 종료되면, 도 15f에 나타내는 바와 같이, 탑 플레이트(950)를 대기 위치까지 이동시키고, 이어서 웨이퍼(W1)가 회전을 개시한다. 또한, 노즐(702)로부터 린스액(DIW)이 공급되고, 이에 의해, 웨이퍼(W1)의 표면으로부터 에칭액 및 에칭 반응에 의해 발생한 부생성물을 제거하는 린스 처리(린스 공정)가 행해진다.
린스 처리가 종료되면, 웨이퍼(W1)의 회전을 정지하고, 이 후 노즐(702)로부터 린스액의 공급을 정지함으로써, 웨이퍼(W1)의 표면이 정지한 린스액의 막에 의해 덮인 상태가 된다(린스액의 퍼들의 형성(퍼들 형성 공정))(도 15g를 참조).
린스액의 퍼들의 막 두께를, 제 2 액 처리부(2000)로부터 제 1 액 처리부로 반송되는 동안에 웨이퍼(W1) 상으로부터 린스액이 흘러 넘치지 않고 또한 웨이퍼(W1) 상의 린스액이 건조되지 않는 것과 같은 두께로 조정하는 것도 바람직하다. 린스액의 막 두께의 조정은, 예를 들면 노즐(702)로부터의 린스액의 공급 유량의 조정 및 웨이퍼(W1)의 회전수의 조정과, 노즐(702)로부터의 린스액의 공급을 정지하는 타이밍의 조정을 적절히 조합함으로써 행할 수 있다.
제 2 액 처리부(2000) 내에 있어서 웨이퍼(W1) 상에 린스액의 퍼들이 형성되기 약간 전에, 도 15g에 나타내는 바와 같이, 셔터(1603)를 열어, 반송 암(17A)에 의해, 제 1 액 처리부(1000)로 2 매째의 웨이퍼(W2)를 반입한다. 도 15g에 나타낸 제 1 액 처리부(1000)의 상태는, 도 15a에 나타낸 제 1 액 처리부(1000)의 상태와 동일하다.
이어서 도 15h에 나타내는 바와 같이, 제 2 액 처리부(2000) 내에 있어서, 린스액의 퍼들이 형성된 웨이퍼(W1)를, 리프트 핀(2004)에 의해 상승시켜, 제 2 스핀 척(2002)의 웨이퍼 배치면의 상방에 위치시킨다. 이 때, 웨이퍼(W1)는, 리프트 핀(2004)과 제 2 암(3200)(이는 제 1 암(3100)보다 낮은 높이 위치에 있음)과의 전달에 적합한 높이 위치에 위치시킨다.
한편, 제 1 액 처리부(1000) 내에 있어서, 도 15h에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W2)가 반송 암(17A)으로부터 리프트 핀(1004)으로 전달된다. 이 후, 반송 암(17A)은 제 1 액 처리부(1000)로부터 퇴출되고, 이어서 셔터(1603)가 닫힌다. 제 1 액 처리부(1000)에 있어서의 도 15g의 상태로부터 도 15h의 상태로의 변화는, 도 15a의 상태로부터 도 15b의 상태로의 변화와 동일하기 때문에, 중복 설명은 생략한다.
이어서 도 15i에 나타내는 바와 같이, 셔터(4102, 4202)가 열려, 리프트 핀(1004)에 의해 제 1 암(3100)과의 전달에 적합한 높이 위치에 유지된 웨이퍼(W2)의 약간 하방에 제 1 암(3100)의 진공 척(3103)이 위치한다. 또한, 리프트 핀(2004)에 의해 제 2 암(3200)과의 전달에 적합한 높이 위치에 유지된 웨이퍼(W1)의 약간 하방에 제 2 암(3200)의 진공 척(3203)이 위치한다. 이어서, 도 15b를 참조하여 앞서 설명한 방법에 의해, 리프트 핀(1004)으로부터 제 1 암(3100)이 웨이퍼(W2)를 수취하고, 동일한 방법으로 리프트 핀(2004)으로부터 제 2 암(3200)이 웨이퍼(W1)를 수취한다.
이어서 도 15j에 나타내는 바와 같이, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)이 동시에 선회한다. 이에 의해, 제 1 암(3100)이 웨이퍼(W2)를 제 2 액 처리부(2000)로 반입하고, 제 2 스핀 척(2002)의 직상에 위치시킨다. 또한, 제 2 암(3200)이 웨이퍼(W1)를 제 1 액 처리부(1000)로 반입하고, 제 1 스핀 척(1002)의 직상에 위치시킨다. 즉, 제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에서, 웨이퍼(W1)와 웨이퍼(W2)와의 교체가 행해진다.
상기 교체 조작 시에 제 1 암(3100)이 유지하고 있는 웨이퍼(W2)는 미처리의 건조 상태의 웨이퍼이며, 제 2 암(3200)이 유지하고 있는 웨이퍼(W1)는 린스액의 퍼들이 형성된 웨이퍼이다. 상기 교체 조작 시의 제 2 암(3200)의 선회 궤적(웨이퍼(W1)의 이동 궤적)은, 제 1 암(3100)의 선회 궤적(웨이퍼(W2)의 이동 궤적)보다 항상 하방에 있으므로, 웨이퍼(W1) 상에 존재하는 린스액이 흘러 넘쳤다 하더라도, 린스액에 의해 웨이퍼(W2)가 적셔질 우려는 없다.
제 1 암(3100)의 선회 동작과 제 2 암(3200)의 선회 동작은 완전히 동시에 행해지는 것이 바람직하지만, 제 1 암(3100)의 선회 동작과 제 2 암(3200)의 선회의 타이밍은 다소 어긋나 있어도 된다.
이어서, 리프트 핀(1004)이 제 2 암(3200)으로부터 웨이퍼(W1)를 수취하고, 이어서 제 2 암(3200)이 암 대기 공간(4000)으로 퇴피한다. 또한, 웨이퍼(W1)를 수취한 리프트 핀(1004)은, 제 1 스핀 척(1002)의 파지 클로(1012)가 웨이퍼(W1)를 파지할 수 있는 높이 위치까지 하강한다. 이어서, 제 1 스핀 척(1002)의 파지 클로(1012)에 의해 웨이퍼(W1)를 유지한다. 이어서, 리프트 핀(1004)은, 당해 리프트 핀(1004)의 상단이 베이스 플레이트(1010)의 상면과 면일(面一)이 되거나 그보다 하방에 위치하도록 하강한다.
제 2 암(3200)으로부터 제 1 스핀 척(1002)으로의 웨이퍼(W1)의 전달과 병행하여, 제 1 암(3100)으로부터 제 2 스핀 척(2002)으로의 웨이퍼(W2)의 전달도 행해진다. 제 1 암(3100)으로부터 제 2 스핀 척(2002)으로의 웨이퍼(W2)의 전달의 순서는, 먼저 도 15c 등을 참조하여 설명한 제 1 암(3100)으로부터 제 2 스핀 척(2002)으로의 웨이퍼(W1)의 전달의 순서와 동일하며, 중복 설명은 생략한다. 이 과정에서, 제 1 암(3100)도 암 대기 공간(4000)으로 퇴피하고, 셔터(4102, 4202)가 닫힌다. 이 상태가, 도 15k에 나타나 있다.
제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에서의 크로스 컨테미네이션을 방지하는 관점으로부터는, 셔터(4102, 4202)가 열려 있는 시간을 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직하다. 그러기 위해서는 제 1 암(3100)에 의한 웨이퍼(W1)의 제 1 액 처리부(1000)로부터 제 2 액 처리부(2000)로의 이동과, 제 2 암(3200)에 의한 웨이퍼(W2)의 제 2 액 처리부(2000)로부터 제 1 액 처리부(1000)로의 이동이 실질적으로 동시에 행해지는 것이 바람직하다. 환언하면, 웨이퍼(W1)와 웨이퍼(W2)와의 교체가 실질적으로 동시에 행해지는 것이 바람직하다.
그러나 통상은, 제 1 액 처리부(1000)에서 실행되는 일련의 액 처리((후속 액 처리)액 처리 A라고 함)의 소요 시간과 제 2 액 처리부(2000)에서 실행되는 일련의 액 처리((선행 액 처리)액 처리 B라고 함)의 소요 시간은 동일하지 않다. 이러한 상황 하에서, 웨이퍼(W1)와 웨이퍼(W2)와의 교체를 실질적으로 동시에 행하는 위해서는, 소요 시간이 짧은 액 처리에 포함되는 공정 중 프로세스 결과에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것과 같은 공정을 길게 하면 된다.
예를 들면, 웨이퍼(W)의 표면에 아직 아무 처리액도 부착하지 않은 상태로 방치하는 시간을 마련할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제 2 액 처리부(2000)에서 실행되는 액 처리의 소요 시간이 짧은 경우에는, 도 15k의 우측에 나타낸 상태(미처리 웨이퍼(W2)의 제 2 액 처리부(2000)로의 반입이 완료된 직후의 상태), 혹은 리프트 핀(2004)이 제 1 암(3100)으로부터 웨이퍼(W2)를 수취한 직후의 상태로 웨이퍼(W2)를 방치하고, 제 1 액 처리부(1000)에서 실행되는 액 처리가 어느 정도 진행된 시점에서, 제 2 액 처리부(2000)에서 액 처리를 개시할 수 있다.
혹은, 소요 시간이 짧은 액 처리에 포함되는 최종 공정의 시간, 예를 들면 DIW 린스 공정의 시간을 길게 하는 것, 혹은 웨이퍼(W)의 표면에 DIW의 퍼들을 형성한 상태에서의 방치 시간을 길게 함으로써, 액 처리 A와 액 처리 B의 소요 시간을 일치시킬 수도 있다. DIW 린스 공정의 시간 혹은 DIW의 퍼들을 형성한 상태에서의 방치 시간은, 모든 웨이퍼(W)에서 일치되어 있으면 처리 결과에 실질적으로 문제는 생기지 않는다.
이 후, 도 15l ~ 도 15o에 나타내는 바와 같이, 제 1 액 처리부(1000)에 있어서의 웨이퍼(W1)의 액 처리와, 제 2 액 처리부(2000)에 있어서의 웨이퍼(W2)의 액 처리가 병행하여 행해진다. 도 15l ~ 도 15o에 나타낸 제 2 액 처리부(2000)에 있어서의 웨이퍼(W2)의 액 처리는, 도 15d ~ 도 15g에 나타낸 제 2 액 처리부(2000)에 있어서의 웨이퍼(W1)의 액 처리와 동일하기 때문에, 중복 설명은 생략한다.
또한 이 때, 셔터(4102, 4202)가 닫혀 있기 때문에, 제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에서 크로스 컨테미네이션이 생길 우려는 없다. 또한, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)이 암 대기 공간(4000)으로 퇴피하고 있기 때문에, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)이 제 1 액 처리부(1000) 및 제 2 액 처리부(2000) 내의 분위기에 의해 오염되지 않는다.
제 1 액 처리부(1000)에 있어서의 웨이퍼(W1)의 액 처리에 대하여 설명한다. 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하는 제 1 액 처리부(1000)의 제 1 스핀 척(1002)은, 웨이퍼(W)를 연직축선 둘레로 회전시킨다. 노즐(1034)이, 회전하고 있는 웨이퍼(W1)의 중심부의 직상에 위치하고, 약액(예를 들면 제 2 액 처리부에서 이용한 약액과 상이한 약액)을 웨이퍼(W1)에 공급한다. 공급된 약액은 원심력에 의해 웨이퍼(W1)의 표면(상면)의 주연부를 향해 흘러, 웨이퍼(W1)의 외방으로 비산한다. 이 때, 웨이퍼(W1)의 표면의 전체가 약액의 액막으로 덮인다. 이 상태를 미리 정해진 시간만큼 계속함으로써, 웨이퍼(W1)의 표면에 약액 처리가 실시된다(도 15l을 참조).
약액 처리가 완료되면, 노즐(1034)로부터의 약액의 토출을 정지하고, 노즐(1034)(다른 노즐이어도 됨)로부터, 회전하는 웨이퍼(W1)의 중심부에 린스액(DIW)을 공급한다. 공급된 린스액에 의해 웨이퍼(W1) 상에 잔류하는 약액 및 반응 생성물이 씻겨내진다. 즉, 웨이퍼(W1)의 표면에 린스 처리가 실시된다(도 15m을 참조).
웨이퍼(W1)의 표면에 약액 처리 및 린스 처리가 실시되고 있는 동안에, 도 15l 및 도 15m에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W1)의 이면(하면)을 세정해도 된다. 웨이퍼(W1)의 이면의 세정은, 예를 들면 처리 유체 공급 부재(1025)의 상단부(하 노즐)로부터 린스액(DIW)을 토출함으로써 행할 수 있다. 하 노즐로부터 웨이퍼(W1)의 이면의 중심부로 공급된 린스액은, 원심력에 의해 웨이퍼(W1)의 표면의 주연부를 향해 흘러, 웨이퍼(W1)의 외방으로 비산한다. 이 때, 웨이퍼(W1)의 이면의 전체가 린스액의 액막으로 덮인다. 웨이퍼(W1)의 이면 상을 흐르는 린스액에 의해, 웨이퍼(W1)의 이면 상에 부착하고 있는 파티클을 씻어낼 수 있다. 또한, 웨이퍼(W1)의 이면이 린스액의 액막에 의해 덮임으로써, 웨이퍼(W1)의 표면의 처리에 이용한 처리액(약액, 린스액)이 웨이퍼(W1)의 이면에 부착하는 것을 방지할 수 있다.
웨이퍼(W1)의 표면에 대한 액 처리와 동일한 액 처리를 웨이퍼(W1)의 이면에 실시해도 된다. 즉, 웨이퍼(W1)의 표면에 약액 처리가 행해지고 있을 때에, 웨이퍼(W1)의 이면에 약액 처리를 행하고, 웨이퍼(W1)의 표면에 린스 처리가 행해지고 있을 때에, 웨이퍼(W1)의 이면에 린스 처리를 행해도 된다. 또한 이 경우, 처리 유체 공급 부재(1025)의 처리 유체 공급로(1026) 혹은 다른 처리 유체 공급로(도시하지 않음)로 약액을 공급하는 약액 공급 기구가 마련된다.
웨이퍼(W1)의 표면의 린스 처리가 완료되면, 노즐(1034)로부터의 린스액의 토출을 정지한다. 린스액의 토출을 정지하는 약간 전의 시점으로부터, 노즐(1036)로부터 웨이퍼(W1)의 표면의 중심부를 향해 IPA(건조용 액체)의 토출을 개시한다. 노즐(1034)로부터의 린스액의 토출을 정지한 후, 노즐(1036)로부터 웨이퍼(W1)의 표면의 중심부를 향해 IPA의 토출을 계속한다. 이에 의해, 웨이퍼(W1)의 표면에 잔류하고 있는 린스액(DIW)이 IPA로 치환된다. IPA로의 치환이 충분히 진행되면, 노즐(1036)을 이동시켜, 웨이퍼(W1)의 표면 상에의 IPA의 착액 위치를, 웨이퍼(W1)의 주연까지 이동시켜 간다. 이 때 웨이퍼(W1)의 표면 상의 중심부에 원형의 건조 영역(건조 코어)이 형성되고, 이 후, 노즐(1036)의 이동에 수반하여 건조 코어가 웨이퍼(W1)의 주연까지 확산되고, 이에 의해 웨이퍼(W1)의 표면의 전체가 건조된다.
노즐(1036)을 움직이기 시작하면, 노즐(1038)을 웨이퍼(W1)의 중심부의 직상에 위치시키고, 웨이퍼(W1)의 중심부를 향해 질소 가스(건조용 가스)의 토출을 개시한다. 이 후, 노즐(1038)을 이동시켜, 웨이퍼(W1)의 표면 상에의 질소 가스의 분사 위치(이는 노즐(1038)의 토출구의 축선과 웨이퍼(W1)와의 교점에 상당함)를 웨이퍼(W1)의 주연까지 이동시켜 간다. IPA의 착액 위치의 웨이퍼(W1)의 회전 중심으로부터의 거리가, 질소 가스의 분사 위치의 웨이퍼(W1)의 회전 중심으로부터의 거리보다 크다고 하는 관계를 유지하면서, 노즐(1036, 1038)을 이동시켜 간다(도 15n을 참조). 이와 같이 함으로써, IPA의 건조가 촉진되고, 또한 파티클의 발생도 저감된다.
도 15n에 나타내는 바와 같이, 상기와 같이 IPA 및 질소 가스를 이용하여 웨이퍼(W1)의 표면의 건조를 행하고 있는 동안, 웨이퍼(W1)의 이면(하면)의 건조가 행해진다. 웨이퍼(W1)의 이면의 건조는, 처리 유체 공급 부재(1025)의 상단부(하 노즐)로부터의 린스액의 공급을 정지한 상태로 질소 가스를 공급함으로써 행해진다. 즉, 웨이퍼(W1)의 이면에 대하여 털어내기 건조 처리가 실시된다. 하 노즐로부터 질소 가스를 공급함으로써, 건조의 촉진 및 파티클의 발생을 저감할 수 있다.
제 1 액 처리부(1000)에서 웨이퍼(W1)에의 액 처리가 완료된 직후의 상태가 도 15o에 나타나 있다. 도 15o에 나타낸 제 2 액 처리부(2000)의 상태는, 도 15f의 상태와 동일하다.
이어서 도 15p에 나타내는 바와 같이, 제 1 액 처리부(1000)에 있어서, 리프트 핀(1004)이 웨이퍼(W1)를 반송 암(17A)과의 전달에 적합한 위치로 들어올려, 셔터(1603)가 열린다. 이어서, 빈 반송 암(17A)이 제 1 액 처리부(1000) 내로 진입하여, 리프트 핀(1004)으로부터 웨이퍼(W1)를 수취하고, 제 1 액 처리부(1000)로부터 퇴출한다. 이어서 도 15q에 나타내는 바와 같이, 3 번째의 웨이퍼(W3)를 유지한 반송 암(17A)이 제 1 액 처리부(1000) 내로 진입하여, 리프트 핀(1004)으로 웨이퍼(W3)를 전달하고, 제 1 액 처리부(1000)로부터 퇴출한다. 이어서 셔터(1603)가 닫힌다.
적합한 일실시 형태에 있어서, 기판 반송 장치(17)는 2 개의 반송 암(17A)을 가지고 있고, 상기의 웨이퍼(W1)의 반출 및 웨이퍼(W3)의 반입은, 픽 앤드 플레이스 동작에 의해 행해진다. 즉, 일방의 반송 암(17A)이 웨이퍼(W3)를 유지하고 또한 타방의 반송 암(17A)이 빈 상태로 기판 반송 장치(17)를 액 처리 모듈(16)과 대면시키고, 이어서 기판 반송 장치(17)의 베이스 부분을 이동시키지 않고 반송 암만을 이동시킴으로써 웨이퍼(W1)의 반출 및 웨이퍼(W3)의 반입이 순차 행해진다. 그러나, 기판 반송 장치(17)가 단일의 반송 암(17A)만을 가지고 있어도 된다.
도 15q에 나타낸 상태는, 웨이퍼(W2)가 웨이퍼(W3)로 교체되고, 웨이퍼(W1)가 웨이퍼(W2)로 교체되어 있는 점을 제외하고, 도 15h에 나타낸 상태와 완전히 동일하다. 따라서, 액 처리 모듈(16)이 도 15q에 나타낸 상태가 된 후에는, 도 15j ~ 도 15o의 조작이, 1 개의 처리 로트에 속하는 모든 웨이퍼(W)의 처리가 종료될 때까지 반복된다.
이어서, 도 15c 상태로부터 도 15h의 상태에 이를 때까지의 제 2 회전식 액 처리 유닛(2001)의 동작에 대하여, 도 6도 참조하여 설명한다.
[제 2 액 처리부로의 웨이퍼(W) 반입]
제 1 암(3100)이 제 2 스핀 척(2002)으로서의 회전 테이블(100)(도 6 참조)의 직상에 웨이퍼(W)를 위치시키고, 도 15c를 참조하여 설명한 방법에 의해 도 15c 중의 리프트 핀(2004)에 상당하는 리프트 핀(211)(도 6 참조)으로 웨이퍼(W)를 전달한다. 리프트 핀(211)이 처리 위치까지 하강하고, 그 과정에서, 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)에 실린다. 이하의 설명에 있어서의 구성 요소는 도 6에 나타낸 것이다.
이어서 흡인 장치(154)가 작동하여, 흡착 플레이트(120)가 핫 플레이트(140)에 흡착되고, 또한 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 흡착된다. 이 후, 웨이퍼 센서(860)에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 적절히 흡착되어 있는지의 검사가 개시된다.
퍼지 가스 공급 장치(155)로부터 흡착 플레이트(120)의 상면의 가장 외측의 오목 영역(125G)에 상시 퍼지 가스(예를 들면 N2 가스)가 공급되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 하면의 주연부와 흡착 플레이트(120)의 주연부의 접촉면에 간극이 있어도, 그 간극으로부터 웨이퍼(W)의 주연부와 흡착 플레이트(120)의 주연부와의 사이에 처리액이 침수되지 않는다.
제 2 액 처리부(2000)(도 6에 나타낸 액 처리 유닛)로 웨이퍼(W)의 반입이 개시되기 전의 시점으로부터, 제 2 전극부(161B)는 상승 위치에 있으며, 제 1 전극부(161A)의 복수의 제 1 전극(164A)과, 제 2 전극부(161B)의 복수의 제 2 전극(164B)이 서로 접촉하고 있다. 급전부(300)로부터 핫 플레이트(140)의 히터(142)로 급전되어, 핫 플레이트(140)의 히터(142)가 예비 가열 상태로 되어 있다. 또한, 핫 플레이트(140)는 상시 급전되고 있는 보조 히터(900)에 의해서도 가열되고 있다.
일실시 형태에 있어서는, 스위치 기구(160)를 거쳐 히터(주히터)(142)로 공급되는 전력이, 도 14a ~ 도 14c에 나타낸 전력 전송 기구(910, 920) 및 도 6에 나타낸 전력 전송 기구(902, 903)를 거쳐 보조 히터(900)로 공급되는 전력보다 크다. 즉, 보조 히터(900)의 주요 역할은, 히터(142)에 의한 가열이 불가능한 상황 하에 있어서, 핫 플레이트(140)의 온도 저하를 방지하는 것이다. 그러나, 보조 히터(900)의 발열량이 히터(142)의 발열량과 대략 동일 레벨이어도 된다.
[웨이퍼 가열]
웨이퍼(W)가 흡착 플레이트(120)에 흡착되면, 핫 플레이트(140)의 온도가 미리 정해진 온도(흡착 플레이트(120) 상의 웨이퍼(W)가 그 후의 처리에 적합한 온도로 가열되는 것과 같은 온도)까지 승온하도록, 핫 플레이트(140)의 히터(142)에의 공급 전력을 조절한다.
[약액 처리]
이어서 처리액 공급부(700)의 노즐 암에 의해, 약액 노즐(701)이, 웨이퍼(W)의 중심부의 직상에 위치한다. 이 상태에서, 약액 노즐(701)로부터 온도 조절된 약액이 웨이퍼(W)의 표면(상면)에 공급된다. 약액의 공급은, 약액의 액면(LS)이 웨이퍼(W)의 상면보다 위에 위치할 때까지 계속된다. 이 때, 주연 커버체(180)의 상부(181)가 둑으로서 작용하여, 약액이 회전 테이블(100)의 외측으로 흘러 넘치는 것을 방지한다. 이 때의 상태는 도 15d에 나타낸 상태에 대략 상당한다.
웨이퍼(W)의 표면에 약액의 퍼들이 형성되면, 약액 노즐(701)이 웨이퍼(W)의 표면의 상방으로부터 퇴피하고, 히터(952)에 의해 적어도 그 하면이 가열되어 있는 탑 플레이트(950)가 웨이퍼(W)의 약액 퍼들의 표면에 근접하여 웨이퍼(W)의 표면을 덮는 커버 위치에 위치한다(이 상태는 도 15e에만 나타나 있음).
또한 이 때, 탑 플레이트(950)는 히터(952)에 의해 가열되어 있지 않아도 되고, 단순히 탑 플레이트(950)를 약액 퍼들의 표면에 근접시키는 것만으로도 좋다. 이 경우, 예를 들면 약액 성분의 비산에 의한 제 2 액 처리부(2000) 내의 오염을 억제할 수 있다. 이 경우, 탑 플레이트(950)는 히터(952)를 가지고 있지 않아도 된다. 또한 이 때, 온조 가스 노즐(980)에 의해, 핫 N2 가스(가열된 질소 가스) 등의 가열된 불활성 가스가 공급되고 있어도 된다. 또한, 핫 N2 가스 대신에 가열되지 않은 N2 가스 등의 불활성 가스가 공급되어도 된다.
약액의 공급 중, 혹은 약액의 공급 후에, 회전 테이블(100)이 저속으로 교호로 정회전 및 역회전(예를 들면 180 도 정도씩)된다. 이에 의해, 약액이 교반되어, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 웨이퍼(W) 표면과 약액과의 반응을 균일화할 수 있다.
일반적으로, 액받이 컵 내로 인입되는 기류의 영향에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부의 온도가 낮아지는 경향에 있다. 히터(142)의 복수의 히터 요소(142E) 중, 웨이퍼(W)의 주연부 영역(도 3의 가열 존(143-1 ~ 143-4))의 가열을 맡는 히터 요소(142E)에의 공급 전력을 증대시켜도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도가 균일화되고, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 웨이퍼(W) 표면과 약액과의 반응을 균일화할 수 있다.
이 약액 처리 중에 있어서, 히터(142)에의 공급 전력의 제어를, 핫 플레이트(140)에 마련된 온도 센서(146)의 검출값에 의해 행할 수 있다. 이 대신에, 히터(142)에의 공급 전력의 제어를, 웨이퍼(W)의 표면 온도를 검출하는 적외선 온도계(870)의 검출값에 기초하여 행해도 된다. 적외선 온도계(870)의 검출값을 이용하는 것이, 보다 정확하게 웨이퍼(W)의 온도를 제어할 수 있다. 히터(142)에의 공급 전력의 제어를, 약액 처리의 전기에 온도 센서(146)의 검출값에 기초하여 행하고, 후기에 적외선 온도계(870)의 검출값에 기초하여 행해도 된다.
또한 일실시 형태에 있어서, 액 처리 모듈(16)(기판 처리 시스템(1))의 가동 중에는, 보조 히터(900)에의 공급 전력은 일정하게 유지되고, 웨이퍼(W)의 온도 제어는 히터(142)에의 공급 전력을 조절함으로써 행해진다. 그러나, 보조 히터(900)에의 공급 전력을 조절함으로써, 보조 히터(900)를 웨이퍼(W)의 온도 제어에 관여시켜도 된다.
[약액 제거]
약액 처리가 종료되면, 먼저, 급전부(300)로부터의 히터(142)에의 급전을 정지하고, 이어서 제 2 전극부(161B)를 하강 위치로 하강시킨다. 먼저 급전을 정지함으로써, 제 2 전극부(161B)의 하강 시에 전극 간에 스파크가 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탑 플레이트(950)를 대기 위치로 퇴피시킨다. 이 상태는 도 15f에만 나타나 있다.
이어서 회전 테이블(100)을 고속 회전시켜, 웨이퍼(W) 상의 약액을 원심력에 의해 외방으로 비산시킨다. 주연 커버체(180)의 상부(181)의 내주면(185)이 경사져 있기 때문에, 상부(181)보다 반경 방향 내측의 영역에 존재하는 모든 약액(웨이퍼(W) 상의 약액도 포함함)이 스무스하게 제거된다. 비산한 약액은, 회전 컵(188)과 주연 커버체(180) 사이의 통로(190)를 통하여 유하하고, 액받이 컵(800)으로 회수된다. 또한 이 때, 약액의 종류에 적합한 배출 통로(제 1 배출 통로(806), 제 2 배출 통로(807), 제 3 배출 통로(808) 중 어느 1 개)로 비산한 약액이 유도되도록, 제 1 및 제 2 가동 컵 요소(802, 803)가 적절한 위치에 위치하고 있다.
[린스]
이어서, 회전 테이블(100)을 저속 회전으로 하고, 린스 노즐(702)을 웨이퍼(W)의 중심부의 직상에 위치시켜, 린스 노즐(702)로부터 린스액(예를 들면 DIW)을 공급한다. 이에 의해, 주연 커버체(180)의 상부(181)보다 반경 방향 내측의 영역에 잔류하고 있는 모든 약액(웨이퍼(W) 상에 잔류하고 있는 약액도 포함함)이, 린스액에 의해 씻겨내진다.
린스 노즐(702)로부터 공급되는 린스액은 상온의 린스액이어도 가열된 린스액이어도 된다. 가열된 린스액을 공급한 경우에는, 흡착 플레이트(120) 및 핫 플레이트(140)의 온도 저하를 방지할 수 있다. 가열된 린스액은, 공장 용력계로부터 공급을 받을 수 있다. 이 대신에 상온의 린스액을 가열하기 위하여, 린스액 공급원(702A)과 린스 노즐(702)을 접속하는 린스액 공급 라인에, 히터(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
이어서, 린스 노즐(702)로부터의 린스액의 공급을 계속한 채로, 회전 테이블(100)의 회전 속도를 저하시켜, 최종적으로 회전 테이블(100)의 회전을 정지시킨다. 이 상태가 도 15g에 나타나 있다. 이 후, 린스 노즐(702)로부터의 린스액의 공급을 정지한다. 이에 의해 린스액의 퍼들이 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 상태가 된다.
[제 2 액 처리부로부터의 웨이퍼 반출]
이어서, 전환 장치(삼방 밸브)(156)를 전환하여, 흡인 배관(153W)의 접속처를 흡인 장치(154)로부터 퍼지 가스 공급 장치(155)로 변경한다. 이에 의해, 플레이트용의 하면 흡인 유로 홈(121P)으로 퍼지 가스를 공급하고, 또한 기판용의 하면 흡인 유로 홈(121W)을 거쳐 흡착 플레이트(120)의 상면(120A)의 오목 영역(125W)으로 퍼지 가스를 공급한다. 이에 의해, 흡착 플레이트(120)에 대한 웨이퍼(W)의 흡착이 해제된다.
상기의 조작에 수반하여, 핫 플레이트(140)에 대한 흡착 플레이트(120)의 흡착도 해제된다. 1 매의 웨이퍼(W)의 처리가 종료될 때마다 핫 플레이트(140)에 대한 흡착 플레이트(120)의 흡착을 해제하지 않아도 되기 때문에, 이 흡착 해제가 행해지지 않는 것과 같은 배관 계통으로 변경해도 상관없다.
이어서 리프트 핀(211)을 전달 위치까지 상승시킨다. 이 상태가 도 15h에 나타나 있다. 상기의 퍼지에 의해 흡착 플레이트(120)에 대한 웨이퍼(W)의 흡착이 해제되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 흡착 플레이트(120)로부터 용이하게 떼어낼 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)에 흠집이 나는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 리프트 핀(211) 상에 실려 있는 웨이퍼(W)가, 제 2 암(3200)으로 전달된다. 이 상태가 도 15i에 나타나 있다. 이 후, 웨이퍼 센서(860)에 의해, 흡착 플레이트(120) 상에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 것의 확인이 행해진다. 이상에 의해, 1 매의 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리가 종료된다.
제 2 액 처리부(2000)에서 이용되는 약액으로서는, SC1, SPM(황산과수), H3PO4(인산 수용액) 등이 예시된다. 일례로서, SC1의 온도는 상온 ~ 70℃, SPM의 온도는 100 ~ 120℃, H3PO4의 온도는 100 ~ 165℃이다. 제 1 액 처리부(1000)에서 이용되는 약액으로서는 SC1, DHF 등이 예시된다. 일례로서 SC1의 온도는 상온 ~ 70℃, DHF의 온도는 20 ~ 25℃이다.
제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 구성은, 전술한 것에 한정되는 것이 아니며, 도 16a, 16b에 나타낸 것과 같은 것으로 할 수도 있다. 도 16a, 16b에 있어서, 상단이 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)의 개략 평면도, 하단이 이들 암의 개략 측면도이다.
도 16a의 변형예에서는, 제 1 암(3100)과 제 2 암(3200)이 평면으로 봤을 때 동일한 회전축선 둘레로 회전하도록 마련되어 있다. 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 암(3100)과 제 2 암(3200)은 상이한 높이 위치에 배치되어 있다.
도 16b의 변형예에서는, 제 1 암(3100)과 제 2 암(3200)은 동일한 높이 위치에 배치되어 있다. 제 1 암(3100)과 제 2 암(3200)이 평면으로 봤을 때 동일한 회전축선 둘레로 회전하도록 마련되어 있다. 제 1 암(3100)과 제 2 암(3200)은 회전축선에 관하여 점대칭으로 배치되어 있다.
상기의 실시 형태에 의하면, 1 매의 웨이퍼(W)에 대하여 순차 실행되는 액 처리 A 및 액 처리 B로 이루어지는 일련의 액 처리를 효율 좋게 행할 수 있다. 즉, 제 2 액 처리부에 있어서 웨이퍼(W)의 표면에 퍼들을 형성하여 웨이퍼(W)를 실질적으로 회전시키지 않는 상태에서 액 처리 A를 행하고 있는 동안에는, 스핀 척의 회전 모터 및 노즐 등의 하드웨어 자원이 휴지 상태에 있어, 하드웨어 자원이 낭비되고 있다. 상기 실시 형태에 의하면, 제 2 액 처리부에서 상기의 액 처리 A를 행하고 있는 동안에, 제 1 액 처리부에 있어서 다른 액 처리 B를 행할 수 있다. 상기의 일련의 액 처리를 효율 좋게 행할 수 있고, 기판 처리 시스템 전체적으로의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 액 처리부 및 제 2 액 처리부의 기기의 실질적인 가동률도 향상되어, 하드웨어 자원을 유효 이용할 수 있다.
상기의 효과는, 오로지 액 처리 A를 행하기 위한 제 1 처리 모듈과, 오로지 액 처리 B를 행하기 위한 제 2 처리 모듈을 이용해도 어느 정도는 얻어진다. 그러나, 제 1 처리 모듈과 제 2 처리 모듈이 분리된 별개의 모듈인 경우에는, 처리 모듈 간의 반송에 수고와 시간이 걸려, 실제로는 충분한 스루풋의 향상을 달성할 수 없다. 그러나 상기 실시 형태에서는, 제 1 암(3100) 및 제 2 암(3200)에 의해 2 매의 웨이퍼를 실질적으로 동시에 교체하고 있기 때문에, 제 1 액 처리부(1000)와 제 2 액 처리부(2000) 사이에서의 웨이퍼 반송의 시간을 큰 폭으로 단축할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
처리 대상의 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 글라스 기판, 세라믹 기판 등의 반도체 장치의 제조에 이용되는 다른 종류의 기판이어도 된다.

Claims (25)

  1. 기판의 반출반입구를 가지고, 제 1 액 처리부와 상기 제 1 액 처리부보다 상기 반출반입구로부터 먼 위치에 마련된 제 2 액 처리부가 내장된 액 처리 모듈과,
    상기 액 처리 모듈에 대하여 기판을 반출반입하는 반송 장치
    를 구비하고,
    상기 제 1 액 처리부는 기판을 유지하는 제 1 유지부를 가지고, 상기 제 1 유지부에 의해 유지된 기판에 제 1 액 처리를 실시하도록 구성되고,
    상기 제 2 액 처리부는 기판을 유지하는 제 2 유지부를 가지고, 상기 제 1 액 처리 전 또는 후에, 상기 제 2 유지부에 의해 유지된 기판에 제 2 액 처리를 실시하도록 구성되고,
    상기 반송 장치는 제 1 수평 방향으로 진퇴 가능한 기판 유지부를 가지고, 상기 기판 유지부에 의해 유지한 기판을 제 1 수평 방향으로 진퇴시킴으로써, 상기 제 1 액 처리부 및 상기 제 2 액 처리부에서 처리해야 할 기판의 상기 반출반입구를 통한 상기 제 1 액 처리부로의 반입과, 상기 제 1 액 처리부 및 상기 제 2 액 처리부에서 처리된 기판의 상기 반출반입구를 통한 상기 제 1 액 처리부로부터의 반출을 할 수 있도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액 처리부 및 상기 제 2 액 처리부는, 상기 제 1 수평 방향으로 배열되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액 처리 모듈은,
    상기 제 1 액 처리부 내의 분위기와 상기 제 2 액 처리부 내의 분위기를 서로 격리하는 적어도 1 개의 격벽과,
    상기 격벽에 마련된 개구를 개폐하는 셔터와,
    상기 개구를 통하여, 상기 제 1 액 처리부와 상기 제 2 액 처리부 사이에서 기판의 교체를 행하는 교체 장치
    를 더 가지고 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 수평 방향으로 봤을 때, 상기 반출반입구와 상기 개구가 적어도 부분적으로 중첩되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 교체 장치는, 제 1 암 및 제 2 암을 포함하고, 상기 제 1 암에 의한 제 1 기판의 상기 제 1 액 처리부로부터 상기 제 2 액 처리부로의 이송과, 상기 제 2 암에 의한 제 2 기판의 상기 제 2 액 처리부로부터 상기 제 1 액 처리부로의 이송에 의해 상기 기판의 교체가 실행되는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 암 및 상기 제 2 암은 서로 상이한 높이 위치에 마련되고, 이에 의해, 상기 제 1 암에 의한 제 1 기판의 상기 제 1 액 처리부로부터 상기 제 2 액 처리부로의 이송과, 상기 제 2 암에 의한 제 2 기판의 상기 제 2 액 처리부로부터 상기 제 1 액 처리부로의 이송이, 상기 제 1 암과 상기 제 2 암과의 간섭 없이 동시에 실행하는 것이 가능하게 되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 1 개의 격벽으로서, 상기 제 1 액 처리부측의 제 1 격벽과, 상기 제 2 액 처리부측의 제 2 격벽이 마련되고, 상기 제 1 격벽과 상기 제 2 격벽의 각각에 상기 개구 및 상기 셔터가 마련되고, 상기 제 1 격벽과 상기 제 2 격벽 사이에, 상기 제 1 암 및 상기 제 2 암을 수용할 수 있는 암 대기 공간이 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    적어도 상기 액 처리 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 암에 의한 제 1 기판의 상기 제 1 액 처리부로부터 상기 제 2 액 처리부로의 이송과, 상기 제 2 암에 의한 제 2 기판의 상기 제 2 액 처리부로부터 상기 제 1 액 처리부로의 이송을 동시에 실행시키고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 액 처리부에서 실행되는 액 처리의 소요 시간과 상기 제 2 액 처리부에서 실행되는 액 처리의 소요 시간이 상이한 경우에는, 소요 시간의 짧은 액 처리를 실행하는 일방의 액 처리부에 있어서, 액 처리의 개시를 늦추는 것, 또는 액 처리의 최종 공정의 시간을 연장시키는 것 중 적어도 어느 일방을 실행시키는, 기판 처리 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 액 처리 모듈은, 상기 제 1 액 처리부로 기체를 공급하는 제 1 기체 공급부와, 상기 제 1 액 처리부의 분위기를 배기하는 제 1 배기부와, 상기 제 2 액 처리부로 기체를 공급하는 제 2 기체 공급부와, 상기 제 2 액 처리부의 분위기를 배기하는 제 2 배기부를 가지고, 상기 제 1 액 처리부 내의 압력과 상기 제 2 액 처리부 내의 압력을 독립적으로 제어할 수 있도록 되어 있는, 기판 처리 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    적어도 상기 액 처리 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 액 처리부와 상기 제 2 액 처리부 중 기판에 대하여 먼저 액 처리를 행하는 액 처리부에서 실행되는 선행 액 처리의 최종 공정이, 기판의 표면에 처리액의 퍼들을 형성하는 퍼들 형성 공정이도록, 또한 기판이, 처리액의 퍼들이 형성된 상태에서, 상기 선행 액 처리 후에 실행되는 후속 액 처리를 행하는 액 처리부로 이송되도록, 상기 액 처리 모듈의 동작을 제어하고,
    상기 선행 액 처리는 상기 제 1 액 처리 및 상기 제 2 액 처리 중 일방이며, 상기 후속 액 처리는 상기 제 1 액 처리 및 상기 제 2 액 처리 중 타방인, 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    기판이, 처리액의 퍼들이 형성된 상태에서, 상기 선행 액 처리 후에 실행되는 후속 액 처리를 행하는 액 처리부로 이송될 때에, 상기 제 1 암 및 상기 제 2 암 중 보다 낮은 높이 위치에 있는 암이 이용되는, 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 선행 액 처리의 최종 공정은, 기판의 표면에 린스액의 퍼들을 형성하는 퍼들 형성 공정이며, 상기 선행 액 처리는, 상기 퍼들 형성 공정 전에, 상기 기판을 약액에 의해 웨트 에칭하는 에칭 공정과, 상기 에칭 공정 후에 상기 기판을 린스액에 의해 린스하는 린스 공정을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선행 액 처리의 상기 에칭 공정은 기판을 가열한 상태로 행해지고, 상기 제 1 액 처리부와 상기 제 2 액 처리부 중 상기 선행 액 처리를 행하는 액 처리부에, 기판을 가열하는 가열부가 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 선행 액 처리를 행하는 액 처리부 내로 가열된 기체를 공급하는 온조 기체 공급부가 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 선행 액 처리를 행하는 액 처리부는 상기 제 2 액 처리부인, 기판 처리 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 후속 액 처리의 최종 공정이, 건조용 유기 용제 및 건조용 가스를 이용한 건조 공정인, 기판 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부 및 상기 제 2 유지부 중 상기 후속 액 처리를 실행하는 액 처리부에 마련된 유지부가 기판의 주연을 파지함으로써 기판을 수평으로 유지하는 메커니컬 척이며, 상기 제 1 액 처리부와 상기 제 2 액 처리부 중 상기 메커니컬 척이 마련되어 있는 액 처리부는, 기판의 표면 및 이면 양방의 액 처리를 할 수 있도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  18. 제 3 항, 제 4 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 액 처리는 제 1 약액을 이용한 제 1 약액 처리 공정을 포함하고, 상기 제 2 액 처리는 상기 제 1 약액과 상이한 제 2 약액을 이용한 제 2 약액 처리 공정을 포함하는, 기판 처리 장치.
  19. 제 3 항, 제 4 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부에 기판의 하면을 지지한 상태로 승강 가능한 제 1 지지 핀이 마련되고,
    상기 반송 장치와 상기 제 1 유지부 사이에서의 기판의 전달, 및 상기 제 1 유지부와 상기 교체 장치 사이에서의 기판의 전달은 상기 제 1 지지 핀을 개재하여 행해지고,
    상기 제 2 유지부에 기판의 하면을 지지한 상태로 승강 가능한 제 2 지지 핀이 마련되고, 상기 교체 장치와 상기 제 2 유지부 사이에서의 기판의 전달은 상기 제 2 지지 핀을 개재하여 행해지는, 기판 처리 장치.
  20. 제 3 항, 제 4 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 장치는, 상기 교체 장치와 직접적으로 기판의 전달을 행할 수 있도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  21. 제 3 항, 제 4 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 처리 모듈은 복수 마련되고, 상기 복수의 액 처리 모듈은 상기 제 1 수평 방향과 직교하는 제 2 방향으로 배열되고, 상기 반송 장치는, 상기 제 2 방향으로 연장되는 반송로 내를 상기 제 2 방향으로 이동 가능하며, 이에 의해, 상기 반송 장치는, 임의의 액 처리 모듈과의 사이에서 기판의 전달을 할 수 있도록 되어 있는, 기판 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    연직 방향으로 적층된 복수의 단위 블록을 구비하고, 상기 각 단위 블록은, 상기 복수의 액 처리 모듈과, 상기 반송로 내를 이동 가능하며 또한 상기 복수의 액 처리 모듈과의 사이에서 기판의 전달이 가능한 상기 반송 장치를 가지고 있는, 기판 처리 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 각 단위 블록에 있어서, 상기 복수의 액 처리 모듈은, 상기 반송로를 사이에 두고 상기 제 1 수평 방향에 대향하여 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  24. 기판의 반출반입구를 가지고, 제 1 액 처리부와, 상기 제 1 액 처리부보다 상기 반출반입구로부터 먼 위치에 마련된 제 2 액 처리부가 내장된 액 처리 모듈을 구비한 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법으로서,
    반송 장치에 의해, 상기 제 1 액 처리부로 제 1 기판을 반입하는 것과,
    교체 장치에 의해, 상기 제 1 액 처리부로부터 상기 제 2 액 처리부로 제 1 기판을 이송하는 것과,
    반송 장치에 의해, 상기 제 1 액 처리부로 제 2 기판을 반입하는 것과,
    상기 제 2 액 처리부에 의해 상기 제 1 기판에 제 2 액 처리를 행하는 것과,
    교체 장치에 의해, 상기 제 1 액 처리부에 있는 상기 제 2 기판과 상기 제 2 액 처리부에 있는 상기 제 1 기판을 교체하는 것과,
    상기 제 2 액 처리부에 의해 상기 제 2 기판에 제 2 액 처리를 행하는 것과, 상기 제 1 액 처리부에 의해 상기 제 1 기판에 제 1 액 처리를 행하는 것을 적어도 부분적으로 중복된 시간에 실행하는 것과,
    반송 장치에 의해, 상기 제 1 액 처리부로부터 상기 제 1 기판을 반출하고, 또한 상기 제 1 액 처리부로 제 3 기판을 반입하는 것과,
    교체 장치에 의해, 상기 제 1 액 처리부로부터 상기 제 2 액 처리부로 제 1 기판을 이송하는 것과, 상기 제 1 액 처리부에 있는 상기 제 3 기판과 상기 제 2 액 처리부에 있는 상기 제 2 기판을 교체하는 것
    을 구비한 기판 처리 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    교체 장치에 의해 상기 제 1 액 처리부와 상기 제 2 액 처리부 사이에서 기판이 이송될 때를 제외하고, 상기 제 1 액 처리부의 분위기와 상기 제 2 액 처리부의 분위기를 셔터에 의해 격리하는 것을 더 구비한 기판 처리 방법.
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