KR20210034491A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210034491A
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substrate processing
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가즈히코 나카자와
유이치 다카야마
도시히토 모리오카
히로미치 가바
다쿠야 사토
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

처리액으로 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는, 이하의 요소를 포함한다. 관통 구멍이 복수 개 형성된 회전 부재, 상기 복수 개의 관통 구멍에 비시일 구조로 장착되고, 기판을 이격하여 지지하기 위한 복수 개의 지지 핀, 기판에 대해서 처리액을 공급하는 공급 노즐, 상기 회전 부재의 하방으로 이격하여 배치된 커버, 상기 회전 부재를 수평면 내에서 회전 구동하는 회전 구동 수단, 상기 복수 개의 지지 핀을 구동하는 구동 수단.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 표시기나 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치용 기판, 포토마스크용 유리 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판(이하, 간단히 기판이라고 칭한다)에 대해서, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 장치로서, 재치대(載置台)와, 복수 개의 지지 핀과, 공급 노즐을 구비한 것이 있다. 예를 들면, 일본국 특허공개 2019-46985호 공보(도 6)를 참조하길 바란다. 재치대는, 회전 가능하게 기판을 지지한다. 복수 개의 지지 핀은, 재치대의 상면에 있어서의 외주 측에 세워 설치되어 있다. 복수 개의 지지 핀은, 기판의 외주연을 지지한다. 공급 노즐은, 재치대에 지지된 기판에 처리액을 공급한다.
복수 개의 지지 핀은, 재치대에 형성된 관통 구멍에 삽입 통과되어 있다. 복수 개의 지지 핀은, 승강 핀을 구비하고 있다. 승강 핀은, 재치대의 상면으로부터 떨어진 수도(受渡) 위치와, 수도 위치보다 재치대의 상면에 가까운 유지 위치에 걸쳐서 승강한다. 재치대에는, 기판이 유지된 상태에서 공급 노즐로부터 처리액이 공급된다. 재치대에 흘러내린 처리액은, 지지 핀과 관통 구멍의 간극을 타고 재치대의 내부에 침입한다. 그러면, 지지 핀을 승강하는 구동 부품이 처리액에 의해서 파손될 우려가 있다. 그래서, 지지 핀이 삽입 통과되어 있는 재치대의 관통 구멍에는, O 링 등의 시일 부재가 장착되어 있다.
그러나, 이러한 구성을 갖는 종래예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 장치는, 시일 부재에 의한 지지 핀의 슬라이딩 저항이 매우 크다. 따라서, 지지 핀을 구동하는 구동 부품은, 그 구동력을 큰 것으로 할 필요가 있다. 지지 핀을 구동하는 구동 부품은, 구동 부품의 수를 늘릴 필요가 있다. 또, 복수 개의 지지 핀을 연결하여, 구동 부품에 의해서 승강되는 연결 부재의 강도를 높일 필요가 있다. 그렇기 때문에, 기판 처리 장치의 비용 저감을 방해하는 원인이 되고 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 지지 핀을 비(菲)시일 구조로 함으로써, 비용을 저감할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 채용한다.
본 발명은, 처리액으로 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는, 이하의 요소를 포함한다: 상기 처리액에 대한 내성을 구비하고, 기판의 직경보다 큰 직경을 갖고, 외주 측에서 상면과 하면이 연통한 관통 구멍이 복수 개 형성된 회전 부재；상기 처리액에 대한 내성을 구비하고, 상기 복수 개의 관통 구멍에 비시일 구조로 장착되고, 상기 회전 부재의 상면으로부터 기판의 하면을 이격하여 지지하기 위한 복수 개의 지지 핀；상기 회전 부재의 상면에서 상기 복수 개의 지지 핀으로 지지된 기판에 대해서 처리액을 공급하는 공급 노즐；상기 처리액에 대한 내성을 구비하고, 상기 회전 부재의 하면으로부터 하방으로 이격하여 배치된 커버；상기 커버 내에 배치되고, 상기 회전 부재를 수평면 내에서 회전 구동하는 회전 구동 수단；상기 커버 내에 배치되고, 상기 복수 개의 지지 핀을 구동하는 구동 수단.
본 발명에 의하면, 회전 부재의 관통 구멍에 장착되어 있는 복수 개의 지지 핀은, 비시일 구조로 장착되어 있다. 그렇기 때문에, 공급 노즐로부터 공급된 처리액은, 회전 부재의 관통 구멍과 복수 개의 지지 핀의 간극을 통해 회전 부재의 하면에 침입한다. 그러나, 커버로부터 위는 처리액에 내성을 구비하고, 회전 구동 수단과 구동 수단은 커버로 덮여 있어, 처리액에 의한 악영향을 받지 않는다. 또, 비시일 구조에 의해, 슬라이딩 저항을 작게 할 수 있고, 구동 부하를 작게 할 수 있다. 따라서, 구동 수단은 구동력을 크게 하거나, 구동하기 위한 부재의 강성을 높게 하는 등의 필요가 없고, 기판 처리 장치의 비용을 저감할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 복수 개의 지지 핀 중 일부의 복수 개를 승강 핀으로 하고, 상기 복수 개의 승강 핀을 상기 회전 부재의 하방에 있어서 연결하는 연결 부재를 구비하고, 상기 구동 수단은, 기판을 수도하기 위한 수도 위치와, 상기 수도 위치보다 낮은 지지 위치에 걸쳐서 상기 연결 부재를 통해 상기 복수 개의 승강 핀을 승강 구동하는 것이 바람직하다.
연결 부재를 통해 구동 수단이 승강 핀을 승강한다. 그러나, 비시일 구조에 의해 구동 부하가 작으므로, 연결 부재의 강성을 종래보다 낮게 할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 구동 수단은, 진퇴 구동되는 작동축을 구비하고, 상기 수도 위치로 이동할 때에는 상기 연결 부재에 상기 작동축의 상단이 맞닿고, 상기 지지 위치로 이동할 때에는 상기 작동축의 상단이 상기 연결 부재로부터 이격하고, 상기 연결 부재가 상기 수도 위치로부터 상기 지지 위치로 이동할 때에, 상기 연결 부재를 하방으로 자력으로 흡인하는 자석을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
수도 위치로 이동할 때에는 연결 부재를 작동축이 밀어올리는 한편, 지지 위치로 이동할 때에는, 작동축이 연결 부재로부터 이격한다. 이에 의해, 복수 개의 지지 핀 및 연결 부재가 자중으로 하강한다. 그 때, 자석에 의해서 연결 부재가 하방으로 흡인된다. 그렇기 때문에, 수도 위치로부터 지지 위치로 재빠르게 이동시킬 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 회전 부재는, 그 외주면으로부터 하방으로 연장되어 나오고, 상기 커버의 상면으로부터 상방으로 이격한 하단부를 갖고, 하면이 개방된 주면(周面) 부재를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
회전 부재의 관통 구멍을 통해 회전 부재의 하방에 침입한 처리액이 측방으로 비산하는 것을 방지할 수 있다. 또, 하면이 개방되어 있으므로, 회전 부재의 메인터넌스를 용이하게 할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 주면 부재의 내부를 향하여 세정액을 공급하는 세정 노즐을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
세정 노즐로부터 세정액을 공급하고, 회전 부재의 하방에 침입한 처리액을 제거한다. 이에 의해, 회전 부재의 하면 및 주면 부재의 내부로 구성되는 공간 내를 청정화할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고, 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는 것이 바람직하다.
기체 공급 기구에 의한 기체의 공급에 의해, 베르누이식 척으로서 동작시킬 수 있다. 따라서, 복수 개의 지지 핀에 의한 유지력에 더하여, 회전 부재 측으로의 흡인력에 의해, 기판을 확실히 유지시킬 수 있다.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 전체 구성도이다.
도 2는, 유지 유닛의 일부를 나타낸 종단면도이다.
도 3은, 유지 유닛의 일부를 나타내고, 지지 핀이 수도 위치에 있는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 유지 유닛의 일부를 나타내고, 지지 핀이 지지 위치에 있고, 회전한 상태를 나타내는 종단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 전체 구성도이다. 도 2는, 유지 유닛의 일부를 나타낸 종단면도이다.
실시예에 따른 기판 처리 장치는, 예를 들면, 기판(W)을 수평 자세로 유지하여 처리액에 의한 처리를 행한다. 이 기판 처리 장치는, 유지 유닛(1)과, 커버(3)와, 비산 방지 컵(5)과, 처리액 공급계(7)와, 하방 공급계(9)와, 세정액 공급계(11)를 구비하고 있다.
유지 유닛(1)이 유지하는 처리 대상인 기판(W)은, 예를 들면, 평면에서 볼 때 원 형상을 나타낸다. 유지 유닛(1)은, 회전 부재(13)와, 복수 개(예를 들면, 6개)의 지지 핀(15)과, 주면 부재(17)와, 연결 부재(19)와, 가이드 핀(21)과, 상부 자석(23)과, 자석 유지 부재(25)와, 하부 자석(27)과, 회전축(29)을 구비하고 있다.
회전 부재(13)는, 기판(W)의 직경보다 대경의 원 형상을 나타낸다. 구체적으로는, 회전 부재(13)의 직경은, 기판(W)의 직경의 1.05~1.2배 정도인 것이 바람직하다. 회전 부재(13)는, 전동 모터(45)로 회전 구동되는 것이다. 회전 부재(13)는, 비산 방지 컵(5)으로 주위가 둘러싸여져 있다. 그 때문에, 회전 부재(13)가 너무 크면 전동 모터(45)를 구동력이 높은 것으로 할 필요가 생기고, 또, 비산 방지 컵(5)을 크게 할 필요가 생기므로, 장치의 비용이 비싸지기 때문이다. 회전 부재(13)는, 그 외주 측에, 상면과 하면에 연통한 관통 구멍(31)이 형성되어 있다. 관통 구멍(31)은, 회전 부재(13)의 복수 개소(예를 들면, 6개소)에 형성되어 있다. 관통 구멍(31)에는, O 링 등의 시일 부재를 개재시키지 않는다. 즉, 관통 구멍(31)은, 비시일 구조로 지지 핀(15)이 삽입 통과되어 있다. 이 지지 핀(15)은, 처리액에 대한 내성을 구비한 수지 재료로 구성되어 있다. 수지 재료로는, 예를 들면, 불소계의 수지인 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)나, PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌) 등을 들 수 있다. 이 수지 재료는, 불소계의 수지가 아니어도, 후술하는 처리액 공급계(7)로부터 공급되는 처리액에 대한 내성을 구비하고 있는 것이면 된다. 각 지지 핀(15)은, 회전 부재(13)의 두께보다 긴 장축을 갖는 원기둥 형상을 나타낸다. 각 지지 핀(15)은, 기판(W)의 수평 방향으로의 이동을 규제하는 돌기(15a)를 상면에 구비하고 있다. 각 지지 핀(15)은, 그 외경이, 관통 구멍(31)의 내경보다 약간 소경으로 형성되어 있다.
각 지지 핀(15)의 하단부는, 연결 부재(19)에 연결되어 있다. 연결 부재(19)는, 평면시(平面視) 환 형상을 나타내고, 평면에서 볼 때 지지 핀(15)이 존재하지 않는 개소의 일부에, 복수 개의 가이드 핀(21)이 삽입 통과되어 있다. 복수 개의 가이드 핀(21)은, 상부가 회전 부재(13)의 하면에 장착되고, 하부에 플랜지(21a)가 형성되어 있다. 따라서, 연결 부재(19)는, 가이드 핀(21)의 플랜지(21a)에 의해서 하강 위치가 규제된다. 연결 부재(19)나 복수 개의 가이드 핀(21)은, 스테인리스강 등의 금속 재료가 상술한 불소 수지로 몰드되어 있다. 이에 의해 연결 부재(19)나 복수 개의 가이드 핀(21)은, 내약품성을 갖는다. 또, 회전 부재(13)는, 스테인리스강 등의 금속 재료로 구성되어 있다. 회전 부재(13)는, 그 하면이나 내주면이, 상술한 불소 수지 등으로 코팅되어 있다. 이에 의해 회전 부재(13)는, 내약품성을 갖는다.
연결 부재(19)의 하면의 일부에는, 상부 자석(23)이 장착되어 있다. 연결 부재(19)의 하방에는, 상부 자석(23)으로부터 이격하여 자석 유지 부재(25)가 장착되어 있다. 이 자석 유지 부재(25)는, 그 높이 위치가 고정되어 있다. 자석 유지 부재(25)는, 상부 자석(23)의 대향하는 상면에 하부 자석(27)이 장착되어 있다. 상부 자석(23)과 하부 자석(27)은, 서로 흡인하는 극성이 대향하도록 장착되어 있다. 즉, 상부 자석(23)의 하면이 S극이면, 하부 자석(27)의 상면은 N극이 되도록 장착되어 있다. 상부 자석(23), 하부 자석(27), 자석 유지 부재(25)는, 상술한 불소 수지로 몰드되어 있다. 이에 의해, 상부 자석(23), 하부 자석(27), 자석 유지 부재(25)는, 내약품성을 갖는다.
연결 부재(19)를 통해 복수 개의 지지 핀(15)을 승강하는데, 복수 개의 지지 핀(15)이 비시일 구조로 회전 부재(13)에 장착되어 있다. 그렇기 때문에, 연결 부재(19)를 개재한 복수 개의 지지 핀(15)의 구동 부하가 작아져 있다. 따라서, 연결 부재(19)를 종래와 비교하여 강성이 낮은 것으로 구성할 수 있다.
회전축(29)은, 선단부가 회전 부재(13)에 장착되어 있다. 회전축(29)은, 이중 통구조로 되어 있다. 회전축(29)은, 외통(33)에 내통(35)이 삽입 통과되어 있다. 외통(33)의 내주면과 내통(35)의 외주면은 이격해 있다. 따라서, 회전축(29)에는, 제1 유로(37)와, 제2 유로(39)가 형성되어 있다. 제1 유로(37)는, 내통(35)의 중심에 형성되어 있다. 제2 유로(39)는, 내통(35)의 외주면과 외통(33)의 내주면으로 구성되어 있다. 회전축(29)의 상부이며, 회전 부재(13)의 회전 중심에는, 개구 덮개(41)가 장착되어 있다. 개구 덮개(41)의 중심부에는, 토출 구멍(41a)이 형성되어 있다. 개구 덮개(41)의 하부는, 아래로 돌출된 삼각 형상으로 형성되어 있다. 이 부분에 대향하는 내통(35)은, 상면이 아래로 패인 삼각 형상으로 형성되어 있다. 이 삼각 형상은, 개구 덮개(41)의 삼각 형상에 대응하는 형상이다. 이들 삼각 형상의 부분은 서로 이격해 있어, 래버린스 구조(41b)를 구성하고 있다. 회전축(29)은, 스테인리스 합금 등의 금속 재료에 상술한 불소 수지가 코팅되어 있다. 이에 의해, 회전축(29)은, 내약품성을 갖는다.
회전 부재(13)의 내부에는, 유로(43)가 형성되어 있다. 유로(43)는, 일단 측이 제2 유로(39)에 연통해 있다. 유로(43)는, 타단 측이 회전 부재(13)의 주변 측의 상면에 연통해 있다. 주변 측의 개구는, 에지 개구(43a)이다. 에지 개구(43a)는, 상향으로 경사진 자세로 형성되어 있다. 이에 의해, 에지 개구(43a)는, 지지 위치의 높이에 있는 지지 핀(15)의 상단부를 향하여 기체를 취출(吹出)한다.
또한, 상술한 토출 구멍(41a)과 에지 개구(43a)가 본 발명에 있어서의 「기체 공급 기구」에 상당한다.
회전 부재(13)는, 주면 부재(17)를 구비하고 있다. 주면 부재(17)는, 평면에서 볼 때 환 형상의 형상을 나타낸다. 주면 부재(17)는, 회전 부재(13)의 외주면 측으로부터 하방을 향하여 연장되어 나와 있다. 주면 부재(17)는, 그 하단부가 커버(3)의 상면으로부터 상방으로 이격해 있다. 주면 부재(17)의 하면은, 하방으로부터 보면 거의 원 형상으로 개구를 갖는다. 주면 부재(17)는, 회전 부재(13)의 관통 구멍(31)을 통해 회전 부재(13)의 하방에 침입한 처리액이 측방으로 비산하는 것을 방지한다. 또, 주면 부재(17)는, 그 하면이 개방되어 있다. 그렇기 때문에, 유지 유닛(1)의 내부에 관한 메인터넌스를 용이하게 할 수 있다.
커버(3)는, 상면이 주면 부재(17)의 하단부로부터 하방으로 이격한 위치에 배치되어 있다. 커버(3)의 적어도 상면은, 예를 들면, 상술한 바와 같은 불소 수지로 구성되어 있다. 따라서, 커버(3)는, 후술하는 처리액 공급계(7)로부터 공급되는 처리액에 대한 내성을 구비하고 있다. 커버(3)는, 내부에 전동 모터(45)와, 승강 구동부(47)를 내장하고 있다. 커버(3) 중, 중앙부에는, 시일 부재(49)를 개재하여 회전축(29)이 삽입 통과되어 있다. 회전축(29)은, 전동 모터(45)의 하단부로부터 하방으로 돌출된 상태에서 전동 모터(45)에 연결되어 있다. 전동 모터(45)를 작동시키면, 회전축(29)이 축심(P) 둘레로 회전된다. 커버(3)의 상면 중 외주 측에는, 승강 구동부(47)가 배치되어 있다. 승강 구동부(47)는, 예를 들면, 에어 실린더 등의 액추에이터로 구성되어 있다. 승강 구동부(47)는, 작동축(51)을 구비하고 있다. 작동축(51)은, 연직 방향으로 장축을 향해져 있다. 작동축(51)은, 시일 부재(53)를 개재하여 커버(3)에 삽입 통과되어 있다. 작동축(51)은, 승강 구동부(47)가 작동되면, 승강 구동부(47)로부터 상단이 멀어지도록 신장된다. 작동축(51)은, 승강 구동부(47)가 비작동이 되면, 승강 구동부(47)에 상단이 가까워지도록 수축한다. 작동축(51)은, 승강 구동부(47)가 비작동이 된 상태에 있어서, 그 상단이 연결 부재(19)의 하면으로부터 약간 이격해 있다. 승강 구동부(47)가 비작동이 된 상태에서는, 연결 부재(19)의 하강을 허용하고, 지지 핀(15)이 지지 위치에 하강하는 것을 허용한다. 또, 작동축(51)은, 승강 구동부(47)가 작동된 상태에 있어서, 그 상단이 연결 부재(19)의 하면에 맞닿아 연결 부재(19)를 밀어올린다. 이에 의해, 작동축(51)은, 지지 핀(15)을 수도 위치로 밀어 올린다.
상기한 작동축(51)은, 예를 들면, 스테인리스강으로 구성되어 있다. 작동축(51)은, 상술한 불소 수지, PBI(폴리벤즈이미다졸)나 EFEP(테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 공중합체) 등으로 코팅되어 있다. 이에 의해, 작동축(51)은, 내약품성을 갖는다. 또, 작동축(51)을 PEEK(폴리에테르에테르케톤)로 구성해도 된다. 이 경우에는, 작동축(51)은, 상술한 불소 수지 등으로 코팅된다.
커버(3)의 상면으로부터 하방으로 경사진 측면에는, 세정 노즐(55)이 배치되어 있다. 세정 노즐(55)은, 그 장축이 주면 부재(17)의 개구부를 향해져 있다. 커버(3) 및 유지 유닛(1)의 측방에는, 비산 방지 컵(5)이 배치되어 있다. 비산 방지 컵(5)은, 유지 유닛(1)으로부터 주위로 비산한 처리액을 회수한다. 또, 비산 방지 컵(5)은, 유지 유닛(1)의 내부에 침입한 처리액을 회수한다. 또한, 비산 방지 컵(5)은, 세정 노즐(55)로부터 유지 유닛(1)에 공급되어 비산한 세정액을 회수한다.
처리액 공급계(7)는, 공급 노즐(57)과, 처리액 공급부(59)와, 배관(61)과, 제어 밸브(63)를 구비하고 있다. 유지 유닛(1)의 상방이며, 축심(P)의 축선 상에는, 공급 노즐(57)이 배치되어 있다. 이 공급 노즐(57)은, 도시하지 않는 대기 위치와, 도 1에 나타내는 공급 위치에 걸쳐서 이동 가능하게 구성되어 있다. 처리액 공급부(59)는, 기판(W)을 세정하기 위한 세정액을 저류하고 있다. 세정액은, 예를 들면, 순수, SC1(암모니아수와 과산화수소수의 혼합액), SC2(염산, 과산화수소수, 순수의 혼합액), DHF(희석 불화수소산) 등이다. 공급 노즐(57)과 처리액 공급부(59)는, 배관(61)에 의해서 연통 접속되어 있다. 배관(61)에는, 제어 밸브(63)가 장착되어 있다. 제어 밸브(63)는, 그 유량을 조절하거나, 설정된 유량으로의 공급을 허용하거나 차단한다.
하방 공급계(9)는, 다음과 같이 구성되어 있다. 회전축(29)의 제1 유로(37)에는, 배관(65)의 일단 측이 연통 접속되어 있다. 배관(65)의 타단 측은, 처리액 공급부(67)에 연통 접속되어 있다. 배관(65)은, 제어 밸브(69)를 구비하고 있다. 제어 밸브(69)는, 처리액의 유량을 조정하거나, 처리액의 공급/차단을 제어한다. 처리액 공급부(67)는, 예를 들면, 상술한 처리액 공급부(59)과 같은 처리액을 공급 가능하다. 또, 회전축(29)의 제2 유로(39)에는, 배관(71)의 일단 측이 연통 접속되어 있다. 기체 공급부(73)에는, 배관(71)의 타단 측이 연통 접속되어 있다. 배관(71)은, 제어 밸브(69)를 구비하고 있다. 제어 밸브(69)는, 기체의 유량을 조정하거나, 기체의 공급/차단을 제어한다. 기체 공급부(73)는, 기체를 공급한다. 기체는, 불활성 가스가 바람직하고, 예를 들면, 질소 가스가 적합하다. 제어 밸브(69, 75)는, 동시에 개방되는 경우가 있다. 그 경우에는, 토출 구멍(41a)으로부터 기판(W)의 하면을 향하여 처리액과 기체가 동시에 공급된다. 또, 그 경우에는, 에지 개구(43a)로부터는 기체만이 기판(W)의 주연 하면을 향하여 공급된다.
또, 회전축(29)은, 래버린스 구조(41b)를 채용하고 있다. 그렇기 때문에, 토출 구멍(41a)으로부터 처리액을 공급한 후, 처리액이 제2 유로(39)로 들어가지 않는다. 따라서, 기체만을 토출 구멍(41a)으로부터 공급하는 경우여도, 먼저 공급한 처리액이 토출 구멍(41a)으로부터 기판(W)에 공급되는 일이 없다. 그 결과, 적절한 유체 공급을 행할 수 있다.
세정액 공급계(11)의 세정 노즐(55)에는, 배관(77)의 일단 측이 연통 접속되어 있다. 배관(77)의 타단 측에는, 세정액 공급부(79)가 연통 접속되어 있다. 배관(77)에는, 제어 밸브(81)가 장착되어 있다. 제어 밸브(81)는, 세정액의 유량을 조정하거나 세정액의 공급/차단을 제어한다. 세정액 공급부(79)는, 예를 들면, 순수 등을 세정액으로서 공급한다.
기판 처리 장치의 저부에는, 예를 들면, 클린 룸 등이 구비하고 있는 배액부에 연통 접속된 배액관(83)이 설치되어 있다. 이 배액관(83)은, 처리액 공급계(7), 하방 공급계(9), 세정액 공급계(11)로부터 공급된 처리액 등을 배출한다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조한다. 도 3은, 유지 유닛의 일부를 나타내고, 지지 핀이 수도 위치에 있는 상태를 나타내는 종단면도이다. 도 4는, 유지 유닛의 일부를 나타내고, 지지 핀이 지지 위치에 있고, 회전한 상태를 나타내는 종단면도이다.
처리 대상인 기판(W)을 도시하지 않는 반송 기구로부터 수취할 때에는, 승강 구동부(47)를 작동시킨다. 이에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이 작동축(51)이 상승하고, 연결 부재(19)를 밀어올려 지지 핀(15)을 수도 위치로 상승시킨다. 지지 핀(15)은, 종래와 같은 O 링 등의 시일 부재가 없기 때문에, 상승 시의 슬라이딩 저항이 종래와 비교하여 극히 작다. 따라서, 지지 핀(15)을 상승시킬 때의 구동 부하는, 지지 핀(15)과 연결 부재(19) 등을 상승시키는 힘과, 자석(23, 27)의 자력에 의한 흡인력을 해제하는 힘뿐이다. 그러나, 이는, 종래와 같은 O 링 등의 시일 부재를 구비한 구성과 비교하면 구동 부하는 극히 작다. 이와 같이 복수 개의 지지 핀(15)을 수도 위치로 상승시킨 상태에서, 도시하지 않는 반송 기구로부터 기판(W)을 복수 개의 지지 핀(15)에 재치시킨다. 그 때, 기판(W)의 끝 가장자리는, 돌기(15a)에 의해 수평 방향의 위치가 규제된다.
이어서, 승강 구동부(47)를 비작동으로 한다. 이에 의해, 작동축(51)이 승강 구동부(47) 측으로 수축한다. 그러면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연결 부재(19)의 하면을 밀어올리고 있던 작동축(51)의 상단이 연결 부재(19)의 하면으로부터 하방으로 이격한다. 따라서, 복수 개의 지지 핀(15)은, 연결 부재(19) 및 자석(23) 등을 맞춘 자중에 의해서 하방으로 이동을 시작한다. 이와 더불어, 복수 개의 지지 핀(15)은, 상부 자석(23) 및 하부 자석(27)의 자력에 의한 흡인에 의해서 급속히 하강된다. 이 하강은, 연결 부재(19)가 가이드 핀(21)의 플랜지(21a)에 도달한 시점에서 정지된다. 이에 의해, 복수 개의 지지 핀(15)의 일부가 회전 부재(13)의 상면에 진입하고, 그리고, 기판(W)의 하면이 회전 부재(13)의 상면에 가까워진 지지 위치로 이동된다. 상부 자석(23) 및 하부 자석(27)에 의해서 연결 부재(19)가 하방으로 흡인되므로, 수도 위치로부터 지지 위치로 지지 핀(15)을 재빠르게 이동시킬 수 있다.
또한, 이 시점에서, 회전 부재(13)에 구비되어 있는 센터링 핀(도시 생략)에 의해, 기판(W)의 중심을 회전 부재(13)의 회전 중심에 일치시키는 센터링 동작을 행하도록 해도 된다. 여기서는, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 기판(W)의 중심과 회전 부재(13)의 중심이 거의 일치해 재치되어 있는 것으로 한다.
기판(W)이 지지 위치로 이동되면, 제어 밸브(75)가 개방된다. 그러면, 도 4 중에 흰색 삼각 실선으로 나타내는 바와 같이, 토출 구멍(41a)과 에지 개구(43a)로부터 질소 가스가 토출된다. 토출 구멍(41a)으로부터 토출된 질소 가스는, 기판(W)의 하면에서 측방으로 방향이 바뀐다. 그리고, 그 질소 가스는, 회전대(13)의 상면과 기판(W)의 하면의 좁은 공간을 기판(W)의 외주 방향을 향하여 고속으로 흘러나온다. 또한, 에지 개구(43a)로부터 토출된 질소 가스는, 기판(W)의 외주연 하면에서 측방으로 방향이 바뀐다. 그리고, 그 질소 가스는, 회전대(13)와 기판(W)의 외주연 하면의 좁은 공간을 고속으로 흘러나온다. 그 질소 가스의 흐름은, 베르누이 효과를 발생시키고, 기판(W)의 하면에 부압을 발생시킨다. 이 부압에 의해, 기판(W)에 대해서 회전 부재(13)의 상면 측으로 흡인력이 발생하고, 기판(W)이 회전 부재(13) 측으로 흡인된다. 이에 의해, 기판(W)을 유지 유닛(1)에 의해 안정적으로 유지할 수 있다.
기판(W)이 회전 부재(13) 측에 흡인된 후, 전동 모터(45)를 조작하여, 회전축(29)을 세정 회전수를 향하여 회전시키기 시작한다. 기판(W)의 회전수가 세정 회전수에 도달한 후, 공급 노즐(57)을 축심(P)의 상방으로 이동시킨다. 이와 더불어, 제어 밸브(63)를 개방시킨다. 그러면, 공급 노즐(57)로부터 처리액이 기판(W)의 상면을 향하여 공급되고, 원심력에 의해 기판(W)의 상면에서 외주면을 향하여 처리액이 흘러나온다. 이에 의해, 기판(W)의 상면이 처리액에 의해서 세정된다. 소정의 처리 시간이 경과하면, 제어 밸브(63)를 폐지하여 공급 노즐(57)로부터의 처리액의 공급을 정지시킨다. 그리고, 전동 모터(45)의 회전수를 세정 회전수보다 높은 건조 회전수로 올린다. 이에 의해, 기판(W)이나 회전대(13) 등에 부착되어 있는 처리액을 주위에 비산시키고, 기판(W)의 건조 처리를 행한다. 주위에 비산한 처리액은, 비산 방지 컵(5)에 의해서 회수된다. 소정 시간의 건조 처리 후, 전동 모터(45)를 정지시킨다.
건조 처리를 마치면, 제어 밸브(75)를 폐지하고, 질소 가스의 공급을 정지시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 하면에 발생해 있던 부압이 해소된다. 그 다음에, 구동 기구(47)를 작동시키면, 도 3에 나타내는 바와 같이 작동축(51)이 상승하고, 연결 부재(19)를 밀어올려 지지 핀(15)을 수도 위치로 상승시킨다. 그리고, 도시하지 않는 반송 기구에 의해, 세정 처리 완료 기판(W)을 복수 개의 지지 핀(15)으로부터 이재시킨다.
또, 상술한 세정 처리를 반복하여 실시하는 동안에, 지지 핀(15)과 관통 구멍(31)의 간극으로부터 처리액이 흘러내린다. 회전 부재(13)나 주면 부재(17)로부터 하방으로 흘러내린 처리액은, 기판 처리 장치의 하부에 있는 배액관(83)을 통해 배액부에 배출된다. 배액관(83)으로부터 배출되지 않은 처리액은, 회전 부재(13) 및 주면 부재(17)로 둘러싸인 공간의 구성 부품에 부착되어 있다. 그래서, 정기적으로 전동 모터(45)를 회전시키면서, 제어 밸브(81)를 개방시켜, 세정액을 세정 노즐(55)로부터 공급시킨다. 이에 의해, 회전 부재(13) 및 주면 부재(17)로 둘러싸인 공간의 구성 부품에 세정액이 뿜어지고, 커버(3)의 상면에도 처리액이 흘러내린다. 이에 의해, 회전 부재(13) 및 주면 부재(17)로 둘러싸인 공간의 구성 부품이나, 커버(3)의 상면에 부착되어 있는 처리액을 제거할 수 있다. 따라서, 부착되어 있던 처리액이 고착하여 건조한 후에 벗겨져 파티클이 되고, 기판(W)을 오염시키는 사태를 미연에 방지할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 회전 부재(13)의 관통 구멍(31)에 장착되어 있는 복수 개의 지지 핀(15)은, 비시일 구조로 장착되어 있다. 그렇기 때문에, 공급 노즐(57)로부터 공급된 처리액은, 회전 부재(13)의 관통 구멍(31)과 복수 개의 지지 핀(15)의 간극을 통해 회전 부재(13)의 하면에 침입한다. 그러나, 전동 모터(45)와 승강 구동부(47)는 커버(3)로 덮여 있어, 처리액에 의한 악영향을 받지 않는다. 또, 비시일 구조를 채용하고 있으므로, 슬라이딩 저항을 작게 할 수 있고, 구동 부하를 작게 할 수 있다. 따라서, 승강 구동부(47)는 구동력을 크게 하거나, 구동하기 위한 부재의 강성을 높게 하는 등의 필요가 없고, 기판 처리 장치의 비용을 저감할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상술한 실시예에서는, 처리 대상을 단순히 기판(W)으로 하고 있는데, 예를 들면, 최외주의 에지 부분(수 mm 정도)을 남기고, 그 내주만을 연삭하여 박화한 기판(W)(TAIKO 기판이라고도 불린다)이나, 전면에 걸쳐서 박화한 기판(W)을 처리하는 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다.
(2) 상술한 실시예에서는, 회전 부재(13)에 지지 핀(15)만을 구비한 기판 처리 장치를 예로 들어 설명했다. 그러나, 본 발명은, 예를 들면, 상술한 각 지지 핀(15)의 사이에 센터링 핀을 구비한 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다. 구체적으로는, 센터링 기구를 구비한 기판 처리 장치를 들 수 있다. 센터링 기구는, 센터링 핀을 회동시킨다. 기판(W)이 각 지지 핀(15)에 지지되고, 지지 위치로 이동된 상태에서, 센터링 기구가 센터링 핀을 회동시킨다. 그러면, 기판(W)의 회전 중심이 회전 부재(13)의 회전 중심과 일치된다. 센터링 핀은, 연직축 주위로 회동 가능하게 회전 부재(13)에 장착되고, 연직축으로부터 편심한 위치에 위치 맞춤 돌기를 갖는다. 또한, 이 경우에는, 센터링 핀의 하단부에, 수평 방향으로 자극이 상이하도록 자석을 장착해 둔다. 또한, 커버(3)의 내부에 자석의 극성을 전환하는 센터링 핀 구동부를 배치한다. 그리고, 센터링 핀 구동부를 작동시키면, 센터링 핀의 하단부의 자석에 대해서, 커버(3)의 상면을 통해 자극의 전환에 의한 자력의 영향이 미친다. 그 결과, 센터링 핀이 연직축 둘레로 회동한다. 이러한 센터링 핀에 대해서는, 상술한 불소 수지로 코팅해 두고, 비시일 구조로 회동 가능한 구성을 채용하는 것이 바람직하다.
(3) 상술한 실시예에서는, 복수 개의 지지 핀(15)을 연결 부재(19)로 일괄하여 승강 구동하고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 6개의 지지 핀(15)을 2그룹으로 나누고, 3개의 지지 핀(15)마다 일괄하여 승강 구동하는 구성을 채용해도 된다.
(4) 상술한 실시예에서는, 연결 부재(19)에 대해서 작동축(51)이 연결되어 있지 않은 구성을 채용하고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 연결 부재(19)의 하면에 대해서 작동축(51)의 상단이 연결되어 있는 구성을 채용해도 된다. 그 경우에는, 상부 자석(23), 하부 자석(27), 자석 유지 부재(25)를 생략할 수 있으므로, 비용을 저감할 수 있다.
(5) 상술한 실시예에서는, 커버(3)에 세정 노즐(55)을 구비하고 있다. 그러나, 본 발명은 이 구성을 필수로 하는 것이 아니다. 또, 커버(3) 자체에 세정 노즐(55)을 구비하는 것이 아니고, 주면 부재(17)의 내부에 세정액을 공급할 수 있는 위치에 배치하면 된다. 예를 들면, 커버(3)의 외부이며 비산 방지 컵(5)의 내부의 위치에 세정 노즐(55)을 배치해도 된다.
(6) 상술한 실시예에서는, 지지 핀(15)에 지지되어 있는 기판(W)의 하면과 회전 부재(13)의 표면 사이에 기체를 고속으로 분출시킴으로써 부압을 발생시키고, 기판(W)에 대해서 회전 부재(13) 측으로의 흡인력을 발생시키고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 베르누이식의 척에 한정되는 것이 아니다. 즉, 간단히 지지 핀(15)으로 기판(W)의 외주연 하면을 맞닿음 지지하는 유지 유닛을 구비한 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 처리액으로 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는, 이하의 요소:
    상기 처리액에 대한 내성을 구비하고, 기판의 직경보다 큰 직경을 갖고, 외주 측에서 상면과 하면이 연통한 관통 구멍이 복수 개 형성된 회전 부재;
    상기 처리액에 대한 내성을 구비하고, 상기 복수 개의 관통 구멍에 비(非)시일 구조로 장착되고, 상기 회전 부재의 상면으로부터 기판의 하면을 이격하여 지지하기 위한 복수 개의 지지 핀;
    상기 회전 부재의 상면에서 상기 복수 개의 지지 핀으로 지지된 기판에 대해서 처리액을 공급하는 공급 노즐;
    상기 처리액에 대한 내성을 구비하고, 상기 회전 부재의 하면으로부터 하방으로 이격하여 배치된 커버;
    상기 커버 내에 배치되고, 상기 회전 부재를 수평면 내에서 회전 구동하는 회전 구동 수단;
    상기 커버 내에 배치되고, 상기 복수 개의 지지 핀을 구동하는 구동 수단
    을 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 지지 핀 중 일부의 복수 개를 승강 핀으로 하고,
    상기 복수 개의 승강 핀을 상기 회전 부재의 하방에 있어서 연결하는 연결 부재를 구비하고,
    상기 구동 수단은, 기판을 수도(受渡)하기 위한 수도 위치와, 상기 수도 위치보다 낮은 지지 위치에 걸쳐서 상기 연결 부재를 통해 상기 복수 개의 승강 핀을 승강 구동하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동 수단은, 진퇴 구동되는 작동축을 구비하고, 상기 수도 위치로 이동할 때에는 상기 연결 부재에 상기 작동축의 상단이 맞닿고, 상기 지지 위치로 이동할 때에는 상기 작동축의 상단이 상기 연결 부재로부터 이격하고,
    상기 연결 부재가 상기 수도 위치로부터 상기 지지 위치로 이동할 때, 상기 연결 부재를 하방으로 자력으로 흡인하는 자석을 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 부재는, 그 외주면으로부터 하방으로 연장되어 나오고, 상기 커버의 상면으로부터 상방으로 이격한 하단부를 갖고, 하면이 개방된 주면(周面) 부재를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 회전 부재는, 그 외주면으로부터 하방으로 연장되어 나오고, 상기 커버의 상면으로부터 상방으로 이격한 하단부를 갖고, 하면이 개방된 주면 부재를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 회전 부재는, 그 외주면으로부터 하방으로 연장되어 나오고, 상기 커버의 상면으로부터 상방으로 이격한 하단부를 갖고, 하면이 개방된 주면 부재를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 주면 부재의 내부를 향하여 세정액을 공급하는 세정 노즐을 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 주면 부재의 내부를 향하여 세정액을 공급하는 세정 노즐을 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 주면 부재의 내부를 향하여 세정액을 공급하는 세정 노즐을 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 5에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  16. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  17. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 9에 있어서,
    상기 회전 부재와 상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판의 하면 사이에 기체를 공급하는 기체 공급 기구를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 지지 핀에 지지된 기판에 대해서 상기 회전 부재 측으로의 흡인력을 발생시키는, 기판 처리 장치.
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