KR20220159896A - 컵, 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 기판으로부터 비산한 처리액이 상기 컵의 내주면에 있어서의 상기 기판에 튀어 오르는 것을 억제하는 것이다.
본 발명에 따르면, 기판을 액처리하기 위해서 상기 기판을 둘러싸는 컵으로서, 상기 컵의 내주면에 있어서 종방향으로 신장하여 형성되는 제1 홈과, 각각의 일단이 상기 제1 홈과 각각 접속되도록 형성되고, 신장 방향으로 향해서 본 각각의 단면적에 관해서 상기 제1 홈의 단면적보다도 작은 복수의 제2 홈을 구비하도록 컵을 구성한다.

Description

컵, 액처리 장치 및 액처리 방법{CUP, LIQUID TREATMENT APPARATUS AND LIQUID TREATMENT METHOD}

본 개시는 컵, 액처리 장치 및 액처리 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조 공정에서는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재한다)에 대한 액처리가 이루어진다. 이 액처리에 관해서는, 컵에 수납한 웨이퍼에 대하여 처리액을 공급하도록 행하는 처리가 포함된다. 특허문헌 1에는, 그 컵의 내주면에 관해서, 조면화 처리가 실시되며 또한 친수성 피막이 형성된 구성으로 하는 것이 나와 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2013-138089호 공보

본 개시는, 컵에 둘러싸인 기판을 액처리함에 있어서, 기판으로부터 비산한 처리액이 상기 컵의 내주면에 있어서의 상기 기판으로 튀어 오르는 것을 억제하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 컵은, 기판을 액처리하기 위해서 상기 기판을 둘러싸는 컵에 있어서,

상기 컵의 내주면에 있어서 종방향으로 신장하여 형성되는 제1 홈과,

각각의 일단이 상기 제1 홈과 각각 접속되도록 형성되며, 신장 방향으로 향해서 본 각각의 단면적에 관해서 상기 제1 홈의 단면적보다도 작은 복수의 제2 홈을 구비한다.

본 개시는, 컵에 둘러싸인 기판을 액처리함에 있어서, 기판으로부터 비산한 처리액이 상기 컵의 내주면에 있어서의 상기 기판으로 튀어 오르는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시형태에 따른 컵을 구비한 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 현상 장치의 평면도이다.
도 3은 상기 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 4는 상기 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 5는 상기 컵의 내주면을 도시하는 평면도이다.
도 6은 상기 내주면에 형성되는 홈을 포함하는 종단면도이다.
도 7은 상기 내주면에 형성되는 홈을 포함하는 종단면도이다.
도 8은 상기 내주면에 형성되는 홈을 포함하는 종단면도이다.
도 9는 상기 내주면에 형성되는 홈을 포함하는 종단면도이다.
도 10은 상기 내주면에 있어서의 액 흐름을 도시하는 모식도이다.
도 11은 상기 홈을 도시하는 개략 종단면도이다.
도 12는 상기 현상 장치에서 처리되는 웨이퍼의 평면도이다.
도 13은 상기 내주면의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 14는 상기 내주면의 모습을 도시하는 설명도이다.
도 15는 내주면의 홈의 다른 구성을 도시하는 평면도이다.

액처리 장치의 일례인 현상 장치(1)에 관한 개요를 설명한다. 현상 장치(1)는 본 개시의 일 실시형태에 따른 컵(3)을 구비하고 있다. 현상 장치(1)에서는, 기판인 웨이퍼(W)에 대하여, 현상액을 공급하여 웨이퍼(W)의 표면에 레지스트 패턴을 해상하는 현상 처리와, 이 현상 처리에 이어지는 세정 처리가 이루어진다. 세정 처리에서는, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 예컨대 순수인 세정액이 공급됨으로써 현상액이 제거된다.

상기한 현상 처리 및 세정 처리는, 웨이퍼(W)가 컵(3)에 둘러싸인 상태에서 이루어지고, 장치의 각 부에 각 액이 비산하는 것이 방지되며 또한 사용이 끝난 각 액은 컵(3)으로부터 배액로(排液路)로 흘러 제거된다. 그리고, 세정 처리 시에 웨이퍼(W)의 회전에 의해서 상기 웨이퍼(W)로부터 비산한 세정액의 액적(液滴)이 컵(3)의 내주면에 충돌한다. 상기 내주면에는 홈으로 이루어지는 패턴이 형성되어 있다. 상기 패턴에 의해서 상기한 액적으로부터 액막(液膜)이 형성되고, 이어서 내주면에 충돌한 액적이 상기 액막에 의해서 붙잡힌다. 세정 처리 중에 적량의 세정액에 의해서 액막이 유지되도록, 이 패턴은 상기 액막을 구성하는 세정액을 컵의 아래쪽으로 배출할 수 있게 구성되어 있다.

이하, 현상 장치(1)에 관해서 도 1의 종단 측면도 및 도 2의 평면도를 참조하여 설명한다. 현상 장치(1)는 웨이퍼(W)를 배치하는 배치부로서 스핀 척(11)을 구비하고 있다. 스핀 척(11)은 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 흡착하여 상기 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 이 스핀 척(11)은 수직으로 신장하는 축부(軸部)(12)를 통해 회전 기구(13)에 접속되어 있고, 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서 연직 축 둘레로 회전한다. 그 스핀 척(11)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(W)는 중심 둘레로 회전한다.

상기한 컵(3)에 관해서 설명한다. 컵(3)은, 평면에서 볼 때 스핀 척(11)에 유지되는 웨이퍼(W)의 외측 영역에 위치하고, 몸통부(31), 경사벽(32), 바닥부(33), 내주벽(35), 원환부(36) 및 하강벽(38)을 구비하고 있다. 이들 각 부는, 평면에서 볼 때 중심축이 서로 일치하는 원환형 혹은 원통형의 부재로서 구성되어 있다. 또한, 이 중심축은 평면에서 볼 때 스핀 척(11)의 회전축에 일치하고 있다.

몸통부(31)는, 평면에서 볼 때 스핀 척(11)에 배치되는 웨이퍼(W)의 외측에 형성되며, 수직으로 기립한 원통체로서 구성되어 있다. 이 몸통부(31)의 내주면을 31A로 나타내고 있다. 이 내주면(31A)은 컵(3)의 내주면의 제3 높이 영역이며, 상기한 홈이나 후술하는 샌드 블라스트에 의한 요철(53)이 형성되어 있지 않고, 평활면으로서 구성되어 있다. 몸통부(31)의 상단 측은 상기 몸통부(31)의 중심축으로 향하여 비스듬하게 위쪽으로 뻗어나가도록 경사짐으로써 경사벽(32)으로서 구성되어 있다. 경사벽(32)의 하단, 경사벽(32)의 상단은, 스핀 척(11)에 유지되는 웨이퍼(W)보다도 각각 아래쪽, 위쪽에 위치한다. 따라서, 상기 경사벽(32)은 몸통부(31)와 함께 컵(3)의 측벽 및 내주면을 구성한다. 상기한 홈의 패턴은 상기 경사벽(32)에 형성되어 있으며, 후에 상세히 설명한다.

몸통부(31)의 하단은 상기 몸통부(31)의 중심축으로 향해서 수평으로 신장하여 원환형인 바닥부(33)를 형성한다. 이 바닥부(33)의 상면에는, 상기 바닥부(33) 위를 둘레 가장자리 측의 외주 가장자리 영역(33A)과, 몸통부(31)의 중심축 부근의 내주 가장자리 영역(33B)으로 구획하도록 수직의 구획벽(34)이 마련되어 있고, 이 구획벽(34)은 바닥부(33) 둘레를 따르는 원통형으로 구성되어 있다. 바닥부(33)에 있어서의 외주 가장자리 영역(33A)에 면하는 영역에는 배액구(排液口)(30)가 개구되어 있으며, 웨이퍼(W)로부터 컵(3) 안으로 유하(流下)한 현상액 및 세정액은 이 배액구(30)로부터 배액로로 흘러 제거된다. 또한, 바닥부(33)에 있어서 내주 가장자리 영역(33B)에 면하는 영역에는, 컵(3) 안을 배기하기 위한 배기구가 개구되어 있다.

바닥부(33)의 내주 가장자리는 수직 위쪽으로 돌출하여 내주벽(35)을 구성하고 있다. 또한, 축부(12)를 둘러싸도록 구성된 원환부(36)가 형성되어 있고, 내주벽(35)의 상단은 원환부(36)에 있어서의 폭 방향 중앙부의 하면에 접해 있다. 원환부(36)의 둘레 가장자리 측은, 종단면에서 볼 때 산형(山型)이면서 또한 그 꼭대기부가 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 아래쪽에 위치하는 가이드부(37)를 구비한다. 이 가이드부(37)의 둘레 단부가 구획벽(34)의 상단보다도 아래쪽 위치로 향하도록 수직으로 뻗어나감으로써 원통형의 하강벽(38)으로서 구성되어 있으며, 상기 하강벽(38)은 구획벽(34)의 외측에 위치하고 있다.

원환부(36)에 있어서의 가이드부(37)보다도 중심 측의 부위를 관통하도록 수직의 핀(14)이 3개 마련되어 있다. 각 핀(14)은 승강 기구(15)에 의해서 승강하여, 도시하지 않는 반송 기구와 스핀 척(11)의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달한다. 또한, 컵(3)의 위쪽에는 필터 기구(16)가 설치되어 있어, 아래쪽에 대기를 공급한다. 이 필터 기구(16)로부터의 대기의 공급과 컵(3) 안의 배기구(39)로부터의 배기에 의해, 웨이퍼(W) 상에 대기의 하강 기류가 형성된 상태에서 상기한 현상 처리 및 세정 처리가 이루어진다.

그리고, 컵(3) 안으로 유입된 대기는, 웨이퍼(W)의 측면과 경사벽(32)의 내주면의 사이에 형성되는 유로(배기 영역(17)으로 한다)를 통과한다. 또한 그 대기는, 몸통부(31)의 내주면(31A)과 하강벽(38)의 외주면 사이에 있어서의 유로(협소 유로(18)로 한다)를 통과하고, 내주 가장자리 영역(33B)으로부터 배기구(39)로 흘러 제거된다. 따라서, 배기 영역(17)에 대하여 협소 유로(18)는 아래쪽 또 하류 측에 위치하는 유로이다. 배기 영역(17)의 폭 A1보다도 협소 유로(18)의 폭 A2는 작다. 또한, 컵(3)이 상기한 것과 같이 구성되기 때문에, 배기 영역(17) 및 협소 유로(18)는 원환이며, 상기한 폭 A1 및 폭 A2는 그 원환에 있어서의 직경 방향의 길이이다.

컵(3)은 수지에 의해 구성되어 있다. 패턴이 형성되는 경사벽(32)의 내주면을 구성하는 수지는 친수화 처리되어 있고, 카르복실기를 갖추고 있다. 보다 자세히 설명하면, 예컨대 친수화 처리 전의 수지는 메틸기를 갖추고 있고, 이 메틸기에 관해서 하기의 식 1로 나타내는 것과 같이, 불화 및 산화에 의한 친수화 처리가 이루어짐으로써 카르복실기로 되어 있다. 또한, 이 친수화 처리는 후술하는 각 홈(41~43, 51, 52)의 내부, 외부 모두 실시된다.

식 1: -CH₃+O₂+F₂ → -COF+H₂O → -COOH

현상 장치(1)에서 이용하는 현상액은 강염기이다. 그 때문에 현상액이 경사벽(32)의 내주면에 부착되면, 하기 식 2의 반응이 일어나, 카르복실기로부터 프로톤이 탈리하여, 카르복실산 음이온으로 된다. 또한, 현상액은 웨이퍼(W)에의 공급 시에 웨이퍼(W)로부터 뛰어오름으로써 내주면에 부착되거나, 혹은 세정 처리 시의 웨이퍼(W) 회전의 원심력으로 웨이퍼(W)로부터 비산함으로써 내주면에 부착된다. 그리고, 세정액(순수)은 약염기이기 때문에, 생성된 카르복실산 음이온은, 상기 카르복실산 음이온이 갖는 전하의 작용에 의해 세정액을 잡아 당긴다. 그러므로, 경사벽(32)의 내주면에는 세정액에 의한 액막이 형성되기 쉽다. 또한, 하기 식 3으로 나타내는 것과 같이, 카르복실산 음이온은 세정액으로부터 프로톤이 공여됨으로써 카르복실기로 되돌아간다. 따라서, 현상 장치(1)에 순차 반송되는 웨이퍼(W)를 처리함에 있어서, 식 2, 식 3의 반응이 반복되게 되어, 각 웨이퍼(W)의 세정 처리 시에 있어서 액막이 형성되기 쉬운 상태가 된다.

식 2: -COOH+OH^- →-COO

식 3: -COO^-+H₂O → -COOH

상기한 식 1로 나타내는 친수화 처리는, 예컨대 컵(3)의 몸통부(31)에 있어서의 내주면(31A)에는 이루어지지 않아, 경사벽(32)의 내주면보다도 몸통부(31A)의 내주면 쪽이 친수성이 낮다(세정액의 접촉각이 크다). 이에 따라, 경사벽(32)으로 액막을 형성한 후, 컵(3)의 몸통부(31)의 내주면(31A)에 유하한 세정액은 빠르게 유하하여 배출된다. 따라서, 이 내주면(31A)이 형성하는 협소 유로(18)에 있어서, 세정액이 모여서 더욱 협소화되어 버리는 것이 방지되고, 웨이퍼(W)의 처리에 영향을 주는 것이 방지된다.

또한, 컵(3)의 몸통부(31)를 구성하는 수지 중에는 EDTA(에틸렌 디아민 테트라 아세트산)가 혼입된다. 그 때문에, 도 3에 도시하는 것과 같이 웨이퍼(W)에 공급된 현상액 혹은 세정액에, 웨이퍼(W)에 포함되어 있던 불순물인 금속의 입자(M)가 혼입하여, 웨이퍼(W)로부터 흘러 떨어지는 것으로 한다. 이 입자(M)를 포함한 폐액(현상액 혹은 세정액)이 몸통부(31)의 내주면(31A)을 유하할 때에 EDTA와 착체를 형성함으로써, 도 4에 도시하는 것과 같이 내주면(31A)에 고정된다. 즉, 폐액에 관해서는, 입자(M)가 제거되도록 청정화되고, 배액구(30)에 입자(M)를 포함한 폐액이 유입되는 것이 억제됨으로써, 배액로의 금속 오염이 억제된다. 그러므로, 배액로로부터 현상액 및 세정액을 회수하여 재이용하는 것도 용이하다.

또한, 이와 같이 컵(3)의 측벽을 이루는 내주면(31A)이 금속 포집면으로서 구성되는 대신에, 몸통부(31)의 내주면(31A) 상에 금속을 포집하기 위한 막을 마련하여, 그 막에 의해 금속의 포집이 이루어지도록 하여도 좋다. 즉, 이 경우는 막의 표면이 금속 포집면이며, 이 막에 관해서도 예컨대 EDTA를 포함하도록 구성할 수 있다.

그런데, 현상 장치(1)에는 상술한 현상 처리 및 세정 처리를 행하기 위해서, 현상액 공급 노즐(21) 및 세정액 공급 노즐(22)이 마련되어 있다. 현상액 공급 노즐(21)은 현상액 공급 기구(23)에 접속되어 있다. 현상액 공급 기구(23)는 밸브나 현상액의 저류부를 구비하고 있고, 상기 저류부로부터 현상액 공급 노즐(21)에 현상액을 공급하거나 끊거나 한다. 즉, 현상액 공급 기구(23)에 의해서 현상액 공급 노즐(21)로부터의 현상액 공급이 제어된다. 세정액 공급 노즐(22)은 세정액 공급 기구(24)에 접속되어 있다. 세정액 공급 기구(24)는 밸브나 세정액의 저류부를 구비하고 있고, 상기 저류부로부터 세정액 공급 노즐(22)에 세정액을 공급하거나 끊거나 한다. 즉, 세정액 공급 기구(24)에 의해서 세정액 공급 노즐(22)로부터의 세정액 공급이 제어된다. 또한, 도 2에서 21A, 22A는 각각 현상액 공급 노즐(21)의 토출구, 세정액 공급 노즐(22)의 토출구이다.

또한, 현상액 공급 노즐(21), 세정액 공급 노즐(22)은, 구동 기구(25, 26)에 각각 접속됨으로써, 승강이 자유로우며 또한 수평 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다. 그와 같이 구성됨으로써, 현상액 공급 노즐(21), 세정액 공급 노즐(22)은, 컵(3)의 외측에서 이들 노즐을 대기시키는 도시하지 않는 대기 영역과, 스핀 척(11) 상에 유지된 웨이퍼(W)의 위쪽의 사이를 이동할 수 있다.

그리고, 현상 장치(1)는 컴퓨터에 의해 구성되는 제어부(10)를 구비하고 있으며, 컴팩트 디스크, 하드 디스크, 메모리 카드 및 DVD 등의 기억 매체에 저장된 프로그램이 인스톨된다. 인스톨된 프로그램에 의해 제어부(10)로부터 현상 장치(1)의 각 부에 제어 신호가 출력되도록 프로그램에는 명령(각 스텝)이 삽입되어 있다. 이 제어 신호에 의해서, 구동 기구(25, 26)에 의한 각 노즐의 이동, 회전 기구(13)에 의한 스핀 척(11)의 회전, 현상액 공급 기구(23)에 의한 현상액 공급 노즐(21)로부터의 현상액의 공급 및 끊기, 세정액 공급 기구(24)에 의한 세정액 공급 노즐(22)로부터의 세정액의 공급 및 끊기 등이 제어된다. 이에 따라, 현상 장치(1)에서의 현상 처리 및 세정 처리가 이루어진다.

현상 장치(1)의 동작에 관해서 설명한다. 반송 기구에 의해 스핀 척(11) 상에 웨이퍼(W)가 반송되면, 핀(14)을 통해 스핀 척(11)에 웨이퍼(W)가 배치되어 흡착 유지된다. 컵(3) 밖의 대기 영역으로부터 웨이퍼(W)의 둘레 단부 위로 현상액 공급 노즐(21)이 이동한다. 웨이퍼(W)가 비교적 낮은 회전수로 회전하며 또한 웨이퍼(W) 상에 현상액을 토출하면서 현상액 공급 노즐(21)이 웨이퍼(W)의 중심부 위로 이동하여, 웨이퍼(W)의 표면 전체가 현상액에 의해 피복된다. 현상액 공급 노즐(21)은 대기 영역으로 되돌아가고, 세정액 공급 노즐(22)이 대기 영역으로부터 웨이퍼(W)의 중심부 위에 위치한다.

웨이퍼(W)가 비교적 높은 회전수로 회전하면서 또한 세정액 공급 노즐(22)로부터 웨이퍼(W)의 중심부에 세정액이 토출되고, 이 세정액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 둘레 단부로 향해서 퍼져 나가, 웨이퍼(W) 표면으로부터 현상액을 흘러가게 하여 제거한다. 그리고, 원심력에 의해서 이 세정액도 웨이퍼(W)로부터 흩뿌려져 제거된다. 세정액 공급 정지 후, 처리액 공급부인 세정 공급 노즐(2)은 대기 영역으로 되돌아가고, 웨이퍼(W)의 회전이 정지한다. 그리고, 핀(14)을 통해 스핀 척(11)으로부터 반송 기구에 웨이퍼(W)가 전달되어, 웨이퍼(W)는 현상 장치(1)로부터 반출된다. 웨이퍼(W)가 현상 장치(1)에 반송될 때마다 이러한 일련의 동작이 이루어진다.

이어서, 컵(3)의 경사벽(32)의 내주면의 구성에 관해서 도 5도 참조하여 추가로 설명한다. 이 도 5는 컵(3) 안에서 본 상기 내주면을 도시하고 있고, 더욱 자세히 설명하면, 경사벽(32)이 이루는 내주면 전체 중, 그 둘레 방향에 있어서의 일부 부위를 잘라내고, 굴곡을 해소하여 평면으로서 나타낸 것이다. 예컨대 경사벽(32)의 내주면에서는 회전 대칭이 되도록 상술한 홈에 의한 패턴이 형성되어 있고, 따라서 내주면의 복수의 부위에 관해서, 각각 같은 식으로 이 도 5에서 도시된 것과 같이 패턴이 형성되어 있다. 이후에는, 특별히 기재가 없는 한, 도 5에서 도시하는 것과 같이 곡률을 변경하여 평면으로서 나타낸 상태인 것으로 하여 경사벽(32)의 내주면을 설명한다.

경사벽(32)의 내주면에 관해서 수평면을 따라 높이를 3개로 구분하여, 아래쪽에서 위쪽으로 향하여 하부 측 영역(R1), 중간 영역(R2), 상단부 영역(R3)으로 한다. 이들 영역(R1~R3) 사이에서는 홈의 패턴이 상이하며, 상단부 영역(R3)에는 상기 패턴이 형성되어 있지 않다. 중간 영역(R2)의 하단은 스핀 척(11)에 배치된 웨이퍼(W) 표면의 위쪽에 위치한다. 따라서, 하부 측 영역(R1)은 웨이퍼(W)의 표면보다도 위쪽의 위치에서부터 웨이퍼(W)보다도 아래쪽의 위치에 걸쳐 형성되어 있다. 하부 측 영역(R1)은 제1 높이 영역, 중간 영역(R2)은 제2 높이 영역, 상단부 영역(R3)은 제4 높이 영역에 각각 상당한다.

각 영역(R1~R3)의 작용의 개요를 설명한다. 하부 측 영역(R1)은, 상기한 것과 같이 세정액의 액적으로부터의 액막의 형성, 이 액막에 의한 액적의 포집 및 불필요한 세정액의 아래쪽으로의 배출이 이루어지도록 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)로부터 직접 상기 하부 측 영역(R1)으로 비산하는 세정액 외에, 상측의 중간 영역(R2)으로 비산한 세정액도 이 하부 측 영역(R1)으로 전해져, 이 하부 측 영역(R1)에서 아래쪽으로 배출된다.

중간 영역(R2)에서도 액적으로부터 액막이 형성되는데, 그 밖에 중간 영역(R2)에 관해서는, 미세한 액적인 미스트도 효율적으로 포집하여 액막을 형성할 수 있게 구성되어 있다. 미스트는 웨이퍼(W) 위쪽으로 향하기 쉽기 때문에, 중간 영역(R2)은 상기한 것과 같이 웨이퍼(W)보다 높은 위치, 즉 컵(3)의 개구부 부근의 높이에 배치되어 있다. 이와 같이 중간 영역(R2)은 컵(3)의 개구단 부근에 위치하므로, 웨이퍼(W) 상에 형성되는 하강 기류를 잘 어지럽히지 않는 패턴 형상으로 되어 있다. 또한, 이후의 설명에서는 비교적 큰 액적을 단순히 액적으로 하여, 미스트와 구별하여 기재하는 경우가 있다.

그리고, 상단부 영역(R3)에 관해서는, 하부 측 영역(R1) 및 중간 영역(R2)과 비교하여 세정액의 액적 및 미스트의 포집 효과가 낮아지도록 구성되어 있다. 이것은 컵(3)의 상단을 포함하는 상단부 영역(R3)에 액적이 부착되거나 액막이 형성되거나 하면, 액의 표면장력에 의해서 그 액은 컵(3)의 개구단을 타고 넘어 컵(3)의 외측으로 돌아 들어가면서 그 외측을 흘러 내릴 우려가 있기 때문이다. 즉, 세정액에 의한 컵(3) 외측의 오염이 방지되도록 하기 위해서 상단부 영역(R3)이 마련되어 있다.

상기한 역할을 위해서, 상단부 영역(R3)의 종방향의 길이는 비교적 작아도 좋다. 그 때문에, 중간 영역(R2)과 상단부 영역(R3)의 사이에서는, 중간 영역(R2)의 면적을 크게 하여 세정액의 높은 포집 효과가 얻어지도록 중간 영역(R2) 쪽이 종방향의 길이가 크다. 또한, 상기한 것과 같이 중간 영역(R2)에 관해서는, 하강 기류를 어지럽히지 않도록 패턴이 형성됨으로써, 중간 영역(R2)과 하부 측 영역(R1) 사이에서는 하부 측 영역(R1) 쪽이 아래쪽으로 액이 배출되기 쉽다. 본 예에서는, 하부 측 영역(R1)과 중간 영역(R2) 사이에서는 하부 측 영역(R1) 쪽이 종방향의 길이가 크고, 보다 큰 면적을 가지고 있다. 그 때문에, 액을 효율적으로 아래쪽으로 배출시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

이하, 하부 측 영역(R1)에 관해서 자세히 설명한다. 하부 측 영역(R1)에는 세가지 형상의 홈이 형성되어 있으며, 설명의 편의상, 주홈(41), 부홈(42), 보조홈(43)으로 기재한다. 이들 3개의 홈을 통합하여 홈(41)~홈(43)으로 기재하는 경우가 있다. 홈(41~43)은 각각 다수 형성되어 있다. 주홈(41)은 제1 홈, 부홈(42)는 제2 홈에 각각 상당한다. 또한, 본 예에서는 하부 측 영역(R1)에 있어서의 홈(41~43)의 외측 영역은 평활면이며, 후술하는 중간 영역(R2)에 형성되는 요철(53)은 형성되어 있지 않다.

주홈(41) 및 보조홈(43)은, 종방향으로 직선형으로 신장하는 동시에 수평면에 대하여 좌우 방향으로 기울어져 있다. 보다 자세하게는, 각 홈(41, 43)의 하부 측이 각각 좌측을 향하도록 기울어져 있다. 이들 주홈(41) 및 보조홈(43)은, 서로 병행하여 형성되면서 또한 경사벽(32)의 둘레 방향에 있어서 주홈(41)과 보조홈(43)이 교대로 반복되도록 배치되어 있다. 도 5에서, 수평면(쇄선으로 나타냄)에 대한 홈(41, 43)의 신장 방향이 이루는 좌우의 기울기 각도를 θ1로 나타내고 있으며, 이 각도 θ1은 예컨대 50°~70°이다.

각 주홈(41)의 좌우로부터 분기되는 식으로 부홈(42)이 형성되어 있다. 따라서, 복수의 부홈(42)의 각 일단이 주홈(41)을 좌우로부터 사이에 끼우면서 또한 상기 주홈(41)에 접속되어 형성되어 있다. 더욱 자세히 설명하면, 주홈(41)의 좌측으로부터 주홈(41)의 신장 방향으로 간격을 두고서 다수의 부홈(42)이 접속되어 있고, 주홈(41)의 우측으로부터 주홈(41)의 신장 방향으로 간격을 두고서 다수의 부홈(42)이 접속되어 있다. 그리고, 주홈(41)을 신장 방향을 따라서 보면, 좌측의 부홈(42)의 일단, 우측의 부홈(42)의 일단이 상기 신장 방향으로 간격을 두고서 교대로 반복하여 접속되어 있다. 따라서, 상기 신장 방향에 있어서 좌측의 부홈(42)의 접속 위치와 우측의 부홈(42)의 접속 위치는 서로 다르다.

각 부홈(42)은 예컨대 직선형으로 형성되어 있다. 그리고, 주홈(41)에 있어서, 신장 방향 좌측에 형성되는 각 부홈(42)은 서로 병행하고, 신장 방향 우측에 형성되는 부홈(42)은 서로 병행하고 있다. 또한, 주홈(41)의 신장 방향에 관해서 상측 측이 선단 측이라고 하면, 이 주홈(41)의 신장 방향에서 보았을 때에 부홈(42)의 타단 측은 상기 부홈(42)의 일단 측에 대하여 신장 방향의 선단 측을 향하도록 신장되어 있다. 그리고, 상기 부홈(42)의 타단은 보조홈(43)에 측방에서 접속되어 있다.

상기한 것과 같이 부홈(42)이 접속됨으로써, 보조홈(43)에 관해서도 주홈(41)과 마찬가지로 그 좌우로부터 부홈(42)이 분기되어 있다고 볼 수 있다. 또한, 보조홈(43)의 신장 방향에서 보면, 좌측으로부터 접속되는 부홈(42)의 타단, 우측으로부터 접속되는 부홈(42)의 타단이 상기 신장 방향으로 간격을 두고서 교대로 반복하여 위치하고 있다. 또한, 상기 보조홈(43)의 신장 방향에 있어서 좌측의 부홈(42)의 접속 위치와 우측의 부홈(42)의 접속 위치는 서로 다르다. 부홈(42)은 그 내부에 액적을 모아 액막을 형성하는 역할을 갖는다. 그 때문에, 이와 같이 주홈(41) 및 보조홈(43)에 관해서, 좌우에 각각 부홈(42)이 다수 배치되는 것, 신장 방향 좌우에서 다른 위치로부터 부홈(42)이 뻗어나가도록 형성되는 것 각각에 의해, 부홈(42)의 하부 측 영역(R1)에 있어서의 분산성이 높아지고 있다. 즉, 액막의 형성이 국소적인 위치에 머무는 것이 방지된다.

이상과 같은 홈(41~43)의 배치로 되어 있음으로써, 하부 측 영역(R1)의 둘레 방향 각 부에 있어서 임의 크기의 단위 면적 내의 주홈(41)과 부홈(42)을 비교하면, 부홈(42) 쪽이 수밀도(數密度)가 크다. 그리고, 주홈(41)과 이 주홈(41)을 좌우에서 사이에 끼우는 부홈(42)을 하나의 조(組)로 하면, 이 조는 주홈(41)을 줄기, 부홈(42)을 가지로 하는 나무형의 홈을 형성하고 있다. 그리고, 이와 같이 나무형인 홈의 조는, 하부 측 영역(R1)의 둘레 방향으로 복수 형성되면서 또한 보조홈(43)을 통해 상호 접속된 구성으로 되어 있다.

홈(41~43)에 관해서 도 6, 도 7도 참조하여 설명한다. 도 6은 주홈(41) 및 보조홈(43)의 신장 방향으로 교차하면서 또한 부홈(42)의 신장 방향을 따르는 단면을 도시하고 있고, 도 7은 부홈(42)의 신장 방향에 교차하는 단면을 도시하고 있다. 주홈(41)의 폭을 L1, 부홈(42)의 폭을 L2, 보조홈(43)의 폭을 L3이라고 하면, L1>L2=L3이다. 그리고, 주홈(41)의 깊이를 H1, 보조홈(43)의 깊이를 H3이라고 하면, H1>H3이다. 부홈(42)에 관해서는, 주홈(41)에 접속되는 일단의 깊이가 주홈(41)과 동일한 깊이 H1이고, 보조홈(43)에 접속되는 타단의 깊이가 보조홈(43)과 동일한 깊이 H2가 되도록, 타단측에서 일단 측으로 향함에 따라서 그 크기가 커진다.

이상과 같은 각 홈(41~43)의 폭 및 깊이이기 때문에, 각 홈(41~43)의 신장 방향으로 향해서 본 단면의 면적을 비교하면, 주홈(41)의 단면적은 부홈(42) 및 보조홈(43)의 단면적과 비교하여 크다. 세정 처리 시에 있어서의 하부 측 영역(R1)의 모습을 후에 상세히 설명하지만, 액막은 주로 부홈(42)에 의해 형성되고, 주홈(41) 및 보조홈(43)은 액 배출용이며, 주로 주홈(41)에 의해 이 배출이 이루어진다. 부홈(42)에 관해서는, 그 액막을 형성하는 역할을 확실하게 다할 수 있게 주홈(41)에 대하여 상기한 수밀도의 관계가 되도록 형성되어 있다.

이어서, 중간 영역(R2)에 관해서 설명한다. 중간 영역(R2)에는 주홈(51), 부홈(52)이 형성되어 있다. 이들 주홈(51) 및 부홈(52)은 제3 홈이며, 주홈(51)은 제4 홈이기도 한다. 또한, 주홈(51) 및 부홈(52)을 통합하여 홈(51, 52)이라고 기재하는 경우가 있다. 주홈(51)은 하부 측 영역(R1)의 주홈(41)과 마찬가지로, 컵(3) 안에서 보면 수평면에 대하여 좌우 방향으로 경사져 종방향으로 직선형으로 신장하는 홈이며, 그 하부 측이 좌측으로 향하도록 형성되어 있다. 도 5에서, 수평면에 대한 홈(51)의 신장 방향이 이루는 좌우의 기울기 각도를 θ2로 나타내고 있고, 이 각도 θ2는 상기한 주홈(41), 보조홈(43)이 이루는 각도 θ1보다도 작으며, 예컨대 10°~30°이다.

주홈(51)은, 중간 영역(R2)의 둘레 방향에 있어서 간격을 두고서 다수 형성되며, 서로 병행하고 있다. 또한, 각 주홈(51)의 하단은 주홈(41) 및 보조홈(43) 중 어느 하나의 상단에 접속되어 있다. 따라서, 시각을 바꾸면, 주홈(41), 보조홈(43) 각각의 상단이 중간 영역(R2)으로 뻗어나감으로써 주홈(51)을 형성하고 있다.

다수의 주홈(51) 중, 주홈(41)에 접속되는 주홈(51)에 관해서 보면, 상기 주홈(51)의 신장 방향에 대하여 좌우로부터 부홈(52)의 일단이 접속되어 있다. 따라서, 주홈(51)의 신장 방향의 좌우로부터 분기되는 식으로 부홈(52)이 형성되어 있다. 그리고, 각 부홈(52)의 타단은 보조홈(43)에 접속되어 있는 주홈(51)에 측방에서 접속되어 있다.

더욱 자세히 설명하면, 주홈(41)에 접속되는 주홈(51)의 신장 방향에 관해서 보았을 때에, 상기 주홈(51)의 좌측으로부터 신장 방향으로 간격을 두고서 다수의 부홈(52)이 접속되어 있고, 상기 주홈(51)의 우측으로부터 신장 방향으로 간격을 두고서 다수의 부홈(52)이 접속되어 있다. 그리고, 상기 신장 방향에서 보면, 좌측의 부홈(52)의 일단, 우측의 부홈(52)의 일단이 상기 신장 방향으로 간격을 두고서 교대로 반복하여 접속되어 있다. 따라서, 상기 주홈(51)의 신장 방향에 있어서, 좌측의 부홈(52)의 접속 위치와 우측의 부홈(52)의 접속 위치는 서로 다르다. 이 부홈(52)은, 하부 측 영역(R1)의 부홈(42)과 마찬가지로 액막의 형성에 이용되지만, 이와 같이 주홈(51)의 좌우 각각에 다수 형성되면서 또한 주홈(51)의 좌우가 다른 위치에서부터 뻗어나감으로써 중간 영역(R2)에 넓게 분산 배치되어, 액막의 형성이 국소적인 위치에 머무는 것이 방지된다.

상기한 주홈(51)에 있어서, 신장 방향 좌측에 형성되는 각 부홈(52)은 서로 병행하여 직선형으로 형성되어 있고, 신장 방향 우측에 형성되는 각 부홈(52)은 서로 병행하여 직선형으로 형성되어 있다. 주홈(41)에 접속되는 주홈(51)의 신장 방향에 관해서 위쪽 측이 선단 측이라고 하면, 이 주홈(51)의 신장 방향에서 볼 때, 부홈(52)의 타단 측은 상기 부홈(52)의 일단 측에 대하여 상기 신장 방향의 선단 측을 향하도록 신장되어 있다.

이상과 같은 주홈(51), 부홈(52)의 배치로 되어 있음으로써, 주홈(41)에 접속되는 주홈(51)과 이 주홈(51)을 좌우로부터 사이에 끼우는 부홈(52)을 하나의 조로 하면, 이 조는 상기 주홈(51)을 줄기, 부홈(52)을 가지로 하는 나무형의 홈을 형성하고 있고, 주홈(41)으로부터 신장되어 있다. 그리고, 이와 같이 나무형인 홈의 조는, 하부 측 영역(R1)의 둘레 방향으로 복수 형성되면서 또한 보조홈(43)에 접속되는 주홈(51)을 통해 상호 접속된 구성으로 되어 있다.

주홈(51), 부홈(52)에 관해서 도 8, 도 9도 참조하여 추가로 설명한다. 도 8, 도 9는 주홈(51), 부홈(52)의 신장 방향에 교차하는 단면을 각각 도시하고 있다. 주홈(51)의 폭 L4, 부홈(52)의 폭 L5는, 예컨대 하부 측 영역(R1)에 있어서의 부홈(42), 보조홈(43)의 각 폭 L2, L3과 동일하며, 따라서 하부 측 영역(R1)에 있어서의 주홈(41)의 폭 L1보다도 작다. 주홈(51)의 높이 H4, 부홈(52)의 높이 H5는 예컨대 보조홈(43)의 높이 H3와 동일하며, 따라서 주홈(41)의 높이보다도 작다. 따라서, 주홈(51) 및 부홈(52)의 각 단면적은 주홈(41)의 단면적보다도 작다. 또한, 후술하는 것과 같이 홈(51, 52)의 외측은 요철(53)이 형성되어 있는데, 홈(51, 52)의 깊이 H4, H5는 요철(53)의 볼록부를 기준으로 한 깊이(즉, 볼록부의 꼭대기부와 홈의 바닥면과의 거리)이다.

주홈(41)을 중간 영역(R2)에 형성하지 않고, 그리고 주홈(51) 및 부홈(52) 모두 상기한 것과 같이 단면적이 비교적 작아지도록 구성하는 것은, 웨이퍼(W)로 향하는 하강 기류가 흐트러지는 것을 막기 위해서이다. 즉, 폭이 크거나 혹은 깊이가 큰 홈이 컵(3)의 개구부 부근인 중간 영역(R2)에 형성되면, 하강 기류 중 대부분이 그 홈으로 흘러 들어옴으로써 홈으로 가이드되어 흘러 버려, 예컨대 소용돌이치는 흐름으로 되는 것이 고려되는데, 그 기류의 흐트러짐을 방지하고, 나아가서는 웨이퍼(W)의 처리가 불량으로 되는 것을 방지한다.

그런데, 중간 영역(R2)에 있어서의 주홈(51), 부홈(52)의 외측 영역에 관해서는, 샌드 블라스트에 의한 처리가 되어 있고, 이에 따라 미세한 요철(53)이 형성되어 있다. 또한, 이 요철(53)을 구성하는 오목부의 폭(볼록부의 꼭대기부끼리의 간격)은 상기한 각 홈의 폭 L1~L5보다도 작다. 즉, 하부 측 영역(R1)에 있어서 홈(41~43)에 의해 형성되는 요철과 비교하여, 중간 영역(R2)의 요철은 미세하다. 이 중간 영역(R2)에 있어서의 요철(53)은 미스트를 효율적으로 포집하는 역할을 갖는다. 상기한 것과 같이 미스트는 미소하기 때문에, 요철(53)을 구성하는 오목부에 진입 가능하고, 요철(53)을 구성하는 볼록부에 충돌함으로써 잡혀, 상기 오목부에 모여 액막을 형성하기 쉽다. 그 액막에, 뒤에서 오목부로 향해서 비산한 미스트가 부착 포집되어, 웨이퍼(W)에 부착되는 것이 방지된다.

이어서, 상단부 영역(R3)에 관해서 설명한다. 컵(3)의 상단부를 포함하는 상기 상단부 영역(R3)은 평활면에 의해 구성되어 있다. 따라서, 영역(R1, R2)의 설명에서 말한 각 홈(41~43, 51, 52)이나 상기한 요철(53)이 형성되어 있지 않다. 따라서, 주홈(51), 부홈(52)은, 컵(3)의 상단으로 향하는 도중에 끊긴 형상으로 되어 있다. 이와 같이 평활면이기 때문에, 상단부 영역(R3)에는 액적 및 미스트가 부착되기 어렵고, 이미 상술한 것과 같이 세정액의 표면장력에 기인하여 상기 세정액이 돌아 들어가는 일이 일어나기 어렵다.

이후에는, 현상 장치(1)에서 웨이퍼(W)가 세정 처리될 때의 하부 측 영역(R1) 및 중간 영역(R2)의 모습을 도 10, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 10은 점선의 화살표로 하부 측 영역(R1)에 있어서의 세정액의 흐름을 도시하고 있다. 도 11은 도 10에 있어서의 A-A' 화살표로 본 단면의 개략도이며, 위아래로 나란하게 늘어선 부홈(42)의 상태를 도시하고 있다. 또한, 지금까지 도시한 각 도면에서, 각 홈(41~43, 51, 52)에 관해서, 그 깊이 방향에 있어서의 각 폭은 일정한 것으로 하여 도시해 왔지만, 도 11에서는 부홈(42)을 심부(深部)로 향함에 따라서 폭이 좁아진 형상인 것으로 하여 도시하고 있다. 각 홈(41~43, 51, 52)은 그와 같이 협폭(挾幅)으로 되어 있어도 좋고, 되어 있지 않아도 좋다.

웨이퍼(W)에 세정액이 공급되어 회전에 의해 흩뿌려지기가 시작되면, 하부 측 영역(R1)으로 향해서 비산한 상기 세정액의 액적(D)이 부홈(42) 안으로 진입한다(도 11의 (a)). 세정액의 흩뿌려짐이 계속됨으로써, 부홈(42) 내에 더욱 액적(D)이 진입하여 액막(D1)이 형성된다(도 11의 (b)). 이이서, 부홈(42)으로 향해서 비산한 액적(D)은, 이 액막(D1)에 충돌하고, 세정액이 갖는 표면장력에 의해서 액막(D1)에 가까이 당겨져, 액막(D1)과 일체화한다. 즉, 웨이퍼(W)로 향해서 튀어 오르는 일 없이 액막(D1)에 잡힌다(도 11의 (c)).

또한, 부홈(42)과 부홈(42) 사이의 영역에 비산한 액적(D)이, 상기 영역에 충돌하여 상기 영역을 퍼져 나가고, 그 일부가 부홈(42) 내의 액막(D1)에 접하여 일체화한다. 즉, 상기 부홈(42) 사이의 영역에도 액막(D1)이 형성되며, 액막(D1)이 형성되는 영역은 부홈(42) 내에 한정되지 않는다. 도 11의 (c)는, 그와 같이 부홈(42) 내 및 부홈(42) 사이에 걸쳐 액막(D1)가 형성된 상태를 도시하고 있고, 이와 같이 광범위하게 형성된 액막(D1)에 의해, 계속해서 하부 측 영역(R1)으로 비산한 액적(D)이 잡힌다.

또, 이와 같이 부홈(42) 내 및 그 주위에 액막(D1)이 형성되지만, 웨이퍼(W)로부터 둘레 방향으로 액적이 비산하기 때문에, 하부 측 영역(R1)의 둘레 방향 전체에 액적(D)이 비산한다. 즉, 주홈(41), 보조홈(43)에도 액적(D)이 비산하여, 액막(D1)의 형성 범위는 이들 주홈(41) 내, 보조홈(43) 내에 걸치고, 액막(D1)이 형성된 각 영역에서 액적(D)이 잡힌다. 따라서, 주홈(41), 보조홈(43)을 액 배출용의 홈이라고 설명했지만, 액막(D1)의 형성에도 이용된다.

주홈(41) 및 보조홈(43) 내에서 액막(D1)을 형성하고 있는 세정액은, 이들 주홈(41) 및 보조홈(43)이 종방향으로 형성되어 있음으로써, 중력에 의해 이들 주홈(41), 보조홈(43)을 따라 아래쪽으로 유하한다. 또한, 각 부홈(42)에 있어서 액막(D1)을 형성하고 있는 세정액은, 중력의 작용이나 그 밖의 요인에 의해 도 10에 도시하는 것과 같이 주홈(41)에 모이도록 흐른다. 상기한 그 밖의 요인에 관해서 설명하면, 이미 상술한 것과 같이 부홈(42)은 주홈(41) 및 보조홈(43)에 접속되지만, 주홈(41)에 대한 개구 면적이 보조홈(43)에 대한 개구 면적보다도 크기 때문에, 보조홈(43)보다도 주홈(41)으로 흐르기 쉽다. 또한, 홈의 단면적 크기의 차이로 인해 주홈(41) 쪽이 보조홈(43)보다도 큰 액류가 형성되어, 이 액류로부터의 표면장력이 부홈(42) 내의 액막(D1)에 강하게 작용한다. 그 때문에, 부홈(42) 안의 액은 보조홈(43)보다도 주홈(41)으로 향하도록 흐르기 쉽다. 주홈(41), 보조홈(43)의 아래쪽으로 흐른 세정액은, 그 하단으로부터 몸통부(31)와 하강벽(38)이 이루는 협소 유로(18)를 흘러, 배액구(30)에 유입된다.

또한, 주홈(41), 보조홈(43)에는 중간 영역(R2)에 있어서의 주홈(51)이 접속되어 있기 때문에, 후술하는 것과 같이 중간 영역(R2)으로 비산하여 이 주홈(51) 안을 흐르는 세정액도 이들 주홈(41), 보조홈(43)에 유입되어, 이들 주홈(41) 및 보조홈(43)을 따라 아래쪽으로 향해서 배출된다. 이와 같이 웨이퍼(W)로부터 세정액이 비산하여 액막(D1)이 그것을 거둬 들이는 한편, 액막(D1)을 구성하는 세정액의 배출이 계속됨으로써, 하부 측 영역(R1)에 있어서 적량의 세정액에 의해 액막(D1)의 형성이 유지된다.

이와 같이 하부 측 영역(R1)에서 액막(D1)이 형성될 때의 중간 영역(R2)의 모습을 설명한다. 이 중간 영역(R2)에도 웨이퍼(W)로부터 흩뿌려진 세정액의 액적(D)이 비산한다. 도 12는 흩뿌려질 때의 웨이퍼(W)의 평면도를 도시하고 있다. 상기한 것과 같이 중간 영역(R2)에 형성되는 주홈(51)의 수평면에 대한 각도는 비교적 작다. 도 12에서 도시하는 것과 같이 평면에서 볼 때, 회전하는 웨이퍼(W)의 둘레 단부로부터 상기 웨이퍼(W)의 접선 방향으로 향해서 각 액적(D)이 비산하는데, 도 13의 모식도에 도시하는 것과 같이 이 액적(D)의 비산 방향과 주홈(51)의 신장 방향은 대략 일치한 것으로 된다.

그 때문에, 이 주홈(51)으로 향해서 비산한 액적(D)에 관해서는, 주홈(51)의 개구 가장자리를 이루는 코너부에 충돌하여 웨이퍼(W)로 튀어 오를 확률을 낮게 억제할 수 있어, 도 14의 모식도에 도시하는 것과 같이 주홈(51) 안으로 진입하기 쉽다. 이와 같이 주홈(51)은, 액적(D)이 진입하기 쉬운 신장 방향으로 되도록 형성되어 있음으로써, 상기 주홈(51) 내에 액적(D)이 모여, 액막(D1)이 형성된다.

또한, 부홈(52)으로 향해서도 액적(D)가 비산하여, 그 내부에 액막(D1)이 형성된다. 그리고, 이와 같이 액막(D1)이 형성된 주홈(51), 부홈(52)으로 비산한 액적(D)이 액막(D1)에 잡히고, 상기 액막(D1)과 일체화하여, 웨이퍼(W)로 비산하는 것이 방지된다. 또한, 주홈(51)의 외측 및 부홈(52)의 외측으로 각각 비산한 액적(D)이 상기 영역에 충돌하여 상기 영역을 퍼져 나가고, 그 일부가 주홈(51) 안의 액막(D1) 혹은 부홈(52) 안의 액막(D1)에 접하여 일체화한다. 즉, 홈의 외측 영역에도 액막(D1)이 형성되며, 액막(D1)이 형성되는 영역은 주홈(51) 내 및 부홈(52) 내에 한정되지 않는다.

주홈(51) 내에서 액막(D1)을 구성하는 세정액은, 중력의 작용에 의해 아래쪽의 주홈(41)으로 흘러 배출된다. 또한, 부홈(52) 내의 액막(D1)을 구성하는 세정액은, 중력의 작용이나 세정액의 표면장력에 의해서 주홈(51) 내의 액류로 당겨짐으로써 상기 주홈(51)으로 흘러, 주홈(41)으로 향해서 배출된다. 이러한 액막(D1)을 구성하는 액이 배출되는 한편, 새로운 액적(D)이 포집됨으로써 주홈(51) 내 및 부홈(52) 내의 액막이 유지된다.

또한, 웨이퍼(W)에 공급된 세정액으로부터 생긴 미스트가 웨이퍼(W) 위를 부유(浮遊)한다. 상기한 것과 같이, 이 미스트는 요철(53)에 포착되어 액막을 형성한다. 그리고, 계속해서 요철(53)에 공급되는 미스트가 상기 액막에 잡힌다.

이상 설명한 것과 같이, 하부 측 영역(R1)에 있어서의 액막(D1)에 의한 액적(D)의 포집, 중간 영역(D2)에 있어서의 액막(D1)에 의한 액적(D) 및 미스트의 포집이 이루어지면서 세정 처리가 진행된다. 그리고, 웨이퍼(W)로의 세정액 공급이 정지하고, 웨이퍼(W)로부터의 세정액의 비산이 정지한다. 하부 측 영역(R1)으로의 액적(D)의 공급 및 중간 영역(D2)으로의 액적(D) 및 미스트의 공급이 이루어지지 않게 되는 한편, 각 홈을 통한 세정액의 배출이 계속해서 진행된다. 도 11의 (d)에 부홈(42)으로부터 세정액이 배출되는 상태를 도시하고 있다.

또한, 각 홈(41~43 및 51, 52)의 외부에서 액막(D1)을 형성하고 있었던 세정액도 중력에 의해 홈으로 진입하여 상기 홈으로부터 배출된다. 이와 같이 세정 처리가 종료되면, 세정액의 배출에 의해서 각 홈의 내부 및 각 홈의 외부로부터 액막(D1)이 소실된다. 웨이퍼(W) 처리를 행할 때마다 이상에 설명한 상태가 반복된다. 따라서, 부홈(42)에 관해서는 도 11의 (a)~(d)에 도시한 상태가 반복되게 된다.

그런데, 이상의 세정 처리 중에 부홈(42), 주홈(51), 부홈(52) 내에 액막(D1)의 형성이 연속적으로 이루어지는 것처럼 설명했지만, 웨이퍼(W)로부터의 세정액의 비산량이나 주홈(41) 및 보조홈(43)으로부터의 세정액의 배출량에 따라서는 단속적인 액막(D1) 형성으로 된다. 그와 같이 단속적인 액막(D1)의 형성이라도 그 액막(D1)에 의해서 세정액 포집 효과를 얻을 수 있다.

그런데, 컵(3)의 내주면에 액막을 형성하여 세정액을 포집함에 있어서, 예컨대 메쉬형 부재를 상기 내주면에 형성하거나, 비교적 큰 개구를 갖는 오목부를 상기 내주면에 분산하여 형성하거나 한다고 하는 구성으로 하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 그와 같은 구성으로 한 경우, 이들 메쉬나 오목부 내에 비교적 많은 세정액이 장기간 유지되는 것을 고려할 수 있다. 그와 같은 세정액은 변질되어, 새롭게 현상 장치(1)에 반입된 웨이퍼(W)를 처리할 때에 상기 웨이퍼(W)에 부착되어 버림으로써 처리에 영향을 미칠 우려가 있다.

그러나, 컵(3)의 내주면에는 이미 상술한 것과 같이, 부홈(42)과, 종방향으로 신장하면서 또한 단면적이 부홈(42)보다도 큰 주홈(41)으로 이루어지는 조가 형성되어 있으며, 액막(D1)이 형성되고, 그 액막(D1)을 형성한 세정액은 주홈(41)으로부터 아래쪽으로 배출된다. 따라서, 컵(3)에 관해서는, 변질된 세정액이 웨이퍼(W)에 공급되어 버리는 것이 방지되며, 내주면에 액막을 형성하여 웨이퍼(W)로부터 비산한 세정액의 액적(D)을 포집하고, 액적(D)이 내주면에서 튀어 오르는 것을 억제하여, 상기 액적(D)이 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 부착되는 것이 방지된다. 따라서, 웨이퍼(W)로 제조되는 반도체 제품의 수율 저하를 억제할 수 있다.

그리고, 상기한 주홈(41) 및 부홈(42)의 조는, 컵(3)의 하부 측 영역(R1)에 있어서 둘레 방향으로 복수 형성되어 있다. 따라서, 컵(3)의 내주면의 넓은 범위에서 상기한 액적(D)의 포집 효과를 얻을 수 있다. 즉, 보다 확실하게 액적(D)이 컵(3)의 내주면에서 튀어 오르는 것을 억제하여, 웨이퍼(W)에의 부착을 방지할 수 있다. 또한, 주홈(41)의 좌측, 우측 각각에 있어서 위아래가 다른 위치로부터 부홈(42)이 분기되어 있다. 그와 같은 레이아웃으로 부홈(42)이 다수 형성됨으로써, 컵(3)의 내주면의 둘레 방향 및 위아래 방향의 넓은 범위에서 액적(D) 포집 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 주홈(41)은, 컵(3)의 내주면에 대향하여 보았을 때에 수평면에 대하여 좌우로 경사져 있다. 그 때문에, 상기 주홈(41) 내에 있어서 세정액의 유하는 비교적 완만한 것으로 된다. 이미 상술한 것과 같이, 세정액의 표면장력의 작용에 의해서 부홈(42) 안의 세정액은 주홈(41) 안으로 유입된다. 그 때문에, 주홈(41) 내에서의 세정액의 유하가 억제되는 것은, 부홈(42) 안의 주홈(41)으로의 배출도 억제되게 된다. 따라서, 상기한 주홈(41)의 경사에 의해, 주홈(41) 내 및 부홈(42) 내에 있어서 세정 처리중인 액막(D1)의 형성이 장시간에 걸치게 되어, 액적(D)에 관해서 높은 포집 효과를 얻을 수 있다. 또한, 주홈(41)과 함께 세정액을 아래쪽으로 배출시키는 역할을 갖는 보조홈(43)도 주홈(41)과 마찬가지로 경사져 있다. 그 때문에, 이 보조홈(43)로부터의 세정액의 유하도 억제되어, 각 홈(41~43)에 있어서 액막(D1)이 보다 확실하게 비교적 장시간 유지되게 된다.

또한, 컵(3)에서는 중간 영역(R2) 쪽이 하부 측 영역(R1)과 비교하여 요철이 미세하게 구성되어 있고, 이에 따라 상기한 하강 기류의 흐트러짐을 방지하면서, 세정액의 액적 및 미스트의 포집을 행할 수 있다. 상기한 예에서는 주홈(41)을 중간 영역(R2)에 형성하지 않음으로써 그와 같이 중간 영역(R2)의 요철이 미세한 구성으로 되어 있다.

그런데, 상기한 중간 영역(R2) 쪽이 하부 측 영역(R1)보다도 요철이 미세한 것에 관해서 보다 상세히 설명한다. 그와 같이 중간 영역(R2) 쪽이 요철이 미세하도록 하는 것은, 하부 측 영역(R1)의 구성을 중간 영역(R2)에 배치한 경우보다도 하강 기류에 영향을 주지 않는 구성으로 하는 것이며, 주홈(41)은 중간 영역(R2)에 형성되어 있어도 좋다. 즉, 상기한 예에서는 주홈(41)이 굵기 및 깊이를 바꿔 주홈(51)으로서 중간 영역(R2)으로 뻗어나가 있지만, 굵기, 깊이 각각에 관해서 바꾸지 않고서 주홈(41)으로서 중간 영역(R2)으로 뻗어나가도 좋다. 그리고, 이 중간 영역(R2)의 단위 면적에 있어서의 주홈(41)의 개구 면적에 대한 부홈(42)의 개구 면적의 비율을 제1 비율로 하고, 중간 영역(R2)의 단위 면적에 있어서의 주홈(41)의 개구 면적에 대한 주홈(51) 및 부홈(52)의 개구 면적의 비율을 제2 비율로 한다. 신장 방향에서 봤을 때, 주홈(41)보다도 개구 면적이 큰 홈이 중간 영역(R2)에는 형성되어 있지 않고, 제1 비율<제2 비율로 하면, 중간 영역(R2) 쪽이 요철이 미세하다고 한다. 구체적으로는 예컨대 이미 상술한 주홈(41)의 극히 몇 가닥만이 중간 영역(R2)으로 뻗어나간 경우에, 이와 같이 제1 비율<제2 비율로 된다. 또한, 이상 설명한 것과 같이 정의하기 때문에, 상기한 중간 영역(R2)에 주홈(41)이 형성되지 않는 경우도 제1 비율<제2 비율에 해당된다.

그런데, 중간 영역(R2)에 주홈(51) 및 부홈(52)이 형성되어 있지 않고, 샌드 블라스트 처리만이 이루어져 있었다고 한다. 그와 같이 구성됨으로써 주홈(41), 부홈(42), 보조홈(43) 각각의 개구 폭보다도 볼록부 사이의 간격이 작아지게 되는 요철(53)이 형성되어 있는 경우도, 중간 영역(R2) 쪽이 하부 측 영역(R1)보다도 요철이 미세한 것에 포함된다.

이와 같이 중간 영역(R2) 쪽이 하부 측 영역(R1)보다도 요철이 미세하다고 할 때의 요철이란, 홈에 의해서 구성된 것인 경우 및 홈 이외의 요철에 의해서 구성되는 경우를 포함한다. 단, 이 홈 이외의 요철이란, 상기한 샌드 블라스트나 플라즈마 처리나 에칭 등에 의해서 의도적으로 형성되는 요철이며, 컵(3)의 제조 공정 상에서 불가피하게 형성되는 요철은 포함되지 않는다. 구체적으로는 그와 같이 샌드 블라스트 등에 의해서 형성되는, 홈 이외의 요철은, 예컨대 표면거칠기(Ra)가 0.5 ㎛ 이상이 되는 요철이다.

그런데, 협소 유로(18)를 형성하는 내주면(31A)에 관해서, 상기한 예에서는 주홈(51) 및 부홈(52)이 전혀 형성되지 않도록 함으로써, 상기한 것과 같이 협소 유로(18)에 있어서의 세정액의 유지 성능을 낮게 억제하여, 상기 세정액이 모이는 것이 방지되게 하고 있다. 단, 이 내주면(31A)에도 주홈(51) 및 부홈(52)이 형성되어 있어도 좋다. 예컨대 상기한 하부 측 영역(R1)의 주홈(41)이, 이 내주면(31A)에도 걸치도록 신장하여, 하부 측 영역(R1)과 마찬가지로 내주면(31A)에 있어서도 주홈(51)으로부터 분기되도록 부홈(42)을 형성할 수 있다. 단, 상기한 세정액이 모이는 것을 방지하기 위해서, 내주면(31A)에 형성되는 단위 면적 당 부홈(42)의 개구 면적의 비율은, 하부 측 영역(R1)에 있어서의 단위 면적 당 부홈(42)의 개구 면적의 비율보다도 작게 하여, 유지 성능이 과잉으로 되지 않게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예컨대 주홈(41)의 신장 방향을 따르는 부홈(42)의 간격에 관해서, 하부 측 영역(R1)보다도 내주면(31A) 쪽이 커지도록 부홈(42)을 형성하고, 하부 측 영역(R1)보다도 내주면(31A) 쪽이 부홈(42)의 수가 적어지게 하여, 상기한 개구 면적의 비율 관계로 할 수 있다. 또한, 순수인 세정액이 그와 같이 협소 유로(18)에 모이는 것을 방지하기 위해서, 내주면(31A)은 하부 측 영역(R1), 중간 영역(R2), 상단부 영역(R3)의 각각보다도 발수성이 높은 부재에 의해서 구성하여도 좋다.

그런데, 상단부 영역(R3)에 관해서, 상기한 것과 같이 중간 영역(R2)과 비교하여 순수인 세정액의 유지 성능을 낮추기(즉, 발수성을 높이기) 위해서 주홈(51), 부홈(52) 및 요철(53)이 형성되지 않고, 평활면으로 되어 있다. 단, 주홈(51), 부홈(52)을 약간 형성하거나 요철(53)을 형성하거나 함으로써, 평활면으로 하는 것보다도 세정액의 유지 성능이 약간 높아지게 하여도 좋다. 주홈(51) 및 부홈(52)을 형성하는 경우는, 중간 영역(R2)보다도 세정액의 유지 성능을 낮추기 위해서, 예컨대 단위 면적 당 부홈(52)의 개구 면적의 비율은, 상단부 영역(R3) 쪽이 중간 영역(R2)과 비교하여 작아지게 하면 된다. 상단부 영역(R3)에 요철(53)을 형성하는 경우에는, 예컨대 중간 영역(R2)의 요철(53)이 이루는 표면거칠기보다도 상단부 영역(R3)의 요철(53)이 이루는 표면거칠기를 크게 함(볼록부 사이가 비교적 멀어지게 함)으로써 미스트의 부착성을 저감시켜 유지 성능을 낮추면 된다.

이상 설명한 하부 측 영역(R1)의 패턴은 와우(蝸牛)의 껍데기에 형성된 홈 모양의 패턴을 변경한 것이다. 도 15는 그 와우 껍데기의 홈 모양과 같은 패턴을 경사벽(32)의 내주면 전체에 걸쳐 형성한 예를 도시하고 있다. 즉, 이 도 15에 도시하는 패턴은 이미 상술한 영역(R1~R3)에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 이 도 15도 도 5와 마찬가지로, 만곡된 경사벽(32)의 내주면의 굽힘을 캔슬하여 평면으로 나타낸 것이다. 도 5에서 도시한 부홈(42)은 직선형이지만, 이 도 15에 도시하는 것과 같이 부홈(42)이 만곡되어 있어도 좋다.

그 밖에도 이미 상술한 각 홈은 적절하게 그 형상을 변경할 수 있다. 예컨대 종방향으로 신장하는 주홈(41, 51), 보조홈(43)은 이미 상술한 각 예에서는 직선형이지만, 만곡되어 있어도 좋다. 또한, 예컨대 상기한 예에서는 나무형으로 된 홈의 조가 서로 접속된 구성으로 되어 있지만, 서로 떨어져 있어도 좋다. 구체적으로는 예컨대 보조홈(43)이 형성되지 않고서 다른 조의 부홈(42)끼리 서로 접속되어 있지 않은 구성으로 하여도 좋다. 또한, 부홈(42)이 주홈으로부터 신장하는 도중에 분기되는 식으로 뻗어 있어도 좋다.

그런데, 현상 장치(1)로서는, 세정액을 웨이퍼(W)에 공급하고, 컵(3)은 이 세정액을 포집하여 액막을 형성하는 식으로 설명해 왔지만, 예컨대 세정액을 흩뿌리기에 앞서 현상액의 흩뿌리기를 행하여, 상기 현상액에 의해서 컵(3)에 액막을 형성하여, 현상액의 액적이 컵으로 튀어 오르는 것을 억제하는 운용으로 하여도 좋다. 즉, 액막을 형성하는 처리액은 현상액이라도 좋다.

또한, 액처리 장치는, 처리액으로서 도포막 형성용 도포액을 회전하는 웨이퍼(W)의 중심부에 공급하여, 스핀코트에 의해 웨이퍼(W)에 성막을 행하는 것이라도 좋다. 이 도포액은 용제와 용제 이외의 고화(固化) 성분을 포함하는 것이며, 예컨대 레지스트, 반사방지막 형성용 약액 혹은 절연막 형성용 약액 등이 해당된다. 스핀코트 시에, 웨이퍼(W)로부터 불필요한 도포액이 흩뿌리쳐질 때에 상기 도포액이 컵(3)의 내주면으로 향해서 비산하여, 세정액을 이용한 경우와 마찬가지로 액막이 형성되어, 도포액의 액적 포집이 이루어진다. 그리고, 이 도포액이 각 홈 내에 공급되어 액막을 형성한다.

그런데, 세정액에 의해 액막을 형성한 경우와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 처리중에 상기한 액막을 구성하는 도포액이 각 홈으로부터 배출된다. 단, 각 홈에 약간 도포액이 잔류했다고 한다. 그러나, 이 웨이퍼(W)의 처리 중에 계속해서 웨이퍼(W)로부터 비산하여 각 홈에 공급되는 도포액에 의해, 홈에 잔류한 도포액이 고화하는 것이 억제된다. 마찬가지로 웨이퍼(W)를 처리 종료한 후에, 각 홈에 도포액이 남더라도, 후속의 웨이퍼(W)를 처리할 때에 홈에 공급되는 처리액에 의해, 도포액이 고화하는 것이 억제된다. 즉, 고화한 도포액이 파티클로 되어 웨이퍼(W)에 부착되는 것이 방지된다.

그런데, 웨이퍼(W)가 회전할 때에 처리액이 웨이퍼(W)로부터 비산하여 컵(3)에 액막이 형성되는 것으로 하여 설명했지만, 웨이퍼(W)에 노즐로부터 처리액을 토출했을 때의 충격에 의해 웨이퍼(W)로부터 컵(3)에 비산하여 액막이 형성되는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 기판 처리 장치에 있어서, 웨이퍼(W)가 회전하지 않는 구성이라도 좋다. 그와 같은 경우, 이미 상술한 것과 같이, 회전하는 웨이퍼(W)로부터의 처리액을 효율적으로 포집하는 것을 목적으로 한, 컵(3)의 중간 영역(R2)의 주홈(51)은 형성하지 않아도 좋다. 구체적으로는 예컨대 상기한 예에서는 중간 영역(R2)으로서 설명한 부위에 관해서도 하부 측 영역(R1)과 같은 식의 홈의 패턴을 형성하여도 좋다. 즉, 주홈(41), 보조홈(43)이 하부 측 영역(R1)에서부터 중간 영역(R2)에 걸쳐 신장하고, 중간 영역(R2)에 있어서도 주홈(41)으로부터 보조홈(43)이 분기되는 식으로 신장하는 구성으로 할 수 있다.

이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 고려되어야 한다. 상기한 실시형태는 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고서 다양한 형태로 생략, 치환, 변경 및 조합이 이루어지더라도 좋다.

Claims (15)

1. 기판을 액처리하기 위해서 상기 기판을 둘러싸는 컵으로서,
   상기 컵의 내주면에 있어서 종방향으로 신장하여 형성되는 제1 홈과,
   각각의 일단이 상기 제1 홈과 각각 접속되도록 형성되며, 신장 방향으로 향해서 본 각각의 단면적에 관해서 상기 제1 홈의 단면적보다도 작은 복수의 제2 홈
   을 포함하는 컵.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 홈과, 이 제1 홈을 좌우로부터 사이에 끼우고 각각의 일단이 상기 제1 홈에 접속되는 복수의 제2 홈으로 이루어지는 홈의 조(組)가 상기 컵의 내주면의 둘레 방향으로 복수 형성되고, 수밀도(數密度)가 상기 제1 홈보다도 상기 제2 홈 쪽이 큰 것인 컵.
3. 제2항에 있어서, 상기 홈의 각 조의 상기 제1 홈에 관해서, 좌측에 있어서의 서로 다른 높이, 우측에 있어서의 서로 다른 높이에 각각 제2 홈이 접속되는 것인 컵.
4. 제1항에 있어서, 상기 컵 안에서 볼 때, 상기 제1 홈은 수평면에 대하여 비스듬하게 신장하는 것인 컵.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은, 상기 컵의 내주면에 있어서의 제1 높이 영역에 형성되고,
   상기 내주면에 있어서 상기 제1 높이 영역보다도 위쪽이고 상기 컵 안에서 처리되는 상기 기판의 표면보다도 위쪽인 제2 높이 영역에 관해서는, 상기 제1 높이 영역보다도 요철이 미세한 것인 컵.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2 높이 영역의 요철은, 홈의 신장 방향으로 향해서 본 단면적에 관해서 상기 제1 홈보다도 작은 제3 홈에 의해 구성되고,
   상기 제1 높이 영역에 있어서의 상기 제1 홈의 개구 면적에 대한 상기 제2 홈의 개구 면적의 비율과 비교하여, 상기 제2 높이 영역에 있어서의 상기 제1 홈의 개구 면적에 대한 상기 제3 홈의 개구 면적의 비율이 큰 것인 컵.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은, 상기 컵의 내주면에 있어서의 제1 높이 영역에 형성되고,
   상기 컵과, 상기 컵 안에서 처리되는 상기 기판과의 사이에 환상의 배기 영역이 형성되고, 상기 내주면에 있어서의 상기 제1 높이 영역보다도 아래쪽의 제3 높이 영역은, 상기 배기 영역의 아래쪽에 그리고 하류 측에 위치하고 상기 배기 영역보다도 폭이 좁은 환상의 협소 유로를 형성하고,
   상기 제2 홈의 단위 면적 당 개구의 비율에 관해서, 상기 제1 높이 영역과 상기 제3 높이 영역의 사이에서는 제3 높이 영역 쪽이 작은 것인 컵.
8. 제7항에 있어서, 상기 내주면에 있어서 상기 제3 높이 영역보다도 위쪽 측의 영역은 친수화 처리가 되어 있는 것인 컵.
9. 제7항에 있어서, 상기 제3 높이 영역은 금속 포집면을 이루는 것인 컵.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은, 상기 컵의 내주면에 있어서의 제1 높이 영역에 형성되고,
    상기 내주면에 있어서 상기 제1 높이 영역의 위쪽에는, 상기 컵 안에서 볼 때, 수평면에 대하여 비스듬하게 신장하는 제4 홈이 형성되고,
    수평면에 대하여 이루는 각도에 관해서, 상기 제4 홈 쪽이 상기 제1 홈보다도 작은 것인 컵.
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컵의 내주면에 있어서 상단부를 포함하는 제4 높이 영역은, 상기 제1 높이 영역보다도 상기 기판을 액처리하기 위한 처리액의 유지 성능이 낮은 것인 컵.
12. 기판을 액처리하기 위해서 상기 기판을 둘러싸는 컵을 구비한 액처리 장치로서,
    상기 컵의 내주면에 있어서 종방향으로 신장하여 형성되는 제1 홈과,
    각각의 일단이 상기 제1 홈과 각각 접속되도록 상기 내주면에 형성되며, 신장 방향으로 향해서 본 각각의 단면적에 관해서 상기 제1 홈의 단면적보다도 작은 복수의 제2 홈과,
    상기 컵 안에서 상기 기판이 배치되는 배치부와,
    상기 배치부에 배치된 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 처리액 공급부
    를 포함하는 액처리 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은, 상기 컵의 내주면에 있어서의 제1 높이 영역에 형성되고,
    상기 내주면에 있어서 상기 제1 높이 영역보다도 위쪽이고 상기 컵 안에서 처리되는 상기 기판의 표면보다도 위쪽인 제2 높이 영역에 관해서는, 상기 제1 높이 영역보다도 요철이 미세한 것인 액처리 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은, 상기 컵의 내주면에 있어서의 제1 높이 영역에 형성되고,
    상기 컵과, 상기 컵 안에서 처리되는 상기 배치부에 배치되는 상기 기판과의 사이에 환상의 배기 영역이 형성되고,
    상기 내주면에 있어서의 상기 제1 높이 영역보다도 아래쪽의 제3 높이 영역은, 상기 배기 영역의 아래쪽에 그리고 하류의 측에 위치하고 상기 배기 영역보다도 폭이 좁은 환상의 협소 유로를 형성하고,
    상기 제1 홈 및 상기 제2 홈의 각각의 수에 관해서, 상기 제1 높이 영역과 상기 제3 높이 영역의 사이에서는 제3 높이 영역 쪽이 적은 것인 액처리 장치.
15. 기판을 둘러싸는 컵을 이용하여 기판을 액처리하는 액처리 방법으로서,
    상기 컵의 내주면에 있어서 종방향으로 신장하여 형성되는 제1 홈과, 각각의 일단이 상기 제1 홈과 각각 접속되도록 상기 내주면에 형성되며, 신장 방향으로 향해서 본 각각의 단면적에 관해서 상기 제1 홈의 단면적보다도 작은 복수의 제2 홈을 구비하는 상기 컵 내에 설치되는 배치부에, 상기 기판을 배치하는 공정과,
    상기 배치부에 배치된 기판에 처리액 공급부로부터 처리액을 공급하여 상기 기판을 액처리하는 공정
    을 포함하는 액처리 방법.

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