KR20230005758A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230005758A
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쇼고 후쿠이
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

하면에 액체가 부착된 기판이 건조 처리부에 투입되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 기술을 제공한다. 기판 처리 장치는, 상면이 처리액으로 젖은 상태의 기판을 반송하는 기판 반송부와, 상기 처리액으로 젖은 상태의 기판을 건조시키는 건조 처리부를 구비하고, 상기 건조 처리부는, 상기 기판 반송부와의 사이에서 상기 기판의 전달이 행해지는 전달 에어리어와, 상기 기판의 상면의 건조 처리가 행해지는 건조 에어리어를 가지고, 상기 전달 에어리어에, 상기 기판 반송부로부터 수취한 상기 기판을 수평 자세로 지지하는 기판 지지 부재와, 상기 기판의 하면이 상기 처리액으로 젖어 있었을 경우에, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 기판의 하면에 가스를 분사함으로써 상기 하면의 건조를 행하는 기판 하면 건조부가 마련되어 있다.

Description

기판 처리 장치 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 액 처리 유닛에 있어서, 약액을 이용하여 기판에 웨트 에칭 처리 또는 세정 처리 등의 액 처리가 실시된다. 근래에는, 패턴의 미세화에 수반하여, 패턴 도괴가 한층 생기기 쉬워지고 있어, 패턴 도괴를 효과적으로 방지할 수 있는 초임계 건조 처리가 주목받고 있다. 초임계 건조 처리는, 예를 들면, 초임계 챔버 내에 있어서, 기판의 표면(상면) 전체를 덮는 IPA(이소프로필 알코올)를, 초임계 CO2(초임계 상태의 이산화탄소)로 치환하고, 이 후, 기판 주위 분위기를 상압으로 함으로써 초임계 CO2를 기판으로부터 제거함으로써 행해진다. 액 처리 유닛에 있어서 IPA 액막을 기판 표면에 형성할 때에, 혹은 액 처리 유닛으로부터 초임계 챔버로 기판을 반송할 때에 기판의 이면(하면)으로 IPA가 유입되는 경우가 있다. 초임계 챔버 내에 초임계 CO2를 도입할 때에 기판의 하면에 부착한 IPA가 기판의 상면으로 유입되면, 기판의 표면에 파티클이 발생할 우려가 있다.
특허 문헌 1에는, 액 처리 유닛(액 처리부)으로부터 초임계 챔버(건조 처리부)로 기판을 반송하는 기판 반송부에 마련한 기체 공급부에 의해, 기판의 반송 중에, 기판의 하면에 불활성 가스를 분사하여 기판의 하면으로 IPA가 유입되는 것을 방지하는 것이 기재되어 있다.
국제공개 WO2021/033588
본 개시는, 하면에 액체가 부착된 기판이 건조 처리부에 투입되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판 처리 장치는, 상면이 처리액으로 젖은 상태의 기판을 반송하는 기판 반송부와, 상기 처리액으로 젖은 상태의 기판을 건조시키는 건조 처리부를 구비하고, 상기 건조 처리부는, 상기 기판 반송부와의 사이에서 상기 기판의 전달이 행해지는 전달 에어리어와, 상기 기판의 상면의 건조 처리가 행해지는 건조 에어리어를 가지고, 상기 전달 에어리어에, 상기 기판 반송부로부터 수취한 상기 기판을 수평 자세로 지지하는 기판 지지 부재와, 상기 기판의 하면이 상기 처리액으로 젖어 있었을 경우에, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 기판의 하면에 가스를 분사함으로써 상기 하면의 건조를 행하는 기판 하면 건조부가 마련되어 있다.
본 개시에 따르면, 하면에 액체가 부착된 기판이 건조 처리부에 투입되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치의 일실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 시스템에 마련된 반송 장치의 일 구성예를 나타내는 개략 측면도이다.
도 3은 도 2에 나타난 반송 장치의 제 1 유지부의 개략 평면도이다.
도 4는 도 2에 나타난 반송 장치의 제 2 유지부의 개략 평면도이다.
도 5은 도 3에 나타난 제 2 유지부의 개략 단면도이다.
도 6은 도 1의 기판 처리 시스템에 마련된 액 처리 유닛의 일 구성예를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 7은 도 1의 기판 처리 시스템에 마련된 건조 처리 유닛의 일 구성예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타난 건조 처리 유닛의 기판 유지부의 일 구성예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 9는 도 8에 나타난 기판 유지부의 개략 단면도이다.
도 10은 도 7에 나타난 건조 처리 유닛에 마련된 기판 하면 건조부, 액 받이부, 기판 하면 습윤 검지부 등의 일 구성예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 11은 도 10에 있어서의 XI-XI선을 따른 개략 단면도이다.
도 12는 도 2에 나타난 반송 장치의 동작을 액 처리 유닛과 관련지어 설명하는 도이다.
도 13은 도 2에 나타난 반송 장치의 동작을 액 처리 유닛과 관련지어 설명하는 도이다.
도 14는 도 2에 나타난 반송 장치의 동작을 액 처리 유닛과 관련지어 설명하는 도이다.
도 15는 도 2에 나타난 반송 장치의 동작을 액 처리 유닛과 관련지어 설명하는 도이다.
도 16은 도 2에 나타난 반송 장치의 동작을 액 처리 유닛과 관련지어 설명하는 도이다.
도 17은 도 2에 나타난 반송 장치의 동작을 액 처리 유닛과 관련지어 설명하는 도이다.
도 18a는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 측면도이다.
도 18b는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 19a는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 측면도이다.
도 19b는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 20a는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 측면도이다.
도 20b는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 21a는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 측면도이다.
도 21b는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 22a는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 측면도이다.
도 22b는 기판이 건조 처리 유닛으로 반입되고 나서 처리 용기로 반입될 때까지의 건조 처리 유닛의 일련의 동작을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 23은 기판 지지 부재의 다른 실시 형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 24는 기판 하면 습윤 검지부의 다른 실시 형태에 대하여 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 25는 기판 하면 습윤 검지부의 또 다른 실시 형태에 대하여 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 26은 건조 처리 유닛의 다른 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
도 27은 도 26의 건조 처리 유닛의 트레이의 구성예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 28은 건조 처리 유닛의 또 다른 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
기판 처리 장치의 일실시 형태를, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
<기판 처리 시스템의 전체 구성>
먼저, 기판 처리 시스템(1)의 전체 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비하고 있다.
반입반출 스테이션(2)은 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비하고 있다. 캐리어 배치부(11)에는, 처리 대상인 복수 매의 기판(W) 예를 들면 반도체 웨이퍼를 수평 자세로 연직 방향으로 등간격으로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
또한 기판(W)은, 디바이스 형성면인 표면과, 그 반대측의 면인 이면을 가지고 있는데, 이 기판 처리 시스템(1)에 있어서는, 항상, 표면이 상향이 되도록, 즉 표면이 상면이 되도록 취급된다. 이하, 본 명세서에 있어서, 표면은 상면이라고도 부르고, 이면은 하면이라고도 부르는 것으로 한다.
반송부(12)의 내부에는, 반송 장치(13)와 전달부(14)가 배치되어 있다. 반송 장치(13)는, 캐리어 배치부(11) 상에 있는 임의의 캐리어(C)와 전달부(14)와의 사이에서 기판(W)의 반송을 행할 수 있다. 반송 장치(13)로서, 당해 기술 분야에 있어서 공지의 웨이퍼 반송용의 다관절 로봇, 직각 좌표형 로봇 등의 임의의 형식의 반송 로봇을 이용할 수 있다.
처리 스테이션(3)은 반송 블록(4)과, 반송 블록(4)의 양측에 마련된 2 개의 처리 블록(5)을 구비하고 있다.
반송 블록(4)은 반송 에어리어(15)와, 반송 에어리어(15) 내에 배치된 반송 장치(16)를 구비하고 있다. 반송 에어리어(15)는, 예를 들면, 반입반출 스테이션(2) 및 처리 스테이션(3)의 배열 방향(X축 방향)을 따라 연장되는 대략 직사각형의 영역이다. 반송 장치(16)는 전달부(14)와 복수의 처리 블록(5)과의 사이에서 기판(W)의 반송을 행할 수 있다.
각 처리 블록(5)은, 기판(W)에 액 처리를 행하는 액 처리 유닛(17)과, 기판(W)에 초임계 건조 처리를 행하는 건조 처리 유닛(18)과, 건조 처리 유닛(18)에 초임계 건조 처리를 위한 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급 유닛(19)을 구비하고 있다.
기판 처리 시스템(1)은 제어 장치(6)를 구비하고 있다. 제어 장치(6)는 예를 들면 컴퓨터이며, 제어부(61)와 기억부(62)를 구비하고 있다.
제어부(61)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 가지는 마이크로 컴퓨터 및 각종 회로를 포함한다. 이러한 마이크로 컴퓨터의 CPU는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내 실행함으로써, 반송 장치(16), 액 처리 유닛(17) 및 건조 처리 유닛(18) 등의 동작을 제어한다.
이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기록 매체로부터 제어 장치(6)의 기억부(62)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
기억부(62)는, 예를 들면, RAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는, 하드 디스크, 광 디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.
<반송 장치>
이어서, 도 2를 참조하여, 반송 에어리어(15)에 배치된 반송 장치(16)의 구성의 일례에 대하여 설명한다.
반송 장치(16)는, 각각 1 매의 기판(W)을 유지할 수 있는 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)와, 제 1 진퇴 기구(130)와, 제 2 진퇴 기구(140)와, 승강 기구(150)와, 수평 이동 기구(160)를 구비하고 있다. 기구(130, 140, 150, 160)는, 에어 실린더 혹은 볼 나사 등의 적당한 리니어 액츄에이터를 구비한 이동 기구로서 구성할 수 있다.
제 1 진퇴 기구(130)는, 제 1 유지부(110)를 수평 방향(Y축 방향)으로 진퇴시킨다. 제 2 진퇴 기구(140)는, 제 2 유지부(120)를 Y축 방향을 따라 진퇴시킨다. 승강 기구(150)는, 제 1 진퇴 기구(130) 및 제 2 진퇴 기구(140)를 연직 방향을 따라 이동시킴으로써, 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)를 승강시킨다. 수평 이동 기구(160)는, 승강 기구(150)를 수평 방향(X축 방향)으로 이동시킴으로써, 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)를 X축 방향으로 이동시킨다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지부(110)는, 두 갈래의 평판 형상의 베이스부(111)와, 베이스부(111)의 표면에 마련된 복수의 지지 부재(112)를 구비한다. 제 1 유지부(110)는, 복수의 지지 부재(112)를 이용하여 기판(W)을 하방으로부터 지지함으로써 기판(W)을 수평으로 유지한다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 2 유지부(120)는 베이스부(121)와, 복수의 지지 핀(122)과, 복수의 척(123)과, 가스 공급부(124)와, 배액부(125)를 구비한다.
베이스부(121)는, 전체로서 판 형상의 부재이며, 그 상면측 중앙부에 기판(W)보다 큰 직경의 원반 형상의 오목부(121a)를 가진다. 복수의 지지 핀(지지 부재)(122)이 오목부(121a)의 저면으로부터 상방으로 돌출되어, 기판(W)의 주연부를 하방으로부터 지지한다. 각 지지 핀(122)은, 적당한 리니어 액츄에이터를 구비한 승강 기구(122a)에 의해, 연직 방향으로 승강 가능하다.
복수의 척(파지 부재)(123)은, 오목부(121a)의 둘레벽의 내면에 마련되어 있다. 각 척(123)은, 적당한 액츄에이터를 구비한 이동 기구(123a)에 의해 기판(W)의 직경 방향을 따라 기판(W)에 대하여 접촉/분리하도록 이동하여, 기판(W)을 유지 혹은 해제할 수 있다.
가스 공급부(124)는 복수의 토출구(124a)와, 공급관(124b)과, 유량 조정부(124c)와, 가스 공급원(124d)을 구비하고 있고, 토출구(124a)로부터 제어된 유량으로 가스를 토출할 수 있다. 가스 공급원(124d)으로부터 공급되는 가스는, 예를 들면 불활성 가스, 구체적으로 예를 들면 질소 가스로 할 수 있다.
복수의 토출구(124a)는, 베이스부(121)의 오목부(121a)의 저면에 마련되고, 기판(W)과 동심인 원주를 따라 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 토출구(124a)로부터 기판(W)의 하면의 주연부를 향해 가스를 토출함으로써, 기판(W)의 상면에 있는 액막(L)을 구성하는 액이, 기판(W)의 하면으로 유입되는 것을 억제할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제 2 유지부(120)는 기판(W)의 상면, 바람직하게는, 기판(W) 상에 형성된 액막(L)의 상면이 베이스부(121)의 상면보다 낮아지는 것과 같은 높이 위치에 있어서 기판(W)을 유지한다. 이 때문에, 가스 공급부(124)로부터의 가스에 의해 기판(W)으로부터 이탈한 액이, 제 2 유지부(120)의 외부로 비산하는 것을 억제할 수 있다.
배액부(125)는, 오목부(121a)의 저면의 중앙부에 마련된 개구로 할 수 있다. 배액부(125)는 배출관(125a)에 접속되어 있다. 액이 기판(W)으로부터 떨어진 경우에는, 그 액을 배액부(125) 및 배출관(125a)을 거쳐 제 2 유지부(120)의 외부로 배출할 수 있다.
도 5에 개략적으로 나타내는 바와 같이, 베이스부(121)의 오목부(121a)의 저면에, 기판 하면 습윤 검지부로서의 카메라(128)를 마련해도 된다. 카메라(128)는, 예를 들면 원형의 오목부(121a)의 원주 방향을 따라 등간격으로 마련할 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 하면의 링 형상의 주연 영역 전부가 어느 하나의 카메라(128)에 의해 촬상되도록 복수의 카메라(128)를 배치하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 구체적으로, 인접하는 2 개의 카메라(128)의 촬상 범위가 약간 중복되도록, 복수의 카메라(128)를 배치할 수 있다.
<액 처리 유닛>
이어서, 액 처리 유닛(17)의 구성의 일례에 대하여 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 액 처리 유닛(17)은, 기판(W)을 1 매씩 세정하는 매엽식의 세정 유닛으로서 구성되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 액 처리 유닛(17)은 아우터 챔버(23)와, 아우터 챔버(23) 내에 마련되고 기판 유지 회전 기구(스핀 척이라 불림)(25)와, 적어도 1 개의 처리액 노즐(26a)을 선단에 지지하는 노즐 암(26)을 가지고 있다. 기판 유지 회전 기구(25)는, 기판(W)을 수평 자세로 유지하여 연직축선 둘레로 회전시킨다. 처리액 노즐(26a)로부터, 약액, 린스액 등의 처리액이 기판(W)에 공급되고, 이에 의해 기판(W)의 상면에 웨트 에칭 또는 약액 세정 등의 액 처리가 실시된다.
기판 유지 회전 기구(25)의 회전축의 내부에는, 기판(W)의 하면 중앙부에 가스(바람직하게는 질소 가스 등의 불활성 가스를)를 공급하기 위하여, 가스 공급로(25a)가 형성되어 있다.
액 처리 유닛(17)에 있어서, 예를 들면, SC1 세정 공정, DIW(순수) 린스 공정, DHF 세정 공정 및 DIW 린스 공정이 순차 행해진다. 각 공정에서 이용된 처리액은, 이너 컵(24)에 의해 회수되고, 배액구(23a) 또는 배액구(24a)로부터 배출된다. 또한, 아우터 챔버(23) 내의 분위기는, 아우터 챔버(23)의 저부에 마련되는 배기구(23b)로부터 배기된다.
마지막의 린스 처리 후에 IPA 액막 형성 공정이 행해진다. 구체적으로, 액 처리 유닛(17)은, 기판(W)을 회전시키면서, 기판(W)의 상면에 IPA(액체)를 공급한다. 이에 의해, 기판(W)의 상면에 잔류하는 DIW가 IPA로 치환된다.
적어도 IPA 액막 형성 공정이 행해지고 있을 때에, 가스 공급로(25a)를 거쳐 기판(W)의 하면 중앙부에 가스, 바람직하게는 불활성 가스가 공급된다. 기판(W)의 하면 중앙부에 공급된 기체는, 기판(W)의 하면을 따라 기판(W)의 주연을 향해 흐른다. 이에 의해, IPA 액막 형성 공정이 행해지고 있을 때에, 기판(W)의 상면에 공급된 IPA가 기판(W)의 하면으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 이 후, 기판(W)의 회전이 정지된다. 기판(W)의 회전 정지 전의 IPA 공급 유량 및 웨이퍼 회전 속도에 의해 기판(W) 정지 시에 기판(W)의 상면에 형성되는 IPA 액막의 막 두께가 정해진다.
IPA 액막 형성 처리의 종료 후, 기판(W)은, 그 표면에 IPA 액체의 액막이 형성된 상태인 채로, 기판 유지 회전 기구(25)에 마련된 전달 기구(후술하는 리프터 핀(25b))에 의해 반송 장치(16)로 전달되고, 액 처리 유닛(17)으로부터 반출된다.
<건조 처리 유닛>
이어서, 건조 처리 유닛의 구성의 일례에 대하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)은 건조 에어리어(181) 및 전달 에어리어(182)를 구비하고 있다. 건조 에어리어(181)는, 초임계 건조 처리가 행해지는 영역이며, 후술하는 처리 용기(31)가 배치되어 있는 영역이라 간주해도 된다. 전달 에어리어(182)는, 반송 장치(16)와 후술하는 리프터 핀(39a)과의 사이에서 기판(W)의 전달이 행해지는 장소, 및, 리프터 핀(39a)과 후술하는 트레이(기판 유지부)(32)와의 사이에서 기판(W)의 전달이 행해지는 장소를 포함하는 영역으로서 정의된다. 예시된 실시 형태에 있어서, 전달 에어리어(182)는, 후술하는 처리 용기(31)로부터 인출된 상태에 있는 트레이(32)를 연직 방향으로 이동시켰을 때의 궤적에 의해 정의되는 대략 직육면체의 영역이라고도 할 수 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)은 처리 용기(31)와, 기판 유지부(32)와, 덮개체(33)와, 리프터(기판 승강 기구)(39)를 구비하고 있다. 기판 유지부(32)는 트레이의 형태를 가지고 있고, 이하에 있어서 '트레이(32)'라 부르는 것으로 한다.
처리 용기(31)는, 16 ~ 20 MPa 정도의 높은 내압에 견디는 압력 용기이며, 초임계 챔버라고도 불린다. 처리 용기(31)는 건조 에어리어(181)(도 1 참조)에 배치되어 있다.
트레이(32)는, 기판(W)을 수평 자세로 지지한다. 트레이(32)는 덮개체(33)에 일체적으로 결합되어 있다. 덮개체(33)에는 이동 기구(33a)가 연결되어 있다. 이동 기구(33a)는, 에어 실린더 등의 적당한 리니어 액츄에이터에 의해 구성할 수 있다. 이동 기구(33a)에 의해, 트레이(32)에는, 건조 에어리어(181)(상세하게는 처리 용기(31)의 내부)와 전달 에어리어(182)와의 사이를 수평 방향(예를 들면 X 방향)으로 이동할 수 있다.
트레이(32)가 처리 용기(31)의 내부에 수용되었을 때에, 덮개체(33)가 처리 용기(31)의 개구부(34)를 폐색하도록 되어 있다. 트레이(32)가 처리 용기(31) 내의 압력에 의해 열리지 않도록 하기 위하여 문빗장 형상의 락 기구(도시하지 않음)를 마련할 수 있다.
트레이(32)가 Y 방향으로 이동하도록 건조 처리 유닛(18)을 설치해도 된다. 이 경우, 건조 에어리어(181)가, 기판(W)의 반출반입용의 개구(180)(도 1을 참조)로부터 먼 측에 마련되고, 전달 에어리어(182)가 개구(180)에 가까운 측에 마련되게 된다.
처리 용기(31)의 벽에는, 공급 포트(35A, 35B) 및 배출 포트(36)가 마련되어 있다. 공급 포트(35A, 35B), 공급 라인(35C, 35D)에 각각 접속되어 있다. 배출 포트(36)는 배출 라인(36A)에 접속되어 있다.
공급 포트(35A)는, 처리 용기(31)의 개구부(34)와는 반대측의 측벽에 마련되어 있다. 공급 포트(35A)에는, 다수의 개구를 가지는 유체 공급 헤더(37A)가 접속되어 있다. 유체 공급 헤더(37A)에 형성된 다수의 개구는, 개구부(34)쪽을 향하고 있다.
공급 포트(35B)는, 처리 용기(31)의 저벽에 마련되어 있다. 공급 포트(35B)는, 처리 용기(31) 내에 수용된 트레이(32)의 저면에 대향하도록, 처리 용기(31) 내에 개구되어 있다. 배출 포트(36)는, 개구부(34)의 하방에 마련되어 있다. 배출 포트(36)에는, 다수의 개구를 가지는 유체 배출 헤더(38)가 접속되어 있다.
리프터(39)는, 복수의 리프터 핀(39a)과, 리프터 핀(39a)을 승강시키는 승강 구동부(39b)를 구비한다. 리프터 핀(39a)은, 반송 장치(16)와의 사이에서 기판(W)의 전달을 행하는 전달 위치(상한 위치)와, 대기 위치(하한 위치)와의 사이에서 승강할 수 있다. 대기 위치는, 트레이(32)의 개폐 동작을 방해하지 않는 트레이(32)보다 하방의 위치이다.
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 트레이(32)는, 판 형상의 베이스부(32a)와, 베이스부(32a)에 마련된 복수의 지지 부재(32b)와, 베이스부(32a)를 연직 방향으로 관통하는 복수의 관통 홀(32d)을 구비하고 있다. 베이스부(32a)의 상면에는, 기판(W)보다 큰 직경의 원형의 오목부(32a1)가 형성되어 있다. 복수의 지지 부재(32b)는, 오목부(32a1)의 저면으로부터 돌출되어 있다. 기판(W)은, 오목부(32a1) 내에 있어서 지지 부재(32b)에 의해 지지된다. 이 때, 기판(W)의 하면과 오목부(32a1)의 저면과의 사이에 간극이 형성된다.
원형의 오목부(32a1)의 주연부 영역에 지지 부재(32b)가 배치되어 있다. 복수의 관통 홀(32d)은 지지 부재(32b)보다 반경 방향 내측의 영역에 배치되어 있다. 복수의 관통 홀(32d)은, 공급 포트(35B)로부터 트레이(32)의 베이스부(32a)로 분사된 처리 유체를 기판(W)의 하면과 베이스부(32a)의 상면과의 사이의 공간으로 유도하는 유로로서의 역할을 가진다. 복수의 관통 홀(32d) 중, 오목부(32a1)의 중앙부 영역에 형성된 3 개의 관통 홀(32d)은, 리프터 핀(39a)의 삽입 관통 홀로서의 역할도 가진다.
여기서, 건조 처리 유닛(18)에 있어서 실행되는 초임계 건조 처리에 대하여 간단하게 설명해 둔다. 일실시 형태에 있어서, 초임계 건조 처리는, 기판(W) 상에 있는 IPA 액막을 초임계 상태의 처리 유체, 여기서는 (이산화탄소(CO2))로 치환하고, 이 후, CO2를 기화시킴으로써 기판(W)을 건조시키는 것이다. 당업자에 있어서 주지하는 바와 같이, 초임계 건조 처리에 의하면, 패턴 도괴를 방지하면서 기판(W)을 건조시킬 수 있다.
초임계 건조 처리는 승압 공정, 유통 공정 및 감압 공정을 포함한다. 승압 공정에서는, 초임계 상태의 처리 유체(초임계 CO2)의 공급원으로부터 공급되어 온 처리 유체가 공급 포트(35B)를 거쳐 처리 용기(31) 내로 공급되고, 이에 의해 처리 용기(31) 내의 압력을 상승시켜 간다. 처리 용기(31) 내의 압력이 처리 용기 내에 존재하는 유체(CO2+IPA)가 초임계 상태로 유지되는 것이 보증되는 임계 압력까지 상승하면, 유통 공정으로 이행된다. 유통 공정에서는, 처리 용기(31) 내에 임계 압력 이상의 압력을 유지하면서, 유체 공급 헤더(37A)로부터 처리 유체를 공급하면서, 유체 배출 헤더(38)를 거쳐 처리 용기(31) 내의 처리 유체를 배출한다. 이에 의해, 기판(W) 상의 IPA가 CO2로 치환된다. 이 후, 처리 용기(31) 내를 대기압까지 감압하는 감압 공정을 실시하고, 이에 의해 기판(W) 상의 초임계 상태의 CO2가 기화되어, 웨이퍼가 건조된다.
도시는 하지 않지만, 배출 포트(36)에 접속된 배출 라인(36A)에는 처리 용기(31)로부터의 처리 유체의 배출량을 조정하는 댐퍼가 마련되어 있다. 이 댐퍼에 의해, 상기 각 공정에 있어서, 처리 용기(31) 내의 압력 및 처리 유체의 유통 유량이 제어된다.
건조 처리 유닛(18)의 구성은 상술한 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기와 동일한 초임계 건조 처리를 실시하기 위하여 설계된 것이라면, 임의의 공지의 건조 처리 유닛을 이용할 수 있다.
기판(W)의 상면에 형성된 액막(L)의 액이 기판(W)의 하면에 부착된 상태에서 초임계 건조 처리(특히 승압 공정)가 실시되면, 기판(W)의 하면에 부착된 액이 기판(W)의 상면으로 유입될 우려가 있다. 공급 포트(35B)로부터 트레이(32)를 향해 토출된 처리 유체는, 트레이(32)의 관통 홀(32d)을 지나 기판(W)의 하면을 향해 흐르고, 기판(W)의 하면에 충돌한 후에, 기판(W)의 주연을 향해 흐른다.
이 처리 유체의 흐름에 의해, 기판(W)의 하면에 부착되어 있는 액이, 기판(W)의 하면에 부착되어 있던 오염 물질과 함께 기판(W)의 상면으로 유입될 우려가 있다. 이 오염 물질은, 건조 후에, 기판(W)의 상면에 파티클이 되어 잔류할 우려가 있다. 따라서, 초임계 건조 처리의 개시 시점에 기판(W)의 하면에 액이 부착되어 있지 않는 상태로 하는 것이 바람직하다.
<기판 하면 건조부, 액 받이부, 기판 하면 습윤 검지부>
상기의 과제를 해결하기 위하여, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)의 전달 에어리어(182)에는, 기판 하면 건조부(200)와, 그 관련 기기인 액 받이부(300) 및 기판 하면 습윤 검지부(400)가 마련되어 있다. 이하, 이들에 대하여 상술한다.
도시된 실시 형태에 있어서는, 기판 하면 건조부(200), 액 받이부(300) 및 기판 하면 습윤 검지부(400)가 일체화되어 1 개의 유닛을 구성하고 있다.
액 받이부(300)는, 전달 에어리어(182)에 인출된 트레이(32)의 바로 위에 마련된 액 받이 컵(302)의 형태를 가지고 있다. 이 액 받이 컵(302)은 2 개의 반체(제 1 부분(303), 제 2 부분(304))로 구성되어 있다. 도시예에서는, 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)의 이음면(분할면)은, YZ 평면과 평행이지만, XZ 평면과 평행이어도 된다.
제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)은, 각각의 이동 기구(305, 306)에 의해 양 부분(303, 304)이 서로 계합하는 계합 위치와 서로 이간된 분리 위치와의 사이에서, X 방향(수평 방향)으로 이동할 수 있다. 이동 기구(305, 306)는, 에어 실린더 등의 적당한 리니어 액츄에이터로 구성할 수 있다.
제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)이 서로 계합하여 일체화되면, 전체로서 링 형상의 액 받이 컵(302)의 형태가 된다. 액 받이 컵(302)은, 링 형상의 저벽(307)과, 저벽의 주연으로부터 연직 방향 상방으로 올라가는 링 형상의 측벽(308)을 가진다. 저벽(307)의 중앙부에는, 저벽(307)을 상하로 관통하는 적어도 1 개의 홀(309)이 형성되어 있다. 예시된 실시 형태에 있어서는, '적어도 1 개의 홀(309)'은, 평면에서 봤을 때, 전술한 복수(본 예에서는 3 개의) 리프터 핀(39a)을 포함할 수 있는 원의 형태를 가지는 단일의 홀(309)이다.
단일의 홀(309)의 사이즈는, 바람직하게는, 트레이드 오프의 관계에 있는 하기의 요건을 고려하여 결정할 수 있다.
(1) 서로 계합한 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)으로 이루어지는 액 받이 컵(302)이, 기판(W)으로부터 날려진 액체를 지장 없이 받을 수 있다(액 포착 효율).
(2) 서로 분리된 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)과의 사이를, 리프터 핀(39a)에 의해 지지된 기판(W)이 통과할 수 있다(기판 통과 용이성).
홀(309)의 사이즈가 작으면, 분리 위치에 있는 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)과의 사이의 거리(이간 거리)를 거의 기판(W)의 직경에 상당하는 거리로 하지 않으면, 기판(W)을 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)과의 사이를 통과시킬 수 없다. 홀(309)의 사이즈를 크게 함으로써, 상기 이간 거리를 작게 해도, 기판(W)을 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)과의 사이를 통과시킬 수 있다. 또한, 액을 기판의 반경 방향 외향으로 날린다면, 홀(309)의 사이즈를 크게 해도 문제는 없다(후술하는 노즐의 설명을 참조). 한편, 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)을 멀게 이간시킬 수 있는 스페이스가 건조 처리 유닛(18) 내에 확보될 수 있다면, 홀(309)의 사이즈는 작아도 된다. 이 경우, 날린 액을 보다 확실하게 회수할 수 있다.
'적어도 1 개의 홀(309)'에 요구되는 것은, 복수(본 예에서는 3 개의) 리프터 핀(39a)의 통과를 허용하는 것, 당해 홀(309)에 전술한 복수(본 예에서는 3 개의) 리프터 핀(39a)이 통과되고 있을 때에, 액 받이 컵(302)의 분할 동작을 방해하지 않는 것이다. 이 때문에, 상기의 '적어도 1 개의 홀(309)'은, 액 받이 컵(302)의 분할 동작의 방향으로 연장되는 1 개 이상(예를 들면 리프터 핀(39a)의 수와 동수의)의 긴 홀이어도 된다. 이 긴 홀은 전술한 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)의 분할면까지 연장된다.
기판 하면 건조부(200)는, 기판(W)을 건조시키기 위한 건조용 가스를 하면의 주연부에 분사하는 노즐(202)의 형태로 할 수 있다. 건조용 가스로서는, 예를 들면 저습도 또한 저산소 농도의 가스, 구체적으로 예를 들면 질소 가스 등의 불활성 가스로 할 수 있다. 건조용 가스로서, 드라이 에어를 이용해도 된다.
노즐(202)은, 액 받이 컵(302)의 저벽(307)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 뚫린 복수의 가스 토출구(203)(도 10에는 그 일부만이 나타나 있음)를 구비하고 있다. 저벽(307)의 내부에는, 저벽(307)의 둘레 방향을 따라 연장되고, 각 가스 토출구(203)에 가스를 공급하는 가스 공급로(204)가 형성되어 있다.
각 가스 토출구(203)는, 기판(W)의 하면에 부착한 액체를 기판의 주연을 향해 이동시키면서, 기판(W)의 주연의 외방으로 날릴 수 있도록, 기울기 상방을 향해 개구 되어 있다. 가스 공급로(204)는, 도 10에 개략적으로 나타난 바와 같이, 가스 공급부(205)에 접속되어 있다. 가스 공급부(205)는, 예를 들면 공장 용력으로서의 질소 가스 공급원과, 질소 가스 공급원과 가스 공급로(204)를 연통시키는 관로와, 관로에 개재 마련된 유량 제어 기기(개폐 밸브, 유량 제어 밸브 등) 등으로 구성할 수 있다.
제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)의 가스 공급로(204)는, 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)을 계합시킨 경우에 서로 연결되도록 구성되어 있어도 되고, 서로 분리된 채가 되도록 구성되어 있어도 된다. 전자의 경우, 가스 공급부(205)는 1 개만 마련해도 된다.
저벽(307)의 하방의 공간을 향해 가스를 토출하는 다른 가스 토출구(파선 화살표(206)에 의해 개략적으로 나타냄)를 액 받이 컵(302)에 마련해도 된다. 이 다른 가스 토출구(206)는 가스 공급로(204)에 접속해도 되고, 저벽(307) 내에 형성한 다른 가스 공급로에 접속해도 된다. 액 받이 컵(302)의 바로 밑에는, 전달 위치에 있는 트레이(32)가 위치한다. 다른 가스 토출구로부터(화살표 206으로 나타내는 바와 같이) 가스를 트레이(32)에 분사함으로써, 트레이(32)의 상면 혹은 지지 핀(지지 부재(32b))에 액(예를 들면 IPA)이 부착되어 있었다 하더라도, 그것을 제거할 수 있다.
노즐(202)(가스 토출구(203)＋가스 공급로(204))을 형성하는 홀 또는 오목부를 액 받이 컵(302)의 저벽(307) 내에 형성하는 것 대신에, 복수의 가스 토출구를 가지는 반원 형상으로 꺾인 관(도시하지 않음)을 저벽(307)의 예를 들면 상면에 장착하고, 이것을 노즐로서 이용해도 된다.
가스 토출구(203)로부터 토출된 가스에 의해, 기판(W)의 하면의 주연부에 부착되어 있던 액체(IPA)는 날려져, 액 받이 컵(302)의 측벽(308)에 충돌하거나, 혹은 저벽(307)의 위에 떨어진다. 저벽(307)의 최외주부에는, 액 받이 홈(311)이 원주 방향을 따라 연장되어 있다. 바람직하게는, 저벽(307)은, 반경 방향 외측을 향해 낮아지도록 경사져 있다. 따라서, 측벽(308)에 또는 저벽(307)에 착액한 액체는, 액 받이 홈(311)으로 유입된다.
액 받이 홈(311)에는, 1 개 이상의 드레인 홀(310)이 형성되어 있다. 액 받이 홈(311)의 저면은, 바람직하게는 각 드레인 홀(310)을 향해 경사져 있다. 드레인 홀(310)에는 배출관(도시하지 않음)이 접속되어 있다. 배출관은, 공장의 유기 배액계에 접속되어 있다. 드레인 홀(310)로부터 배출되는 액(IPA)은 통상은 미량이며, 또한, 용이하게 증발하는 것을 고려하면, 배출관을 공장의 유기 배기계에 접속해도 된다.
도 11에 개략적으로 나타나는 바와 같이, 기판 하면 습윤 검지부(400)로서, 액 받이 컵(302)의 저벽(307)에 카메라(402)를 마련해도 된다. 카메라(402)는, 액 받이 컵(302)의 원주 방향을 따라 등간격으로 마련할 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 하면의 링 형상의 주연 영역 전부가 어느 하나의 카메라(402)에 의해 촬상되도록 복수의 카메라(402)를 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 인접하는 2 개의 카메라(402)의 촬상 범위가 약간 중복되도록, 복수의 카메라(402)를 배치할 수 있다. 모바일 단말기에 이용되는 것과 같은 소형 카메라를 저벽(307)에 매립해도 된다.
카메라(402)는, 가스 토출구(203)로부터 분출된 가스에 의해 날려진 액적이 부착되지 않을 만한 위치에 마련하는 것이 바람직하다. 도 11에 나타내는 예에서는, 카메라(402)는, 가스 토출구(203)보다 반경 방향 내측의 위치에 마련되어 있다.
제어 장치(6)에 구비된 화상 해석 기능을 이용하여 카메라(402)의 촬상 데이터에 대하여 화상 해석이 행해지고, 기판(W)의 하면의 주연부에 액이 부착되어 있는지 여부의 판정이 행해진다.
도 2에 파선으로 개략적으로 나타내는 바와 같이, 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)의 상방에 가스 토출부(170)를 마련해도 된다. 가스 토출부(170)는, 예를 들면, 승강 기구(150)의 일부를 이루는 지주(支柱)에 장착되어, 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)와 함께 이동할 수 있다. 가스 토출부(170)로부터 질소 가스 등의 불활성 가스 혹은 드라이 에어를 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)에 분사함으로써, 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)에 부착된 액(예를 들면 IPA)을 제거할 수 있다.
<기판 처리 시스템의 동작>
이어서, 기판 처리 시스템(1)의 동작에 대하여 설명한다. 이하에 설명하는 각 동작은, 제어부(61)에 의한 제어 하에서 실행된다.
캐리어(C)에 수용된 기판(W)을 반송 장치(13)가 취출하여 전달부(14)에 배치한다. 이어서, 반송 장치(16)는, 전달부(14)로부터 기판(W)을 취출한 후, 취출한 기판(W)을 액 처리 유닛(17)으로 반입한다.
구체적으로, 반송 장치(16)는, 제 1 유지부(110)(도 3 참조)를 이용하여 전달부(14)로부터 기판(W)을 취출한다. 그리고, 반송 장치(16)는, 기판(W)을 제 1 유지부(110)에 의해 유지한 상태로 전달부(14)로부터 액 처리 유닛(17)으로 반송한다.
다음으로, 액 처리 유닛(17)에서 기판(W)에 액 처리가 실시된다. 구체적으로, 회전하는 기판(W)에 약액을 공급하여 웨트 에칭 또는 약액 세정을 행하고, 이 후, 기판(W)에 린스액(예를 들면 순수)을 공급하여 린스 처리를 행한다. 이 후, 기판(W)의 상면에 IPA를 공급하여, 기판(W)의 상면에 있는 린스액을 IPA로 치환하는 IPA 치환 처리(IPA 액막 형성 처리)를 행한다. IPA 치환 처리의 종기에, 기판(W)의 회전수 및 IPA의 공급 유량을 적절히 조정함으로써, 기판(W)의 상면에 미리 정해진 두께의 IPA의 액막(L)을 형성한다.
다음으로, 액 처리 유닛(17) 내에 있는 막(L)이 형성된 기판(W)을 반송 장치(16)가 취출한다. 구체적으로, 도 12에 나타내는 바와 같이, 액 처리 유닛(17)의 기판 유지 회전 기구(25)의 복수의 리프터 핀(25b)을 상승시킴으로써, 기판(W)을 상승시킨다. 이어서, 반송 장치(16)는, 제 1 유지부(110)를 전진시켜 제 1 유지부(110)를 기판(W)의 하방에 배치시킨다. 다음으로, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지부(110)를 상승하여, 기판(W)을 리프터 핀(25b)으로부터 이탈시킨다.
이어서, 도 14에 나타내는 바와 같이, 반송 장치(16)는, 제 2 유지부(120)를 전진시켜 제 1 유지부(110)의 하방에 위치시킨다. 이어서, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 2 유지부(120)에 마련된 지지 핀(122)이 상승하여 제 1 유지부(110)가 유지하고 있는 기판(W)을 들어 올린다. 이어서, 도 16에 나타내는 바와 같이, 제 1 유지부(110)가 후퇴하여 액 처리 유닛(17)으로부터 퇴출된다.
이어서, 지지 핀(122)이 하강함으로써, 기판(W)이 도 5에 나타내는 바와 같이 제 2 유지부(120)의 오목부(121a) 내에서 유지되게 된다. 상세하게는, 지지 핀(122)이 기판(W)을 척(123)의 높이까지 하강시키고, 이어서, 척(123)이 기판(W)을 향해 전진함으로써 기판(W)을 제대로 파지하고, 이어서, 지지 핀(122)이 더 하강하여 기판(W)으로부터 멀어짐으로써, 도 5의 상태가 된다. 이어서, 제 2 유지부(120)도 액 처리 유닛(17)으로부터 퇴출된다.
다음으로, 반송 장치(16)는, 기판(W)을 제 2 유지부(120)에 의해 유지한 상태에서 건조 처리 유닛(18)까지 반송한다. 기판(W)이 제 2 유지부(120)에 유지되어 있는 동안(반송 중도 포함함), 가스 공급부(124)의 복수의 토출구(124a)로부터 기판(W)의 하면의 외주부를 향해 기체를 토출한다. 이에 의해, 기판(W)의 상면에 형성된 액막(L)의 액이 기판(W)의 하면으로 유입되는 것이 방지 또는 적어도 억제된다.
또한, 액 처리 유닛(17)에서 기판(W)의 액 처리가 완료된 시점에서 이미 액체가 기판(W)의 하면에 부착되어 있는 경우도 있을 수 있다. 기판(W)의 하면에 액이 부착되어 있는지 여부는 예를 들면 제 2 유지부(120)의 베이스부(121)에 마련한 카메라(128)에 의해 검출할 수 있다.
반송 목적 장소인 건조 처리 유닛(18)의 정면에 도착하면, 앞서 설명한 도 13부터 도 17에 이르는 순서와는 반대의 순서에 의해, 기판(W)을 제 1 유지부(110)에 의해 유지시킨다.
그 후에 건조 처리 유닛(18) 내에 있어서 실행되는 순서에 대해서는, 도 11, 도 12 및 도 18a ~ 도 22b를 참조하여 설명한다. 또한, 도 18a ~ 도 22b는, 도면의 보기 편함을 중시하여, 건조 처리 유닛(18)의 트레이(32)가 Y 방향으로 이동하도록 기재하고 있다. 트레이(32)가 X 방향으로 이동하는 경우도, 개개의 순서는 도 18a ~ 도 22b에 나타낸 것과 실질적으로 동일하다.
먼저, 도 18a 및 도 18b에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)의 기판(W)의 반출반입용의 개구(180)(도 1을 참조)를 통과시켜, 기판(W)을 유지하고 있는 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)를 건조 처리 유닛(18) 내에 진입시킨다. 또한, 개구(180)에 셔터가 마련되어 있는 경우에는, 당해 셔터는, 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110) 및 제 2 유지부(120)가 개구(180)를 통과할 때에 열리고, 그 이외의 때에는 닫힌다.
다음으로, 건조 처리 유닛(18)의 리프터 핀(39a)을 상승시킴으로써, 제 1 유지부(110)에 유지된 기판(W)을 상승시켜, 복수의 리프터 핀(39a)에 기판(W)을 지지시킨다. 이것 대신에, 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)를 하강시킴으로써, 미리 상승시켜 둔 복수의 리프터 핀(39a)에 기판(W)을 지지시켜도 된다. 다음으로, 반송 장치(16)는, 제 1 유지부(110)를 후퇴시켜, 건조 처리 유닛(18)으로부터 퇴출시킨다(도 19a 및 도 19b를 참조).
다음으로, 도 20a 및 도 20b에 나타내는 바와 같이, 리프터 핀(39a)을 하강시킴으로써, 기판(W)이 액 받이부(300) 내에 들어가는 높이 위치까지 기판(W)을 하강시키고, 거기서 정지시킨다. 이에 의해, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 리프터 핀(39a)에 지지된 채로 기판(W)이 액 받이부(300)로서의 액 받이 컵(302) 내에 들어간다.
다음으로, 카메라(402)에 의해 기판(W)의 하면의 주연부를 촬영하고, 화상 해석에 의해 기판(W)의 하면의 주연부에 IPA가 부착되어 있는지 여부를 판정한다. IPA가 부착되어 있었다면 가스 토출구(203)로부터 기판(W)의 하면의 주연부를 향해 질소 가스를 분사하여, IPA를 날려 기판(W)의 하면의 주연부를 건조시킨다. 날려진 IPA는 액 받이부(300)에 의해 받아진다. 액 받이 컵(302)에 의해 받아진 IPA는, 액 받이 컵(302)의 표면에서 증발하거나, 혹은, 액 받이 홈(311) 및 드레인 홀(310)을 거쳐 액 받이 컵(302)으로부터 배출된다. 화상 해석에 의해 IPA가 부착되어 있지 않은 것이 확인된 경우에는, 질소 가스의 분사는 행하지 않아도 된다.
다음으로, 도 21a 및 도 21b에 나타내는 바와 같이, 이동 기구(305, 306)를 동작시켜 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)을 분리한다. 그리고, 리프터 핀(39a)을 하강시킴으로써, 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)의 사이를 통과시켜 기판(W)을 하강시켜, 트레이(32)의 위에 배치한다. 리프터 핀(39a)은 또한, 트레이(32)의 이동을 방해하지 않는 대기 위치(하한 위치)까지 하강하고, 거기서 정지한다.
다음으로, 도 22a 및 도 22b에 나타내는 바와 같이, 기판(W)을 지지한 트레이(32)를 전진시켜 처리 용기(31) 내에 수용한다.
다음으로, 공지의 방법에 의해, 처리 용기(31) 내에서 트레이(32) 상에 지지된 기판(W)의 초임계 건조 처리가 행해진다.
다음으로, 처리 용기(31)로부터 건조 처리가 끝난 기판(W)을 지지한 트레이(32)가 인출된다. 이어서, 리프터 핀(39a)이 상승하고, 이에 의해 트레이(32) 상의 기판(W)이 들어 올려져, 분리 상태에 있는 액 받이부(300)의 제 1 부분(303) 및 제 2 부분(304)의 사이를 통과하여, 전달 위치까지 상승한다.
다음으로, 먼저 도 18a 및 도 18b, 및 도 19a 및 도 19b에서 설명한 순서와 반대의 순서에 의해, 리프터 핀(39a) 상의 기판(W)이, 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)에 의해 유지된다. 이 후, 제 1 유지부(110)가 건조 처리 유닛(18)으로부터 퇴출된다. 이 후, 반송 장치(16)는, 기판(W)을 전달부(14)에 배치하고, 이어서, 반송 장치(13)가 전달부(14)로부터 기판(W)으로부터 취출하여 캐리어(C)로 되돌린다. 이에 의해, 1 매의 기판(W)에 대한 일련의 처리가 종료된다.
상기 실시 형태에 따르면, 기판(W)이 트레이(32)에 배치되기 직전의 시점에서 기판(W)의 하면 상에 대한 IPA 부착의 유무의 확인이(IPA 부착이 있었을 경우에는 IPA의 건조도) 행해진다. 이 때문에, 기판(W)의 하면 상에 IPA가 부착된 상태로 기판(W)이 처리 용기(31) 내에 수용될 가능성을 거의 없앨 수 있다.
또한, 트레이(32)에 기판 하면 습윤 검지부(카메라) 및 기판 하면 건조부(질소 가스 노즐)를 마련하는 것도 상정된다. 그러나, 고압 환경에 견딜 수 있는 카메라 혹은 센서류를 트레이(32)에 마련하는 것은 용이하지 않으며, 가능했다 하더라도 높은 코스트가 예상된다. 또한, 기판 하면 건조부(노즐 및 가스 공급계)를 초임계 처리 유체에 의해 악영향을 받지 않도록 트레이(32)에 탑재하는 것도 용이하지 않으며, 가능했다 하더라도 높은 코스트가 예상된다. 또한, 트레이(32)에 기판(W)을 실은 후에 기판(W)의 하면에 있는 액(IPA)을 날리면, 날려진 액에 의해 트레이(32)가 오염될 가능성도 있다. 상기를 고려하면, 트레이(32)에 기판(W)이 배치되기 직전에 액 받이부(300) 내에서 기판 하면의 습윤 검지 및 기판 하면의 건조를 행하는 본 실시 형태의 구성은 매우 바람직한 것이라고 상정된다.
상기 실시 형태의 변형 실시 형태로서 이하의 구성 및 운용 중 적어도 하나를 채용할 수 있다.
도 23에 나타내는 바와 같이, 전술한 리프터 핀(39a) 대신에, 승강축(39c)과, 승강축(39c)을 승강시키는 승강 기구(39d)와, 승강축(39c)의 상단에 마련된 흡착 패드(39e)를 마련해도 된다. 트레이(32)에는, 흡착 패드(39e)가 통과 가능한 관통 홀(32f)이 마련된다. 이 구성에 있어서, 기판(W)은, 흡착 패드(39e)에 진공 흡착된 상태로 승강한다.
흡착 패드(39e)를 이용하는 경우, 또한, 승강 기구(39d)에 승강축(39c)을 회전시키는 회전 기구를 부설해도 된다. 환언하면, 승강 기구(39d) 대신에, 승강 회전 기구를 마련해도 된다. 이 경우, 기판(W)을, 그 상면 상에 있는 액막을 형성하는 IPA가 넘쳐 떨어지지 않을 정도의 저속으로 회전시켜도 된다.
기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 하면의 검사를 행함으로써, 예를 들면 카메라(402)의 수가 1 개여도, 기판(W)의 하면 주연부의 전둘레를 검사할 수 있다. 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 하면의 건조 처리를 행한다면, 가스 토출구(203)의 수를 삭감해도, 균일한 건조를 행할 수 있다. 또한, 카메라(402)와 가스 토출구(203)를 멀리함으로써(상이한 둘레 방향 위치에 배치함으로써), 가스에 의해 날려진 액이 카메라(402)에 직접 부착되는 것을 방지할 수 있다.
기판 하면 습윤 검지부(400)로서, 예를 들면 도 24에 개략적으로 나타나는 바와 같이, 반사형의 검지부(403)를 마련해도 된다. 반사형의 검지부(403)는, 기판(W)의 주연부의 하방에 원주 형상의 어레이를 이루도록 배치된 다수의 검지 소자를 구비하고 있다. 각 검지 소자는, 검사 광을 기판(W)의 하방으로부터 기판(W)의 하면의 주연부에 조사하는 광 조사부와, 기판(W)의 하면에서 반사된 검사 광을 수광하는 수광부를 가지고 있다. 반사형의 검지부(403)는, 기판(W)의 승강이 검지부(403)에 의해 방해되지 않도록, 2 개 이상(도시예에서는 2 개)으로 분할되고, 구동 기구(404)에 의해 서로 접리 가능하게 되어 있다. 분할되어 있는 점 및 접리 가능한 점에 있어서는, 먼저 설명한 액 받이부(300)와 동일하다.
반사형의 검지부(403)의 수광부는, 예를 들면, 수광한 광의 강도에 따른 신호를 발신한다. 이 신호에 기초하여 예를 들면 제어 장치(6)에 의해 데이터 해석이 행해져, 기판(W)의 하면의 주연부에 액이 부착되어 있는지 여부의 판정이 행해진다.
반사형의 검지부(403)는, 예를 들면 레이저 변위계와 같은 검사 디바이스여도 된다. 기판(W)의 하면의 주연부에 IPA의 액적이 존재하고 있는 경우, 예를 들면 액적의 장소에서 국소적으로 검출 거리가 작아진다. 이것을 이용하여, 액적의 존재를 검출할 수 있다.
기판 하면 습윤 검지부(400)로서, 예를 들면 도 25에 개략적으로 나타나는 바와 같이, 투과형의 검지부를 마련해도 된다. 투과형의 검지부는, 기판(W)의 주연부의 상방에 배치된 광 조사부(405)와, 기판(W)의 주연부의 하방에 배치된 수광부(406)를 가진다. 수광부(406)는, 기판(W)의 주연부의 하방에 원주 형상의 어레이를 이루도록 배치된 다수의 수광 소자를 가지고 있다. 기판(W)의 상면의 주연부에 전둘레에 거쳐 균일한 강도의 광을 조사할 수 있다면, 광 조사부(405)의 구성은 임의이다. 광 조사부(405) 및 수광부(406)의 각각은, 기판(W)의 승강을 방해하지 않도록, 2 개 이상(도시예에서는 2 개)으로 분할되고, 구동 기구(407, 408)에 의해 서로 접리 가능하게 되어 있다. 분할되어 있는 점 및 접리 가능한 점에 있어서는, 먼저 설명한 액 받이부(300)와 동일하다.
투과형의 검지부의 수광부(406)는, 예를 들면, 수광한 광의 강도에 따른 신호를 발신한다. 이 신호에 기초하여 예를 들면 제어 장치(6)에 의해 데이터 해석이 행해지고, 기판(W)의 하면의 주연부에 액이 부착되어 있는지 여부의 판정이 행해진다.
도 24 및 도 25에 나타낸 기판 하면 습윤 검지부(400)는, 반사형의 검지부(403) 및 수광부(406)를 기판(W)의 주연의 바로 밑에 마련할 필요가 있는 점에서, 기판 하면 건조부(200) 및 액 받이부(300)로부터 분리하여 마련하는 편이 바람직하다. 도 24에 나타낸 기판 하면 습윤 검지부(400)는, 액 받이부(300)로부터 분리하여 예를 들면 액 받이부(300)의 상방에 마련할 수 있다. 그렇게 함으로써, 기판 하면 건조부(200)에 의해 날려진 액이, 반사형의 검지부(403) 및 수광부(406)를 적실 우려가 없어진다. 이 경우, 기판 하면 습윤 검지부(400)에 의해 먼저 기판(W)의 하면에 액이 부착되어 있는지 여부를 검사한다. 그리고, 액이 부착되어 있는 경우에는, 기판 하면 건조부(200) 장착의 액 받이부(300) 내에 기판(W)을 수용하고, 기판(W)의 하면의 건조를 행한다. 액이 부착되어 있지 않은 경우에는, 액 받이부(300)를 2 개로 분리하여, 기판(W)을 액 받이부(300)를 통과시켜 트레이(32)의 위에 둘 수 있다.
또한, 기판 하면 습윤 검지부(400)에 대한 액 부착 방지 대책(예를 들면 질소 가스 퍼지 등)이 강구된다면, 도 24 및 도 25에 나타낸 기판 하면 습윤 검지부(400)를 액 받이부(300)에 탑재해도 상관없다. 도 24 및 도 25에 나타낸 기판 하면 습윤 검지부(400)를 액 받이부(300)에 탑재한 경우, 반사형의 검지부(403) 및 수광부(406)는, 액 받이 컵(302)의 저벽(307)의 상면의 위에 설치하거나, 상면에 매립할 수 있다. 광 조사부(405)는, 예를 들면, 액 받이 컵(302)의 측벽(308)의 상단부에 장착할 수 있다. 또한 이 경우, 구동 기구(404, 407, 408)는 불필요하다.
도 26에 나타내는 바와 같이, 액 받이부(300)를 트레이(32)보다 낮은 높이 위치에 마련해도 된다. 이 경우, 트레이(32)의 개폐(처리 용기(31)에 대한 진퇴)가 리프터 핀(39a)에 의해 방해받지 않도록, 도 27에 나타내는 바와 같이, 트레이(32)에 1 개 이상의 슬릿(32e)을 마련할 수 있다.
도 26의 구성을 채용한 경우에 있어서의 기판(W)을 처리 용기(31) 내에 수용할 때까지의 순서에 대하여 이하에 간단히 설명한다.
먼저, 건조 처리 유닛(18) 내에 진입한 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)가, 상한 위치(도 26에 나타내는 높이 위치)에 있는 리프터 핀(39a)에 기판(W)을 배치하고, 액 처리 유닛(17)으로부터 퇴출된다. 다음으로, 리프터 핀(39a)이 하강하고, 기판(W)을 액 받이부(300) 내에 수용한다. 이 때, 트레이(32)는 기판(W)의 하강을 방해하지 않도록, 퇴피 위치(도 26에 나타내는 수평 방향 위치)로 퇴피하고 있다. 액 받이부(300) 내에 있어서 기판 하면 습윤 검지부(400)에 의해 기판(W)의 하면에 액이 부착되어 있는지 여부가 검사되고, 액이 부착되어 있으면 기판 하면 건조부(200)에 의해 액을 제거한다.
다음으로, 리프터 핀(39a)이 기판(W)을 트레이(32)보다 약간 높은 높이 위치까지 상승시키고, 이어서, 트레이(32)가 처리 용기(31)를 향해 전진한다. 이에 의해, 슬릿(32e)에 리프터 핀(39a)이 통과된 상태가 된다. 다음으로, 리프터 핀(39a)이 하강하여, 기판(W)을 트레이(32)의 정해진 위치에 배치한다. 리프터 핀(39a)은 또한 하한 위치까지 하강하고, 이에 의해 리프터 핀(39a)이 슬릿(32e)으로부터 탈출한다. 이어서, 트레이(32)가 더 전진하고, 이에 의해 기판(W)을 배치한 트레이(32)가 처리 용기(31) 내에 수용된다.
도 28에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(18)이 가동의 트레이(32)를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우, 처리 용기(31) 내에 기판 유지 구조물(31a)(기판 유지부)이 마련되어 있고, 기판 유지 구조물에 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)가 직접 기판(W)을 배치하도록 되어 있다. 트레이(32)에 연결되어 있던 덮개체(33) 대신에, 처리 용기(31)에 덮개체(33b)가 마련되어 있다.
도 28의 실시 형태에 있어서는, 먼저, 건조 처리 유닛(18) 내에 침입한 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)가, 상한 위치(도 28에 나타내는 높이 위치)에 있는 리프터 핀(39a)에 기판(W)을 배치하고, 액 처리 유닛(17)으로부터 퇴출된다. 다음으로, 리프터 핀(39a)이 하강하고, 기판(W)을 액 받이부(300) 내에 수용한다. 액 받이부(300) 내에 있어서 기판 하면 습윤 검지부(400)에 의해 기판(W)의 하면에 액이 부착되어 있는지 여부가 검사되고, 액이 부착되어 있으면 기판 하면 건조부(200)에 의해 액을 제거한다.
다음으로, 기판(W)을 지지하고 있는 리프터 핀(39a)이 상한 위치까지 상승하고, 재차 건조 처리 유닛(18) 내에 침입한 반송 장치(16)의 제 1 유지부(110)가, 리프터 핀(39a)으로부터 기판(W)을 수취한다. 이어서 제 1 유지부(110)는 처리 용기(31) 내로 기판(W)을 반입하여, 처리 용기(31) 내에 마련된 기판 유지 구조물(31a)(기판 유지부)에 기판(W)을 배치하고, 이어서 액 처리 유닛(17)으로부터 퇴출된다. 다음으로, 덮개체(33b)에 의해 처리 용기(31)가 밀폐된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
기판은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 글라스 기판, 세라믹 기판 등의 반도체 장치의 제조에 있어서 이용되는 다른 종류의 기판이어도 된다.

Claims (14)

  1. 상면이 처리액으로 젖은 상태의 기판을 반송하는 기판 반송부와,
    상기 처리액으로 젖은 상태의 상기 기판을 건조시키는 건조 처리부
    를 구비하고,
    상기 건조 처리부는
    상기 기판 반송부와의 사이에서 상기 기판의 전달이 행해지는 전달 에어리어와,
    상기 기판의 상면의 건조 처리가 행해지는 건조 에어리어를 가지고,
    상기 전달 에어리어에,
    상기 기판 반송부로부터 수취한 상기 기판을 수평 자세로 지지하는 기판 지지 부재와,
    상기 기판의 하면이 상기 처리액으로 젖어 있었을 경우에, 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 기판의 하면에 가스를 분사함으로써 상기 하면의 건조를 행하는 기판 하면 건조부
    가 마련되어 있는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전달 에어리어에 마련되고, 상기 기판 반송부가 상기 전달 에어리어에 반입한 상기 기판의 하면이 젖어 있는지 여부를 검출하는 기판 하면 습윤 검지부를 더 구비하고,
    상기 기판의 하면이 상기 처리액으로 젖어 있었을 경우에,
    상기 기판 하면 건조부가 상기 기판 지지 부재에 의해 지지되어 있는 상기 기판의 하면에 가스를 분사하는,
    기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전달 에어리어에 마련되고, 상기 기판 하면 건조부에 의한 상기 기판의 하면의 건조 시에 상기 기판의 하면으로부터 이탈한 처리액을 받는 액 받이부를 더 구비한, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액 받이부에, 상기 기판 하면 습윤 검지부 및 상기 기판 하면 건조부가 일체화되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재를 승강시키는 승강 기구를 더 구비하고, 이에 의해 상기 기판 지지 부재가 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 전달 에어리어 내를 승강 가능하게 되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 건조 처리부는, 그 안에서 상기 기판의 건조 처리가 행해지는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 안에서 상기 기판을 지지하는 기판 유지부를 가지고,
    상기 기판 유지부는, 상기 처리 용기의 외측 또한 상기 전달 에어리어 내의 외부 위치와, 상기 처리 용기 내의 내부 위치와의 사이에서, 수평 방향으로 이동 가능하며,
    상기 기판 유지부는, 상기 기판 유지부를 상하 방향으로 관통하는 관통 홀을 가지고 있고,
    상기 기판 지지 부재는, 상기 기판 유지부의 상방으로서, 또한, 상기 기판 지지 부재와 상기 기판 반송부와의 사이에서 기판의 전달이 행해지는 제 1 높이 위치와, 상기 기판 유지부의 하방의 제 2 높이 위치와의 사이를 상하 방향으로 이동 가능하며,
    상기 기판 하면 건조부는, 상기 제 1 높이 위치와 상기 제 2 높이 위치와의 사이의 제 3 높이 위치에 있어서 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 기판의 하면의 건조를 행할 수 있도록 마련되어 있는,
    기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전달 에어리어에 마련되고, 또한 상기 기판 하면 건조부에 의한 기판의 건조 시에, 상기 제 3 높이 위치에 있는 상기 기판 지지 부재에 의해 지지된 상기 기판의 하면으로부터 이탈한 처리액을 받는 액 받이부를 더 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액 받이부는, 상기 액 받이부를 상하 방향으로 관통하고 또한 상기 기판 지지 부재가 통과 가능한 관통 홀을 가지고 있는, 기판 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 액 받이부는, 분리 및 계합 가능한 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지고 있고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분이 분리되어 있을 때에, 상기 기판을 지지하고 있는 상기 기판 지지 부재가, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분의 사이에 형성된 간극을 상하 방향으로 통과 가능한, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액 받이부는, 평면에서 봤을 때 링 형상을 가지고 있거나, 혹은 전체로서 컵형의 형상을 가지고 있는, 기판 처리 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는, 승강 가능한 복수의 리프터 핀을 구비하고, 각 리프터 핀은, 그 상단에 의해 상기 기판의 하면을 지지하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는, 승강 가능한 승강축과, 상기 승강축의 상단에 마련된 흡착 패드를 가지고, 상기 흡착 패드는, 상기 기판의 하면을 흡착함으로써 상기 기판을 지지하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 승강축을 연직축선 둘레로 회전시키는 회전 기구를 더 구비한, 기판 처리 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조 처리부는, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 상기 기판으로부터 상기 처리액을 제거하여 상기 기판을 건조시키도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
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