KR20230043677A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230043677A
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annular
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gripping
processing apparatus
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KR1020220099289A
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요스케 야스타케
료 무라모토
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

회전하는 기판 (9) 에 처리액을 공급하여 기판 (9) 을 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 (9) 을 지지하는 하 지지체 (21) 상에, 환상 부재인 상 지지체 (31) 를 분리 가능하게 재치한다. 상 지지체 (31) 는, 기판 (9) 의 외측 가장자리부를 덮으면서 하 지지체 (21) 와 함께 회전한다. 상 지지체 (31) 는, 기판 (9) 의 외주 및 상 지지체 (31) 의 외주에 직경 방향으로 대향하는 환상 측벽부 (311) 와, 환상 측벽부 (311) 로부터 직경 방향 내방으로 넓어지고, 기판 (9) 의 상면의 외측 가장자리부와 상하 방향으로 대향하는 환상 상부 (312) 를 포함한다. 환상 상부 (312) 의 개구 면적은 기판 (9) 의 면적의 1/2 이상이다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판에 처리액을 공급하여 기판을 처리하는 기술에 관한 것이다.
[관련 출원의 참조]
본원은 2021년 9월 24일에 출원된 일본 특허출원 JP2021-155615 로부터의 우선권의 이익을 주장하고, 당해 출원의 모든 개시는 본원에 받아들여진다.
종래부터, 반도체 기판이나 유리 기판 등의 기판 (이하, 간단히 「기판」 이라고 한다.) 의 제조 공정에서는, 기판을 회전시키면서 기판에 처리액을 공급하는 처리가 실시되고 있다. 이 때, 기판의 상방에 기판에 대향하는 부재를 배치하고, 이 부재를 기판과 함께 회전시키면서 처리를 실시하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2019-021675호에서는, 대향 부재가 스핀 베이스 상에 재치 (載置) 되고, 대향 부재는 기판의 상면에 대향한다. 일본 공개특허공보 2016-039282호에서는, 톱 플레이트가 기판의 상면에 대향하고, 기판과 함께 회전한다.
한편, 대략 원형의 기판의 외측 가장자리부에 특정한 처리를 실시하는 것도 알려져 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2009-266951호에서는, 기판의 하면에 에칭액을 공급하여, 상면 외주 단부 (즉, 베벨부) 에 돌아 들어간 에칭액에 의해 에칭을 실시하는 기술이 개시되어 있다.
그런데, 기판의 외측 가장자리부에 대한 처리를 안정적으로 실시하기 위해서는, 외측 가장자리부에 있어서의 기류를 원하는 것으로 하는 것이 요구된다. 그러나, 기판 상에 공급되는 기체의 유량을 제어하는 것만으로는 기류를 원하는 것으로 하는 것은 용이하지 않다. 기판을 차단판으로 덮는 경우라도, 기판의 외측 가장자리부에서 기류를 원하는 것으로 하는 것은 용이하지 않다.
본 발명은, 기판의 외측 가장자리부에 있어서의 기류를 용이하게 원하는 것으로 하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 양태 1 은, 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 기판을 수평 자세로 직접적 또는 간접적으로 지지하는 지지부와, 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 상기 지지부를 회전시키는 회전부와, 상기 지지부 상에 분리 가능하게 재치되고, 상기 지지부에 지지된 기판의 외측 가장자리부를 덮으면서 상기 지지부와 함께 회전하는 환상 부재와, 상기 지지부에 지지된 기판의 상면 또는 하면에 처리액을 공급하는 처리액 공급부를 구비하고, 상기 환상 부재가, 상기 지지부에 지지된 기판의 외주 및 상기 지지부의 외주에 직경 방향으로 대향하는 환상 측벽부와, 상기 환상 측벽부로부터 직경 방향 내방으로 넓어지고, 상기 지지부에 지지된 기판의 상면의 외측 가장자리부와 상하 방향으로 대향하고, 상기 기판의 상방에 있어서의 개구 면적이 상기 기판의 면적의 1/2 이상인 환상 상부를 포함한다.
본 발명에서는, 기판의 외측 가장자리부에 있어서의 기류를 용이하게 원하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 양태 2 는, 양태 1 의 기판 처리 장치로서, 상기 환상 상부의 개구를 향하여 하방을 향하는 기류를 발생시키는 기류 발생부를 추가로 구비한다.
본 발명의 양태 3 은, 양태 1 또는 2 의 기판 처리 장치로서, 상기 환상 상부가, 하면의 내주부에 하방으로 돌출되는 환상 돌출부를 포함한다.
본 발명의 양태 4 는, 양태 1 내지 3 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 공급부가, 상기 지지부에 지지된 기판의 하면에 에칭액을 공급한다.
본 발명의 양태 5 는, 양태 1 내지 4 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 환상 부재의 직경 방향 외측에 정지 상태로 배치되는 환상 커버를 추가로 구비하고, 상기 환상 커버의 상부가, 직경 방향 내방을 향하면서 상기 환상 측벽부의 외주면에 근접한다.
본 발명의 양태 6 은, 양태 1 내지 5 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 기판의 상방에 있어서의 상기 환상 상부의 개구 면적이 상기 기판의 면적의 3/4 이상이다.
본 발명의 양태 7 은, 양태 1 내지 6 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 환상 상부가 기판의 상방을 덮는 범위가, 상기 기판의 외주단으로부터 직경 방향 내방을 향하여 20 ㎜ 이하이다.
본 발명의 양태 8 은, 양태 1 내지 7 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 공급부가, 상기 중심축보다 상기 환상 상부의 내주단에 가까운 위치, 또는, 상기 환상 상부와 상기 기판이 상하 방향으로 겹치는 위치에 있어서, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급한다.
상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 이 발명의 상세한 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2 는, 기판 처리 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 3A 는, 하 지지체 상에 재치된 상 지지체의 종단면도이다.
도 3B 는, 상 지지체가 하 지지체로부터 들어올려진 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 4 는, 기판 처리 장치의 동작예의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5A 는, 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5B 는, 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5C 는, 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5D 는, 기판 처리 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 에칭액의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7A 는, 상 지지체를 승강시키는 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7B 는, 상 지지체를 승강시키는 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8A 는, 상 지지체를 승강시키는 구조의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8B 는, 상 지지체를 승강시키는 구조의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 하 파지 부재를 생략한 기판 처리 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 10 은, 도 9 의 기판 처리 장치의 구성의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 11 은, 상 노즐로부터의 처리액의 토출 방향을 나타내는 도면이다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 나타내는 측면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판 (9) (이하, 간단히 「기판 (9)」 이라고 한다.) 을 1 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (9) 에 처리액을 공급하여 처리를 실시한다. 도 1 에서는, 기판 처리 장치 (1) 의 구성의 일부를 단면으로 나타낸다. 또한, 단면을 나타내는 평행 사선은, 세부 (細部) 에 있어서 적절히 생략한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 하우징 (11) 과, 하 지지부 (2) 와, 상 지지부 (3) 와, 회전부 (12) 와, 승강부 (13) 와, 액 받이부 (15) 와, 환상 커버 (16) 와, 처리액 공급부 (4) 와, 도시 생략된 제어부를 구비한다. 하우징 (11) 은, 하 지지부 (2), 상 지지부 (3), 회전부 (12), 승강부 (13), 액 받이부 (15), 환상 커버 (16), 처리액 공급부 (4) 등을 수용한다. 도 1 에서는, 하우징 (11) 을 단면으로 묘사하고 있다. 하우징 (11) 의 천개부에는, 내부 공간에 가스를 공급하여 하방으로 흐르는 기류 (이른바, 다운 플로) 를 형성하는 기류 발생부 (111) 가 형성된다. 기류 발생부 (111) 로는, 예를 들어, FFU (팬·필터·유닛) 가 이용된다.
제어부는, 하우징 (11) 의 외부에 배치되고, 하 지지부 (2), 상 지지부 (3), 회전부 (12), 승강부 (13), 처리액 공급부 (4) 등을 제어한다. 제어부는, 예를 들어, 프로세서와, 메모리와, 입출력부와, 버스를 구비하는 통상적인 컴퓨터를 포함한다. 버스는, 프로세서, 메모리 및 입출력부를 접속하는 신호 회로이다. 메모리는, 프로그램 및 각종 정보를 기억한다. 프로세서는, 메모리에 기억되는 프로그램 등에 따라, 메모리 등을 이용하면서 여러 가지 처리 (예를 들어, 수치 계산) 를 실행한다. 입출력부는, 조작자로부터의 입력을 접수하는 키보드 및 마우스, 프로세서로부터의 출력 등을 표시하는 디스플레이, 그리고, 프로세서로부터의 출력 등을 송신하는 송신부를 구비한다.
하 지지부 (2) 는, 기판 (9) 을 수평 자세로 지지한다. 본 실시형태에서는, 하 지지부 (2) 는, 기판 (9) 을 직접적으로 지지하지만, 후술하는 바와 같이, 하 지지부 (2) 는, 기판 (9) 을 간접적으로 지지해도 된다. 「기판 (9) 을 간접적으로 지지한다」 란, 하 지지부 (2) 에 분리 가능하게, 또는, 분리 불가능하게 접속되는 부재를 개재하여 기판 (9) 을 지지하는 것을 의미한다. 하 지지부 (2) 는, 하 지지체 (21) 와, 복수의 하 파지 부재 (22) 와, 하 파지 구동부 (23) 를 포함한다. 도 1 에서는, 좌측에 하나의 하 파지 부재 (22) 를 나타내고 있다. 하 지지체 (21) 는, 기판 (9) 의 하면에 대향한다. 즉, 하 지지체 (21) 의 상면은 기판 (9) 과 이간되어 있고, 또한, 기판 (9) 의 하면과 대향한다.
복수의 하 파지 부재 (22) 는, 하 지지체 (21) 로부터 상방으로 돌출되고, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 접함으로써 기판 (9) 을 파지한다. 하 파지 부재 (22) 는, 이른바 「지지 핀」 이다. 하 파지 부재 (22) 는, 하부에 대해 상부가 가는 핀상으로 되어 있고, 하 파지 부재 (22) 가 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 회전함으로써, 중심축으로부터 어긋나게 위치하는 상부가 이동하여, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 접한다. 하 파지 부재 (22) 는, 기판 (9) 을 기계적으로 지지한다.
도 2 는, 기판 처리 장치 (1) 의 환상 커버 (16) 및 그 내측의 구성의 일부를 나타내는 평면도이다. 도 2 의 좌측은 하 지지체 (21) 의 상면을 나타내고, 우측은 하 지지체 (21) 상에 후술하는 상 지지체 (31) 가 재치된 상태를 나타낸다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 3 개의 하 파지 부재 (22) 가 하 지지체 (21) 에 형성된다. 3 개의 하 파지 부재 (22) 는, 기판 (9) 을 회전시킬 때의 중심축 (J1) 을 중심으로 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 각 하 파지 부재 (22) 는 하 지지체 (21) 를 상하 방향으로 관통하고, 도시를 생략하는 베어링을 개재하여 회전 가능하게 하 지지체 (21) 에 지지된다. 이하의 설명에 있어서, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 둘레 방향을 간단히 「둘레 방향」, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 직경 방향을 간단히 「직경 방향」, 중심축 (J1) 에 평행한 방향을 간단히 「축 방향」 이라고도 한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 하 파지 구동부 (23) (도 1 의 좌측 참조) 는, 파지측 자성체 (231) 와, 구동측 자성체 (232) 와, 자성체 이동부 (233) (도 1 의 우측 참조) 와, 도시 생략된 위치 복원부를 포함한다. 파지측 자성체 (231) 는, 하 파지 부재 (22) 의 하단에 기계적으로 접속된다. 본 실시형태에서는, 파지측 자성체 (231) 는 자석이다. 구동측 자성체 (232) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이다. 본 실시형태에서는, 구동측 자성체 (232) 는 자석이다. 자성체 이동부 (233) 는, 구동측 자성체 (232) 를 승강시킨다. 실제로는, 2 개의 자성체 이동부 (233) 가 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 대향하여 형성된다 (후술하는 도 2 의 자성체 이동부 (333) 참조). 3 이상의 자성체 이동부 (233) 가 둘레 방향으로 배열되어도 된다. 자성체 이동부 (233) 의 수는 1 이어도 된다. 자성체 이동부 (233) 로는, 여러 가지 기구가 이용 가능하고, 실린더, 회전 모터에 볼 나사를 조합한 기구, 리니어 모터 등이어도 된다. 위치 복원부는, 본 실시형태에서는 하 지지체 (21) 의 하면에 고정된 자석이다. 위치 복원부는, 파지측 자성체 (231) 에 근접한다. 또한, 도 2 에서는, 후술하는 상 파지 구동부 (33) 의 위치 복원부 (334) 를 도시하고 있다. 하 파지 구동부 (23) 의 위치 복원부는, 상 파지 구동부 (33) 의 위치 복원부 (334) 에 준하여 형성된다.
자성체 이동부 (233) 에 의해 구동측 자성체 (232) 가 하강한 상태에서는, 파지측 자성체 (231) 와 위치 복원부 사이의 자기적 작용에 의해, 하 파지 부재 (22) 는 기판 (9) 을 파지하는 위치에 위치한다. 즉, 하 파지 부재 (22) 의 상부가 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 접한다. 자기적 작용은, 인력이어도 되고 척력이어도 되고, 이하의 설명에 있어서 동일하다. 자성체 이동부 (233) 에 의해 구동측 자성체 (232) 가 상승하면, 파지측 자성체 (231) 와 구동측 자성체 (232) 사이의 자기적 작용이, 파지측 자성체 (231) 와 위치 복원부 사이의 자기적 작용을 이겨내고, 하 파지 부재 (22) 가 회전하여 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치에 위치한다. 즉, 하 파지 부재 (22) 의 상부가 기판 (9) 의 외측 가장자리부로부터 이간된다.
이 상태에서, 자성체 이동부 (233) 에 의해 구동측 자성체 (232) 가 하강하면, 파지측 자성체 (231) 와 위치 복원부 사이의 자기적 작용에 의해, 하 파지 부재 (22) 는 기판 (9) 을 파지하는 위치로 되돌아간다. 하 파지 구동부 (23) 는, 복수의 하 파지 부재 (22) 를 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 이접 가능하게 이동시킨다. 구동측 자성체 (232) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이므로, 하 파지 부재 (22) 에 의한 기판 (9) 의 파지 및 비파지는, 기판 (9) 의 회전 중이어도 가능하다. 자석을 사용함으로써, 간단한 구조로 하 파지 부재 (22) 를 이동시킬 수 있다.
또한, 파지측 자성체 (231), 구동측 자성체 (232) 및 위치 복원부는, 모두 자석일 필요는 없고, 자기적 작용을 발생시킬 수 있는 범위 내에서, 일방이 철 등의 자성체여도 된다. 즉, 파지측 자성체 (231) 및 구동측 자성체 (232) 의 적어도 일방이 자석이고, 파지측 자성체 (231) 및 위치 복원부의 적어도 일방이 자석이다. 또한, 위치 복원부는, 자성체가 아니어도 되고, 예를 들어, 스프링 등의 탄성체여도 된다. 이 경우, 하 파지 부재 (22) 와 위치 복원부 사이에 작용하는 탄성력에 의해, 하 파지 부재 (22) 가 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치로부터 기판 (9) 을 파지하는 위치로 이동한다. 나아가서는, 기판 (9) 이 회전하고 있는 동안, 예를 들어, 원심력을 이용하여 하 파지 부재 (22) 가 기판 (9) 을 파지하는 위치에 위치시킬 수 있는 등의 구성에 의해, 기판 (9) 을 파지할 수 있는 것이면, 위치 복원부는 생략되어도 된다.
상 지지부 (3) 는, 기판 (9) 을 상방으로부터 수평 자세로 지지한다. 본 실시형태에서는, 상 지지부 (3) 는, 기판 (9) 을 직접적으로 지지한다. 상 지지부 (3) 는, 상 지지체 (31) 와, 복수의 상 파지 부재 (32) 와, 상 파지 구동부 (33) (도 1 의 우측 참조) 를 포함한다. 도 1 에서는, 우측에 1 개의 상 파지 부재 (32) 를 나타내고 있다. 상 지지체 (31) 는, 기판 (9) 의 상면에 대향한다. 즉, 상 지지체 (31) 는 기판 (9) 과 이간되어 있고, 또한, 기판 (9) 의 상면과 대향한다. 정확하게는, 상 지지체 (31) 는 기판 (9) 의 상면의 일부와 상하 방향으로 이간하여 대향한다.
본 실시형태에서는, 상 지지체 (31) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상 부재이다. 상 지지체 (31) 는, 하 지지부 (2) (의 하 지지체 (21)) 상에 분리 가능하게 재치된다. 상 지지체 (31) 는, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 외측 가장자리부를 덮으면서 하 지지부 (2) (단, 회전하지 않는 부분을 제외한다.) 와 함께 회전한다. 이하의 설명에 있어서, 하 지지부 (2) 의 회전에 언급하는 경우에는, 하 지지부 (2) 중, 회전하는 부분, 특히, 하 지지체 (21) 및 하 파지 부재 (22) 를 가리키는 것으로 한다. 또, 「하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9)」 이란, 후술하는 재파지 동작을 고려하면, 정확하게는, 「하 지지부 (2) 에만 지지된 기판 (9)」, 「상 지지부 (3) 를 개재하여 하 지지부 (2) 에 간접적으로 지지된 기판 (9)」 및 「하 지지부 (2) 및 상 지지부 (3) 에 지지된 기판 (9)」 을, 편의상, 하 지지부 (2) 에 주목하여 표현하는 것이고, 지지에 관한 특별한 설명을 수반하지 않는 경우에는, 이하 동일하다.
도 3A　는, 하 지지체 (21) 상에 재치된 상 지지체 (31) 의 종단면 (단, 중심축 (J1) 에 대해 일방측만) 을 나타내는 도면이다. 환상 부재인 상 지지체 (31) 는, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 외주 및 하 지지부 (2) (단, 하 파지 구동부 (23) 를 제외한다.) 의 외주에 직경 방향으로 대향하는 환상 측벽부 (311) 와, 환상 측벽부 (311) 로부터 직경 방향 내방으로 넓어지고, 기판 (9) 의 상면의 외측 가장자리부와 상하 방향으로 대향하는 환상 상부 (312) 를 포함한다. 환상 상부 (312) 의 기판 (9) 의 상방에 있어서의 개구 (313) (도 1 및 도 2 참조) 의 면적은, 바람직하게는, 기판 (9) 의 면적 (정확하게는, 평면에서 보았을 때의 기판 (9) 의 면적. 이하 동일) 의 1/2 이상이다.
개구 (313) 는 기판 (9) 의 상방에 있어서 크게 개구되어 있고, 더욱 바람직하게는 개구 (313) 의 면적은, 기판 (9) 의 면적의 3/4 이상이다. 특히, 기판 처리 장치 (1) 가 기판 (9) 의 외측 가장자리부의 처리를 실시하는 경우, 더욱 바람직하게는, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 에칭 처리를 실시하는 경우, 환상 상부 (312) 가 기판 (9) 의 상방을 덮는 범위는, 기판 (9) 의 외주의 외주단 (에지) 으로부터 직경 방향 내방을 향하여 20 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 범위는 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
도 3B 는, 상 지지체 (31) 가 후술하는 승강부 (13) 에 의해 하 지지체 (21) 로부터 들어올려진 상태를 나타내는 종단면도이다. 하 지지체 (21) 의 상면에는, 상방으로 돌출되는 복수의 돌출부 (215) 가 형성된다. 돌출부 (215) 는, 상 파지 부재 (32) (도 1 참조) 보다 직경 방향 외방에 위치한다. 복수의 돌출부 (215) 는 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 예를 들어, 돌출부 (215) 의 수는, 3 또는 6 이고, 바람직하게는, 둘레 방향에 있어서 상 파지 부재 (32) 와 하 파지 부재 (22) 사이에 위치한다. 돌출부 (215) 의 수는 3 또는 6 에는 한정되지 않고, 2 이상이면 되고, 바람직하게는 3 이상이다. 돌출부 (215) 의 상단에는, 핀상의 소돌기 (216) 가 형성된다. 도 2 에서는, 돌출부 (215) 의 기재를 생략하고 있다.
한편, 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 상 지지체 (31) 의 환상 상부 (312) 의 하면에는, 하방으로 돌출되는 복수의 돌출부 (315) 가 형성된다. 돌출부 (315) 는, 하 지지체 (21) 의 돌출부 (215) 에 대응하는 위치에 형성된다. 돌출부 (315) 의 수는 돌출부 (215) 의 수와 동일하다. 돌출부 (315) 의 하단에는, 상방으로 패인 소오목부 (316) 가 형성된다. 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치될 때에는, 돌출부 (215) 와 돌출부 (315) 의 위치가 맞추어져, 상 지지체 (31) 가 하강함으로써, 소돌기 (216) 가 소오목부 (316) 에 삽입되어, 도 3A 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (215) 와 돌출부 (315) 가 접한다. 이로써, 하 지지체 (21) 에 대한 상 지지체 (31) 의 위치가, 둘레 방향 및 직경 방향에 관해 고정된다. 회전부 (12) 에 의해 하 지지체 (21) (및 하 파지 부재 (22)) 가 중심축 (J1) 을 중심으로 회전하면, 상 지지체 (31) (및 상 파지 부재 (32)) 도 중심축 (J1) 을 중심으로 회전한다. 바꾸어 말하면, 하 지지부 (2) 가 중심축 (J1) 을 중심으로 회전하면, 상 지지부 (3) (단, 회전하지 않는 부분을 제외한다.) 도 중심축 (J1) 을 중심으로 회전한다. 이하의 설명에 있어서, 상 지지부 (3) 의 회전에 언급하는 경우에는, 하 지지부 (2) 의 경우와 동일하게, 상 지지부 (3) 중 회전하는 부분, 특히, 상 지지체 (31) 및 상 파지 부재 (32) 를 가리키는 것으로 한다.
상 지지체 (31) 와 하 지지체 (21) 를 걸어맞추게 하는 걸어맞춤부 (돌출부 (215, 315)) 의 바람직한 위치를 일반적으로 표현하면, 걸어맞춤부는, 직경 방향에 있어서 기판 (9) 을 파지하는 위치보다 외측에 위치하고, 둘레 방향에 있어서 기판 (9) 을 파지하는 복수의 위치 사이에 위치한다.
상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치되었을 때, 상 지지체 (31) 의 하 지지체 (21) 에 대한 위치를 둘레 방향 및 직경 방향에 관해 고정시키는 구조는, 여러 가지로 변경되어도 된다. 예를 들어, 돌출부 (215) 에 소오목부를 형성하고, 돌출부 (315) 에 소돌기를 형성해도 된다. 하 지지체 (21) 또는 상 지지체 (31) 에만 돌출부를 형성해도 된다. 또한, 하 지지체 (21) 와 상 지지체 (31) 사이에, 상 지지체 (31) 의 하 지지체 (21) 에 대한 상대 위치를 둘레 방향으로만 고정시키는 구조와, 상 지지체 (31) 의 하 지지체 (21) 에 대한 상대 위치를 직경 방향으로만 고정시키는 구조를 개별적으로 형성해도 된다. 하 지지체 (21) 와, 상 지지체 (31) 의 환상 측벽부 (311) 사이에, 상 지지체 (31) 의 하 지지체 (21) 에 대한 위치를 둘레 방향 및 직경 방향으로 고정시키는 구조가 형성되어도 된다.
도 3A 에 나타내는 바와 같이, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치된 상태에 있어서, 환상 측벽부 (311) 는, 하 지지체 (21) 로부터 직경 방향 외방으로 이간된다. 환상 측벽부 (311) 의 하단은, 하 지지체 (21) 의 상면보다 하방에 위치한다. 환상 측벽부 (311) 의 하단은, 하 지지체 (21) 의 하면보다 하방에 위치해도 된다. 환상 상부 (312) 의 하면과 환상 측벽부 (311) 의 내주면은, 바람직하게는, 매끄럽게 접속된다. 즉, 환상 상부 (312) 의 하면과 환상 측벽부 (311) 의 내주면은, 종단면에 있어서 대략 원호상 또는 대략 타원호상의 부위를 개재하여 접속된다. 이로써, 환상 상부 (312) 의 하면에 액이 부착되었을 경우라도, 액이 환상 측벽부 (311) 의 내주면에 매끄럽게 유도되어, 환상 측벽부 (311) 의 하방으로 배출된다.
환상 측벽부 (311) 의 내주면의 상단은, 적절히 정해져도 되지만, 환상 상부 (312) 의 하면과 환상 측벽부 (311) 의 내주면이 매끄러운 면에 의해, 혹은 경사면 (이하, 이들 면을 「접속면」 이라고 한다.) 에 의해 접속되는 경우, 접속면은 환상 측벽부 (311) 의 내주면의 일부로 간주되어도 된다. 즉, 환상 측벽부 (311) 의 내주면의 상단은, 환상 상부 (312) 의 하면과 접속면의 경계인 것으로 해석되어도 된다. 이로써, 기판 (9) 의 상면 및 하면의 측방에 접속면이 위치하는 경우에도 기판 (9) 의 직경 방향 외방에 환상 측벽부 (311) 가 위치하고, 환상 측벽부 (311) 가 기판 (9) 으로부터 비산하는 액적을 받는다고 할 수 있다. 이와 같은 해석의 경우, 환상 측벽부 (311) 의 내주면의 상단은, 기판 (9) 의 상면보다 상방에 위치한다.
도 3A 에 나타내는 바와 같이, 환상 상부 (312) 의 하면의 내주부에는, 하방으로 돌출되는 환상 돌출부 (314) 가 형성된다. 환상 돌출부 (314) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이다. 환상 돌출부 (314) 는, 환상 상부 (312) 의 내주단에 형성되어도 되고, 내주단으로부터 약간 직경 방향 외방에 형성되어도 된다. 환상 돌출부 (314) 의 직경 방향의 폭 및 환상 상부 (312) 의 하면으로부터 하방으로의 높이는, 후술하는 바와 같이 처리 중의 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 발생시키고자 하는 기류에 따라 적절히 설정된다. 환상 돌출부 (314) 의 존재에 의해, 기판 (9) 의 상면과 상 지지체 (31) 사이에 있어서의 기류의 속도가 환상 돌출부 (314) 가 존재하지 않는 경우보다 높아진다. 또한, 환상 돌출부 (314) 는, 환상 상부 (312) 와 함께 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 원하는 기류를 발생시키는 것이고, 환상 돌출부 (314) 를 갖지 않는 환상 상부 (312) 에서 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 원하는 기류를 발생시키는 것이 가능한 경우에는, 환상 돌출부 (314) 는 생략 가능하다.
기판 (9) 의 「외측 가장자리부」 란, 기판 (9) 의 외주단으로부터 기판 (9) 의 중심측을 향하여 어느 일정한 폭의 범위를 가리킨다. 이 폭은 매우 작아도 되고, 어느 정도 커도 된다. 예를 들어, 「외측 가장자리부」 는, 기판 (9) 의 종단면에 있어서의 외주단의 원호상의 영역만이어도 되고, 원호상의 영역에 더하여 기판 (9) 의 중심을 향하여 수 ㎝ 내측으로 넓어지는 영역이어도 된다. 후술하는 바와 같이, 기판 (9) 의 하면으로부터 상면으로 에칭액이 돌아 들어가는 범위 (예를 들어, 0.5 ∼ 3 ㎜ 의 범위) 가 외측 가장자리부로 파악되어도 되고, 기판 (9) 과 환상 상부 (312) 가 상하 방향에 있어서 겹치는 범위가 외측 가장자리부로 파악되어도 된다. 혹은, 기판 (9) 상에 있어서, 환상 돌출부 (314) 보다 직경 방향 외측의 영역이 외측 가장자리부로 파악되어도 된다. 물론, 「외측 가장자리부」 라는 용어는, 그 용어가 사용되는 문맥에 따라 적절히 해석된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 복수의 상 파지 부재 (32) 는, 상 지지체 (31) 로부터 하방으로 돌출되어, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 접함으로써 기판 (9) 을 파지한다. 상 파지 부재 (32) 는, 이른바 「지지 핀」 이다. 상부에 대해 하부가 가는 핀상으로 되어 있고, 상 파지 부재 (32) 가 상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 회전함으로써, 중심축으로부터 어긋나게 위치하는 하부가 이동하여, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 접한다. 상 파지 부재 (32) 는, 기판 (9) 을 기계적으로 지지한다. 또한, 상 파지 부재 (32) 만이어도 기판 (9) 을 낙하시키지 않고 파지하는 것이 가능하도록, 상 파지 부재 (32) 의 하부 측면의 기판 (9) 에 접하는 부분에는, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 맞추어 오목부가 형성된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 3 개의 상 파지 부재 (32) 가 상 지지체 (31) 에 형성된다. 3 개의 상 파지 부재 (32) 는, 기판 (9) 을 회전시킬 때의 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 상 파지 부재 (32) 는 하 파지 부재 (22) 사이에 배치되고, 도 2 의 예에서는, 상 파지 부재 (32) 와 하 파지 부재 (22) 는 교대로 60 도 간격으로 배치된다. 상 파지 부재 (32) 및 하 파지 부재 (22) 의 수는, 각각 3 에는 한정되지 않고, 4 이상이어도 된다. 상 파지 부재 (32) 의 수와 하 파지 부재 (22) 의 수는 상이해도 된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 각 상 파지 부재 (32) 는 상 지지체 (31) 를 상하 방향으로 관통하고, 도시를 생략하는 베어링을 개재하여 회전 가능하게 상 지지체 (31) 에 지지된다.
상 파지 구동부 (33) 는, 하 파지 구동부 (23) 에 준한 구조를 갖는다. 상 파지 구동부 (33) (도 1 의 우측 참조) 는, 파지측 자성체 (331) 와, 구동측 자성체 (332) 와, 자성체 이동부 (333) (도 1 의 좌측 참조) 와, 위치 복원부 (334) (도 2 참조) 를 포함한다. 파지측 자성체 (331) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상 파지 부재 (32) 의 상단에 기계적으로 접속된다. 본 실시형태에서는, 파지측 자성체 (331) 는 자석이다. 구동측 자성체 (332) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이다 (도 2 참조). 본 실시형태에서는, 구동측 자성체 (332) 는 자석이다. 자성체 이동부 (333) 는, 구동측 자성체 (332) 를 승강시킨다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 중심축 (J1) 을 중심으로 2 개의 자성체 이동부 (333) 가 대향하여 형성된다. 3 이상의 자성체 이동부 (333) 가 둘레 방향으로 배열되어도 된다. 자성체 이동부 (333) 의 수는 1 개여도 된다. 자성체 이동부 (333) 로는, 여러 가지 기구가 이용 가능하고, 실린더, 회전 모터에 볼 나사를 조합한 기구, 리니어 모터 등이어도 된다. 위치 복원부 (334) 는, 본 실시형태에서는 상 지지체 (31) 의 상면에 고정된 자석이다. 위치 복원부 (334) 는, 파지측 자성체 (331) 에 근접한다.
자성체 이동부 (333) 에 의해 구동측 자성체 (332) 가 상승한 상태에서는, 파지측 자성체 (331) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용에 의해, 상 파지 부재 (32) 는 기판 (9) 을 파지하는 위치에 위치한다. 즉, 상 파지 부재 (32) 의 하부가 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 접한다. 자성체 이동부 (333) 에 의해 구동측 자성체 (332) 가 하강하면, 파지측 자성체 (331) 와 구동측 자성체 (332) 사이의 자기적 작용이, 파지측 자성체 (331) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용을 이겨내고, 상 파지 부재 (32) 가 회전하여 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치에 위치한다. 즉, 상 파지 부재 (32) 의 하부가 기판 (9) 의 외측 가장자리부로부터 이간된다.
이 상태에서, 자성체 이동부 (333) 에 의해 구동측 자성체 (332) 가 상승하면, 파지측 자성체 (331) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용에 의해, 상 파지 부재 (32) 는 기판 (9) 을 파지하는 위치로 되돌아간다. 이와 같이, 상 파지 구동부 (33) 는, 복수의 상 파지 부재 (32) 를 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 이접 가능하게 이동한다. 구동측 자성체 (332) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이므로, 상 파지 부재 (32) 에 의한 기판 (9) 의 파지 및 비파지는, 기판 (9) 의 회전 중이어도 가능하다. 자석을 사용함으로써, 간단한 구조로 상 파지 부재 (32) 를 이동시킬 수 있다.
또한, 파지측 자성체 (331), 구동측 자성체 (332) 및 위치 복원부 (334) 는, 모두 자석일 필요는 없고, 자기적 작용을 발생시킬 수 있는 범위 내에서, 일방이 철 등의 자성체여도 된다. 즉, 파지측 자성체 (331) 및 구동측 자성체 (332) 의 적어도 일방이 자석이고, 파지측 자성체 (331) 및 위치 복원부 (334) 의 적어도 일방이 자석이다. 또한, 위치 복원부 (334) 는, 자성체가 아니어도 되고, 예를 들어, 스프링 등의 탄성체여도 된다. 이 경우, 상 파지 부재 (32) 와 위치 복원부 (334) 사이에 작용하는 탄성력에 의해, 상 파지 부재 (32) 가 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치로부터 기판 (9) 을 파지하는 위치로 이동한다. 나아가서는, 기판 (9) 이 회전하고 있는 동안, 예를 들어, 원심력을 이용하여 상 파지 부재 (32) 가 기판 (9) 을 파지하는 위치에 위치시킬 수 있는 등의 구성에 의해, 기판 (9) 을 파지할 수 있는 것이면, 위치 복원부 (334) 는 생략되어도 된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 회전부 (12) 의 회전축은, 하 지지체 (21) 에 접속된다. 회전부 (12) 는 하 지지부 (2) 를 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 회전한다. 회전축은 중공이고, 상단은 후술하는 하 노즐 (41) 로 되어 있다.
승강부 (13) 는, 상 지지체 (31) 를 하 지지체 (21) 에 대해 승강시킨다. 상 지지체 (31) 는, 하 지지체 (21) 상에 재치되는 재치 부재이다. 즉, 승강부 (13) 는, 재치 부재인 상 지지체 (31) 를 하 지지부 (2) 에 대해 승강시킨다. 승강부 (13) 는, 승강 구동부 (131) 와, 승강 구동부 (131) 에 의해 승강하는 선단부 (132) 를 포함한다. 승강 구동부 (131) 로는, 여러 가지 기구가 이용 가능하고, 실린더, 회전 모터에 볼 나사를 조합한 기구, 리니어 모터 등이어도 된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 실제로는, 2 개의 승강부 (13) 가, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 대향하는 위치에 형성된다. 3 이상의 승강부 (13) 가 둘레 방향으로 배열되어도 된다.
상 지지체 (31) 의 외주면에는 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 내방으로 패인 홈 (34) 이 형성된다. 승강부 (13) 의 선단부 (132) 는, 직경 방향 외방에서 상 지지체 (31) 의 홈 (34) 을 향하여 연장된다. 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 선단부 (132) 가 상승하면, 홈 (34) 의 상측의 아래를 향하는 면 (341) 과, 선단부 (132) 의 상면 (133) 이 접하여 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 로부터 상방으로 이간된다. 이하, 홈 (34) 을 「제 1 맞닿음부」, 선단부 (132) 를 「제 2 맞닿음부」, 면 (341) 을 「제 1 맞닿음면」, 상면 (133) 을 「제 2 맞닿음면」 이라고 한다.
승강 구동부 (131) 에 의해 제 2 맞닿음부 (132) 가 하강하면, 도 3A 에 나타내는 바와 같이, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치되어 제 2 맞닿음면 (133) 이 제 1 맞닿음면 (341) 으로부터 이간된다. 즉, 제 2 맞닿음부 (132) 가 제 1 맞닿음부 (34) 로부터 이간된다. 제 1 맞닿음부 (34) 는 전체 둘레에 걸쳐 형성되므로, 제 1 맞닿음부 (34) 와 제 2 맞닿음부 (132) 가 이간된 상태에서 하 지지부 (2) 는 회전 가능하다. 제 1 맞닿음면 (341) 은 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 면이므로, 상 지지체 (31) 의 회전 위치가 어느 위치여도, 승강부 (13) 에 의해 상 지지체 (31) 의 승강을 실시할 수 있다.
승강부 (13) 는, 상 지지체 (31) 의 외주부를 지지하여 상 지지체 (31) 를 승강시킨다. 따라서, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 지지체 (31) 의 바로 위에 상 지지체 (31) 를 승강시키는 기구는 존재하지 않는다. 그 결과, 기판 처리 장치 (1) 의 높이를 낮게 억제할 수 있다. 이와 같은 구조를 실현하기 위해서, 바람직하게는, 하 지지부 (2) 에 상 지지체 (31) 가 재치된 상태에서, 제 1 맞닿음부 (34) 의 높이 방향의 위치는, 하 지지체 (21) 의 상면으로부터 150 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 처리 공간을 유지하면서 처리에 관련되는 부위의 높이를 낮게 억제할 수 있다. 또, 상 지지체 (31) 의 상방의 공간도 유효하게 이용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제 1 맞닿음부 (34) 의 높이 방향의 위치는, 상 지지체 (31) 의 상면으로부터 100 ㎜ 이하이다. 더욱 바람직하게는, 상 지지체 (31) 의 높이가 150 ㎜ 이하이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 하 지지체 (21) 와 상 지지체 (31) 의 환상 측벽부 (311) 사이의 간극의 하방에는, 환상의 액 받이부 (15) 가 형성된다. 액 받이부 (15) 는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이다. 액 받이부 (15) 는, 하 지지체 (21) 와 환상 측벽부 (311) 사이의 간극으로부터 낙하하는 액체를 받는다.
환상 커버 (16) 는, 환상 부재인 상 지지체 (31) 의 직경 방향 외측에 정지 상태로 배치된다. 환상 커버 (16) 는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이다. 환상 커버 (16) 의 상부는, 직경 방향 내방을 향하면서 상 지지체 (31) 의 환상 측벽부 (311) 의 외주면에 근접한다. 환상 커버 (16) 의 내주단은, 환상 측벽부 (311) 의 외주면으로부터 이간되어 있다. 승강부 (13) 의 승강 구동부 (131) 는, 환상 커버 (16) 상에 형성된다. 이로써, 기판 처리 장치 (1) 의 수평면 내에 있어서의 크기 (이른바 풋프린트) 를 작게 억제할 수 있다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 파지 구동부 (33) 의 자성체 이동부 (333) 도 환상 커버 (16) 상에 형성된다 (도 2 참조). 이것에 의해서도, 기판 처리 장치 (1) 의 수평면 내에 있어서의 크기가 작게 억제된다.
또, 본 실시형태에서는, 기판 (9) 으로부터 비산하는 액적을 상 지지체 (31) 가 직접적으로 받기 때문에, 환상 커버 (16) 는 액적의 비산을 보조적으로 방지하는 것으로서 형성된다. 그 때문에, 직접 액적을 받는 경우와 비교하여 환상 커버 (16) 의 직경 방향의 폭을 작게 할 수 있고, 또, 환상 커버 (16) 를 상하동시키는 기구도 불필요해져, 장치 구조가 간소화된다. 상 지지체 (31) 는 기판 (9) 과 함께 회전하기 때문에, 기판 (9) 으로부터 비산하는 액적이 환상 측벽부 (311) 에 충돌할 때에 발생하는 비말의 양도, 환상 측벽부 (311) 가 존재하지 않는 경우와 비교하여 억제된다. 환상 커버 (16) 의 고정 배치에 의해, 환상 커버 (16) 상에 승강 구동부 (131) 나 자성체 이동부 (333) 를 설치하는 것이 용이해진다. 환상 커버 (16) 의 하방에는 기판 처리 장치 (1) 의 외부로 배기를 실시하는 배기부가 형성된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급부 (4) 는, 하 노즐 (41) 과, 상 노즐 (42) 과, 도시 생략된 노즐 이동부와, 도시 생략된 처리액 공급원을 포함한다. 하 노즐 (41) 은, 이미 서술한 바와 같이, 회전부 (12) 의 회전축의 상단에 형성된다. 하 노즐 (41) 로부터 토출되는 처리액은, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 하면에 공급된다. 상 노즐 (42) 은 노즐 이동부에 의해, 기판 (9) 의 상방 위치와 기판 (9) 의 상방으로부터 벗어난 위치 사이에서 이동한다. 상 노즐 (42) 로부터 토출되는 처리액은, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 상면에 공급된다. 처리액 공급원은, 처리액을 저류하는 탱크로부터 펌프 등을 사용하여 처리액을 하 노즐 (41) 및 상 노즐 (42) 에 개별적으로 공급한다. 본 실시형태에서는, 하 노즐 (41) 에 공급되는 처리액은, 탈이온수인 린스액, 에칭액 등이다. 상 노즐 (42) 에 공급되는 처리액은, 탈이온수인 린스액 등이다. 린스액으로는, 탄산수, 수소수, 오존수, SC1, SC2 등이 사용되어도 된다. 에칭액은, 예를 들어, 불산, 질산, 염산, 황산 혹은 과산화수소수 등의 수용액, 또는 이들에서 선택된 2 이상의 혼합 용액, 나아가서는, 이들의 수용액 또는 혼합 용액을 포함하는 용액이다.
처리액은, 린스액이나 에칭액에는 한정되지 않는다. 또, 본 실시형태에서는, 상 노즐 (42) 은 생략 가능하다. 처리의 종류에 따라서는, 하 노즐 (41) 을 생략하고, 상 노즐 (42) 만이 기판 처리 장치 (1) 에 형성되어도 된다. 상 지지체 (31) 가 상승하여 기판 (9) 의 반출입이 실시될 때에는, 상 노즐 (42) 은, 노즐 이동부에 의해 상 지지체 (31) 와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피한다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 의 동작예의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 5A 내지 도 5D 는, 기판 처리 장치 (1) 의 상태를 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 도시 생략된 제어부의 제어에 따라 동작한다.
먼저, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 상 지지체 (31) 가 상승한 상태로서, 상 파지 구동부 (33) 의 구동측 자성체 (332) 가 파지측 자성체 (331) 에 근접하고, 또한, 하 파지 구동부 (23) 의 구동측 자성체 (232) 가 파지측 자성체 (231) 에 근접한 상태에서, 기판 (9) 이 외부의 반송 기구에 의해 반입된다 (스텝 S11). 그 후, 하 파지 구동부 (23) 의 자성체 이동부 (233) 가 구동측 자성체 (232) 를 하강시킴으로써, 기판 (9) 이 하 파지 부재 (22) 에 의해 파지된다 (스텝 S12).
상 파지 구동부 (33) 의 자성체 이동부 (333) 및 승강부 (13) 에 의해, 상 파지 구동부 (33) 의 구동측 자성체 (332) 와 파지측 자성체 (331) 가 근접한 상태를 유지하면서, 상 지지체 (31) 가 하강한다. 이로써, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치된다 (스텝 S13). 그 후, 자성체 이동부 (333) 가 구동측 자성체 (332) 를 상승시킴으로써, 도 5B 에 나타내는 바와 같이, 기판 (9) 이 상 파지 부재 (32) 에 의해 파지된다 (스텝 S14). 즉, 기판 (9) 은 상 지지부 (3) 및 하 지지부 (2) 에 의해 파지된다.
회전부 (12) 는, 하 지지부 (2) 를 회전시킨다. 이로써, 기판 (9) 은 회전한다 (스텝 S15). 상 노즐 (42) 은 상 지지체 (31) 의 측방으로 퇴피한 위치에서 상 지지체 (31) 의 상방으로 이동한다. 회전 중의 기판 (9) 에, 먼저, 처리액 공급부 (4) 의 하 노즐 (41) 및 상 노즐 (42) 로부터, 기판 (9) 의 하면 및 상면에 린스액이 공급된다. 공급된 린스액은, 기판 (9) 의 하면 및 상면 상을 직경 방향 외방으로 흐르고, 기판 (9) 의 외주단으로부터 비산하여 상 지지체 (31) 의 환상 측벽부 (311) 에서 받아들여진다. 액은 환상 측벽부 (311) 로부터 하방으로 낙하하고, 액 받이부 (15) 에서 받아들여진다. 그 후, 린스액의 공급은 정지된다.
다음으로, 하 노즐 (41) 로부터 기판 (9) 의 하면에 에칭액이 공급된다. 공급된 에칭액은, 기판 (9) 의 하면 상을 직경 방향 외방으로 흐르고, 기판 (9) 의 외주단으로부터 비산하여 환상 측벽부 (311) 에서 받아들여진다. 액은 환상 측벽부 (311) 로부터 하방으로 낙하하고, 액 받이부 (15) 에서 받아들여진다.
도 6 은, 에칭액 (8) 의 상태를 나타내는 도면이다. 기판 (9) 의 하면 상을 흐르는 에칭액 (8) 은, 기판 (9) 의 외주단에서 약간 상면측으로 돌아 들어간다. 이하, 기판 (9) 의 외주단으로부터 상면으로 에칭액 (8) 이 돌아 들어가는 직경 방향의 거리 (5) 를 「돌아 들어감량」 이라고 한다. 돌아 들어감량 (5) 은, 여러 가지 요인의 영향을 받지만, 그 하나로서, 기판 (9) 의 상면 상을 직경 방향 외방으로 향하는 기류의 속도가 있다. 이 기류 속도를 원하는 것으로 하기 위해서, 상 지지체 (31) 의 환상 상부 (312) 의 단면 형상이 설계된다. 구체적으로 도 3A 를 참조하면, 상하 방향에 있어서 환상 상부 (312) 와 기판 (9) 의 외측 가장자리부가 겹치는 폭, 기판 (9) 의 상면과 환상 상부 (312) 사이의 거리, 환상 돌출부 (314) 의 직경 방향의 폭, 환상 상부 (312) 의 하면으로부터 하방으로의 환상 돌출부 (314) 의 높이, 환상 돌출부 (314) 의 직경 방향의 위치 등을 조정하면서 상 지지체 (31) 의 종단면의 형상이 설계된다. 특히, 환상 돌출부 (314) 에 의해, 기판 (9) 의 외측 가장자리부 상의 기류의 속도를 용이하게 원하는 것으로 할 수 있어, 돌아 들어감량 (5) 이 적절한 거리가 된다.
또한, 본 실시형태의 경우, 기류 발생부 (111) 로부터의 기류가 상 지지체 (31) 의 개구 (313) 를 통하여 직접적으로 기판 (9) 의 상면에 유도되기 때문에, 기판 (9) 의 외측 가장자리부 상의 기류의 속도를 보다 용이하게 원하는 것으로 할 수 있다. 기류 발생부 (111) 로부터의 기류가 직접적으로 기판 (9) 의 상면에 유도되는 것은, 기류 발생부 (111) 의 적어도 일부가, 기판 (9) 의 상면의 적어도 일부와 상하 방향으로 (사이에 물체가 존재하는 일 없이) 직접적으로 대향함으로써 실현된다.
기판 (9) 의 직경 및 두께가 각각, 300 ㎜ 및 775 ㎛ 인 경우, 요구되는 돌아 들어감량 (5) 의 일례는 2 ㎜ ∼ 3 ㎜ 이다.
기판 (9) 에 에칭액이 공급되는 동안, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 의 재파지 동작이 실시된다. 구체적으로는, 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 하 파지 구동부 (23) 의 자성체 이동부 (233) 가 구동측 자성체 (232) 를 상승시켜, 하 파지 부재 (22) 에 의한 기판 (9) 의 파지를 해제하고, 상 파지 부재 (32) 만으로 기판 (9) 이 파지되는 상태가 된다. 그 후, 자성체 이동부 (233) 가 구동측 자성체 (232) 를 하강시켜, 하 파지 부재 (22) 및 상 파지 부재 (32) 에 의해 기판 (9) 을 파지하는 상태로 되돌린다. 다음으로, 도 5D 에 나타내는 바와 같이, 상 파지 구동부 (33) 의 자성체 이동부 (333) 가 구동측 자성체 (332) 를 하강시켜, 상 파지 부재 (32) 에 의한 기판 (9) 의 파지를 해제하고, 하 파지 부재 (22) 만으로 기판 (9) 이 파지되는 상태가 된다. 그 후, 자성체 이동부 (333) 가 구동측 자성체 (332) 를 상승시켜, 하 파지 부재 (22) 및 상 파지 부재 (32) 에 의해 기판 (9) 을 파지하는 상태로 되돌린다. 상기 처리를 반복함으로써, 기판 (9) 의 재파지 동작이 실시된다. 그 후, 기판 (9) 으로의 에칭액의 공급이 정지된다.
일반적으로, 기판 (9) 과 파지 부재가 접하는 위치 근방에서는, 돌아 들어감량이 증대된다. 기판 (9) 의 재파지 동작에 의해, 돌아 들어감량의 증대가 저감된다.
또한, 기판 (9) 을 상 파지 부재 (32) 만으로 파지하는 시간과, 하 파지 부재 (22) 만으로 파지하는 시간은 동일한 길이일 필요는 없다. 또, 기판 (9) 을 상 파지 부재 (32) 만으로 파지하는 상태와, 하 파지 부재 (22) 만으로 파지하는 상태는 교대로 실시될 필요는 없다. 기판 (9) 을 처리하고 있는 동안에, 기판 (9) 을 복수의 상 파지 부재 (32) 에 의해 파지하고, 복수의 하 파지 부재 (22) 에 의해 파지하지 않는 상태와, 기판 (9) 을 복수의 하 파지 부재 (22) 에 의해 파지하고, 복수의 상 파지 부재 (32) 에 의해 파지하지 않는 상태가 존재하면 된다. 이로써, 파지 위치에 있어서의 처리액에 의한 처리를 실시할 수 있다.
처리액 공급부 (4) 의 하 노즐 (41) 및 상 노즐 (42) 로부터, 기판 (9) 의 하면 및 상면에 린스액이 다시 공급된다. 공급된 린스액은, 기판 (9) 의 하면 및 상면 상을 직경 방향 외방으로 흐르고, 기판 (9) 의 외주단으로부터 비산하여 상 지지체 (31) 의 환상 측벽부 (311) 에서 받아들여진다. 액은 환상 측벽부 (311) 로부터 하방으로 낙하하고, 액 받이부 (15) 에서 받아들여진다. 그 후, 린스액의 공급은 정지된다. 상기 처리에 의해, 기판 (9) 에 대한 처리액에 의한 처리가 완료된다 (스텝 S16). 린스액이 기판 (9) 에 공급되는 동안에도 기판 (9) 의 재파지 동작이 실시되어도 된다. 에칭액이 기판 (9) 에 공급되기 전에 린스액이 기판 (9) 에 공급될 때에도 기판 (9) 의 재파지 동작이 실시되어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 을 3 개의 하 파지 부재 (22) 와 3 개의 상 파지 부재 (32) 로 파지한다. 기판 (9) 의 하면에 처리액이 공급되는 경우, 직경 방향 외측으로 흐르는 처리액의 일부는, 하 파지 부재 (22) 에 충돌한다. 만일, 상 파지 부재 (32) 를 생략하고 6 개의 하 파지 부재 (22) 를 형성한 경우, 하 파지 부재 (22) 에 충돌하는 처리액의 양은 증대된다. 그 결과, 발생하는 처리액의 미스트나 액적도 증대된다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 파지 부재 (32) 를 형성함으로써, 처리액의 미스트나 액적의 발생을 저감시켜, 처리의 질을 향상시킬 수 있다.
기판 (9) 의 회전은 정지되고 (스텝 S17), 하 파지 구동부 (23) 의 구동측 자성체 (232) 는 상승하여, 하 파지 부재 (22) 에 의한 기판 (9) 의 파지가 해제된다. 또한, 상 파지 구동부 (33) 의 구동측 자성체 (332) 는 하강하여, 상 파지 부재 (32) 에 의한 기판 (9) 의 파지도 해제된다. 상 노즐 (42) 은 측방으로 퇴피하고, 도 5A 에 나타내는 바와 같이 승강부 (13) 및 자성체 이동부 (333) 에 의해 상 지지체 (31) 및 구동측 자성체 (332) 는 상승한다 (스텝 S18). 그리고, 기판 (9) 이 외부의 반송 기구에 의해 반출된다 (스텝 S19).
기판 처리 장치 (1) 에서는, 여러 가지 변경이 가능하다.
도 7A 및 도 7B 는, 상 지지체 (31) 를 승강시키는 구조의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 3A 및 도 3B 에 각각 대응한다. 도 7A　는, 하 지지체 (21) 상에 재치된 상 지지체 (31) 의 종단면 (단, 중심축 (J1) 에 대해 일방측만) 을 나타내는 도면이다. 도 7B 는, 상 지지체 (31) 가 승강부 (13) 에 의해 하 지지체 (21) 로부터 들어올려진 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 7A 및 도 7B 에 나타내는 바와 같이, 재치 부재인 상 지지체 (31) 의 외주면에는 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 외방으로 돌출되는 걸어맞춤부 (34a) 가 형성된다. 걸어맞춤부 (34a) 의 외주단은 하방으로 더욱 돌출되는 부위를 갖는다. 승강부 (13) 의 선단부 (132) 는, 걸어맞춤부 (34a) 의 하방에 있어서 직경 방향 외방에서 상 지지체 (31) 의 외주면을 향하여 연장된다. 선단부 (132) 의 선단은, 상방을 향하여 돌출되는 부위를 갖는다. 도 7B 에 나타내는 바와 같이, 선단부 (132) 가 상승하면, 걸어맞춤부 (34a) 의 하방으로 돌출되는 부위의 직경 방향 내측에 있어서 아래를 향하는 면 (341) 과, 선단부 (132) 의 상방을 향하여 돌출되는 부위의 상면 (133) 이 접하여 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 로부터 상방으로 이간된다. 이하, 걸어맞춤부 (34a) 를 「제 1 맞닿음부」, 선단부 (132) 를 「제 2 맞닿음부」, 면 (341) 을 「제 1 맞닿음면」, 상면 (133) 을 「제 2 맞닿음면」 이라고 한다.
승강 구동부 (131) 에 의해 제 2 맞닿음부 (132) 가 하강하면, 도 7A 에 나타내는 바와 같이, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치되어 제 2 맞닿음면 (133) 이 제 1 맞닿음면 (341) 으로부터 이간된다. 즉, 제 2 맞닿음부 (132) 가 제 1 맞닿음부 (34a) 로부터 이간된다. 제 1 맞닿음부 (34a) 는 전체 둘레에 걸쳐 형성되므로, 제 1 맞닿음부 (34a) 와 제 2 맞닿음부 (132) 가 이간된 상태에서 하 지지부 (2) 는 회전 가능하다. 제 1 맞닿음면 (341) 은 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 면이므로, 상 지지체 (31) 의 회전 위치가 어느 위치여도, 승강부 (13) 에 의해 상 지지체 (31) 의 승강을 실시할 수 있다.
도 8A 및 도 8B 는, 상 지지체 (31) 를 승강시키는 구조의 또 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 3A 및 도 3B 에 각각 대응한다. 도 8A 는, 하 지지체 (21) (도시 생략) 상에 재치된 상태에 있어서의 상 지지체 (31) 와 선단부 (132) 를, 승강부 (13) 측에서 본 도면이다. 도 8A 에서는, 상 지지체 (31) 의 외주면의 일부와 선단부 (132) 의 단면을 나타내고 있다. 도 8B 는, 상 지지체 (31) 가 승강부 (13) 에 의해 하 지지체 (21) 로부터 들어올려진 상태에 있어서의 상 지지체 (31) 와 선단부 (132) 를, 승강부 (13) 측에서 본 도면이다.
도 8A 및 도 8B 에 나타내는 바와 같이, 재치 부재인 상 지지체 (31) 의 외주면에는 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 내방으로 패인 홈 (34) 이 형성된다. 홈 (34) 의 일부는 상방으로 넓어지는 확대부 (342) 로 되어 있고, 확대부의 아래를 향하는 면, 즉, 확대된 홈의 상측의 측벽에는, 하방으로 돌출되는 2 개의 돌출부 (343) 가 형성된다. 한편, 승강부 (13) 의 선단부 (132) 의 상면 (133) 에는, 하방으로 패인 2 개의 오목부 (134) 가 형성된다. 돌출부 (343) 는 대략 원추상이고, 오목부 (134) 도 대략 원추상이다. 다른 구조는, 도 3A 및 도 3B 와 동일하다.
도 8B 에 나타내는 바와 같이, 선단부 (132) 가 상승하면, 확대부 (342) 의 돌출부 (343) 와 선단부 (132) 의 오목부 (134) 가 끼워 맞춰지고, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 로부터 상방으로 이간된다. 이하, 확대부 (342) 를 「제 1 맞닿음부」, 선단부 (132) 를 「제 2 맞닿음부」, 돌출부 (343) 를 「제 1 맞닿음 요소」, 오목부 (134) 를 「제 2 맞닿음 요소」 라고 한다.
승강 구동부 (131) 에 의해 제 2 맞닿음부 (132) 가 하강하면, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 재치되고, 도 8A 에 나타내는 바와 같이 제 2 맞닿음 요소 (134) 와 제 1 맞닿음 요소 (343) 가 이간된다. 즉, 제 2 맞닿음부 (132) 가 제 1 맞닿음부 (342) 로부터 이간된다. 또한, 제 2 맞닿음부 (132) 는 홈 (34) 내에 위치하고, 홈 (34) 은 전체 둘레에 걸쳐 형성되므로, 제 1 맞닿음부 (342) 와 제 2 맞닿음부 (132) 가 이간된 상태에서 하 지지부 (2) 는 회전 가능하다. 하 지지체 (21) 및 상 지지체 (31) 의 회전이 정지될 때에는, 제 1 맞닿음부 (342) 와 제 2 맞닿음부 (132) 의 둘레 방향의 위치가 일치하는 회전 위치에서 하 지지체 (21) 가 정지된다.
제 1 맞닿음부 (342) 와 제 2 맞닿음부 (132) 가, 서로 맞닿았을 때에 끼워 맞춰지는 위치 어긋남 방지 구조, 즉, 제 1 맞닿음 요소 (343) 및 제 2 맞닿음 요소 (134) 를 포함하므로, 상 지지체 (31) 가 상승할 때에 하 지지체 (21) 에 대한 상 지지체 (31) 의 위치 어긋남이 확실하게 방지된다. 또한, 1 개의 승강부 (13) 에 대응하는 제 1 맞닿음 요소 (343) 및 제 2 맞닿음 요소 (134) 의 수는 각각 1 개여도 된다. 물론, 1 개의 승강부 (13) 에 대응하는 제 1 맞닿음 요소 (343) 및 제 2 맞닿음 요소 (134) 의 수는 각각 3 이상이어도 된다. 이미 서술한 바와 같이 복수의 승강부 (13) 는 둘레 방향으로 형성되기 때문에, 복수의 제 1 맞닿음 요소 (343) 및 복수의 제 2 맞닿음 요소 (134) 는 둘레 방향으로 배열된다. 제 1 맞닿음 요소 (343) 의 배열은 둘레 방향으로 등간격일 필요는 없고, 제 2 맞닿음 요소 (134) 의 배열도 둘레 방향으로 등간격일 필요는 없다.
도 9 는, 하 파지 부재 (22) 를 생략한 기판 처리 장치 (1) 의 일부를 나타내는 종단면도이다. 도 10 은, 기판 처리 장치 (1) 의 환상 커버 (16) 및 그 내측의 구성의 일부를 나타내는 평면도이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 6 개의 상 파지 부재 (32) 가 형성되고, 구동측 자성체로서 제 1 구동측 자성체 (332a) 및 제 2 구동측 자성체 (332b) 가 형성된다. 제 1 구동측 자성체 (332a)　는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이고, 6 개의 파지측 자성체 (331a, 331b) 의 직경 방향 내측에 위치한다. 제 2 구동측 자성체 (332b) 도 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상이고, 6 개의 파지측 자성체 (331a, 331b) 의 직경 방향 외측에 위치한다. 제 1 구동측 자성체 (332a)　는, 2 개의 자성체 이동부 (333a) 에 의해 승강한다. 제 2 구동측 자성체 (332b) 는 2 개의 자성체 이동부 (333b) 에 의해 승강한다. 자성체 이동부 (333a, 333b) 의 구성은, 구동측 자성체 (332a, 332b) 의 위치가 상이하다는 점을 제외하고, 도 1 및 도 2 에 나타내는 자성체 이동부 (333) 와 동일하다. 도 9 및 도 10 에 있어서, 도 1 및 도 2 와 동일한 구성 요소에는 동 부호를 부여하고 있다.
3 개의 파지측 자성체 (331a) (이하, 「제 1 파지측 자성체」 라고 한다.) 와 3 개의 파지측 자성체 (331b) (이하, 「제 2 파지측 자성체」 라고 한다.) 는 착자 (着磁) 상태가 상이하고, 둘레 방향으로 교대로 배치된다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 구동측 자성체 (332a) 및 제 2 구동측 자성체 (332b) 가 상승한 상태에서는, 제 1 파지측 자성체 (331a) 및 제 2 파지측 자성체 (331b) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용에 의해, 6 개의 상 파지 부재 (32) 는 기판 (9) 을 파지하는 상태가 된다.
제 2 구동측 자성체 (332b) 가 상승한 상태를 유지하고, 자성체 이동부 (333a) 에 의해 제 1 구동측 자성체 (332a) 가 하강하면, 제 1 파지측 자성체 (331a) 와 제 1 구동측 자성체 (332a) 사이의 자기적 작용이, 제 1 파지측 자성체 (331a) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용을 이겨내고, 제 1 파지측 자성체 (331a) 에 접속된 3 개의 상 파지 부재 (32) 가 기판 (9) 을 파지하지 않는 상태가 된다. 이 때, 제 2 파지측 자성체 (331b) 와 제 1 구동측 자성체 (332a) 사이의 자기적 작용은, 제 2 파지측 자성체 (331b) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용보다 충분히 작거나, 혹은, 파지하는 방향으로 작용하여, 제 2 파지측 자성체 (331b) 에 접속된 3 개의 상 파지 부재 (32) 는 기판 (9) 을 파지하는 상태를 유지한다.
제 1 구동측 자성체 (332a) 가 상승한 상태를 유지하고, 자성체 이동부 (333b) 에 의해 제 2 구동측 자성체 (332b) 가 하강하면, 제 2 파지측 자성체 (331b) 와 제 2 구동측 자성체 (332b) 사이의 자기적 작용이, 제 2 파지측 자성체 (331b) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용을 이겨내고, 제 2 파지측 자성체 (331b) 에 접속된 3 개의 상 파지 부재 (32) 가 기판 (9) 을 파지하지 않는 상태가 된다. 이 때, 제 1 파지측 자성체 (331a) 와 제 2 구동측 자성체 (332b) 사이의 자기적 작용은, 제 1 파지측 자성체 (331a) 와 위치 복원부 (334) 사이의 자기적 작용보다 충분히 작거나, 혹은, 파지하는 방향으로 작용하여, 제 1 파지측 자성체 (331a) 에 접속된 3 개의 상 파지 부재 (32) 는 기판 (9) 을 파지하는 상태를 유지한다.
또한, 기판 (9) 이 반입될 때에는, 상 지지체 (31) 가 상승한 상태에서, 하 지지체 (21) 의 하방에 배치된 복수의 밀어 올림 기구 (24) (도 2 에서는 도시 생략) 의 핀이 하 지지체 (21) 의 구멍으로부터 상승하여, 기판 (9) 이 핀 상에 재치된다. 그리고, 도시 생략된 기계적 기구에 의해 6 개의 상 파지 부재 (32) 가 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치를 유지하면서 상 지지체 (31) 가 하강하여, 6 개의 상 파지 부재 (32) 에 의해 기판 (9) 이 파지된다. 밀어 올림 기구 (24) 의 핀은 하강한다.
그 후, 이미 서술한 바와 같이 기판 (9) 을 회전시키면서 기판 (9) 의 상면 및 하면에 처리액이 공급되고, 상기 서술한 제 1 구동측 자성체 (332a) 및 제 2 구동측 자성체 (332b) 를 교대로 하강시킴으로써, 기판 (9) 의 재파지 동작이 실시된다. 기판 (9) 의 반출은, 기판 (9) 의 반입과 반대의 동작이다.
이상과 같이, 기판 (9) 은 상 파지 부재 (32) 만으로 파지되어도 되고, 이 경우, 기판 (9) 의 이면에 공급된 처리액이 하 파지 부재에 충돌하는 일이 발생하지 않기 때문에, 처리액의 비산에 의한 미스트나 액적의 발생을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 처리의 질을 향상시킬 수 있다.
도 9 및 도 10 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 은, 상 지지부 (3) 에 의해 지지된다. 한편, 상 지지부 (3) 의 상 지지체 (31) 는, 하 지지부 (2) 에 의해 지지된다. 따라서, 기판 (9) 은, 하 지지부 (2) 에 의해 간접적으로 지지된다. 도 1 및 도 2 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에서는, 기본적으로는 기판 (9) 은 하 지지부 (2) 에 의해 지지되지만, 재파지 동작시에는, 일시적으로 기판 (9) 은 하 지지부 (2) 에 의해 간접적으로 지지된다. 기판 (9) 이 간접적으로 지지되는 구조는, 상기 구조에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 하 지지체 (21) 상에 상 지지체 (31) 이외의 부품이 재치되고, 이 부품에 의해 기판 (9) 이 지지되어도 된다. 또, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 지지체 (31) 를 환상 부재로 함으로써, 상 지지체 (31) 의 경량화를 도모하고 있지만, 이 관점에서는, 위에서부터 기판 (9) 을 지지하는 것은 필수는 아니며, 기판 (9) 은 하 지지부 (2) 만으로 지지되어도 된다. 즉, 상 파지 부재 (32) 나 이 구동에 관련된 구성을 생략하고, 기판 (9) 은 하 파지 부재 (22) 만으로 지지되어도 된다.
나아가서는, 기판 (9) 의 지지는, 상 파지 부재 (32) 나 하 파지 부재 (22) 에 의한 파지에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 (9) 은 하면의 중앙이나 외주부가 흡인에 의해 지지되어도 된다. 기판 (9) 이 어떻게 지지되는 경우라도, 상 지지체 (31) 를 환상 부재로 함으로써, 기판 (9) 의 회전을 수반하는 처리 중에 기판 (9) 의 상면의 외측 가장자리부에 원하는 기류를 발생시킬 수 있다. 또한, 상 지지체 (31) 는 환상의 부재이면 되고, 원환상에는 한정되지 않는다. 즉, 상 지지체 (31) 의 외주나 개구 (313) 의 내주는 원형에는 한정되지 않는다.
이미 서술한 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 지지체 (31) 의 종단면의 형상을 여러 가지로 변경함으로써, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 있어서 원하는 기류를 용이하게 얻을 수 있다. 상 지지체 (31) 의 환상 측벽부 (311) 는, 벽과 같이 기판 (9) 의 측방에 존재하면 되고, 형상 자체가 벽상일 필요는 없다. 즉, 환상 측벽부 (311) 의 직경 방향의 폭은 커도 되고, 예를 들어, 환상 측벽부 (311) 의 직경 방향의 폭은 축 방향의 높이보다 커도 된다. 또, 환상 측벽부 (311) 의 내면은 원통면에는 한정되지 않고, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 오목부나 볼록부가 적절히 형성되어도 된다.
환상 측벽부 (311) 는, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 외주 및 하 지지부 (2) 의 외주 (정확하게는 하 지지체 (21) 의 외주) 에 직경 방향으로 대향하면 된다. 단, 하 지지체 (21) 의 외주에 대해서는 축 방향 전체에 있어서 대향할 필요는 없고, 하 지지체 (21) 의 상면의 높이보다 아래까지 환상 측벽부 (311) 가 존재하면 된다.
환상 상부 (312) 도 판상에는 한정되지 않는다. 환상 상부 (312) 는, 환상 측벽부 (311) 로부터 직경 방향 내방으로 넓어지고, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 상면의 외측 가장자리부와 상하 방향으로 대향하면 된다. 여기서의 「대향」 은, 접하는 일 없이 마주 보는 것을 의미한다. 도 3A 에서는, 환상 상부 (312) 는, 하면의 내주부에 하방으로 돌출되는 환상 돌출부 (314) 를 포함하지만, 환상 상부 (312) 의 하면에는, 환상의 돌출부 이외에 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 오목부가 형성되어도 된다. 나아가서는, 2 이상의 환상의 돌출부나 2 이상의 환상의 오목부가 형성되어도 된다. 일반적으로 표현하면, 환상 상부 (312) 의 하면에 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 볼록부 (즉, 돌출부), 오목부 또는 단차부를 적어도 1 개 형성함으로써, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 있어서의 기류를 원하는 것으로 할 수 있다. 또한 일반적으로 표현하면, 종단면에 있어서 환상 상부 (312) 의 하면은, 수평 방향으로 연장되는 직선일 필요는 없다.
기류 발생부 (111) 는, 바람직하게는, 환상 상부 (312) 의 개구 (313) 를 향하여 직접적으로 하방을 향하는 기류를 발생한다. 이미 서술한 바와 같이, 기류 발생부 (111) 는 개구 (313) 의 전체와 상하 방향으로 대향할 필요는 없고, 부분적이어도 된다. 바람직하게는, 개구의 1/3 이상과 기류 발생부 (111) 는 상하 방향으로 직접적으로 대향한다. 더욱 바람직하게는, 개구의 1/2 이상과 기류 발생부 (111) 는 상하 방향으로 직접적으로 대향한다. 기류 발생부 (111) 가 존재하지 않는 경우에 비해 개구 (313) 에 유입되는 기류가 증대된다면, 기류 발생부 (111) 로부터 개구 (313) 에 간접적으로 기류가 유입되어도 된다.
기판 (9) 의 외측 가장자리부에 있어서의 기류를 원하는 것으로 하는 기술은, 기판 (9) 의 외측 가장자리부에 에칭액을 유도하는 기술에 특히 적합하다. 나아가서는, 기판 (9) 의 하면에 에칭액을 공급하여, 기판 (9) 의 상면의 외측 가장자리부를 포함하는 영역에 에칭액을 유도하는 경우에 적합하다.
상 지지체 (31) 에서 기판 (9) 으로부터 비산하는 액을 충분히 받을 수 있는 경우에는, 환상 커버 (16) 는 생략 가능하다. 반대로, 복수의 환상 커버 (16) 를 직경 방향으로 다중으로 형성해도 된다. 또한, 기판 (9) 의 액적을 직접적으로 받는 커버 (이른바, 컵) 와 같이, 환상 커버 (16) 는 승강해도 된다. 환상 커버 (16) 의 상부는, 바람직하게는, 직경 방향 내방을 향하면서 환상 측벽부 (311) 의 외주면에 근접하지만, 환상 커버 (16) 의 상부는, 환상 측벽부 (311) 의 상단보다 상방에 위치해도 된다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 지지체 (31) 를 형성함으로써 처리액의 미스트나 액적의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 기류 발생부 (111) 로부터의 기류의 양이나 장치 하부에 형성되는 배기부로부터의 배기량도 저감시킬 수 있다. 환상 커버 (16) 의 소형화, 기류의 양의 저감에 의해, 기판 처리 장치 (1) 의 제조 비용을 삭감할 수 있다.
환상 상부 (312) 는 큰 개구 (313) 를 갖기 때문에, 기판 (9) 의 외측 가장자리부의 상면에 상 노즐 (42) 로부터 직접적으로 처리액을 공급할 수도 있다. 처리액 공급부 (4) 의 상 노즐 (42) 은, 중심축 (J1) 보다 환상 상부 (312) 의 내주단 (즉, 개구 (313) 의 에지) 에 가까운 위치에 처리액을 공급해도 되고, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 상 노즐 (42) 로부터의 처리액의 토출 방향을 경사시킴으로써, 환상 상부 (312) 와 기판 (9) 이 상하 방향으로 겹치는 위치에 있어서, 기판 (9) 의 상면에 처리액이 공급되어도 된다. 상 노즐 (42) 로부터 토출되는 처리액은, 여러 가지 처리액이어도 된다. 처리액은 린스액이어도 되고 에칭액이어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 파지 구동부 (33) 에 있어서, 파지측 자성체 (331) 는 상 파지 부재 (32) 에 기계적으로 접속된다. 「기계적으로 접속된다」 란 파지측 자성체 (331) 의 움직임이, 직접적으로, 또는 접촉하는 부재를 통하여 상 파지 부재 (32) 에 전달되는 것을 의미한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 파지측 자성체 (331) 는, 상 파지 부재 (32) 에 직접적으로 접합되는 것에는 한정되지 않고, 기어, 벨트, 캠, 레버 등을 통하여 파지측 자성체 (331) 의 움직임은 상 파지 부재 (32) 에 전달되어도 된다. 하 파지 구동부 (23) 에 있어서의 파지측 자성체 (231) 및 하 파지 부재 (22) 에 대해서도 동일하다.
파지측 자성체 (331) 나 구동측 자성체 (332) 의 착자의 양태도 여러 가지 것을 이용 가능하다. 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 구동측 자성체 (332) 는, 내측과 외측에 N 극 (또는 S 극) 과 S 극 (또는 N 극) 이 존재해도 되고, 상하에 N 극 (또는 S 극) 과 S 극 (또는 N 극) 이 존재해도 된다. 자성체 이동부 (333) 는, 구동측 자성체 (332) 를 상하로 이동시키는 것이 아니라, 다른 방향으로 이동시켜도 된다. 예를 들어, 구동측 자성체 (332) 를 둘레 방향으로 4 등분하고, 자성체 이동부 (333) 는, 각 자성체편을 직경 방향으로 진퇴시킴으로써, 파지측 자성체 (331) 의 측방이나 상방에 자성체편을 근접시키거나 이간시켜도 된다. 상기 설명은, 상하 방향이 반대가 되는 점을 제외하고 하 파지 구동부 (23) 에 대해서도 동일하다.
이미 서술한 바와 같이, 파지측 자성체 (331) 및 구동측 자성체 (332) 의 적어도 일방은 자석이다. 큰 인력 및 척력을 얻는다는 관점에서는, 바람직하게는, 파지측 자성체 (331) 및 구동측 자성체 (332) 는 자석이다. 위치 복원부 (334) 는, 이미 서술한 바와 같이, 자석이어도 되고, 자석이 아닌 자성체여도 되고, 코일 스프링이나 판 스프링 등의 탄성체여도 된다. 위치 복원부 (334) 는 생략하는 것도 가능하다. 하 파지 구동부 (23) 에 대해서도 동일하다. 자석을 사용함으로써, 상 파지 부재 (32) 나 하 파지 부재 (22) 를 용이하게 이동시킬 수 있다.
상 파지 부재 (32) 는, 상하 방향을 향하는 축을 중심으로 회전하는 것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 수평 방향을 향하는 축을 중심으로 회전함으로써, 기판 (9) 의 외측 가장자리부를 파지해도 된다. 하 파지 부재 (22) 에 대해서도 동일하다.
기판 (9) 이 처리될 때의 상이한 파지 부재에 의한 기판 (9) 의 재파지는, 반드시 실시될 필요는 없다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 파지 부재 (32) 나 하 파지 부재 (22) 가 자석을 사용하지 않고, 기계적인 힘의 전달, 예를 들어, 기어, 벨트, 캠, 레버 등을 통한 전달에 의해, 이동 (회전을 포함한다.) 해도 된다. 즉, 상 파지 부재 (32) 및 하 파지 부재 (22) 는, 부재의 접촉을 이용한 힘의 전달에 의해, 기판 (9) 을 파지하는 위치와 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치 사이에서 이동해도 된다. 예를 들어, 상 파지 부재 (32) 나 하 파지 부재 (22) 는, 스프링 등의 힘에 의해 기판 (9) 을 파지하고, 정지시에 별도로 형성된 구동 기구와 접촉함으로써, 기판 (9) 을 파지하지 않는 위치로 이동해도 된다. 이와 같은 경우에도, 기판 (9) 의 재파지는 실시되어도 되고 실시되지 않아도 된다.
기판 (9) 을 위에서부터 지지하여 기판 (9) 의 이면을 흐르는 처리액의 비산을 저감시킨다는 관점에서는, 상 지지체 (31) 는 개구 (313) 를 갖지 않아도 된다. 또한, 처리액을 상 지지체 (31) 로 받을 필요가 없는 경우에는, 상 지지체 (31) 에 환상 측벽부 (311) 를 형성할 필요도 없다. 이 경우, 기판 (9) 으로부터 비산하는 처리액은, 예를 들어, 하 지지체 (21) 및 기판 (9) 의 외주에 배치된 환상의 컵에 의해 받아들여진다. 환상 상부 (312) 도 판상일 필요는 없다.
상 파지 부재 (32) 를 형성함으로써, 하 파지 부재 (22) 의 수를 줄인다는 관점에서는, 하 파지 부재 (22) 의 유무에 상관없이, 상 지지체 (31) 에 상 파지 부재 (32) 를 형성하는 구조는, 기판 (9) 의 하면에 처리액을 공급하는 경우에 특히 적합하다.
또, 상 파지 구동부 (33) 가 형성되는 경우, 상 지지체 (31) 를 승강시키기 위해서 큰 힘을 필요로 한다. 따라서, 상 지지체 (31) 를 환상 부재로 함으로써 상 지지체 (31) 를 경량화하는 것이 바람직하다. 또한, 경량화의 관점에서는, 상 지지체 (31) 는, 수지 (예를 들어, PEEK (폴리에테르에테르케톤) 수지) 로 형성되는 것이 바람직하다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 지지체 (31) 의 외측 가장자리부를 지지하면서 상 지지체 (31) 의 승강이 실시된다. 이로써, 하 지지체 (21) 에 대한 재치 부재인 상 지지체 (31) 를 간단한 구조로 승강시킬 수 있고, 또한, 기판 (9) 의 상방의 공간을 여러 가지 용도로 사용할 수 있다. 이 관점에서는, 상 지지체 (31) 는 반드시 개구 (313) 를 가질 필요는 없다. 즉, 상 지지체 (31) 는, 하 지지부 (2) 상에 분리 가능하게 재치되고, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 적어도 외측 가장자리부의 상방을 덮는다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 상면 또는 하면에 처리액이 공급된다. 물론, 상 지지체 (31) 를 그 외측 가장자리부를 지지하여 승강시키는 경우, 상 지지체 (31) 의 상방의 공간을 유효하게 이용하는 것이 가능해지므로, 재치 부재인 상 지지체 (31) 를 환상으로 하여 상방으로부터 기판 (9) 에 처리액이나 기체를 공급 가능하게 하는 것이 바람직하다. 또, 기판 (9) 의 파지도, 하 파지 부재 (22) 만으로 실시되어도 된다. 즉, 상 파지 부재 (32) 및 상 파지 구동부 (33) 는 생략되어도 된다.
재치 부재인 상 지지체 (31) 를 하 지지부 (2) 에 대해 승강시키는 승강부 (13) 의 수는, 바람직하게는 복수이다. 그러나, 승강부 (13) 의 수는 1 개만이어도 된다. 예를 들어, 평면에서 보았을 때에 큰 U 자상의 강성이 높은 부재의 양 아암의 부분을 홈 (34) 에 끼움으로써, 1 개의 승강부 (13) 에서 상 지지체 (31) 가 승강해도 된다. 승강부 (13) 의 수가 1 개인 경우도 2 이상인 경우도, 일반적으로 표현하면, 상 지지체 (31) 는, 하 지지부 (2) 에 지지된 기판 (9) 의 외주보다 직경 방향 외측에 있어서 승강부 (13) 와 상하 방향으로 맞닿음 가능한 제 1 맞닿음부를 포함하고, 승강부 (13) 는, 직경 방향 외방에서 상 지지체 (31) 의 제 1 맞닿음부를 향하여 연장되는 제 2 맞닿음부를 포함한다. 그리고, 승강 구동부 (131) 가 제 2 맞닿음부를 상승시켰을 때, 제 2 맞닿음부가 제 1 맞닿음부에 접하여 상 지지체 (31) 가 하 지지부 (2) 로부터 상방으로 이간되고, 승강 구동부 (131) 가 제 2 맞닿음부를 하강시켰을 때, 상 지지체 (31) 가 하 지지부 (2) 상에 재치되어 제 2 맞닿음부가 제 1 맞닿음부로부터 이간된다.
상 지지체 (31) 가 하 지지부 (2) 상에 재치된 후, 제 2 맞닿음부는 직경 방향 외방으로 퇴피해도 되지만, 바람직하게는, 제 2 맞닿음부가 퇴피하는 일 없이 제 1 맞닿음부와 제 2 맞닿음부가 이간된 상태에서 하 지지부 (2) 및 상 지지부 (3) 가 회전 가능하다. 이로써, 간단한 구조로 상 지지체 (31) 를 승강시킬 수 있다. 특히, 제 1 맞닿음부가 제 2 맞닿음부에 접할 때, 제 1 맞닿음부가 갖는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 환상의 면이 제 2 맞닿음부와 접함으로써, 상 지지체 (31) 의 회전 방향의 위치에 상관없이, 상 지지체 (31) 를 승강시킬 수 있다. 통상은, 제 1 맞닿음부와 제 2 맞닿음부가 접할 때에는, 상 지지체 (31) 의 환상의 하방을 향하는 면과, 승강부 (13) 의 상방을 향하는 면이 접한다. 그러나, 이들 면은 수평인 면에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 상 지지체 (31) 에 환상의 아래에 볼록해지는 면을 형성하고, 승강부 (13) 의 아래에 오목해지는 면을 형성하고, 이들 면이 접해도 된다.
한편, 회전부 (12) 에 의한 회전 위치가 제어 가능한 경우, 상 지지체 (31) 의 둘레 방향의 일부에만 제 1 맞닿음부를 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 8A 및 도 8B 에 나타낸 바와 같이, 제 1 맞닿음부와 제 2 맞닿음부에, 서로 맞닿았을 때에 끼워 맞춰지는 위치 어긋남 방지 구조를 용이하게 포함시킬 수 있다. 위치 어긋남 방지 구조는, 바람직하게는, 하 지지체 (21) 에 대한 상 지지체 (31) 의 둘레 방향의 위치 어긋남 및 직경 방향의 위치 어긋남을 방지하는 구조이다. 위치 어긋남 방지 구조는, 직경 방향의 위치 어긋남만을 방지하는 구조여도 된다. 예를 들어, 상 지지체 (31) 에 상 파지 부재 (32) 가 형성되지 않고, 또한, 하 지지체 (21) 에 대해 상 지지체 (31) 가 임의의 회전 위치에서 재치 가능한 경우, 위치 어긋남은 직경 방향에 대해 방지되기만 하면 된다. 위치 어긋남 방지는, 제 1 맞닿음부 및 제 2 맞닿음부의 적어도 일방에 형성된 볼록부, 오목부, 단차 등에 타방의 일부가 끼워짐으로써 실현된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 상 지지체 (31) 의 직경 방향 외측에 정지 상태로 배치되는 환상 커버 (16) 가 형성되고, 승강 구동부 (131) 를 환상 커버 (16) 상에 형성함으로써, 기판 처리 장치 (1) 의 소형화를 실현하고 있다. 환상 커버 (16) 가 충분한 강성을 갖는 경우에는, 환상 커버 (16) 상에 직접적으로 승강 구동부 (131) 가 설치되어도 된다. 환상 커버 (16) 의 강성이 충분하지 않은 경우에는, 환상 커버 (16) 에 보강 부재를 형성하여 환상 커버 (16) 상에 승강 구동부 (131) 가 형성되어도 된다. 또, 환상 커버 (16) 의 상방에 강성이 높은 프레임 등의 토대를 형성하고, 그 위에 승강부 (13) 가 설치되어도 된다. 즉, 「승강 구동부 (131) 를 환상 커버 (16) 상에 형성하는」 이란, 기판 처리 장치 (1) 의 풋프린트 삭감의 관점에서는, 승강 구동부 (131) 를 환상 커버 (16) 의 상방에 형성하는 경우를 포함한다. 상 파지 구동부 (33) 의 자성체 이동부 (333) 나 상 노즐 (42) 을 퇴피시키는 기구를 환상 커버 (16) 상에 형성하는 경우도 동일하다.
상 지지체 (31) 의 개구 (313) 의 유무나 상 파지 부재 (32) 의 유무에 상관없이, 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) (하 지지부 (2)) 에 대해 「분리 가능하게 재치된다」 란, 바람직하게는, 상 지지체 (31) 가 상하 방향으로 이동함으로써 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 분리 가능하게 재치되는 것이다. 물론, 상 지지체 (31) 가 상하 방향 이외의 방향으로 이동함으로써 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 분리 가능하게 재치되어도 된다. 「분리 가능하게 재치된다」 란, 주로 중력을 이용하여 (혹은, 중력만을 이용하여) 상 지지체 (31) 가 하 지지체 (21) 상에 결합되는 것을 의미한다.
기판 처리 장치 (1) 의 회전부 (12) 는, 이미 서술한 바와 같이, 바람직하게는 중공 모터이지만, 하 노즐 (41) 을 형성할 필요가 없는 경우에는 회전축에 관통공이 형성될 필요는 없다. 또, 회전부 (12) 는, 로터가 스테이터에 대해 부유하는 모터여도 된다.
상기 서술한 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판 이외에, 액정 표시 장치 또는 유기 EL (Electro Luminescence) 표시 장치 등의 평면 표시 장치 (Flat Panel Display) 에 사용되는 유리 기판, 혹은 다른 표시 장치에 사용되는 유리 기판의 처리에 이용되어도 된다. 또, 상기 서술한 기판 처리 장치 (1) 는, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 및 태양 전지용 기판 등의 처리에 이용되어도 된다.
상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.
발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만, 이미 서술한 설명은 예시적이며 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
2 : 하 지지부
4 : 처리액 공급부
9 : 기판
12 : 회전부
16 : 환상 커버
21 : 하 지지체
31 : 상 지지체 (환상 부재)
41 : 하 노즐
42 : 상 노즐
111 : 기류 발생부
311 : 환상 측벽부
312 : 환상 상부
313 : 개구
314 : 환상 돌출부
J1 : 중심축

Claims (8)

  1. 기판에 처리액을 공급하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    기판을 수평 자세로 직접적 또는 간접적으로 지지하는 지지부와,
    상하 방향을 향하는 중심축을 중심으로 상기 지지부를 회전시키는 회전부와,
    상기 지지부 상에 분리 가능하게 재치되고, 상기 지지부에 지지된 기판의 외측 가장자리부를 덮으면서 상기 지지부와 함께 회전하는 환상 부재와,
    상기 지지부에 지지된 기판의 상면 또는 하면에 처리액을 공급하는 처리액 공급부를 구비하고,
    상기 환상 부재가,
    상기 지지부에 지지된 기판의 외주 및 상기 지지부의 외주에 직경 방향으로 대향하는 환상 측벽부와,
    상기 환상 측벽부로부터 직경 방향 내방으로 넓어지고, 상기 지지부에 지지된 기판의 상면의 외측 가장자리부와 상하 방향으로 대향하고, 상기 기판의 상방에 있어서의 개구 면적이 상기 기판의 면적의 1/2 이상인 환상 상부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환상 상부의 개구를 향하여 하방을 향하는 기류를 발생시키는 기류 발생부를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 환상 상부가, 하면의 내주부에 하방으로 돌출되는 환상 돌출부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 공급부가, 상기 지지부에 지지된 기판의 하면에 에칭액을 공급하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 환상 부재의 직경 방향 외측에 정지 상태로 배치되는 환상 커버를 추가로 구비하고,
    상기 환상 커버의 상부가, 직경 방향 내방을 향하면서 상기 환상 측벽부의 외주면에 근접하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    기판의 상방에 있어서의 상기 환상 상부의 개구 면적이 상기 기판의 면적의 3/4 이상인, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 환상 상부가 기판의 상방을 덮는 범위가, 상기 기판의 외주단으로부터 직경 방향 내방을 향하여 20 ㎜ 이하인, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액 공급부가, 상기 중심축보다 상기 환상 상부의 내주단에 가까운 위치, 또는, 상기 환상 상부와 상기 기판이 상하 방향으로 겹치는 위치에 있어서, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하는, 기판 처리 장치.
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