KR20240008971A - 기판 처리 장치, 및, 통상 가드의 가공 방법 - Google Patents

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KR20240008971A
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다카히로 야마구치
준 사와시마
도루 엔도
리쿠타 아오키
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 장치는, 기판을 유지하면서 소정의 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지 부재와, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판에 액체를 공급하는 액체 공급 부재와, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 둘러싸는 수지제의 통상 가드를 구비한다. 상기 통상 가드는, 내주면과, 상기 내주면에 형성된 요철부를 갖는다. 상기 요철부는, 복수의 오목부와, 서로 인접하는 상기 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 볼록부를 갖는다. 상기 오목부가, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판으로부터 비산하는 액적의 직경보다 작은 폭과, 상기 액적이 복수의 상기 볼록부에 접하는 상태에서 상기 오목부의 바닥부에 상기 액적이 접하지 않는 깊이를 갖는다. 상기 볼록부가, 상기 액적의 직경보다 작고, 또한, 상기 오목부의 폭보다 작은 폭을 갖는다.

Description

기판 처리 장치, 및, 통상 가드의 가공 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MACHINING TUBULAR GUARD}
이 출원은, 2021년 2월 15일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2021-21618호에 대응하고 있으며, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
이 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치와, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 사용되는 통상 가드의 가공 방법에 관한 것이다. 처리의 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치 및 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
일본 공개특허공보 2020-155590호 및 일본 공개특허공보 2018-166135호에는, 세로 방향의 홈이 복수 형성된 통상의 컵을 구비하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2020-155590호 및 일본 공개특허공보 2018-166135호의 컵은, 기판으로부터 비산하는 액적 상태의 액체를 받고, 액체를 복수의 홈의 측면이나 바닥면에 따라 이동시켜 활락 (滑落) 시킨다. 이로써, 컵으로부터의 액적의 튐을 억제할 수 있다. 컵의 내주면으로부터의 액적의 튐의 억제를 달성하는 신규한 구성이 요구되고 있다.
그래서, 이 발명의 하나의 목적은, 통상 가드로부터의 기판에 대한 액적의 비산을 억제할 수 있는 기판 처리 장치, 및, 당해 통상 가드의 가공 방법을 제공하는 것이다.
이 발명의 일 실시형태는, 기판을 유지하면서 소정의 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지 부재와, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판에 액체를 공급하는 액체 공급 부재와, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 둘러싸는 수지제의 통상 가드를 구비하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 기판 처리 장치에 있어서의 상기 통상 가드는, 내주면과, 상기 내주면에 형성된 요철부를 갖고, 상기 요철부는, 복수의 오목부와, 서로 인접하는 상기 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 볼록부를 갖는다. 상기 오목부는, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판으로부터 비산하는 액적의 직경보다 작은 폭과, 상기 액적이 복수의 상기 볼록부에 접하는 상태에서 상기 오목부의 바닥부에 상기 액적이 접하지 않는 깊이를 갖고, 상기 볼록부는, 상기 액적의 직경보다 작고, 또한, 상기 오목부의 폭보다 작은 폭을 갖는다.
이 기판 처리 장치에 의하면, 액체 공급 부재로부터, 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판에 액체를 공급할 수 있다. 회전 상태의 기판에 액체가 공급되면, 회전 상태의 기판으로부터 액적이 비산하고, 기판을 둘러싸는 수지제의 통상 가드의 내주면에 의해, 기판으로부터 비산한 액적을 받을 수 있다.
통상 가드의 내주면에 형성된 요철부는, 복수의 오목부, 및, 이웃하는 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 볼록부를 갖는다. 오목부는, 액적의 직경보다 작은 폭을 갖고 있고, 볼록부는, 액적의 직경보다 작고, 오목부의 폭보다 작은 폭을 갖고 있다. 그 때문에, 내주면의 요철부에 받아진 액적은, 오목부 내에 완전히 들어가지 않고, 복수의 볼록부에 접한다. 또한, 오목부의 깊이는, 액적이 복수의 볼록부에 접하는 상태에서 액적이 오목부의 바닥부에 접하지 않는 깊이이다. 요철부와 액적이 이와 같은 치수 관계를 갖고 있으면, 요철부가 형성되어 있지 않은 평탄면과 비교하여, 액적이 통상 가드의 내주면에 접하는 면적을 저감시킬 수 있다. 따라서, 요철부에 대한 액적의 접촉각을, 요철부가 형성되어 있지 않은 평탄면에 대한 액적의 접촉각보다 크게 할 수 있다. 즉, 내주면의 소수성을 향상시킬 수 있다.
그 때문에, 기판으로부터 비산하여 통상 가드의 내주면에 의해 받아진 액적이 내주면에 머무르는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 통상 가드의 내주면에 잔존하는 액적의 양을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 기판으로부터 새롭게 비산하는 액적과 내주면에 잔존하는 액적의 충돌에서 기인하는 내주면으로부터 기판에 대한 액적의 비산을 양호하게 억제할 수 있다. 따라서, 통상 가드로부터의 기판에 대한 액적의 비산의 억제를 달성할 수 있다.
600 rpm 이상 1200 rpm 이하의 회전 속도로 회전되는 기판으로부터 비산하는 액적의 직경은, 주로 1.5 ㎜ 이하이다. 오목부의 깊이가 10 ㎛ 이상이고, 오목부의 폭 및 볼록부의 폭이 1.5 ㎜ 보다 작으면, 1.5 ㎜ 이하의 직경을 갖는 액적이 오목부의 바닥부에 접하는 것을 효과적으로 억제하여, 1.5 ㎜ 이하의 직경을 갖는 액적에 대해 소수화를 달성할 수 있다.
특히, 오목부의 폭이 100 ㎛ 이상이고, 또한, 1.0 ㎜ 보다 작고, 오목부의 깊이가 200 ㎛ 이하이고, 볼록부의 폭이 40 ㎛ 이하이면, 1.5 ㎜ 이하의 직경을 갖는 액적이 오목부의 바닥부에 접하는 것을 효과적으로 억제하여, 내주면을 양호하게 소수화시킬 수 있다. 이와 같은 치수 관계를 갖는 요철부의 평균 면 조도는, 3.0 이상이고, 또한, 6.0 이하이다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 복수의 상기 오목부는, 상기 내주면의 둘레 방향을 따르는 복수의 원형상 홈부를 포함한다. 그리고, 복수의 상기 원형상 홈부는, 상기 내주면의 중심축선을 따르는 축 방향으로 간격을 두고 상기 내주면에 형성되어 있다. 그 때문에, 내주면의 둘레 방향의 전역에 있어서, 내주면의 소수성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판으로부터 비산하여 통상 가드의 내주면에 의해 받아진 액적이 내주면에 잔존하는 것을 내주면의 전역에 있어서 두루 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 복수의 상기 오목부는, 상기 원형상 홈부와 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 교차 홈부를 포함한다. 복수의 상기 교차 홈부와 복수의 상기 원형상 홈부에 의해 격자 형상이 형성된다. 그 때문에, 오목부로서 원형상 홈부만이 형성되어 있는 구성과 비교하여, 요철부의 전역에 있어서 균일하게 소수성을 향상시킬 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 통상 가드의 상기 내주면이, 연직 방향으로 연장되는 통상면과, 상기 통상면의 상단에 접속되고 상기 통상면에 대해 경사져 연장되는 경사면을 갖는다. 그리고, 복수의 상기 오목부가, 상기 경사면에 형성된 복수의 제 1 오목부를 포함한다.
기판으로부터 대각선 상방향으로 비산하는 액적은, 주로, 통상면의 상단에 접속되어 있는 경사면에 의해 받아지고, 기판으로부터 대각선 하방향으로 비산하는 액적은, 주로, 통상면에 의해 받아진다. 통상 가드의 내주면으로부터 비산하는 액적은, 대각선 하방향으로 비산하기 쉽기 때문에, 통상면으로부터 비산하는 액적보다 경사면으로부터 비산하는 액적의 기판에 대한 재부착이 문제가 되기 쉽다.
그래서, 복수의 오목부가, 경사면에 형성된 복수의 제 1 오목부를 포함하는 구성이면, 경사면의 소수성을 향상시킬 수 있으므로, 내주면으로부터 비산하는 액적의 기판에 대한 부착을 양호하게 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 복수의 상기 오목부가, 상기 통상면에 형성된 복수의 제 2 오목부를 포함한다. 경사면에 의해 받아진 액적은, 경사면을 따라 하방으로 이동하여 통상면으로 안내된다. 복수의 오목부가, 통상면에 형성된 복수의 제 2 오목부를 포함하는 구성이면, 통상면의 소수성을 향상시킬 수 있으므로, 통상면에 액체가 잔존하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판으로부터 통상면을 향하여 비산하는 액적과, 통상면에 잔존하는 액적의 충돌을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판으로부터 새롭게 비산하는 액적과 통상면에 잔존하는 액적의 충돌에서 기인하는 통상면으로부터 기판에 대한 액적의 비산을 양호하게 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 복수의 상기 볼록부가, 서로 인접하는 상기 제 1 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 제 1 볼록부와, 서로 인접하는 상기 제 2 오목부끼리의 사이에 위치하는 제 2 볼록부를 포함한다. 그리고, 제 1 볼록부의 폭이, 상기 제 2 볼록부의 폭보다 작다.
이 기판 처리 장치에 의하면, 제 1 볼록부의 폭이 제 2 볼록부의 폭보다 작기 때문에, 경사면의 소수성은 통상면의 소수성보다 높다. 경사면의 소수성을 통상면의 소수성보다 높게 함으로써, 경사면에 액적이 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 통상 가드의 경사면으로부터 비산하는 액적은, 통상면으로부터 비산하는 액적과 비교하여, 기판에 부착되기 쉽다. 따라서, 경사면의 소수성을 높임으로써, 경사면으로부터 액적이 비산하여 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 통상 가드는, 소수성 수지를 사용하여 형성되어 있다. 그 때문에, 통상 가드의 내주면의 소수성을 한층 향상시킬 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태는, 소정의 회전축선 둘레로 기판이 회전하도록 상기 기판을 유지하는 회전 유지 부재와, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판에 액체를 공급하는 액체 공급 부재와, 상기 회전 유지 부재를 둘러싸는 수지제의 통상 가드를 구비하는, 기판 처리 장치를 제공한다. 이 기판 처리 장치에 있어서의 상기 통상 가드는, 내주면과, 상기 내주면에 형성된 요철부를 갖고, 상기 요철부는, 복수의 오목부와, 서로 인접하는 상기 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 볼록부를 갖는다. 그리고, 상기 오목부는, 10 ㎛ 이상인 깊이와, 1.5 ㎜ 보다 작은 폭을 갖고, 상기 볼록부가, 상기 오목부의 폭보다 작고, 또한, 1.5 ㎜ 보다 작은 폭을 갖는다.
이 기판 처리 장치에 의하면, 상기 서술한 바와 같이, 1.5 ㎜ 이하의 직경을 갖는 액적이 오목부의 바닥부에 접하는 것을 효과적으로 억제하여, 1.5 ㎜ 이하의 직경을 갖는 액적에 대해 소수화를 달성할 수 있다.
그 때문에, 기판으로부터 비산하여 통상 가드의 내주면에 의해 받아진 액적이 내주면에 머무르는 것을 억제할 수 있다. 통상 가드의 내주면에 잔존하는 액적의 양을 저감시킬 수 있으므로, 기판으로부터 새롭게 비산하는 액적과 내주면에 잔존하는 액적의 충돌에서 기인하여, 내주면으로부터 기판을 향하여 비산하는 액적을 양호하게 억제할 수 있다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 오목부의 폭이 100 ㎛ 이상이고, 또한, 1.0 ㎜ 보다 작고, 상기 오목부의 깊이가 200 ㎛ 이하여도 된다. 또한, 상기 볼록부의 폭이 40 ㎛ 이하여도 된다.
이 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 내주면의 평균 면 조도가 3.0 이상이고, 또한, 6.0 이하여도 된다.
이 발명의 또 다른 실시형태는, 기판을 액체로 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 유지하면서 소정의 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지 부재를 둘러싸기 위한 수지제의 통상 가드의 가공 방법을 제공한다. 상기 가공 방법은, 내주면을 갖는 통상 가드를 준비하는 가드 준비 공정과, 상기 내주면에 요철부를 형성함으로써, 상기 통상 가드의 상기 내주면을 소수화시키는 소수화 공정를 포함한다.
이 가공 방법에 의하면, 내주면을 소수화시키는 요철부가 내주면에 형성된 통상 가드를 제조할 수 있다. 그 때문에, 내주면의 소수성을, 요철부가 형성되어 있지 않은 면과 비교하여, 향상시킬 수 있다. 또, 요철부가 이미 형성되어 있는 통상 가드에, 요철부를 추가적으로 형성할 수 있다.
따라서, 기판으로부터 비산하여 통상 가드의 내주면에 의해 받아진 액적이 내주면에 머무르는 것을 억제할 수 있다. 통상 가드의 내주면에 잔존하는 액적의 양을 저감시킬 수 있으므로, 기판으로부터 새롭게 비산하는 액적과, 내주면에 잔존하는 액적의 충돌에서 기인하여, 내주면으로부터 기판을 향하여 비산하는 액적을 양호하게 억제할 수 있다. 따라서, 통상 가드로부터의 기판에 대한 액적의 비산의 억제를 달성할 수 있다.
이 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 소수화 공정에 있어서, 평균 면 조도가 3.0 이상이고, 또한, 6.0 이하가 되는 상기 요철부가 형성된다. 이와 같은 평균 면 조도의 요철부를 형성할 수 있으면, 내주면과 액적에 의해 형성되는 접촉각을, 요철부가 형성되어 있지 않은 면과 액적에 의해 형성되는 접촉각보다 크게 할 수 있다. 즉, 내주면의 소수성을, 요철부가 형성되어 있지 않은 면과 비교하여, 향상시킬 수 있다.
그 때문에, 기판으로부터 비산하여 통상 가드의 내주면에 의해 받아진 액적이 내주면에 머무르는 것을 억제할 수 있다. 통상 가드의 내주면에 잔존하는 액적의 양을 저감시킬 수 있으므로, 기판으로부터 새롭게 비산하는 액적과, 내주면에 잔존하는 액적의 충돌에서 기인하여, 내주면으로부터 기판을 향하여 비산하는 액적을 양호하게 억제할 수 있다.
이 발명의 또 다른 실시형태에서는, 상기 소수화 공정이, 상기 통상 가드를 상기 내주면의 중심축선 둘레로 회전시키면서, 절삭 부재를, 소정의 이송 시간마다 상기 내주면을 따라 소정의 이송 거리 이동시키는 절삭 부재 이동 공정과, 상기 절삭 부재를 상기 이송 거리만큼 이동시킨 후, 상기 내주면에 대해 상기 절삭 부재를 소정의 압입량만큼 압입하여 상기 내주면을 절삭하여 원형상 홈부를 형성하는 절삭 공정을 포함한다.
절삭 부재의 단순한 이동에 의해, 일정한 깊이를 갖는 원형상 홈부를 일정한 간격으로 복수 형성할 수 있다. 따라서, 내주면에 형성되는 요철부의 치수의 균일성을 높일 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부 구성을 나타내는 도해적인 평면도이다.
도 2 는, 도 1 의 II-II 선에서 본 도해적인 종단면도이다.
도 3 은, 상기 기판 처리 장치에 구비되는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 4 는, 상기 처리 유닛에 구비되는 통상 가드의 구성을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 5 는, 상기 통상 가드의 단면의 내주면 부근을 확대한 도면이다.
도 6 은, 상기 요철부를 도 5 에 나타내는 화살표 VI 에서 본 도면이다.
도 7 은, 상기 통상 가드의 내주면에 형성된 요철부의 형상을 설명하기 위한 모식적인 사시도이다.
도 8 은, 도 6 의 VIII-VIII 선을 따르는 단면에 상당하고, 상기 요철부의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9 는, 액적이 기판으로부터 비산하는 모습에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
도 10 은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11 은, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12 는, 기판의 회전 속도와 물방울의 비산 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13 은, 기판으로부터 비산하는 물방울의 직경을 나타내는 그래프이다.
도 14 는, 통상 가드로부터 비산하는 물방울의 개수와 기판의 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15 는, 요철부의 존재에 의한 기판의 상면에 부착되는 물방울의 개수의 저감 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 16 은, 요철부의 존재에 의한 기판의 상면에 부착되는 파티클의 수량의 저감 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 17 은, 접촉각 측정 실험에 있어서, 상기 요철부에 적하된 물방울 부근을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 18 은, 평균 면 조도가 상이한 요철부를 갖는 통상 가드를 사용하여 실시한 접촉각 측정 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19A ∼ 도 19D 는, 상기 통상 가드의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 20A 는, 상기 요철부의 제 1 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 20B 는, 상기 요철부의 제 2 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 20C 는, 상기 요철부의 제 3 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 20D 는, 상기 요철부의 제 4 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 20E 는, 상기 요철부의 제 5 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 내부 구성을 나타내는 도해적인 평면도이다. 도 2 는, 도 1 의 II-II 선에서 본 도해적인 종단면도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 인덱서 블록 (2) 과, 인덱서 블록 (2) 의 가로 방향 (수평 방향) 으로 인접된 처리 블록 (3) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 컨트롤러 (4) (후술하는 도 10 을 참조) 를 포함한다.
인덱서 블록 (2) 은, 복수 (이 실시형태에서는 4 개) 의 로드 포트 (LP) 와, 인덱서 로봇 (IR) 을 포함한다.
로드 포트 (LP) 는, 수평 방향을 따라 배열되어 있다. 각 로드 포트 (LP) 는, 1 개의 캐리어 (CA) 를 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 캐리어 (CA) 는, 처리 대상인 기판 (W) 을 수용하는 기판 수용기이다. 기판 (W) 은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼이다.
인덱서 로봇 (IR) 은, 복수의 로드 포트 (LP) 에 각각 유지되는 캐리어 (CA) 에 액세스하여, 기판 (W) 을 반입/반출하고, 처리 블록 (3) 과의 사이에서 기판 (W) 을 반송할 수 있도록 구성되어 있다. 이 실시형태에서는, 인덱서 로봇 (IR) 은, 다관절 아암을 구비한 다관절 아암 로봇이다.
처리 블록 (3) 은, 복수 (이 실시형태에서는, 12 개) 의 처리 유닛 (5) 과, 복수의 기판 재치부 (6) (제 1 기판 재치부 (6U) 및 제 2 기판 재치부 (6L)) 와, 복수의 주반송 로봇 (CR) (제 1 주반송 로봇 (CRU) 및 제 2 주반송 로봇 (CRL)) 을 포함한다.
복수의 처리 유닛 (5) 은, 기판 (W) 에 대해 처리를 실시한다. 이 실시형태에서는, 각 처리 유닛 (5) 은, 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽형 처리 유닛이다.
복수의 처리 유닛 (5) 은, 복수의 주반송 로봇 (CR) 에 의해 기판 (W) 이 반송되는 반송 공간 (8) 을 따라 당해 반송 공간 (8) 의 양측에 배열되고, 반송 공간 (8) 에 면하고 있다. 반송 공간 (8) 은, 평면에서 봤을 때에 있어서, 인덱서 블록 (2) 으로부터 멀어지는 방향으로 직선적으로 연장되어 있다.
복수의 처리 유닛 (5) 은, 복수 (이 실시형태에서는, 4 개) 의 처리 타워 (TW) 를 구성하고 있다. 평면에서 봤을 때에 있어서 반송 공간 (8) 의 양측방의 각각에는, 복수 (이 실시형태에서는, 2 개) 의 처리 타워 (TW) 가 배치되어 있다. 각 처리 타워 (TW) 는, 상하 방향으로 적층된 복수단 (이 실시형태에서는 6 단) 의 처리 유닛 (5) 을 포함한다. 이 실시형태에서는, 24 개의 처리 유닛 (5) 이 4 개의 처리 타워 (TW) 에 6 개씩 나누어져 배치되어 있다. 모든 처리 유닛 (5) 은, 반송 공간 (8) 에 면하는 위치에 기판 반출/반입구 (5a) 를 갖고 있다.
각 처리 타워 (TW) 의 측방에는, 유체 공급부 (9) 및 배기부 (10) 가 배치되어 있다. 유체 공급부 (9) 는, 처리 타워 (TW) 를 구성하는 복수의 처리 유닛 (5) 에서 사용되는 처리 유체를 공급하기 위한 배관류나, 배관 내의 액체를 이송하기 위한 펌프류를 수용한다. 배기부 (10) 는, 처리 타워 (TW) 를 구성하는 복수의 처리 유닛 (5) 의 내부의 분위기를 배기하기 위한 배관류를 수용한다.
처리 유체는, 기판 처리 장치 (1) 에서 사용되는 액체 (처리액) 나 기체를 말한다. 처리액으로는 후술하는 약액, 린스액 등을 들 수 있다.
배기부 (10) 에는, 평면에서 봤을 때에 있어서, 대응하는 처리 타워 (TW) 를 구성하는 복수의 처리 유닛 (5) 으로부터의 배기를 기판 처리 장치 (1) 밖의 배기 설비에 유도하기 위한 배기 배관 (11) 이 수용되어 있다. 배기부 (10) 는, 추가로, 처리 유닛 (5) 내에서의 처리의 종류 (보다 구체적으로는 처리액의 종류) 에 따라, 배기 배관 (11) 을 전환하는 전환 기구 (12) 가 함께 수용되어 있어도 된다. 도시는 생략하지만, 배기부 (10) 에는, 전환 기구 (12) 를 구동시키는 액추에이터류가 수용되어 있다.
복수의 처리 유닛 (5) 은, 하층의 처리 유닛 (5) 또는 상층의 처리 유닛 (5) 으로 분류된다. 이 실시형태에서는, 하측 3 단의 처리 유닛 (5) 이 하층의 처리 유닛 (5) 이고, 상측 3 단의 처리 유닛 (5) 이 상층의 처리 유닛 (5) 이다.
제 1 기판 재치부 (6U) 및 제 2 기판 재치부 (6L) 는, 상하 방향으로 늘어서 배치되어 있다. 제 1 주반송 로봇 (CRU) 및 제 2 주반송 로봇 (CRL) 은, 반송 공간 (8) 에 있어서 상하 방향으로 늘어서 배치되어 있다.
제 1 기판 재치부 (6U) 는, 인덱서 로봇 (IR) 과 제 1 주반송 로봇 (CRU) 사이에서 수수되는 기판 (W) 을 일시 유지한다. 제 2 기판 재치부 (6L) 는, 인덱서 로봇 (IR) 과 제 2 주반송 로봇 (CRL) 사이에서 수수되는 기판 (W) 을 일시 유지한다.
제 1 주반송 로봇 (CRU) 은, 제 1 기판 재치부 (6U) 와 상층의 처리 유닛 (5) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 제 2 주반송 로봇 (CRL) 은, 제 2 기판 재치부 (6L) 와 하층의 처리 유닛 (5) 사이에서 기판 (W) 을 반송한다.
처리 유닛 (5) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서 회전축선 (A1) (연직축선) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (15) 과, 평면에서 봤을 때에 스핀 척 (15) 을 둘러싸는 처리 컵 (16) 과, 스핀 척 (15) 및 처리 컵 (16) 을 수용하는 처리 챔버 (17) 를 포함한다. 회전축선 (A1) 은, 기판 (W) 의 중앙부를 지나는 연직인 직선이다. 스핀 척 (15) 은, 회전 유지 부재의 일례이다.
처리 챔버 (17) 는, 하벽 (17A), 복수 (이 실시형태에서는 4 개) 의 측벽 (17B) 및 상벽 (17C) (후술하는 도 3 을 참조) 을 포함하고 있고, 이들에 의해, 처리 챔버 (17) 의 내부 공간 (101) 이 구획되어 있다. 기판 반출/반입구 (5a) 는, 처리 챔버 (17) 의 측벽 (17B) 에 형성되어 있다.
도 3 은, 처리 유닛 (5) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
스핀 척 (15) 은, 복수의 척 핀 (20) 과, 스핀 베이스 (21) 와, 회전축 (22) 과, 스핀 모터 (23) 를 포함한다.
스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따르는 원판 형상을 갖고 있다. 스핀 베이스 (21) 는, 평면에서 봤을 때에 있어서 기판 (W) 보다 대경의 원형상를 갖는다. 스핀 베이스 (21) 의 상면에는, 기판 (W) 의 둘레 가장자리를 파지하는 복수의 척 핀 (20) 이, 스핀 베이스 (21) 의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 척 핀 (20) 은, 파지 핀이라고도 한다.
스핀 베이스 (21) 및 복수의 척 핀 (20) 은, 기판 (W) 을 수평으로 유지하는 기판 유지 유닛을 구성하고 있다. 기판 유지 유닛은, 기판 홀더라고도 한다.
회전축 (22) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (22) 의 상단부는, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합되어 있다. 스핀 모터 (23) 는, 회전축 (22) 에 회전력을 부여한다. 스핀 모터 (23) 에 의해 회전축 (22) 이 회전됨으로써, 스핀 베이스 (21) 가 회전된다. 이로써, 기판 (W) 이 회전축선 (A1) 의 둘레로 회전된다. 스핀 모터 (23) 는, 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 기판 회전 유닛의 일례이다.
처리 유닛 (5) 은, 복수의 처리액 노즐 (30), 및, FFU (Fan Filter Unit) (26) 를 포함한다. 복수의 처리액 노즐 (30) 은, 처리 챔버 (17) 에 수용되어 있다.
FFU (26) 는, 처리 챔버 (17) 의 상벽 (17C) 에 형성된 개구 (17a) 에 장착되어 있고, 청정 공기를 처리 챔버 (17) 내에 이송하는 송풍 유닛의 일례이다. FFU (26) 는, 처리 챔버 (17) 밖에서 처리 챔버 (17) 내를 향하는 기류를 발생시키는 팬 (도시 생략) 과, 기류 중에 포함되는 이물질을 제거하기 위한 필터 (도시 생략) 와, 팬을 구동시키는 모터 등의 액추에이터 (도시 생략) 를 포함한다.
각 처리액 노즐 (30) 은, 스핀 척 (15) 에 유지되어 있는 기판 (W) 에 액체를 공급하는 액체 공급 부재의 일례이다. 복수의 처리액 노즐 (30) 에는, 기판 (W) 의 상면을 향하여 약액을 토출하는 약액 노즐 (31) 과, 기판 (W) 의 상면을 향하여 린스액을 토출하는 상측 린스액 노즐 (32) 과, 기판 (W) 의 하면을 향하여 린스액을 토출하는 하측 린스액 노즐 (33) 이 포함된다.
약액 노즐 (31) 은, 약액 노즐 (31) 에 약액을 안내하는 약액 배관 (41) 에 접속되어 있다. 약액 배관 (41) 에는, 그 유로를 개폐하는 약액 밸브 (51) 와, 약액 노즐 (31) 에 약액을 이송하는 약액 펌프 (61) 가 개재 장착되어 있다. 약액 밸브 (51) 가 열리면, 약액이, 약액 노즐 (31) 로부터 하방으로 연속류로 토출된다.
이 실시형태에서는, 약액 노즐 (31) 은, 제 1 노즐 이동 유닛 (71) 에 의해 수평 방향 및 연직 방향으로 이동되는 이동 노즐이다. 약액 노즐 (31) 은, 중심 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 수평 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 약액 노즐 (31) 이 중앙 위치에 위치할 때에 약액 밸브 (51) 가 열리면, 약액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
제 1 노즐 이동 유닛 (71) 은, 약액 노즐 (31) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (71A) 과, 아암 (71A) 에 결합되고 연직 방향을 따라 연장되는 회동축 (71B) 과, 회동축을 승강시키는 회동축 구동 유닛 (71C) 을 포함하고 있어도 된다.
회동축 구동 유닛 (71C) 은, 연직 방향으로 연장되는 회동축선 (A2) 둘레로 회동축 (71B) 을 회동시킴으로써 아암 (71A) 을 요동시키는 구동 모터 (도시 생략) 와, 회동축 (71B) 을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써, 아암 (71A) 을 승강시키는 아암 리프터 (도시 생략) 를 포함한다. 아암 리프터는, 예를 들어, 볼 나사 기구 또는 랙 앤드 피니언 기구이다.
약액 노즐 (31) 은, 이 실시형태와는 달리, 수평 방향 및 연직 방향으로 위치가 고정된 고정 노즐이어도 된다.
약액 노즐 (31) 로부터 토출되는 약액은, 예를 들어, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 암모니아수, 과산화수소수, 유기산 (예를 들어, 시트르산, 옥살산 등), 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH : 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이어도 된다. 이들을 혼합한 약액의 예로는, SPM (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture : 황산 과산화수소수 혼합액), APM (ammonia-hydrogen peroxide mixture : 암모니아 과산화수소수 혼합액) 등을 들 수 있다.
상측 린스액 노즐 (32) 은, 상측 린스액 노즐 (32) 에 린스액을 안내하는 상측 린스액 배관 (42) 에 접속되어 있다. 상측 린스액 배관 (42) 에는, 그 유로를 개폐하는 상측 린스액 밸브 (52) 와, 상측 린스액 노즐 (32) 에 린스액을 이송하는 상측 린스액 펌프 (62) 가 개재 장착되어 있다. 상측 린스액 밸브 (52) 가 열리면, 린스액이, 상측 린스액 노즐 (32) 로부터 하방으로 연속류로 토출된다.
이 실시형태에서는, 상측 린스액 노즐 (32) 은, 제 2 노즐 이동 유닛 (72) 에 의해 수평 방향 및 연직 방향으로 이동되는 이동 노즐이다. 상측 린스액 노즐 (32) 은, 중심 위치와 홈 위치 (퇴피 위치) 사이에서 수평 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 상측 린스액 노즐 (32) 이 중앙 위치에 위치할 때에 상측 린스액 밸브 (52) 가 열리면, 린스액이 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역에 공급된다.
제 2 노즐 이동 유닛 (72) 은, 상측 린스액 노즐 (32) 에 결합되어 수평으로 연장되는 아암 (72A) 과, 아암 (72A) 에 결합되고 연직 방향을 따라 연장되는 회동축 (72B) 과, 회동축 (72B) 을 승강시키는 회동축 구동 유닛 (72C) 을 포함하고 있어도 된다.
회동축 구동 유닛 (72C) 은, 연직 방향으로 연장되는 회동축선 (A3) 둘레로 회동축 (72B) 을 회동시킴으로써 아암 (72A) 을 요동시키는 구동 모터 (도시 생략) 와, 회동축을 연직 방향을 따라 승강시킴으로써, 아암 (72A) 을 승강시키는 아암 리프터 (도시 생략) 를 포함한다. 아암 리프터는, 예를 들어, 볼 나사 기구 또는 랙 앤드 피니언 기구이다.
상측 린스액 노즐 (32) 은, 이 실시형태와는 달리, 수평 방향 및 연직 방향으로 위치가 고정된 고정 노즐이어도 된다.
하측 린스액 노즐 (33) 은, 기판 (W) 의 하면 중앙부를 향하여 린스액을 토출하는 고정 노즐이다. 하측 린스액 노즐 (33) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상면 중앙부에서 개구되는 관통공 (21a) 과, 관통공 (21a) 에 연통되는 회전축 (22) 의 내부 공간 (22a) 에 삽입되어 있다. 하측 린스액 노즐 (33) 의 토출구 (33a) 는, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 노출되어 있다.
하측 린스액 노즐 (33) 은, 하측 린스액 노즐 (33) 에 린스액을 안내하는 하측 린스액 배관 (43) 에 접속되어 있다. 하측 린스액 배관 (43) 에는, 그 유로를 개폐하는 하측 린스액 밸브 (53) 와, 하측 린스액 노즐 (33) 에 린스액을 이송하는 하측 린스액 펌프 (63) 가 개재 장착되어 있다. 하측 린스액 밸브 (53) 가 열리면, 린스액이, 하측 린스액 노즐 (33) 로부터 상방으로 연속류로 토출된다.
린스액은, DIW, 탄산수, 전해 이온수, 희석 농도 (예를 들어, 1 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수, 희석 농도 (예를 들어, 1 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 암모니아수, 환원수 (수소수) 등을 들 수 있다.
하측 린스액 노즐 (33) 과 스핀 베이스 (21) 의 관통공 (21a) 사이의 공간에 의해, 하측 기체 유로 (25) 가 형성되어 있다. 하측 기체 유로 (25) 는, 회전축 (22) 의 내주면과 하측 린스액 노즐 (33) 사이에 있어서 내부 공간 (22a) 에 삽입 통과된 하측 기체 배관 (44) 에 접속되어 있다. 하측 기체 배관 (44) 에 개재 장착된 하측 기체 밸브 (54) 가 열리면, 질소 가스 (N2 가스) 등의 기체가, 기판 (W) 의 하면과 스핀 베이스 (21) 의 상면 사이의 공간을 향하여 하측 기체 유로 (25) 로부터 토출된다.
하측 기체 유로 (25) 로부터 토출되는 기체는, 질소 가스에 한정되지 않는다. 하측 기체 유로 (25) 로부터 토출되는 기체는, 공기여도 된다. 또, 하측 기체 유로 (25) 로부터 토출되는 기체는, 질소 가스 이외의 불활성 가스여도 된다. 질소 가스 이외의 불활성 가스는, 예를 들어, 아르곤이다.
처리 컵 (16) 은, 스핀 척 (15) 에 유지된 기판 (W) 으로부터 외방으로 비산하는 액체를 받아 내는 복수의 통상 가드 (80) 와, 복수의 통상 가드 (80) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아 내는 복수의 컵 (90) 과, 평면에서 봤을 때에 있어서, 복수의 통상 가드 (80) 및 복수의 컵 (90) 을 둘러싸는 배기통 (100) 을 포함한다. 통상 가드 (80) 는, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체를 받는 액 받이 부재의 일례이다.
이 실시형태에서는, 2 개의 통상 가드 (80) (제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B)) 와, 2 개의 컵 (90) (제 1 컵 (90A) 및 제 2 컵 (90B)) 이 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
통상 가드 (80) 는, 수지제이다. 통상 가드 (80) 는, 친수성 수지 또는 소수성 수지에 의해 형성되어 있다. 통상 가드 (80) 는, 소수성 수지에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
소수성 수지는, 예를 들어, 불소 수지이다. 구체적으로는, 통상 가드 (80) 는, 퍼플루오로알콕시알칸 (PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및, 에틸렌클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머 (ECTFE) 중 1 종에 의해, 또는, 이들 중 2 종 이상을 함유하는 혼합물에 의해 형성되어 있다.
제 1 컵 (90A) 및 제 2 컵 (90B) 각각은, 상방향으로 개방된 환상 홈의 형태를 갖고 있다.
제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 는, 각각, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 각 통상 가드 (80) 의 상단부는, 통상 가드 (80) 의 중심측을 향하도록 내방으로 경사져 있다. 제 1 통상 가드 (80A) 는, 스핀 척 (15) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 둘러싸도록 배치되어 있다. 제 2 통상 가드 (80B) (내측 가드) 는, 제 1 통상 가드 (80A) (외측 가드) 보다 제 1 통상 가드 (80A) 의 중심측에서 스핀 척 (15) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 둘러싸도록 배치되어 있다.
제 1 통상 가드 (80A) 의 중심측 (이하에서는,「가드 내측 (IS)」라고 한다) 은, 기판 (W) 의 회전 직경 방향의 내측이기도 하다. 제 1 통상 가드 (80A) 의 중심측과는 반대측 (이하에서는,「가드 외측 (OS)」이라고 한다) 은, 기판 (W) 의 회전 직경 방향의 외측이기도 하다. 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 는, 동축 상에 배치되어 있고, 제 1 통상 가드 (80A) 의 중심측은, 제 2 통상 가드 (80B) 의 중심측이기도 하다.
제 1 컵 (90A) 은, 제 2 통상 가드 (80B) 와 일체로 형성되어 있고, 제 1 통상 가드 (80A) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아 낸다. 제 2 컵 (90B) 은, 제 2 통상 가드 (80B) 에 의해 하방으로 안내된 액체를 받아 낸다. 제 1 컵 (90A) 에 의해 받아 내어진 액체는, 제 1 컵 (90A) 의 하단에 연결된 제 1 처리액 회수로 (도시 생략) 에 의해 회수된다. 제 2 컵 (90B) 에 의해 받아진 액체는, 제 2 컵 (90B) 의 하단에 연결된 제 2 처리액 회수로 (도시 생략) 에 의해 회수된다.
처리 유닛 (5) 은, 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 를 따로 승강시키는 가드 승강 유닛 (95) 을 포함한다. 가드 승강 유닛 (95) 은, 하위치와 상위치 사이에서 제 1 통상 가드 (80A) 를 승강시킨다. 가드 승강 유닛 (95) 은, 하위치와 상위치 사이에서 제 2 통상 가드 (80B) 를 승강시킨다.
제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 가 모두 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 제 2 통상 가드 (80B) 에 의해 받아진다. 제 2 통상 가드 (80B) 가 하위치에 위치하고, 제 1 통상 가드 (80A) 가 상위치에 위치할 때, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액체는, 제 1 통상 가드 (80A) 에 의해 받아진다.
제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 가 모두 하위치에 위치할 때에는, 대응하는 주반송 로봇 (CR) 이, 처리 챔버 (17) 내에 기판 (W) 을 반입하거나 처리 챔버 (17) 내로부터 기판 (W) 을 반출하거나 할 수 있다.
가드 승강 유닛 (95) 은, 제 1 통상 가드 (80A) 를 승강시키는 제 1 가드 승강 유닛과, 제 2 통상 가드 (80B) 를 승강시키는 제 2 가드 승강 유닛을 포함한다. 제 1 가드 승강 유닛은, 예를 들어, 제 1 통상 가드 (80A) 에 결합된 제 1 승강 기구 (도시 생략) 에 구동력을 부여하는 제 1 액추에이터 (도시 생략) 이다. 제 1 승강 기구는, 예를 들어, 볼 나사 기구 또는 랙 앤드 피니언 기구이다. 제 2 가드 승강 유닛은, 제 2 통상 가드 (80B) 에 결합된 제 2 승강 기구 (도시 생략) 에 구동력을 부여하는 제 2 액추에이터 (도시 생략) 이다. 제 2 승강 기구는, 예를 들어, 볼 나사 기구 또는 랙 앤드 피니언 기구이다.
가드 승강 유닛 (95) 은, 가드 리프터라고도 한다. 마찬가지로, 제 1 가드 승강 유닛은, 제 1 가드 리프터이고, 제 2 가드 승강 유닛은, 제 2 가드 리프터이다.
처리 챔버 (17) 의 내부 공간 (101) 은, 제 1 통상 가드 (80A) 보다 가드 내측 (IS) 의 가드 내 공간 (102) 과, 가드 내 공간 (102) 이외의 가드 외 공간 (103) 으로 나누어져 있다. 처리 챔버 (17) 의 적어도 어느 측벽 (17B) 에는, 처리 챔버 (17) 의 가드 외 공간 (103) 을 상하로 칸막이하는 칸막이판 (104) 이 형성되어 있다. 즉, 가드 외 공간 (103) 은, 칸막이판 (104) 에 의해, 칸막이판 (104) 보다 상측의 상공간 (103A) 과, 칸막이판 (104) 보다 하측의 하공간 (103B) 으로 나누어져 있다. 칸막이판 (104) 은, 배기통 (100) 에 의해 지지되어 있다.
상공간 (103A) 은, 칸막이판 (104) 보다 상측이고, 또한 제 1 통상 가드 (80A) 보다 가드 내측 (IS) 의 공간과, 칸막이판 (104) 보다 상측이고, 또한, 제 1 통상 가드 (80A) 보다 가드 외측 (OS) 의 공간을 포함한다.
하공간 (103B) 은, 배기통 (100) 보다 가드 내측 (IS) 의 내측 하공간 (105) 과, 배기통 (100) 보다 가드 외측 (OS) 의 외측 하공간 (106) 으로 나누어진다.
처리 챔버 (17) 내의 분위기는, 처리 챔버 (17) 의 측벽 (17B) 및 배기통 (100) 을 관통하는 배기 접속관 (45) 을 통하여 배기된다. 배기 접속관 (45) 은, 배기부 (10) 에 배치된 배기 배관 (11) (도 1을 참조) 에 접속되어 있다.
FFU (26) 는, 처리 챔버 (17) 의 내부 공간 (101) 에 청정 공기를 이송함으로써, 기류 (F) 를 형성한다. 기류 (F) 는, 상공간 (103A) 으로부터 가드 내 공간 (102) 또는 하공간 (103B) 을 지나, 배기부 (10) 의 배기 접속관 (45) 에 이송된다. 기류 (F) 는, 가드 내측 (IS) 에 있어서의 칸막이판 (104) 의 단부와 제 1 통상 가드 (80A) 사이의 간극 (G1), 또는, 가드 외측 (OS) 에 있어서의 칸막이판 (104) 의 단부에 형성된 간극 (G2) 을 지나, 하공간 (103B) 에 유입된다.
간극 (G1) 을 지나 내측 하공간 (105) 에 유입된 기류 (F1) 는, 내측 하공간 (105) 으로부터 배기 접속관 (45) 에 유입된다.
간극 (G2) 을 지나 외측 하공간 (106) 에 유입된 기류 (F2) 는, 배기통 (100) 에 형성된 개구 (100a) 를 통하여, 내측 하공간 (105) 에 유입되고, 그 후, 배기 접속관 (45) 에 유입된다. 가드 내 공간 (102) 에 유입된 기류 (F3) 는, 가드 내 공간 (102) 으로부터 배기 접속관 (45) 에 유입된다.
제 1 통상 가드 (80A) 의 높이 위치를 조정함으로써, 칸막이판 (104) 과 제 1 통상 가드 (80A) 사이의 간극 (G1) 의 사이즈를 조정할 수 있다. 간극 (G1) 의 사이즈를 조정함으로써 기류 (F1 ∼ F3) 의 유량을 조정할 수 있다.
도 4 는, 통상 가드 (80) 의 구성을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 4 를 참조하여, 각 통상 가드 (80) 는, 통상부 (81), 연장 형성부 (82), 수하부 (83) 를 포함한다.
통상부 (81) 는, 평면에서 봤을 때에 있어서 원형상인 원통부이다. 통상부 (81) 는, 스핀 척 (15) 을 둘러싼다. 통상부 (81) 의 중심측은, 가드 내측 (IS) 이기도 하고, 통상부 (81) 의 중심측과는 반대측은, 가드 외측 (OS) 이기도 하다.
연장 형성부 (82) 는, 평면에서 봤을 때 원환상을 갖는다. 연장 형성부 (82) 는, 통상부 (81) 의 상단부에 접속되고, 통상부 (81) 의 상단부로부터 통상부 (81) 의 중심측을 향하여 연장된다.
수하부 (83) 는, 통상부 (81) 의 중심측에 있어서의 연장 형성부 (82) 의 단부 (이하에서는,「중심측 단부 (82a)」라고 한다) 에 직접 접속되고, 중심측 단부 (82a) 로부터 하방으로 연장된다. 수하부 (83) 는, 평면에서 봤을 때 원환상을 갖는다. 수하부 (83) 는, 하방을 향함에 따라 폭이 좁아지는 끝이 가는 형상을 갖고 있다. 수하부 (83) 는, 단면에서 봤을 때 삼각형상이다.
연장 형성부 (82) 는, 가드 내측 (IS) 을 향하여 대각선 위로 연장되는 경사부 (84) 와, 경사부 (84) 보다 상방에서 수평으로 연장되고, 수하부 (83) 의 상단부에 연결되는 수평부 (86) 를 갖는다. 도 4 의 예와는 달리, 수평부 (86) 가 형성되어 있지 않고, 경사부 (84) 의 상단부에 수하부 (83) 가 직접 접속되어 있어도 된다.
통상 가드 (80) 는, 내주면 (120) 과, 내주면 (120) 에 형성된 요철부 (121) 를 갖는다. 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 은, 통상부 (81) 의 내주면인 통상면 (122) 과, 경사부 (84) 의 내주면인 경사면 (123) 과, 통상면 (122) 및 경사면 (123) 을 매끄럽게 연결하는 만곡면 (124) 에 의해 구성되어 있다. 통상면 (122) 은, 연직 방향으로 연장되는 원통면이다. 경사면 (123) 은, 만곡면 (124) 을 개재하여 통상면 (122) 의 상단에 접속되고 통상면 (122) 에 대해 경사져 연장된다. 상세하게는, 경사면 (123) 은, 만곡면 (124) 의 상단부로부터 가드 내측 (IS) 을 향하여 대각선 위로 연장된다. 도 4 의 예와는 달리, 만곡면 (124) 이 형성되어 있지 않고, 경사면 (123) 은, 통상면 (122) 의 상단에 직접 접속되어 있어도 된다.
요철부 (121) 는, 경사면 (123) 및 통상면 (122) 의 양방에 형성되어 있다. 요철부 (121) 는, 내주면 (120) 에 있어서, 수하부 (83) 의 하단부보다 하방의 영역에 형성되어 있다.
도 5 는, 통상 가드 (80) 의 단면도의 내주면 (120) 부근을 확대한 도면이다. 도 6 은, 요철부 (121) 를 도 5 에 나타내는 화살표 VI 에서 본 도면이다. 도 7 은, 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 형성된 요철부 (121) 의 형상을 설명하기 위한 모식적인 사시도이다.
도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 요철부 (121) 는, 복수의 오목부 (130) 와, 서로 인접하는 오목부 (130) 끼리의 사이에 위치하는 복수의 볼록부 (131) 를 갖는다. 이 실시형태에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (130) 는, 내주면 (120) 의 둘레 방향 (CD) 을 따르는 원형상 홈부 (135) 이다. 마찬가지로, 볼록부 (131) 는, 내주면 (120) 의 둘레 방향 (CD) 을 따르는 원형상 볼록부 (136) 이다 (도 6 을 참조). 복수의 원형상 홈부 (135) 는, 축 방향 (X) 으로 간격을 두고 내주면 (120) 에 형성되어 있다.
복수의 오목부 (130) 는, 내주면 (120) 의 중심축선 (A4) (도 7 을 참조) 을 따르는 축 방향 (X) 으로 간격을 두고 내주면 (120) 에 형성되어 있다. 중심축선 (A4) 은, 회전축선 (A1) 과 일치하고 있다 (도 3 을 참조).
도 5 및 도 6 을 참조하여, 복수의 오목부 (130) 중, 경사면 (123) 에 형성되어 있는 오목부 (130) 를 제 1 오목부 (130A) 라고 하고, 통상면 (122) 에 형성되어 있는 오목부 (130) 를 제 2 오목부 (130B) 라고 한다. 복수의 볼록부 (131) 중, 제 1 오목부 (130A) 끼리의 사이에 위치하는 볼록부 (131) 를 제 1 볼록부 (131A) 라고 하고, 제 2 오목부 (130B) 끼리의 사이에 위치하는 볼록부 (131) 를 제 2 볼록부 (131B) 라고 한다.
도 8 은, 도 6 의 VIII-VIII 선을 따르는 단면에 상당하고, 요철부 (121) 의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8 을 참조하여, 오목부 (130) 가, 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 보다 작은 폭 (W1) 과, 액적 (LD) 이 복수의 볼록부 (131) 에 접하는 상태에서 오목부 (130) 의 바닥부 (130a) 에 액적 (LD) 이 접하지 않는 깊이 (De) 를 갖는다. 볼록부 (131) 가, 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 보다 작고, 또한, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 보다 작은 폭 (W2) 을 갖는다.
그 때문에, 내주면 (120) 의 요철부 (121) 에 받아진 액적 (LD) 은, 오목부 (130) 내에 완전히 들어가지 않고, 복수의 볼록부 (131) 에 접해 있다. 오목부 (130) 는, 액적 (LD) 이 복수의 볼록부 (131) 에 접하는 상태에서, 액적 (LD) 이 오목부 (130) 의 바닥부 (130a) 에 접하지 않는 깊이 (De) 를 갖고 있다. 요철부 (121) 와 액적 (LD) 이 이와 같은 치수 관계를 갖고 있으면, 액적 (LD) 을 오목부 (130) 내의 공기와 접촉시켜, 액적 (LD) 이 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 접하는 면적을 저감시킬 수 있다.
따라서, 요철부 (121) 에 대한 액적 (LD) 의 접촉각 (θ) 을, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 내주면에 대한 액적 (LD) 의 접촉각보다 크게 할 수 있다. 즉, 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 의 소수성을, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 내주면과 비교하여, 향상시킬 수 있다. 통상 가드 (80) 가 소수성 수지를 사용하여 형성되어 있으면, 내주면 (120) 의 소수성을 한층 향상시킬 수 있다.
접촉각 (θ) 은, 액적 (LD) 의 기액 계면과 요철부 (121) 및 액적 (LD) 의 계면 사이에서 액적 (LD) 의 내부에 형성되는 각도이다. 액적 (LD) 을 구성하는 액체가 물인 경우, 접촉각 (θ) 은, 예를 들어, 99°이상인 것이 바람직하다.
다음으로, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 비산 각도 (θs), 및, 당해 비산하는 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 의 구체적인 수치에 대해 설명한다. 도 9 는, 액체가 기판 (W) 으로부터 비산하는 모습에 대해 설명하기 위한 모식도이다.
기판 (W) 의 상면 상에 액체가 존재하는 상태에서, 기판 (W) 을 회전시킴으로써, 기판 (W) 의 둘레 가장자리로부터 기판 (W) 의 외측을 향하여 액체가 비산한다. 기판 (W) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 직경 (Dm), 및, 액적 (LD) 의 비산 각도 (θs) 는, 기판 (W) 의 회전 속도에 의존한다. 비산 각도 (θs) 는, 수평면 (HS) 과, 액적 (LD) 의 비산 방향 (SD) 이 이루는 각도이다.
기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 보다 낮으면, 대부분의 액적 (LD) 이 대각선 하방향으로 비산한다. 기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 보다 낮으면, 대부분의 액적 (LD) 은, 통상면 (122) 에 의해 받아진다. 한편, 기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 이상이면, 대부분의 액적 (LD) 이 대각선 상방향으로 비산한다. 그 때문에, 기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 이상이면, 대부분의 액적 (LD) 이, 경사면 (123) 에 의해 받아진다.
기판 (W) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 은, 기판 (W) 에 대한 액체의 공급 유량과, 전단 에너지에 의해 변동한다. 전단 에너지는, 기판 (W) 의 회전 속도 및 기판 (W) 의 직경에 의해 변동한다. 기판 (W) 의 직경은, 대략 300 ㎜ 이다. 기판 (W) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 은, 대략 0.1 ㎜ 이상이고 또한 3.0 ㎜ 이하이다. 기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 이상이고 또한 1200 rpm 이하이면, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 은, 0.1 ㎜ 이상이고 또한 1.5 ㎜ 이하이다.
직경 (Dm) 이 1.5 ㎜ 이하인 액적 (LD) 의 오목부 (130) 로의 들어감을 억제하기 위해서는, 오목부 (130) 의 깊이 (De) 가 1 ㎜ 이하이고, 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 이 100 ㎛ 이상이고, 또한, 1.5 ㎜ 보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 이 1.0 ㎛ 이상이고, 또한, 1.5 ㎜ 보다 작은 것이 바람직하다.
기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 이상이고 또한 1200 rpm 이하이면, 기판 (W) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 직경 (Dm) 은, 주로 1.0 ㎜ 이하이다. 직경 (Dm) 이 1.0 ㎜ 이하인 액적 (LD) 의 오목부 (130) 로의 들어감을 보다 한층 억제하기 위해서는, 직경 (Dm) 이 1.5 ㎜ 이하인 액적 (LD) 의 오목부 (130) 로의 들어감을 억제하기 위한 조건과 마찬가지로, 오목부 (130) 의 깊이 (De) 가 1.0 ㎜ 이하이고, 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 은, 100 ㎛ 이상이고, 또한, 1.0 ㎜ 보다 작은 것이 한층 바람직하고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 은, 1.0 ㎛ 이상이고, 또한, 1.0 ㎜ 보다 작은 것이 한층 바람직하다.
이와 같은 치수의 요철부 (121) 를 형성하기 위해서는, 요철부 (121) 의 평균 면 조도를 3.0 이상이고, 또한, 6.0 이하로 설정할 필요가 있다. 평균 면 조도 Ra 가 6.0 이하이면, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 이 충분히 작아져, 1.5 ㎜ 이하의 직경 (Dm) 을 갖는 액적 (LD) 이 오목부 (130) 내에 들어가는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상이면, 오목부 (130) 의 깊이 (De) 가 충분히 커져, 1.5 ㎜ 이하의 직경 (Dm) 을 갖는 액적 (LD) 이 오목부 (130) 내에 들어가는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 평균 면 조도 Ra 는, 특히 3.8 인 것이 바람직하다.
평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상 4.0 이하로 하기 위해서는, 오목부 (130) 의 깊이 (De) 가 10 ㎛ 이상이고, 또한, 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 이 100 ㎛ 이상이고, 또한, 1.0 ㎜ 보다 작은 것이 바람직하고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 이 30 ㎛ 이상이고, 또한, 40 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 600 rpm 이상의 회전 속도로 기판 (W) 을 회전시키면서 기판 (W) 의 상면을 처리액으로 처리하는 경우에는, 내주면 (120) 에 있어서, 요철부 (121) 가 적어도 경사면 (123) 에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 오목부 (130) 의 깊이 (De) 가 10 ㎛ 이상이고, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 이 1.5 ㎜ 보다 작고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 이 오목부 (130) 의 폭보다 작고, 또한, 1.5 ㎜ 보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 평균 면 조도 Ra 가 높은 요철부 (121) 를 형성하면 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 이 좁아진다. 구체적으로는, 평균 면 조도 Ra 가 6.0 이 되도록 요철부 (121) 를 가공하면, 40 ㎛ 이하가 된다. 그 때문에, 평균 면 조도 Ra 가 6.0 이하인 요철부 (121) 는, 평균 면 조도 Ra 가 6.0 보다 큰 요철부 (121) 보다 내주면 (120) 에 가공하기 쉽다. 특히 선반 회전 절삭 가공으로 요철부 (121) 를 형성하는 경우에는 가공 용이성의 차가 현저하다. 따라서, 가공 용이성의 관점에서 평균 면 조도 Ra 는, 6.0 이하인 것이 바람직하다.
도 10 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 컨트롤러 (4) 는, 마이크로 컴퓨터를 구비하고, 소정의 제어 프로그램에 따라 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다.
구체적으로는, 컨트롤러 (4) 는, 프로세서 (CPU) (4A) 와, 제어 프로그램이 격납된 메모리 (4B) 를 포함하는 컴퓨터여도 된다. 컨트롤러 (4) 는, 프로세서 (4A) 가 제어 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
컨트롤러 (4) 의 제어 대상에는, 인덱서 로봇 (IR) 및 복수의 주반송 로봇 (CR) 이 포함된다. 컨트롤러 (4) 의 제어 대상에는, 배기부 (10) 에 배치된 액추에이터류, 유체 공급부 (9) 에 배치된 밸브 (약액 밸브 (51), 상측 린스액 밸브 (52), 하측 린스액 밸브 (53), 하측 기체 밸브 (54)) 및 펌프 (약액 펌프 (61), 상측 린스액 펌프 (62), 하측 린스액 펌프 (63)) 가 포함된다.
컨트롤러 (4) 의 제어 대상에는, 추가로, 처리 유닛에 구비된 각 부재 (스핀 모터 (23), 제 1 노즐 이동 유닛 (71), 제 2 노즐 이동 유닛 (72), 가드 승강 유닛 (95), FFU (26)) 가 포함된다.
도 11 은, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 약액 처리 공정 (스텝 S1), 린스 처리 공정 (스텝 S2), 및 스핀 드라이 공정 (스텝 S3) 이 이 순서로 실행된다.
이하에서는, 주로 도 3 및 도 11 을 참조한다. 먼저, 미처리의 기판 (W) 은, 인덱서 로봇 (IR) (도 1 참조) 과, 복수의 주반송 로봇 (CR) 중 어느 것 (도 1 참조) 에 의해 캐리어 (CA) 로부터 처리 유닛 (5) 에 반입되고, 스핀 척 (15) 에 건네진다. 이로써, 기판 (W) 은, 스핀 척 (15) 에 의해 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정).
스핀 척 (15) 에 의한 기판 (W) 의 유지는, 스핀 드라이 공정 (스텝 S3) 이 종료될 때까지 계속된다. 기판 유지 공정이 개시되고 나서 스핀 드라이 공정 (스텝 S3) 이 종료될 때까지의 동안, 가드 승강 유닛 (95) 은, 적어도 1 개의 통상 가드 (80) 가 상위치에 위치하도록, 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 의 높이 위치를 조정한다. 기판 (W) 이 스핀 척 (15) 에 유지된 상태에서, 스핀 모터 (23) 가, 스핀 베이스 (21) 를 회전시킨다. 이로써, 수평으로 유지된 기판 (W) 의 회전이 개시된다 (기판 회전 공정). 기판 (W) 의 회전 속도는, 예를 들어, 600 rpm 이상이고 또한 1200 rpm 이하이다.
그리고, 하측 기체 밸브 (54) 가 열려 하측 기체 유로 (25) 로부터 기체가 토출된다 (기체 토출 공정). 하측 기체 밸브 (54) 는, 스핀 드라이 공정 (스텝 S3) 이 종료될 때까지 열린 상태로 유지된다. 하측 기체 유로 (25) 로부터의 기체의 유량은, 예를 들어, 50 L/min 이다. 하측 기체 유로 (25) 로부터의 기체의 공급, 및, FFU (26) 에 의한 기체의 유입에 의해, 배기 유량이 조정되어, 처리 챔버 (17) 의 내압이 소정의 압력으로 조정된다. 배기 유량은, 예를 들어, 3 ㎥/min 이다. 이 경우, 처리 챔버 (17) 의 내압은, －30 Pa 로 조정된다.
다음으로, 기판 (W) 의 상면을 약액으로 처리하는 약액 처리 공정 (스텝 S1) 이 실행된다.
구체적으로는, 제 1 노즐 이동 유닛 (71) 이, 약액 노즐 (31) 을 처리 위치로 이동시킨다. 약액 노즐 (31) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
약액 노즐 (31) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 약액 밸브 (51) 가 열린다. 이로써, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 약액 노즐 (31) 로부터 약액이 공급 (토출) 된다 (약액 공급 공정).
기판 (W) 의 상면에 공급된 약액은, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 상면 전체에 널리 퍼진다. 약액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리로부터 배출된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체가 약액으로 처리된다.
기판 (W) 의 상면으로부터 배출된 약액은, 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 중 어느 것의 경사면 (123) 에 의해 주로 받아진다. 경사면 (123) 에 의해 받아진 약액은, 경사면 (123) 을 따라 하방으로 이동하고, 통상면 (122) 으로 안내된다. 통상면 (122) 으로 안내된 약액은, 최종적으로, 대응하는 컵 (90) 에 의해 받아 내어진다.
다음으로, 기판 (W) 을 린스액으로 세정하는 린스 처리 공정 (스텝 S2) 이 실행된다. 구체적으로는, 약액 밸브 (51) 가 닫힌 후, 제 1 노즐 이동 유닛 (71) 이, 약액 노즐 (31) 을 홈 위치로 이동시킨다. 약액 밸브 (51) 가 닫힌 후, 제 2 노즐 이동 유닛 (72) 이, 상측 린스액 노즐 (32) 를 처리 위치로 이동시킨다. 상측 린스액 노즐 (32) 의 처리 위치는, 예를 들어, 중앙 위치이다.
상측 린스액 노즐 (32) 이 처리 위치에 위치하는 상태에서, 상측 린스액 밸브 (52) 가 열린다. 이로써, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 상측 린스액 노즐 (32) 로부터 린스액이 공급 (토출) 된다 (상측 린스액 공급 공정).
기판 (W) 의 상면에 공급된 린스액은, 원심력을 받아 방사상으로 퍼지고, 기판 (W) 의 상면 전체에 널리 퍼진다. 린스액은, 원심력에 의해, 기판 (W) 의 상면의 둘레 가장자리로부터 배출된다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전체가 린스액으로 씻어 내어진다 (상측 린스 공정).
기판 (W) 의 상면으로부터 배출된 린스액은, 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 중 어느 것의 경사면 (123) 에 의해 주로 받아진다. 경사면 (123) 에 의해 받아진 린스액은, 경사면 (123) 을 따라 하방으로 이동하고, 통상면 (122) 으로 안내된다. 통상면 (122) 으로 안내된 린스액은, 최종적으로, 대응하는 컵 (90) 에 의해 받아 내어진다.
기판 (W) 의 상면에 린스액을 공급할 때, 하측 린스액 밸브 (53) 를 열어, 하측 린스액 노즐 (33) 로부터 린스액을 토출시켜도 된다 (하측 린스액 공급 공정). 이로써, 기판 (W) 의 하면이 린스액으로 씻어 내어진다 (하측 린스 공정).
그 후, 기판 (W) 을 고속 회전시켜 기판 (W) 의 상면을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (스텝 S3) 이 실행된다. 구체적으로는, 상측 린스액 밸브 (52) 및 하측 린스액 밸브 (53) 가 닫힌다. 이로써, 기판 (W) 에 대한 린스액의 공급이 정지된다. 그리고, 제 2 노즐 이동 유닛 (72) 이, 상측 린스액 노즐 (32) 을 홈 위치로 이동시킨다.
그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 가속시켜, 기판 (W) 을 고속도 (예를 들어, 1500 rpm) 로 회전시킨다. 그것에 의해, 큰 원심력이 기판 (W) 의 상면 및 하면에 잔존하는 액체에 작용하여, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체가 기판 (W) 의 주위로 털린다. 기판 (W) 으로부터 털리는 액체는, 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 중 어느 것에 의해 받아진다.
그리고, 스핀 모터 (23) 가 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다. 가드 승강 유닛 (95) 이 제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B) 를 하위치로 이동시킨다. 그 후, 주반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (5) 에 진입하여, 스핀 척 (15) 의 척 핀 (20) 으로부터 처리 완료된 기판 (W) 을 건져 내어, 처리 유닛 (5) 밖으로 반출한다. 그 기판 (W) 은, 주반송 로봇 (CR) 으로부터 인덱서 로봇 (IR) 에 건네지고, 인덱서 로봇 (IR) 에 의해 캐리어 (CA) 에 수납된다.
이 기판 처리 장치 (1) 에서는, 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 요철부 (121) 가 형성되어 있기 때문에, 내주면 (120) 의 소수성이 향상되어 있다. 그 때문에, 기판 (W) 으로부터 비산하여 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 의해 받아진 액적 (LD) 이 내주면 (120) 에 머무르는 것을 억제할 수 있다. 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 잔존하는 액적 (LD) 의 양을 저감시킬 수 있으므로, 기판 (W) 으로부터 새롭게 비산하는 액적 (LD) 과, 내주면 (120) 에 잔존하는 액적 (LD) 의 충돌에서 기인하여, 내주면 (120) 으로부터 기판 (W) 을 향하여 비산하는 액적 (LD) 의 양을 양호하게 억제할 수 있다.
복수의 오목부 (130) 는, 내주면 (120) 의 둘레 방향 (CD) 을 따르는 복수의 원형상 홈부 (135) 를 포함한다. 그리고, 복수의 원형상 홈부 (135) 는, 축 방향 (X) 으로 간격을 두고 내주면 (120) 에 형성되어 있다. 그 때문에, 둘레 방향 (CD) 의 전역에 있어서, 내주면 (120) 의 소수성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 (W) 으로부터 비산하여 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 의해 받아진 액적 (LD) 이 내주면 (120) 에 잔존하는 것을 내주면 (120) 의 전역에 있어서 두루 억제할 수 있다.
또, 이 실시형태에 의하면, 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 이, 연직 방향으로 연장되는 통상면 (122) 과, 통상면 (122) 의 상단에 접속되고 통상면 (122) 에 대해 경사져 연장되는 경사면 (123) 을 갖는다. 그리고, 복수의 오목부 (130) 가, 경사면 (123) 에 형성된 복수의 제 1 오목부 (130A) 를 포함한다.
통상 가드의 내주면으로부터 비산하는 (튀는) 액적 (LD) 은, 대각선 하방향으로 비산하기 쉽기 때문에, 통상면 (122) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 보다 경사면 (123) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 기판 (W) 에 대한 재부착이 문제가 되기 쉽다. 이 실시형태에서는, 복수의 오목부 (130) 가, 경사면 (123) 에 형성된 복수의 제 1 오목부 (130A) 를 포함하기 때문에, 경사면 (123) 의 소수성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 내주면 (120) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 의 기판 (W) 에 대한 부착을 양호하게 억제할 수 있다.
또, 이 실시형태에 의하면, 복수의 오목부 (130) 가, 통상면 (122) 에 형성된 복수의 제 2 오목부 (130B) 를 포함한다. 경사면 (123) 에 의해 받아진 액적 (LD) 은, 경사면 (123) 을 따라 하방으로 이동하여 통상면 (122) 으로 안내된다. 이 실시형에서는, 복수의 오목부 (130) 가, 통상면 (122) 에 형성된 복수의 제 2 오목부 (130B) 를 포함하기 때문에, 통상면 (122) 의 소수성을 향상시킬 수 있으므로, 통상면 (122) 에 액체가 잔존하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 으로부터 통상면 (122) 을 향하여 비산하는 액적 (LD) 과, 통상면 (122) 에 잔존하는 액적 (LD) 의 충돌을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 으로부터 새롭게 비산하는 액적 (LD) 과 통상면 (122) 에 잔존하는 액적 (LD) 의 충돌에서 기인하는 통상면 (122) 으로부터 기판 (W) 에 대한 액적 (LD) 의 비산을 양호하게 억제할 수 있다.
또, 통상면 (122) 에 형성되어 있는 요철부 (121) 의 치수와, 경사면 (123) 에 형성되어 있는 요철부 (121) 의 치수는, 동일해도 되고, 상이해도 된다. 예를 들어, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 볼록부 (131A) 의 폭 (W2) 이 제 2 볼록부 (131B) 의 폭 (W2) 보다 작아도 된다.
그러면, 경사면 (123) 의 소수성은 통상면 (122) 의 소수성보다 높다. 경사면 (123) 의 소수성을 통상면 (122) 의 소수성보다 높게 함으로써, 경사면 (123) 에 액적 (LD) 이 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 통상 가드 (80) 의 경사면 (123) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 은, 통상면 (122) 으로부터 비산하는 액적 (LD) 과 비교하여, 기판 (W) 에 부착되기 쉽다. 따라서, 경사면 (123) 의 소수성을 높임으로써, 경사면 (123) 으로부터 액적 (LD) 이 비산하여 기판 (W) 에 부착되는 것을 억제할 수 있다.
＜물방울 비산 각도 측정 실험＞
기판 (W) 으로부터 비산하는 DIW 의 액적 (LD) (이하에서는,「물방울」이라고 하는 경우가 있다) 을 하이 스피드 카메라로 촬영하여, 물방울의 비산 각도를 측정하는 물방울 비산 각도 측정 실험을 실시한 결과에 대해 설명한다.
도 12 는, 기판 (W) 의 회전 속도와 물방울의 비산 각도 (θs) 의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 12 의 그래프에 있어서의 가로축은, 기판 (W) 으로부터 비산하는 물방울의 비산 각도 (θs) 이다. 물방울의 비산 방향 (SD) 이 대각선 상방향이면, 비산 각도 (θs) 가 0°보다 크다. 액적 (LD) 의 비산 방향이 대각선 하방향이면, 비산 각도 (θs) 가 0°보다 작다.
도 12 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전 속도가 500 rpm 이면, 대부분의 액적 (LD) 의 비산 각도 (θs) 가 0°보다 작기 때문에, 대부분의 액적 (LD) 이 대각선 하방향으로 비산한다는 결과가 얻어졌다. 기판 (W) 의 회전 속도가 800 rpm 또는 1200 rpm 이면, 대부분의 액적 (LD) 의 비산 각도 (θs) 가 0°보다 크기 때문에, 대부분의 액적 (LD) 이 대각선 상방향으로 비산한다는 결과가 얻어졌다.
＜물방울 사이즈 측정 실험＞
기판 (W) 으로부터 비산하는 물방울을 하이 스피드 카메라로 촬영하여, 물방울의 직경을 측정하는 물방울 사이즈 측정 실험을 실시한 결과에 대해 설명한다.
도 13 은, 1000 rpm 으로 회전하는 기판 (W) 에 대해 0.5 L/min 로 DIW 를 공급한 경우에, 기판 (W) 으로부터 비산하는 물방울의 직경을 나타내는 그래프이다. 도 13 의 그래프에 있어서의 가로축은, 기판 (W) 으로부터 비산하는 물방울의 직경 (Dm) 을 나타내고 있고, 도 13 의 그래프에 있어서의 세로축은, 각 직경의 물방울이 비산하는 확률을 나타내고 있다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 1000 rpm 으로 회전하는 기판 (W) 으로부터 비산하는 물방울 중, 대부분의 물방울의 직경 (Dm) 은, 1.5 ㎜ 이하라는 결과가 얻어졌다. 그 중에서도, 직경 (Dm) 이 1.0 ㎜ 이하인 물방울이 특히 많다는 결과가 얻어졌다.
＜물방울 부착수 측정 실험＞
통상 가드 (80) 로부터 튀어 기판 (W) 을 향하여 비산하는 물방울의 수량을 현미경으로 관측하는 물방울 부착수 측정 실험을 실시한 결과에 대해 설명한다.
구체적으로는, 기판 (W) 을 회전시키면서, 기판 (W) 의 상면 및 하면에 2 L/min 로 DIW 를 3 초간 공급하면서, 3 초간에 기판 (W) 을 향하여 튀는 물방울의 수를, 하이 스피드 카메라를 사용하여 계측하였다.
도 14 는, 통상 가드 (80) 로부터 비산하는 물방울의 개수와 기판 (W) 의 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14 의 그래프에서는, 가로축은, 기판 (W) 의 회전 속도를 나타내고, 세로축은, 통상 가드 (80) 로부터 비산하여 기판 (W) 의 상면에 부착된 물방울의 개수를 나타낸다. 도 14 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 회전 속도를 300 rpm 으로 한 경우에는, 기판 (W) 의 상면에 부착되는 물방울이 비교적 적고, 기판 (W) 의 회전 속도를 600 rpm 으로 한 경우에는, 기판 (W) 의 상면에 부착되는 물방울이 비교적 많다는 결과가 얻어졌다. 기판 (W) 의 회전 속도를 800 rpm, 1200 rpm, 1600 rpm 으로 한 경우에는, 모두, 기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 일 때와 마찬가지로, 기판 (W) 의 상면에 부착되는 물방울이, 기판 (W) 의 회전 속도가 300 rpm 일 때보다 많다는 결과가 얻어졌다. 따라서, 기판 (W) 의 회전 속도가 600 rpm 이상일 때에, 통상 가드 (80) 로부터 기판 (W) 의 상면에 대한 액적의 비산이 문제가 되는 것이 추찰된다.
다음으로, 기판 (W) 을 1200 rpm 으로 회전시키면서, 기판 (W) 의 상면에 2 L/min 로 DIW 를 30 초간 공급하고, DIW 의 공급 중에 통상 가드 (80) 로부터 튀어 기판 (W) 에 부착된 물방울의 수를, 감수지를 사용하여 계측하였다.
요철부 (121) 에 의한 물방울 비산량의 저감 효과를 확인하기 위해, 요철부 (121) 가 형성되어 있는 통상 가드 (80) 를 사용한 경우에 기판 (W) 의 상면에 부착되는 물방울의 개수와, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 통상 가드 (80) 를 사용한 경우에 기판 (W) 의 상면에 부착되는 물방울의 개수를 비교하였다. 도 15 는, 요철부 (121) 의 존재에 의한 기판 (W) 의 상면에 부착되는 물방울의 개수의 저감 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 15 에 나타내는 바와 같이, 평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상인 요철부 (121) 가 형성되어 있는 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) (도 15 에 나타내는「요철부를 갖는 통상 가드」) 로부터 비산하여 기판 (W) 의 상면에 부착된 물방울의 개수는, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) (도 15 에 나타내는「미가공의 통상 가드」) 로부터 비산하여 기판 (W) 의 상면에 부착된 물방울의 개수보다 적다는 결과가 얻어졌다. 이로써, 평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상인 요철부 (121) 의 존재에 의해, 통상 가드 (80) 로부터 기판 (W) 을 향하여 비산하는 물방울의 개수를 저감시킬 수 있는 것이 추찰된다.
＜파티클 부착수 측정 실험＞
기판 처리 후에 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 수량을 측정하는 파티클 부착수 측정 실험을 실시한 결과에 대해 설명한다. 파티클 부착수 측정 실험에서는, 희불산, APM, 이소프로필알코올 (IPA) 의 순서로 기판 (W) 의 상면을 처리하는 기판 처리를 실행한 후에, 현미경을 사용하여 기판 (W) 상에 부착되어 있는 파티클의 개수를 측정하였다. 요철부 (121) 의 존재에 의한 파티클 부착수의 저감 효과를 확인하기 위해, 요철부 (121) 가 형성되어 있는 통상 가드 (80) 를 사용한 경우에 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 개수와, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 통상 가드 (80) 를 사용한 경우에 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 개수를 비교하였다. 도 16 은, 요철부 (121) 의 존재에 의한 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 수량의 저감 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 16 에 나타내는 바와 같이, 평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상인 요철부 (121) 가 형성되어 있는 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) (도 16 에 나타내는「요철부를 갖는 통상 가드」) 를 사용하여 기판 처리를 실행한 후에, 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 개수는, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) (도 16 에 나타내는「미가공의 통상 가드」) 를 사용하여 기판 처리를 실행한 후에, 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 개수보다 적다는 결과가 얻어졌다. 이로써, 평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상인 요철부 (121) 의 존재에 의해, 통상 가드 (80) 로부터 기판 (W) 을 향하여 비산하는 물방울의 개수를 저감시킨 결과, 기판 (W) 의 상면에 부착되는 파티클의 개수를 저감시킬 수 있는 것이 추찰된다.
＜접촉각 측정 실험＞
다음으로, 도 17 및 도 18 을 사용하여, 평균 면 조도 Ra 가 상이한 요철부 (121) 를 갖는 통상 가드 (80) 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 을 비교하는 접촉각 측정 실험의 결과에 대해 설명한다. 도 17 은, 접촉각 측정 실험에 있어서, 요철부 (121) 에 적하된 물방울 (WD) 부근을 모식적으로 나타낸 도면이다.
접촉각 측정 실험의 순서는 이하와 같다. (1) 내주면 (120) 에 2 ㎜ 이상이고 또한 3 ㎜ 이하의 물방울 (WD) 을 적하한다. (2) 현미경을 사용하여 물방울 (WD) 부근의 화상을 취득한다. (3) (2) 에서 취득한 화상에 기초하여, 내주면 (120) 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 을 측정한다.
접촉각 측정 실험에서는, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) 와, 평균 면 조도 Ra 가 서로 상이한 요철부 (121) 가 형성되어 있는 내주면 (120) 을 갖는 4 종류의 통상 가드 (80) 를 샘플로서 사용하였다.
각 샘플의 평균 면 조도 Ra, 및, 오목부 (130) 의 폭 (W1) 및 깊이 (De), 그리고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 은, 표 1 과 같다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) (샘플 A) 에 대해서는 평균 면 조도 Ra 의 란에는 「미가공」으로 기재하였다. 또, 샘플 A 에 대한, 각 치수 (오목부 (130) 의 폭 (W1) 및 깊이 (De), 그리고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2)) 에 대한 측정은 실시하지 않았기 때문에, 각 치수의 란에는 「-」로 기재하였다.
표 1 에 나타내는 각 치수의 측정은, 현미경을 사용하여 실시하였다. 각 샘플 A ∼ E 의 샘플수는, 5 로 하였다 (N ＝ 5). 각 샘플은, 재료로서 PFA 를 사용하여 사출 성형함으로써 형성하였다.
도 18 은, 접촉각 측정 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 18 에 나타내는 바와 같이, 샘플 A 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 은, 83°이상이고 또한 96°이하였다. 샘플 B 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 은, 80°이상이고 또한 95°이하였다. 그 때문에, 평균 면 조도 Ra 가 1.3 정도로는, 내주면 (120) 을 충분히 소수화시킬 수 없는 것이 추찰된다.
샘플 C 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 은, 99°이상이고 또한 116°이하였다. 샘플 D 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 은, 102°이상이고 또한 126°이하였다. 또한, 샘플 E 에 대한 물방울 (WD) 의 접촉각 (θ1) 은, 119°이상이고 또한 137°이하였다. 따라서, 적어도 평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상이면, 내주면 (120) 이 충분히 소수화되는 것이 추찰된다.
도 14 및 도 15 에 나타내는 물방울 부착수 측정 실험의 결과, 도 16 에 나타내는 파티클 부착수 측정 실험의 결과, 및, 도 18 에 나타내는 접촉각 측정 실험의 결과에 기초하면, 이하의 내용이 추찰된다.
평균 면 조도 Ra 가 3.0 이상이면 내주면 (120) 을 충분히 소수화시킬 수 있다. 또한, 평균 면 조도가 3.0 이상이고 기판 (W) 의 회전수가 600 rpm 이상이어도, 통상 가드 (80) 로부터의 액적 (LD) 의 튐을 억제할 수 있어, 기판 (W) 의 상면에 대한 파티클의 부착을 억제할 수 있다.
＜통상 가드의 가공 방법＞
이하에서는, 통상 가드 (80) 의 가공 방법에 대해 상세하게 설명한다. 도 19A ∼ 도 19D 는, 통상 가드 (80) 의 가공 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 19A ∼ 도 19D 에 나타내는 가공 방법은, 선반 회전 가공 방법이다. 먼저, 도 19A 에 나타내는 바와 같이, 가공 대상인 미가공의 통상 가드 (80) 가 준비된다 (가드 준비 공정). 구체적으로는, 통상 가드 (80) 의 중심축선 (A4) 이, 유지 부재 (161) 의 회전축선 (A5) 과 일치하도록, 통상 가드 (80) 를 유지 부재 (161) 에 유지시킴으로써 통상 가드 (80) 의 준비가 완료된다 (가드 유지 공정). 미가공의 통상 가드 (80) 란, 내주면 (120) 에 요철부 (121) 가 형성되어 있지 않은 통상 가드 (80) 를 말한다.
통상 가드 (80) 를 유지 부재 (161) 에 유지시킨 상태에서, 유지 부재 (161) 를 소정의 회전축선 (A5) 둘레로 회전시킨다 (가드 회전 공정). 유지 부재 (161) 는, 통상 가드 (80) 를 외측으로부터 둘러싸는 통상 구멍 (161a) 을 갖는다. 미가공의 통상 가드 (80) 는, 요철부 (121) 가 내주면 (120) 에 형성되어 있지 않은 것을 제외하고, 통상 가드 (80) 와 동일한 구성을 갖고 있다.
그리고, 통상 가드 (80) 를 회전축선 (A5) (중심축선 (A4)) 둘레로 회전시키면서, 절삭 부재 (163) 를 사용하여 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 을 절삭 가공한다. 절삭 부재 (163) 는, 선단에 침상의 칼날 (163a) 을 갖는 부재이다. 구체적으로는, 회전축선 (A5) 을 따르는 축 방향 (X1) 으로 절삭 부재 (163) 를 이동시키면서 내주면 (120) 에 요철부 (121) (도 19C 를 참조) 를 형성한다 (요철부 형성 공정).
다음으로, 요철부 형성 공정에 대해 상세하게 설명한다. 도 19B 에 나타내는 바와 같이, 소정의 이송 시간마다, 통상 가드 (80) 의 회전 방향 (S) 에 교차하고 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 을 따르는 방향으로, 절삭 부재 (163) 를 소정의 이송 거리 (L1) 만큼 이동시킨다 (절삭 부재 이동 공정).
절삭 부재 (163) 를 이송 거리 (L1) 만큼 이동시킨 후, 도 19C 에 나타내는 바와 같이, 절삭 부재 (163) 를 내주면 (120) 에 대한 직교 방향 (OD1) 으로 이동시킨다. 구체적으로는, 내주면 (120) 에 대해, 칼날 (163a) 을 소정의 압입량 (L2) 만큼 압입하는 압입 위치로 절삭 부재 (163) 를 이동시킨다. 이로써, 내주면 (120) 이 절삭되어, 내주면 (120) 에, 요철부 (121) 를 구성하는 오목부 (130) 가 형성된다 (절삭 공정).
절삭 부재 (163) 를 내주면 (120) 에 대해 압입한 상태에서 소정의 시간 유지함으로써, 내주면 (120) 의 둘레 방향 전역으로 연장되는 오목부 (130), 즉 원형상 홈부 (135) 가 형성된다. 소정 시간이 경과한 후, 절삭 부재 (163) 를 내주면 (120) 으로부터 이간되도록 내주면 (120) 에 대한 직교 방향 (OD1) 으로 이동시킨다. 그 후 다시 절삭 부재 이동 공정 및 절삭 공정을 반복한다. 오목부 (130) 가 복수 형성됨으로써, 인접하는 오목부 (130) 끼리의 사이에 볼록부 (131) (원형상 볼록부 (136)) 가 형성된다. 내주면 (120) 에 요철부 (121) 가 형성됨으로써, 내주면 (120) 이 소수화된다 (소수화 공정).
이와 같이, 절삭 부재 (163) 의 단순한 이동에 의해, 일정한 깊이를 갖는 원형상 홈부 (135) 를 일정한 간격으로 복수 형성할 수 있다. 따라서, 내주면 (120) 에 형성되는 요철부 (121) 의 치수의 균일성을 높일 수 있다.
내주면 (120) 은, 통상면 (122) 및 경사면 (123) 을 갖는다. 그 때문에, 통상면 (122) 에 대해 요철부 (121) 를 형성할 때에는, 도 19A 및 도 19B 에 나타내는 바와 같이, 절삭 부재 이동 공정에 있어서, 통상면 (122) 을 따르는 방향 (축 방향 (X1)) 으로 절삭 부재 (163) 가 이동된다 (제 1 이동 공정). 도 19A 및 도 19C 에 나타내는 바와 같이, 절삭 공정에 있어서, 통상면 (122) 에 대한 직교 방향 (OD1) 으로부터 통상면 (122) 에 절삭 부재 (163) 가 압입된다 (제 1 압입 공정). 경사면 (123) 에 대해 요철부 (121) 를 형성할 때에는, 도 19D 에 나타내는 바와 같이, 절삭 부재 이동 공정에 있어서, 경사면 (123) 을 따르는 방향 (축 방향 (X1) 에 대한 경사 방향 (X2)) 으로 절삭 부재 (163) 를 이동시킨다 (제 2 이동 공정). 절삭 공정에 있어서, 경사면 (123) 에 대한 직교 방향 (OD2) 으로부터 경사면 (123) 에 절삭 부재 (163) 가 압입된다 (제 2 압입 공정).
경사면 (123) 에 대해 요철부 (121) 를 형성할 때에는, 경사면 (123) 을 따라 절삭 부재 (163) 를 이동시킬 수 있고, 또한, 경사면 (123) 에 대한 직교 방향 (OD2) 으로부터 절삭 부재 (163) 를 경사면 (123) 에 압입할 수 있도록, 절삭 부재 (163) 의 각도가 조정된다. 즉, 가공 대상면의 각도에 맞추어 절삭 부재 (163) 의 각도가 조정된다.
이와 같이, 통상면 (122) 및 경사면 (123) 을 따른 절삭 부재의 단순한 이동에 의해, 일정한 깊이를 갖는 홈부를 일정한 간격으로 복수 형성할 수 있다. 따라서, 내주면에 형성되는 요철부의 홈부의 균일성을 높일 수 있다.
이와 같이, 오목부 (130) 가 원형상 홈부 (135) 이면, 통상 가드 (80) 를 회전시키면서, 절삭 부재 (163) 를 단순히 동작시키는 것만으로 요철부 (121) 를 형성할 수 있다. 그 때문에, 내주면 (120) 의 둘레 방향 (CD) 을 따라 불연속적인 오목부 (130) 를 형성하는 경우와 비교하여, 가공이 용이하다.
＜요철부의 변형예＞
도 20A ∼ 도 20E 는, 각각, 요철부 (121) 의 제 1 변형예 ∼ 제 5 변형예를 설명하기 위한 모식도이다. 도 20A ∼ 도 20E 는, 요철부 (121) 를, 경사면 (123) 에 대한 직교 방향에서 본 도면이다.
도 20A 에 나타내는 제 1 변형예와 같이, 요철부 (121) 의 복수의 오목부 (130) 는, 복수의 원형상 홈부 (135) 에 더하여, 원형상 홈부 (135) 에 대해 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 교차 홈부 (137) 를 포함하고 있어도 된다. 도 20A 에서는, 교차 홈부 (137) 는, 원형상 홈부 (135) 에 대해 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 복수의 원형상 홈부 (135) 와 복수의 교차 홈부 (137) 에 의해 격자 형상이 형성되어 있다. 각 볼록부 (131) 는, 1 쌍의 원형상 홈부 (135) 및 1 쌍의 교차 홈부 (137) 에 의해 사방이 둘러싸여 있다. 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 은, 원형상 홈부 (135) 의 폭 (W11) (폭 (W1)) 및 교차 홈부 (137) 의 폭 (W12) (폭 (W1)) 보다 작다. 폭 (W11) 과 폭 (W12) 은 서로 상이해도 된다.
제 1 변형예에서는, 복수의 교차 홈부 (137) 와 복수의 원형상 홈부 (135) 에 의해 격자 형상이 형성되기 때문에, 오목부 (130) 로서 원형상 홈부 (135) 만이 형성되어 있는 구성과 비교하여, 요철부 (121) 의 전역에 있어서 균일하게 소수성을 향상시킬 수 있다.
도 20B 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (130) 는, 상하로 연장되는 세로 홈이어도 된다. 이 경우, 복수의 볼록부 (131) 는, 상하로 연장된다. 복수의 오목부 (130) (복수의 세로 홈) 는, 둘레 방향 (CD) 을 따라 늘어서 있고, 볼록부 (131) 는, 둘레 방향 (CD) 으로 서로 이웃하는 세로 홈 사이에 위치한다.
또, 도 20C 및 도 20D 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (130) 는, 둘레 방향 (CD) (수평 방향) 에 대해 비스듬하게 연장되는 경사 홈이어도 된다.
또, 도 20E 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (130) 는, 원형상 구멍이어도 된다. 복수의 오목부 (130) 가 원형상 구멍인 경우, 복수의 원형상 구멍은, 둘레 방향 (CD) 과, 둘레 방향 (CD) 에 대한 직교 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 볼록부 (131) 는, 서로 인접하는 원형상 구멍끼리의 사이의 부분이다. 오목부 (130) 의 폭 (W1) 은, 원형상 구멍의 직경에 상당하고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2) 은, 상하 혹은 수평으로 서로 인접하는 원형상 구멍끼리의 사이의 간격에 상당한다.
요철부 (121) 를 구성하는 복수의 오목부 (130) 및 복수의 볼록부 (131) 는, 상기 서술한 실시형태 및 제 1 변형예 ∼ 제 5 변형예와 같이 규칙적이지 않아도 되고, 불규칙하게 늘어서 있어도 된다.
상기 서술한 각 변형예는, 경사면 (123) 에 형성된 요철부 (121) 를 예로 설명했지만, 통상면 (122) 에 형성된 요철부 (121) 에 대해서도 동일한 변형예를 적용할 수 있다.
＜그 밖의 실시형태＞
이 발명은, 이상으로 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 2 개의 통상 가드 (80) (제 1 통상 가드 (80A) 및 제 2 통상 가드 (80B)) 가 형성되어 있다. 그러나, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 어느 통상 가드 (80) 만이 형성되어 있어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 처리액 노즐 (30) 로서, 약액 노즐 (31), 상측 린스액 노즐 (32) 및 하측 린스액 노즐 (33) 을 예시하고 있다. 그러나, 처리액 노즐 (30) 로서, 약액 노즐 (31), 상측 린스액 노즐 (32) 및 하측 린스액 노즐 (33) 에 더하여, IPA 등의 유기 용제를 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 유기 용제 노즐이 형성되어 있어도 된다. 또한, 약액 노즐 (31) 은, 복수의 약액을 선택적으로 토출하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 파티클 부착수 측정 실험에 있어서 실행한 기판 처리, 즉, 불산, APM, IPA 의 순서로 기판 (W) 의 상면을 처리하는 기판 처리를 실행할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 칸막이판 (104) 이 형성되어 있다. 그러나, 상기 서술한 실시형태와는 달리, 칸막이판 (104) 이 형성되어 있지 않고, 가드 외 공간 (103) 이 상하로 칸막이되어 있지 않은 구성이어도 된다. 이 경우, 배기 접속관 (45) 은, 처리 챔버 (17) 의 측벽 (17B) 으로 개구된다.
또, 도 19A ∼ 도 19D 에 나타내는 통상 가드 (80) 의 가공 방법에서는, 미가공의 통상 가드 (80) 를 사용하고 있다. 그러나, 요철부 (121) 가 이미 형성되어 있는 내주면 (120) 을 갖는 통상 가드 (80) 에, 요철부 (121) 를 추가공 (추가적으로 형성) 할 때에도 도 19A ∼ 도 19D 에 나타내는 가공 방법을 사용할 수 있다.
또, 통상 가드 (80) 의 가공 방법은, 상기 서술한 선반 회전 절삭 가공에 한정되지 않고, 레이저 조사에 의해 통상 가드 (80) 의 내주면 (120) 에 오목부 (130) 를 형성하는 레이저 가공이어도 된다. 또, 금형에 형성된 요철부를 내주면 (120) 에 전사함으로써 내주면 (120) 에 오목부 (130) 를 형성하는 금형 전사 가공이어도 된다.
또, 요철부 (121) 의 치수는, 경사면 (123) 내에 있어서 일정할 필요는 없고, 경사면 (123) 내에 있어서, 요철부 (121) 의 치수 (오목부 (130) 의 폭 (W1) 및 깊이 (De), 그리고, 볼록부 (131) 의 폭 (W2)), 즉 평균 면 조도 Ra 가 서로 상이한 영역이 복수 존재하고 있어도 된다. 마찬가지로, 통상면 (122) 내에 있어서도, 평균 면 조도 Ra 가 서로 상이한 영역이 복수 존재하고 있어도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 복수의 처리 유닛 (5) 이, 복수의 기판 재치부 (6), 인덱서 로봇 (IR), 복수의 주반송 로봇 (CR) 및 컨트롤러 (4) 와 함께, 기판 처리 장치 (1) 에 구비되어 있다. 그러나, 기판 처리 장치는, 단일의 처리 유닛 (5) 에 의해서만 구성되어 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 처리 유닛 (5) 이 기판 처리 장치의 일례여도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는,「따르는」,「수평」,「연직」이라는 표현을 사용하고 있지만, 엄밀하게「따르는」,「수평」,「연직」인 것을 요하지 않는다. 즉, 이들 각 표현은, 제조 정밀도, 설치 정밀도 등의 어긋남을 허용하는 것이다.
이 명세서에 있어서,「∼」또는「-」를 사용하여 수치 범위를 나타낸 경우, 특별히 한정되어 언급되지 않는 한, 이들은 양방의 단점 (端点) 을 포함하고, 단위는 공통된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해 사용된 구체예에 불과하며, 본 발명은 이들 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (11)

  1. 기판을 유지하면서 소정의 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지 부재와,
    상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판에 액체를 공급하는 액체 공급 부재와,
    상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판을 둘러싸는 수지제의 통상 가드를 구비하고,
    상기 통상 가드는, 내주면과, 상기 내주면에 형성된 요철부를 갖고,
    상기 요철부는, 복수의 오목부와, 서로 인접하는 상기 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 볼록부를 갖고,
    상기 오목부가, 상기 회전 유지 부재에 유지되어 있는 기판으로부터 비산하는 액적의 직경보다 작은 폭과, 상기 액적이 복수의 상기 볼록부에 접하는 상태에서 상기 오목부의 바닥부에 상기 액적이 접하지 않는 깊이를 갖고,
    상기 볼록부가, 상기 액적의 직경보다 작고, 또한, 상기 오목부의 폭보다 작은 폭을 갖고,
    상기 요철부의 평균 면 조도가 3.0 이상이고, 또한, 6.0 이하인, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적의 상기 직경은, 상기 회전 유지 부재에 의해 600 rpm 이상 1200 rpm 이하의 회전 속도로 회전되는 기판으로부터 비산하는 액적의 직경인, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 유지 부재의 회전에 의해 상기 액적의 상기 직경은, 1.5 ㎜ 이하인, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 오목부는, 상기 내주면의 둘레 방향을 따르는 복수의 원형상 홈부를 포함하고,
    복수의 상기 원형상 홈부는, 상기 내주면의 중심축선을 따르는 축 방향으로 간격을 두고 상기 내주면에 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    복수의 상기 오목부는, 상기 원형상 홈부와 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 교차 홈부를 포함하고,
    복수의 상기 교차 홈부와 복수의 상기 원형상 홈부에 의해 격자 형상이 형성되는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 통상 가드의 상기 내주면이, 연직 방향으로 연장되는 통상면과, 상기 통상면의 상단에 접속되고 상기 통상면에 대해 경사져 연장되는 경사면을 갖고,
    복수의 상기 오목부가, 상기 경사면에 형성된 복수의 제 1 오목부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    복수의 상기 오목부가, 상기 통상면에 형성된 복수의 제 2 오목부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    복수의 상기 볼록부가, 서로 인접하는 상기 제 1 오목부끼리의 사이에 위치하는 복수의 제 1 볼록부와, 서로 인접하는 상기 제 2 오목부끼리의 사이에 위치하는 제 2 볼록부를 포함하고,
    상기 제 1 볼록부의 폭이, 상기 제 2 볼록부의 폭보다 작은, 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 통상 가드는, 소수성 수지에 의해 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  10. 기판을 액체로 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 유지하면서 소정의 회전축선 둘레로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지 부재를 둘러싸기 위한 수지제의 통상 가드의 가공 방법으로서,
    내주면을 갖는 통상 가드를 준비하는 가드 준비 공정과,
    상기 내주면에 요철부를 형성함으로써, 상기 통상 가드의 상기 내주면을 소수화시키는 소수화 공정를 포함하고,
    상기 요철부의 평균 면 조도가 3.0 이상이고, 또한, 6.0 이하인, 통상 가드의 가공 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소수화 공정이,
    상기 통상 가드를 상기 내주면의 중심축선 둘레로 회전시키면서, 절삭 부재를, 소정의 이송 시간마다 상기 내주면을 따라 소정의 이송 거리 이동시키는 절삭 부재 이동 공정과,
    상기 절삭 부재를 상기 이송 거리만큼 이동시킨 후, 상기 내주면에 대해 상기 절삭 부재를 소정의 압입량만큼 압입하여 상기 내주면을 절삭하여 상기 요철부를 구성하는 원형상 홈부를 형성하는 절삭 공정을 포함하는, 통상 가드의 가공 방법.
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